CMOS红外光源的设计与实现

基于红外气体传感器微型化、低成本和低功耗的发展需要,设计了一种用于非色散红外(NDIR)集成气体传感器的互补金属氧化物半导体(CMOS)红外光源。它以非等间隔的蛇形钨(W)薄膜电阻作为加热丝,以二氧化硅(SiO_(2))和氮化硅(Si_(3)N_(4))多层复合介质薄膜为支撑形成悬空膜片式微热板,以氧化铜(CuO)和二氧化锰(MnO_(2))纳米材料复合薄膜作为辐射增强层。基于COMSOL软件进行了热电耦合仿真,证明结构设计合理性。采用标准CMOS工艺、硅(Si)的深刻蚀工艺以及静电流体动力学打印技术流片制造了该CMOS红外光源芯片。性能测试结果表明:该红外光源从室温升温至469℃的热响应时间约为41 ms,电功耗仅为138 mW,辐射区温度分布均匀,引入辐射增强层使表面比辐射率提高约35%,红外光源的辐射功率和红外光谱辐射强度测试结果表明:该涂层有效地增强了红外辐射。

基于传感器阵列解耦合的气体种类识别及浓度检测方法

采用传感器阵列进行气体识别时,某个传感器出现故障将导致整个系统不能使用.受集成学习Bagging方法的启发,提出了传感器阵列解耦合方法.当硫化氢、氨气和丙酮这3种气体在某路传感器数据无法被正常采集的情况下,使用逻辑回归方法作为基分类器仍然能达到100%的气体分类正确率.鉴于良好的分类效果,提出了基于类别先验知识的浓度检测方法.将决策树回归作为基回归模型的传感器阵列解耦合浓度检测方法平均绝对百分比误差为2.28%,结果验证了传感器阵列解耦合方法的可行性.

气压和流速对微热板气体传感器的影响

微热板具有加热功耗低和热电动态响应快的优点 ,是集成气体传感器等微传感器的核心部件。通过实验测定 。

微尺度热传导现象及其研究状况

傅里叶定律是宏观热传导定律,但当研究的导热系统的尺度小于载流子的平均自由程或加热时间小于热栽流子的驰豫时间时,傅里叶定律就不再运用.前者称为空间微尺度效应,后者称为时间微尺度效应.介绍了微尺度热传导现象及其研究状况,给出一些理论分析、实验测试和计算机模拟研究的做法和结果,为进一步开展为尺度热传导研究提供必要的基础知识.

比较法研究微细尺度氮化硅表面自然对流换热

微细尺度的对流换热与常规尺度的有很大不同,采用比较法研究了微细尺度水平氮化硅表面空气自然对流换热的问题。利用标准CMOS工艺和简单的post-CMOS工艺制作出微热板(MHP)测试结构并实验测试,对测试方法的准确性进行了有限元仿真。结果表明:面积为43.5 mm×43.5 mm的水平氮化硅表面的自然对流的传热热导为2.63×10^(-5)W/K,由此计算出的自然对流系数高达1.39×10~4W/(m^2·K),远远高于常规尺度下空气自然对流系数。

纳米尺度水薄膜液-气相变分子动力学模拟

采用分子动力学模拟,研究了纳米尺度水薄膜厚度和系统温度对液-气相变蒸发率的影响.模拟了水薄膜厚度为2nm时,温度（375～425K）对相变蒸发率的影响;同时模拟了温度400K条件下,水薄膜厚度（2、3、4nm）对相变蒸发率的影响.结果表明：相同水薄膜厚度下蒸发率随着温度的升高而增大,相同温度下蒸发率随水薄膜厚度的增大而增大,蒸发率随时间呈指数形式递减.相关结果可为微热管及其他依靠内部液体相变传热的散热器件设计提供参考.

双闭环控制感应加热电源设计与仿真分析

针对目前20kHz/10kW感应加热电源开关功耗大的缺点,提出了一种基于DSP的容性移相PWM和PFM控制的设计方案。确定以全桥IGBT逆变为主拓扑电路,采用PID和DPLL相结合的双闭环控制策略,对系统进行SIMULINK平台仿真建模。在开环和闭环条件下对仿真结果进行对比分析,实现了负载频率自动跟踪和功率闭环控制。仿真系统到达恒定功率输出的时间为0.2ms,功率因数近似为1,且无周期跳变的现象。改善系统动态特性和稳定控制的同时,验证了该方案的可行性和有效性。

基于链路性能分析的网络安全态势评估

针对网络安全态势评估的融合特性和现有层次化态势评估方法存在对未知攻击感知不足的问题,提出融合链路安全态势值来计算网络安全态势值的方法。借助网络性能分析的相关理论,提出了基于链路性能分析的网络安全态势评估模型。在态势值计算过程中,首先计算不同时段各链路的安全态势值,并把结果以矩阵形式表现出来;然后,将各链路安全态势值进行加权融合,得到不同时段的网络安全态势值,并以向量形式表示。实验结果证明,所提方法能够反映网络局部和整体的安全状况变化,并且对未知攻击具有良好的感知能力,给网络安全管理带来了方便。

MEMS中薄膜热物性测试方法研究

介绍关于薄膜热物性的测试方法 ,分析了各种方法的适用条件 ,并对一些方法所得的薄膜热物性作了汇总比较 。

二氧化硅薄膜比热容分子动力学模拟

针对纳米量级薄膜比热容测定的困难,根据实验值建立了SiO2(100)薄膜物理模型.选取可靠的势能函数描述了分子间的相互作用,采用分子动力学模拟了它的比热容变化规律,在100～600K下给出了厚度在1～5nm的薄膜比热容对温度和厚度的依赖关系.计算结果表明,SiO2薄膜在300K下比热容明显低于相同条件下常规体材料的比热容,且随薄膜厚度的增加而增大;随温度升高,比热容变大,这同体材料是一致的.模拟结果揭示了SiO2薄膜比热容的微尺度效应,与理论分析基本吻合,可为半导体微器件的设计提供资料.

基于决策树的IDS报警数据融合技术研究

针对当前多个IDS的相互协作带来的海量报警数据,提出一种基于决策树的IDS报警数据融合技术,介绍决策树及其构造算法ID3,并利用决策树改进IDS报警数据融合中的属性匹配融合技术,提高了融合效率,融合后的报警数据降低了漏警率。实验证明了该方法的有效性。

创新乡村规划中的土地管理促进美丽乡村建设

目前,乡村规划建设管理取得了一定成效,但在乡村规划和美丽乡村建设中仍然存在一些比较突出的问题。随着我国经济社会的快速发展和全面深化改革的不断深入,本文就新形势下乡村规划建设中土地管理问题的深刻反思,提出解决问题措施,切实加强和创新乡村规划中的土地管理,促进美丽乡村建设。一、当前存在的问题及其原因（一）乡村规划中的土地问题——落地难乡村规划的严谨性较差,创新意识不强。

以人为本的城乡规划中对幼儿园需求的反思

新常态下，为加快城乡发展一体化进程，推进“以人为本”的国家新型城镇化战略，在城乡规划中从幼儿园的规划、建设、管理方面来积极探索解决幼儿园的需求很有必要。

无锡农村老水井结构改建的卫生学评价

目的了解农村饮水卫生质量和水井结构对水质量影响情况。方法选择无锡某一自然村老水井和用浅式漏斗替代老井旁窨阱及阴沟的新井,作2种井水水质的比较。结果水井改进后水质指标硝酸盐氮、氯化物、粪大肠菌群平均值明显好转,耗氧量、氨氮、亚硝酸盐氮平均值有好转。结论水井结构改进后水质卫生质量有明显提高。

大力实施乡村振兴战略 切实加强和创新区县乡村规划管理

习近平总书记在党的十九大报告中提出'实施乡村振兴战略',并以'产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕'为总体要求,为认真贯彻落实十九大精神,大力实施乡村振兴战略,切实加强和创新区县乡村规划管理需要注意以下几点。一、深刻领会精神,提高乡村规划站位农业农村农民问题是关系国计民生的根本性问题,必须始终把解决好'三农'问题作为全党工作重中之重。要坚持农业农村优先发展,按照'产业兴旺、

基于交流量热法的薄膜热扩散率自动测试系统的研究

设计并组建了一套基于交流量热法的薄膜热扩散率的自动测试系统,实现了薄膜热扩散率的自动化测量。该系统以PC机为主控机,利用串口与运动控制卡通信,控制压电陶瓷超声电机实现采样点的精确定位,通过GPIB总线控制锁相放大器,采集位于待测薄膜表面上的微热电偶的温度响应信号。由温度信号的幅值与采样距离的关系得到薄膜的热扩散率。讨论了该系统的软硬件组成、测试原理及功能特性,并给出了系统软件的工作界面和测试数据。

用于苹果品质监测的多温度扫描电子鼻系统

基于互补金属氧化物半导体(CMOS)集成微气体传感器阵列芯片开发了一种用于苹果品质监测的便携式电子鼻系统。使用2 mm×2 mm芯片上集成的4只可独立控温的半导体气体传感器,对品质良好、有瑕疵以及两者混合的苹果样本进行了气体检测。通过在传感器气敏性能良好的150~350℃温区内以50℃为步长进行温度扫描,构成虚拟传感器阵列。对其在不同温度稳态条件下提取的特征混合样本,进行了显著性分析,从而筛选出了不同气氛显著性差异大的4个温度特征样本。对该样本采用线性判别分析(LDA)算法降维,然后采用K最近邻(KNN)算法对苹果样品进行分类。结果表明:所提出的多温度稳态特征混合方法的最高分类准确率为98.3%,与单一和非稳态温度结果相比得到了大幅提升。

赤铁矿(100)表面的甲醛吸附特性的反应分子动力学模拟

为了研究α-Fe_(2)O_(3)(100)表面对甲醛的传感机理以及影响因素,利用Materials Studio软件构建了气体吸附的三维微观模型,使用基于ReaxFF力场的分子动力学方法对气体吸附进行仿真,研究了在300~700 K温度范围内单独甲醛以及甲醛与氧气、水、氢气的四元混合气体在α-Fe_(2)O_(3)(100)表面的吸附情况。结果表明,氧气对甲醛在氧化铁表面上的吸附没有明显影响;在四元混合气体中,甲醛最容易吸附在氧化铁(100)表面,其次是水,然后是氢气,最后是氧气,并且高温下氧气几乎不吸附;水分子在氧化铁表面与甲醛之间的化学反应中起重要作用。

微热板阵列的热干扰

针对微热板阵列建立了热路模型,并对热干扰进行分析.结果表明,由于微热板悬空结构的热阻比硅芯片的热阻高3个数量级,因此微热板阵列芯片的热干扰温度取决于封装对环境的热阻,而芯片上器件的间距对热干扰温度的影响可以忽略.研制了3种布局、TO5和DIP16两种封装形式的微热板阵列,并对阵列中的热干扰问题进行了实验测试.测试数据验证了热路模型的结论.因此,减小微热板阵列或集成芯片的热干扰的关键在于,尽可能增大微热板悬空结构的热阻以及选用热阻小的封装形式.

铜/石墨烯柱结构热导的分子动力学研究

近年来,散热已经成为电子器件的一个重要课题,其中热界面材料受到人们的广泛重视。为了进一步改进热界面材料的性能,采用分子动力学方法计算了碳纳米管与石墨烯复合结构——石墨烯柱的热学特性。结果表明,结构的热学性能可以通过石墨烯层间的纳米管数目加以调节,随着纳米管数目的增多,结构的热导增加并逐渐达到一个饱和值,该值比石墨烯结构的热导大了约50%。这个结果为热界面材料的进一步优化提供了重要的参考。