厚度渐变结构介电性能测试用变间距叉指型相邻电容传感器设计

针对厚度渐变高分子结构介电性能检测问题,设计一种变间距叉指型相邻电容传感器。研究不同叉指个数和极板覆盖率对等间距叉指相邻电容传感器信号强度和穿透深度的影响,确定了单对叉指单元的宽度范围;研究单对叉指单元参数对相邻电容传感器性能的影响,得到单对叉指单元传感器的穿透深度;根据待测结构厚度变化规律,对组成叉指传感器电极的单个叉指单元的宽度和间距进行了优化设计,设计出变间距叉指型相邻电容传感器。仿真和试验结果表明,变间距叉指型相邻电容传感器的信号强度和灵敏度优于等间距传感器,该传感器更适合渐变厚度结构材料的介电性能检测。

基于叉指电容传感器的油品电学参数检测系统设计

食用油关系人们身体健康,现有技术不能实现快速方便检测。提出以新型叉指电容传感器为基础,基于介电常数测量原理,采用电容数字转换芯片AD7746,利用I2C串口协议和微控制器PIC18F452单片机进行通信,实现电容数据的采集和处理,构成一个快捷实时食用油检测系统。首先对常见的食用油进行测量,再依次加地沟油进行测量,最后对不同煎炸时间的食用油测量其中电容变化,得出实验数据。结果发现煎炸时间越长,油中极化分子越多,对健康影响越大。

镓基液态金属柔性叉指阵列电容传感器设计及实验测试

为解决传统叉指电容传感器采用铜和印制电路板打印制备无柔性、难以贴合不平整被测物表面等问题,提出了基于镓基液态金属的柔性叉指阵列电容传感器设计方案。考虑电极层和基板的影响及叉指阵列结构的影响构建传感器数学模型,确定传感器的各项参数。利用镓基液态金属制备柔性叉指阵列传感器,对其进行实验标定和输出特性测试,并将其应用于材料材质识别研究。测试与仿真结果表明,该柔性叉指阵列电容传感器具有良好的柔性、灵敏度和输出特性,具有应用于材料材质识别的应用潜力。

体声波谐振式日盲紫外光传感器研究

提出了一种并联体声波谐振器(BAWR)与Ga_(2)O_(3)基MSM紫外传感器的新型高灵敏度传感器结构,即体声波谐振式日盲紫外光传感器(BAWR-UV Sensor)。设计并制备了MSM Ga_(2)O_(3)紫外传感器和BAWR传感器,将实测的光、暗S参数在仿真软件中封装为S1P数据模型代替MSM等效电路,用MBVD模型代替BAWR等效电路,通过并联两种结构建立了BAWR-UV仿真模型;采用ADS软件仿真了BAWR核心参数对BAWR-UV传感器灵敏度的影响,研究了提高灵敏度的设计方案。仿真结果表明,在0.5~4.5 GHz频率范围内,BAWR-UV的并联Q值越大,阻抗灵敏度越高,同时阻抗灵敏度随频率降低而增大,在并联谐振频率f_(p)=0.533 GHz时获得最佳阻抗灵敏度为100 kΩ/(μW/mm^(2));频率灵敏度随频率的升高而增大,在f_(p)=4.5 GHz时获得最佳频率灵敏度为1.4 MHz/(μW/mm^(2))。最后,开展了高灵敏度日盲紫外传感器的探索。

基于Fick扩散理论的气相腐蚀环境氯离子传感器

根据海洋气相盐雾腐蚀微液膜环境特征,提出了一种基于Fick扩散理论的全固态叉指状氯离子传感器。通过测量电极过渡时间来间接测量微液膜氯离子浓度,并给出了氯离子传感器叉指电极设计规则。该型传感器依次通过溅射、光刻、化学镀膜以及电镀法镀膜等多种工艺制作而成,在0. 1~1 mol/L氯化钠微液膜范围内的校准曲线线性度约为0. 972 5,灵敏度达到2. 38 s1/2/(mol/L),72 h内氯离子浓度测量误差小于4. 2%,呈现良好的稳定性和感知能力。pH值干扰实验结果显示:传感器在pH值2~9范围内测量误差小于7%,表明:该传感器具有较强的抗干扰能力。

人造板胶粘剂现场固化监测系统

介绍了人造板胶粘剂现场固化监测的系统组成,尤其对同面叉指电极电容传感器涉及的边缘电场、电极电容形态参数的计算方法以及测量终端连线方法等进行了分析。利用该介电测量方法可以准确了解人造板胶粘剂在实际热压时的固化开始温度和时间,对改进现有胶粘剂配方、优化热压工艺曲线具有明确的指导作用。

用于地下电缆绝缘状态监测的边缘电场法研究

根据地下电力电缆绝缘状态移动监测对传感器的要求,提出运用边缘电场法进行水树老化检测的方案。针对利用传统叉指型FEF传感器进行水树检测干扰大的问题,设计了新型基于弧形基板的叉指型FEF传感器,采用有限元法建立其数学模型,通过Maxwell有限元分析软件仿真比较两种传感器在绝缘层中的电场分布情况,并分析电极叉指宽度以及间距宽度变化对传感器电场穿透效果的影响。仿真证明了该新型传感器对电缆绝缘层穿透能力强于传统FEF传感器,最终确定了新型传感器设计参数的最优值。

CH32V103微控制器的便携式橡胶老化检测系统

针对传统老化检测技术在工业现场橡胶老化检测中作业成本高、适应性差等问题,设计了一种适用于现场环境的便携式橡胶老化检测系统。系统以CH32V103微控制器为核心,采用叉指电极共面电容传感器检测材料老化状态,检测数据实时显示、本地存储,可导出CSV数据文件并通过蓝牙无线传输。测试结果表明,本系统可有效评估乙丙橡胶材料老化程度,具有良好的应用前景。

油品腐蚀性阻抗谱检测技术及仪器研究

设计了一种金属叉指电容传感器,以腐蚀产物在传感器上沉积对叉指传感器阻抗特性的影响,建立了基于阻抗谱技术的油品腐蚀性能检测技术及仪器。通过对喷气燃料铜片腐蚀试验的应用研究,证明新的检测技术优于目前常规油品腐蚀性能检测方法。