基于压电筒状叠堆的无线金属腐蚀探针设计及性能研究

基于压电筒状叠堆和压电阻抗技术提出了一种由压电筒状叠堆和金属杆组成的新型金属腐蚀探针。建立了多层结构探针纵向振动的传递矩阵模型,导出了电学阻抗方程,求得了第一阶谐振频率和反谐振频率,并与已有文献的特例结果进行了对比,验证了理论求解的正确性。此外,采用理论分析、人造定量腐蚀试验、温度敏感试验、加速腐蚀试验和无线阻抗测试试验系统地研究了探针的性能。研究结果表明:探针的第一阶谐振频率和反谐振频率随着杆长减小而增大,随着腐蚀天数的增加而增大,随着温度的增大而减小;无线阻抗系统测量的阻抗谱与传统阻抗分析仪的测量结果一致性较好。研究成果为开发无线定量测量的新型金属腐蚀探针提供重要参考。

电路探针测量污泥液膜厚度方法验证及应用

黏附性是污泥的主要特征之一,对污泥处理处置过程有重要影响,而污泥表面液膜厚度是影响污泥黏附性的重要指标之一。本文提出了一种电路探针测量污泥液膜厚度的方法。首先,通过纯活性氧化铝验证了方法的可行性;然后进行了污泥液膜测量参数优化,包括测量电压、泥饼面积和厚度等;最后,将优化的方法应用于污泥电渗阴极液膜厚度测量,研究了污泥含水率、电渗电压和电渗时间对污泥阴极液膜厚度的影响。结果表明,污泥液膜最佳测量电压为3V,最佳泥饼面积为50mm×50mm,最佳泥饼厚度为5mm。在60%~80%(质量分数)含水率范围内,含水率对阴极液膜厚度影响较小,但对电渗电压和电渗时间影响显著,不同含水率下,阴极液膜均在30V的电渗电压和15s的电渗时间下达到最大。不同电渗工况下的液膜厚度均值在0.152~0.531mm范围内浮动。

镁合金中的MgO夹杂物及熔剂精炼过程的研究

采用扫描电镜及电子探针对镁合金中单颗粒夹杂物进行了成分分析。结果表明:在MgO夹杂物内部,各处的成分并不均一,且夹杂物伴随着气孔产生。研究推导了单个夹杂物颗粒被熔剂裹覆后在镁合金液中的沉降速度表达式,得出了熔剂粘附层厚度与夹杂物沉降速度之间的关系,计算了夹杂物在镁合金液中的沉降速度,测定了精炼熔剂在试块上的粘附层厚度。通过对熔剂夹杂物成分的检测分析,证实了熔剂在精炼除渣过程中的作用。

微型电光探针的研制

介绍了用湿法化学腐蚀的方法制备GaAs晶体微型电光探针 .用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了探针形貌 .微探针为金字塔形 ,底座是边长为 2 0 μm的正方形 ,尖端尺寸在 2 μm左右 .侧面比较光滑 ,棱角分明 .微型电光探针整体尺寸很小 ,在外电光检测系统中可以显著降低对被测电场的影响 ,从而提高测量精度 .

萃取分离和电子探针结合分析多元弥散相

针对多元多相弥散析出微粒,提出了萃取分离和电子探针结合的分析技术,以克服传统单一测试方法的局限,成功实测了几种新钢种的弥散析出相。以模具钢(5CrNiMoVSi)为例介绍该方法的原理和程序。该方法对与基体含量悬殊的多元微细相的定性定量分析具有普遍意义。

绝缘子表面电场及电荷的测量

绝缘子表面电荷积聚及其引起的表面电场分布畸变是导致绝缘子表面闪络电压低的主要原因。对绝缘子表面电场及电荷分布进行测量有助于正确地设计绝缘子。为此,在阅读大量相关文献及进行技术调研的基础上,结合作者目前正在进行的研究,对绝缘子表面电场及电荷的测量技术进行了综述。首先简要分析了绝缘子表面电荷的来源(场致发射、局部放电、固体介质夹层极化、电导率分布不均匀或非线性、表面金属微粒等),然后详细介绍了几种绝缘子表面电荷及电场的测量技术,包括静电探头法(有源静电探头和无源静电探头)、粉尘图法、电光法(克尔效应和普克尔斯效应),最后分析了这几种方法的优缺点。

基于NEMS技术的硅基纳机电探针阵列器件研究

进行一种用于高密度存储的硅基纳机电探针阵列器件研究。并采用理论计算和有限元模拟相结合方法对器件进行了设计;使用先进的微纳加工工艺技术将压阻敏感器和电阻加热器集成到超薄悬臂梁—针尖结构纳机电探针阵列器件上,实现器件制作;随后,进行器件电热特性及其敏感特性测试,测试结果与模拟结果相吻合;借助于原子力学显微镜在聚合物有机薄膜上实现了数据写入,优化写入条件后,数据记录面密度达31.6 GB/in2。

双电测组合法测试半导体电阻率的研究

对双电测组合四探针法测试方块电阻 (Rs)和体电阻率 ( ρ)进行了研究 ,从理论和实践上揭示三种组合模式的共同优点 :测量结果与探针间距无关 ,可使用不等距探针头 ;具有自动修正边界影响的功能 ,不必寻找修正因子 ;不移动探针头即可得知均匀性 .推导出用于体电阻率时的厚度函数 .论述了Rs、ρ、大小样片及边界附近的测试原理 ,给出了Rs 和 ρ的计算公式 .

电子探针波谱仪计算机控制系统的硬件设计

对大型分析仪器——电子探针的组成、基本分析原理以及仪器的改进方法和电子探针波谱仪计算机控制系统的开发背景与波谱仪控制系统组成介绍的基础上,提出了利用单片机结合CPLD器件完成波谱仪计算机控制系统的硬件设计思路,得出了仿真结果。

探测光波长对太赫兹波电光取样探测技术的影响(英文)

由于太赫兹波电光取样探测技术中电光晶体存在的色散关系,探测光的波长会直接影响到电光取样的探测带宽和效率.由于该色散关系的存在,不同的电光晶体在电光取样中响应函数不同.本文研究了两种典型的电光晶体-碲化锌和磷化镓晶体的响应函数,发现在选取的四种探测激光波长内(600 nm、800 nm、1200 nm、1600 nm),800 nm的探测激光更合适碲化锌晶体,1200 nm的激光更合适磷化镓晶体.对于不同厚度的晶体,存在一个最优化的探测激光波长,使得该晶体的电光响应函数有最宽的带宽.

小型自感应原子力显微镜测头及其标定

设计了一种小型轻敲式自感应原子力显微镜(AFM)测头以实现微/纳尺度下的几何量测量.轻敲式测头采用石英音叉式自感应探针,通过自身的电信号输出检测悬臂梁的振幅变化,无需额外的光学传感器.设计了测头的微弱自感应信号放大电路,并补偿音叉寄生电容对测量的干扰.机械结构紧凑便于将测头固定于光学显微镜下观察测量情况,同时屏蔽外界的干扰.利用显微激光多普勒测振系统,标定了测头机电耦合系数为145 nm/V,由此可以计算测头工作频率下悬臂梁的振幅.搭建了以纳米测量机(NMM)为高精度定位平台的测试系统,利用该系统对测头进行进/退针实验,标定测头的灵敏度为0.47 nm/mV,NMM内置的干涉仪保证标定直接溯源至"米"定义.实验表明测头的非线性误差小于1%,测量范围在百纳米级.

电磁波层析成像反演射线路径的探讨

在电磁波CT测试中,发射、接收探头间的电磁波射线发射点、接收点位置决定反演后成果数据记录点的位置。为了确定电磁波仪发射、接收探头记录点位置,对探头分别进行钢管屏蔽实验,实验表明电磁波仪工作时电磁波能量主要集中在两探头的馈电点及天线末端间近似于平行四边形的区域内,不宜直接地简化为一条直线,将平行四边形区域简化为4条线段进行电磁波层析成像反演计算更符合实际情况。在此基础上,提出对电磁波CT数据采取4条射线路径单独反演后,再将4个结果按综合平均的方法进行处理。将此种处理方法应用于武汉地铁岩溶勘察数据处理中,并与目前基于1条射线的反演处理方法进行对比、验证。对比剖面反演数据结果表明,在采用同一反演软件条件下4条射线路径综合反演法精度优于1条射线反演法。

腐蚀监测技术在镇海炼化公司的应用

镇海炼化公司从 1996年开始进行装置定点测厚的研究与试验工作 ,目前定点测厚已在Ⅰ套常减压、Ⅱ套常减压、重油催化裂化、延迟焦化、氨精制等装置得到应用。腐蚀监测技术除定点测厚之外 ,电化学测量方法、电阻探针和电感探针法均是行之有效的方法。特别是电感探针腐蚀监测系统 ,由于实现了连续监测和具有响应时间短、分辨率高的特点 ,近年来在腐蚀监测中开始得到推广。文章对几种腐蚀监测方法的优缺点进行了比较。

半导体激光器列阵有源区电场随电流变化的定点测量

采用连续波电光检测法,对GaAs/GaAlAs双异质结激光器列阵有源区进行定点测量,实验结果反映了发光区内及发光区外电场随电流变化的不同规律。文中对实验结果给出了合理解释。

基于虚拟仪器的薄膜电阻率测量系统设计

基于虚拟仪器技术及Rymaszewski四探针双电测组合法设计了薄膜电阻率自动化测量系统.在虚拟仪器软件LabVIEW和数字量输出模块NI 9401的控制下,利用基于CD4052芯片的接口电路实现电流探针、电压探针的自动切换,并通过LabVIEW程序控制Keithley 2400数字源表实现两次电压测量;同时根据两次电压测量结果由LabVIEW程序完成范德堡修正因子和方块电阻的计算;最终实现薄膜电阻率自动测量、记录和显示.试验结果表明,所设计的自动测量系统不仅可以满足多种薄膜电阻率测量要求,而且提高了测量精度和自动化程度,同时精简了薄膜电阻率测量过程.

带双负载环形天线的集成光波导磁场探测器

针对电磁兼容测试中对磁场探测的需要,提出一种新型的集成光学磁场探测器,它的探测头是由LiNbO3光波导调制器和双负载环天线构成的。由于电磁感应和电光效应,通过探测输出光强便可得知磁场的相关信息。与传统的磁场探测器相比,它具有体积小,对被测场干扰小的特点,并且能够有效抑制电场的影响,提高了探测准确性。通过设计探测头,得到了满足探测要求的光波导磁场探测器,并对该结构进行了仿真,仿真结果与此前的分析吻合,证实了探测器的设计是合理的。

采用RLC激励的EMAT圆柱探头设计参数分析

电磁超声换能器(EMAT)的线圈探头是激发和接收检测信号的传感器,为获得满足检测需要的具有一定频率和幅值的超声信号,需要对线圈探头进行合理的结构设计,以提高检测效率。在介绍RLC脉冲激励源原理的基础上,提出了空心圆柱线圈探头,并针对探头在激励和换能过程中的双重作用,详细分析了线圈探头的各种参数对激励信号源和检测效能的影响,为采用RLC脉冲放电激励的线圈探头设计提供了理论和实际指导。依据分析结果,设计了探头线圈和实验检测系统,证明了理论分析的正确性。

镍基合金——碳化铬复合涂层材料界面扩散研究

对真空熔烧法制作的镍基合金——碳化铬复合涂层界面两侧合金元素的扩散问题，提出了电子探针与最小二乘法相结合的研究方法．结果证明，界面扩散是决定复合材料界面结合状况的关键．

GaAs高速集成电路内部动态特性直接电光采样检测

研制成功GaAs高速集成电路直接电光采样测试系统.采用共轴反射式光路,对样品进行背面直接采样.用研制的微波探针在片驱动GaAs高速数字集成电路管芯,使之处于正常工作状态.测试系统的时间分辨率高于20ps,空间分辨率为3μm.利用该系统在片检测了GaAs高速数字集成电路动态分频器内部的高速电信号.

集成光学电场探头测量HEMP的系统误差分析

讨论了集成光学电场探头测量高空电磁脉冲(HEMP)的系统误差。根据探测器传输函数和HEMP的表达式得出了误差方程。并通过对HEMP表达式的特征分析,对误差方程进行了简化。通过方程的求解,分析了探测器和HEMP波形的各项参数对测量结果的影响。结果表明:误差随着双指数波幅值、半宽/前沿和探测器工作点漂移的增大而增大;探测器的5%和10%系统测量误差对应的最大测量幅值分别为半波电场的0.165倍和0.23倍。该结论可为此类探测器的使用提供参考。