应用于液体安全性检测的电容层析传感器设计

提出了一种以非接触的方式探测可燃、易爆物质的传感器设计方案.根据测量传感器电极间有无物质时的电容值差确定物质电介质常数,设计了用以实现这种测量的传感器的结构、尺寸以及电极分布.分析和比较了传感器特性,并用计算机软件模拟了两种不同的传感器性能.采用阻抗分析仪测得多组数据进行分析、比对.实验结果表明电容层析电容的断层扫描传感器测量液体特性分辨率和灵敏度比平面板电容整列传感器高,为今后的密闭容器液体成像后的图像重组奠定了基础.

一种绝缘体表液体自动测试系统

提出一种绝缘体表液体自动测试系统的设计方案,在保证系统测试性能的同时能够大幅降低设计成本。通过对系统数据采集数据转换,以及系统控制部分的工作与设计原理的分析,设计三种相邻电容传感器,讨论分析传感器设计关键参数,并给出了最终设计参数;简单解释了测量数据转换部分和控制部分的系统设计思想。实验部分采用有限元仿真技术模拟了电容传感器的性能;通过阻抗分析仪对测得的数据进行分析、比对、讨论了测量噪声对系统检测的影响,并提出解决方法;实验结果表明,电容探测传感技术应用于绝缘体表液体自动测试系统中的可行性与重要性,设计的系统硬件部分能够实现自动探测分级报警功能。

平面纳米自开关器件灵敏度的研究

运用二维系宗蒙特卡罗方法,模拟了平面纳米自开关器件的工作特性。结果表明,平面纳米自开关器件在加正向电压时是导通的,加负电压时是关闭的。但是在负偏压情况下并不是完全没有电流通过而是存在一不随电压变化的恒定漏电流。这使得电流电压关系曲线在零电压附近具有很强的非线性特性,因此可以把该器件运用于电磁波探测。通过多项式拟合方法获得了电流电压关系曲线的解析表达式,从而求得该器件的灵敏度。进一步分析表明通过改变表面态密度能够改变漏电流的大小,而小的漏电流有利于获得高的灵敏度。

基于Ratchet效应的平面纳米二极管

采用二维系综蒙特卡罗方法对平面纳米结构的电响应特性进行了详细地研究。计算结果表明纳米结构加工过程所带来的表面电荷能够用来改变纳米沟道中的电场分布,从而使得纳米沟道中的电势分布呈现出空间不对称。由于Ratchet效应,此时通过纳米沟道的电子输运将体现出方向性,这使得该器件具有类似于二极管的电流电压特性曲线。通过优化结构,还可以获得开启电压为零的器件。由于该器件为纳米量级,因此具有很快的响应速度。模拟结果表明在亚太赫兹波段,该器件有不为零的整流信号输出。