一、极低压强传感器的设计和研制（论文文献综述）
刘志伟[1]（2021）在《近海底二氧化碳中红外原位探测系统的研制及应用》文中进行了进一步梳理本论文选题来源于国家重点研发计划项目:《近海底高精度水合物探测技术》（编号:2016YFC0303900）。海水溶解二氧化碳（CO2）是地球碳循环的主要载体之一,由于时刻同大气进行着交换作用,因此与全球气候、环境状况息息相关;另外,海水中CO2的含量及碳同位素特征分布信息,对于海洋生物和化学过程的探究有着重要的指导意义,可促进海洋生态环境监测、海底沉积资源勘探等科学领域的快速发展。随着近年来人们对海洋探索的不断深入,基于地球化学手段进行海水溶解气体的原位定量探测,逐步成为海洋科学中一个重点突破方向,相关探测技术需要具有高精度、多分析参量、快速响应、长时间持续测量等特点,并可逐渐适应近海底深水区的应用场景。可调谐半导体激光吸收光谱（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS）技术是目前发展较为成熟的痕量气体检测方法,相比于现有的海水溶解气体原位探测技术,具有系统结构简单、选择性好、响应速度快等优势,同时采用中红外波段的分子吸收谱线可以达到ppbv（parts per billion in volume,十亿分之一体积分数）量级的超高测量精度。结合高效率气液分离装置,基于TDLAS技术的气体检测仪器有着较大的深海气体原位探测应用潜力。面向近海底CO2气体含量及碳同位素丰度(δ13CO2)的高精度原位测量,本论文研制了高分子脱气膜辅助下的中红外激光波长调制光谱（Wavelength Modulation Spectroscopy,WMS）气体传感系统,研究工作在海洋地球化学分析领域具有十分重大的意义。针对仪器在深海环境下应用所面临的关键问题,对传感系统进行了详细的技术研究与优化。基于4319 nm附近的CO2同位素分子吸收谱线组,使用带间级联激光器（Interband cascade laser,ICL）作为激光源,结合多次反射型吸收池（Multi-pass cell,MPC）,设计了体积最小化的紧凑型自由空间激光光路结构,解决了大气中高浓度的CO2背景吸收的影响,使系统得以小型化集成,且检测过程对外界气体环境的干扰免疫;研制了基于脱气膜装置的水中溶解气体采样分析系统,能够高精度实时控制气体分析环境的温度和压强;针对不同待测气源的气量条件,提出了双模式气体吸收池低压调控机制,提高系统在不同环境下的应用能力;设定吸收池检测压强为40 Torr,从而独立提取不同的分子谱线;基于数字信号处理器（Digital signal processor,DSP）研制了小型化、低功耗的系统主控电路,以其为系统控制核心,提出了用于宽动态范围CO2浓度测量和δ13CO2同步分析的多谱线复用光谱信号处理方案;设计了系统在水下的自动工作流程和控制程序,开发了Lab VIEW甲板上位机数据监测及仪器控制平台,并制定了仪器与上位机之间的RS-485远距离通信协议;面向深海实际应用,先后设计并集成了两代传感器样机,通过精密的机械设计,第二代海试样机实现了内部空间的最大利用率,所集成长方体仪器的外形尺寸为836×175×150 mm3。基于多谱线复用方案,所研制传感器的准确CO2浓度测量区间为0～500 ppmv（parts per million in volume,百万分之一体积分数）。在2 s的原始数据输出间隔条件下,其探测下限达到0.72 ppbv,接近TDLAS技术的光谱检测极限精度。在50～400 ppmv的CO2浓度范围内,可进行较为准确的δ13CO2分析,对于不同的样品浓度,δ13CO2的检测灵敏度有所差异,经实验表征,仪器最佳的δ13CO2分析灵敏度在50 s的平均时间条件下为0.769‰。通过对气体采样分析系统参数的优化,动态气流分析模式与脉冲式进样的静态气体分析模式的响应时间均不足1min,分别为30 s、47.5 s。所提出的静态气体分析模式不仅使传感器在气量不充足的情况下仍能正常工作,还可进一步扩大传感器的CO2浓度测量范围,并且测量范围可以通过自主开发的软件程序自动调整。通过科考船拖曳的方式,集成的传感器样机在中国南海神狐海域进行了实地应用试验,试验环境为2000 m深的近海底,主要面向海底天然气水合物矿产资源的勘探。传感器在下潜阶段实时测量了海水溶解CO2的浓度及δ13CO2值。在试验的全过程中,传感器工作状态良好并实时上传了测量数据。这也是中红外TDLAS气体传感技术首次在深海原位气体探测上的成功应用。与现有的国外相关商用仪器对比,所研制的CO2传感器在多项重要性能指标上处于先进水平,表明了仪器高精度、快速响应、多分析参量的海洋溶解气体原位探测能力,展示了该项研究不同寻常的发展前景。本论文工作的创新点在于:1、为了减小仪器体积、实现近海底深海探测应用,研制了ICL专用的多自由度精密光学调整架,设计了基于中红外ICL光源的紧凑型直线式光路结构,最大程度地简化了光学系统结构,同时提升了机械稳定性,实现了仪器的小型化集成。2、为了避免空间光路中常压大气高浓度的CO2气体对低压气室内极低浓度CO2样品检测存在的干扰,提出了强大气背景吸收下优化波长调制深度的方法,通过多项式拟合提取并扣除了二次谐波（2f）光谱信号中的背景谐波成分,提高了检测精度。3、针对深海环境不同气液分离效率和溶解气量可能造成的气体样品量不足的问题,提出了双模式气体吸收池低压调控机制,在传统PID（Proportional-Integral-Derivative,比例-积分-微分）动态压力控制模式的基础上,设计了新型脉冲式进样的静态气体分析模式,可以适应微小气量的气源条件;同时,通过引入载气增加了浓度检测范围,扩展了量程。4、研制了用于深海溶解气体原位探测的传感系统,达到ppbv量级的CO2浓度探测下限和小于1‰的δ13CO2分析精度,同国际上现有的海水溶解CO2探测仪器相比,该指标处于先进水平;利用该仪器在中国南海神狐海域开展了2000m深海的应用试验,这是中红外TDLAS气体传感器首次应用于深海原位气体探测。
张天羽[2]（2021）在《近红外甲烷同位素传感系统的研制》文中进行了进一步梳理甲烷作为主要的绿色能源,在人类生产和生活中的地位愈发突显,正逐步削减传统化石能源的占比。同时甲烷作为易爆易燃的有害气体,也带来了一些生产安全事故、环境污染和全球气候变暖等问题,因此对甲烷气体浓度进行实时在线精确的检测就显得尤为重要。除此以外,甲烷碳同位素丰度在煤层成因分析、人体健康监测和能源开采方面也具有普遍的应用,所以本论文基于红外激光吸收光谱原理,研发了一款近红外甲烷同位素传感器,实现了对甲烷浓度及其碳同位素丰度的实时在线检测。本论文首先根据同位素吸收线的选取原则,对甲烷同位素吸收线进行选取,然后给出了传感器系统的整体结构,包括光学部分、电学部分和气路部分,并根据所选吸收线的波长范围,确定了激光器的工作电流范围和工作温度。随后设计了传感器的硬件部分,包括压力控制模块和辅助气体预处理模块,给出了压力控制模块的总体结构及各部件的性能参数,重点设计了控制电路板三个子电路（主控电路、采集执行电路、电源电路）,并详细说明了其工作原理。同时还设计了两款辅助气体预处理模块,分别为气液分离模块和除尘除湿模块。最后设计了传感器的软件部分,包括上位机监控处理平台和压力控制电路软件,详尽介绍了上位机监控处理平台四个子模块（采集卡控制模块、信号发生模块、信号处理模块、监控显示模块）的软件流程和实现程序,重点阐明了所采用线性回归算法的工作原理。同时对压力控制软件的三个子程序（初始化程序、ADC采集程序、PID动态调节程序）进行了编写。在完成对传感器的设计集成后,使用5000 ppmv标准甲烷气体对传感器的检测性能进行了测试。为了验证所采用线性回归算法的优势,引入传统的吸光度峰值比法进行对比。使用线性回归算法得到的连续30分钟12CH4和13CH4浓度的均值分别为4975.49 ppmv和51.63 ppmv,标准差（1σ）分别为17.7 ppmv和0.11ppmv。对于碳同位素丰度,使用线性回归算法得到的连续30分钟均值和标准差（1σ）分别为-46.52‰和3.67‰,而使用吸光度峰值比法得到的结果分别为16.33‰和9.62‰,线性回归算法得到的结果与自然理论值更吻合,并且稳定性更高,证明线性回归算法具有优势。同时使用Allan方差计算得到传感器同位素丰度的理论检测下限为0.91‰。最后对压力控制模块的性能进行了测试,稳定时间大约为282 s,250 s压强均值和标准差（1σ）分别为100.04 Torr和0.14 Torr。实验证明所研发的近红外甲烷同位素传感器具有实用性,可结合辅助气体预处理模块开展现场应用。本论文主要创新点:针对甲烷浓度及其碳同位素丰度同时检测的需求,研发了一款基于红外激光吸收光谱法的甲烷同位素传感器;采用线性回归算法提高了检测结果的准确度和稳定度;自主开发了压力控制模块,实现了气体压强控制;设计了传感器上位机监控处理平台。
冯曙光[3]（2021）在《MPCVD法制备金刚石膜及其表面处理工艺研究》文中研究说明金刚石具有优异的光学、力学、热学、电学性能,是一种典型的多功能材料,在航空航天、能源、精密加工等高新技术领域有着极佳的应用前景。然而,天然金刚石非常稀有且价格昂贵,多用于首饰等奢侈品消费领域。高温高压法制备的金刚石多为颗粒状,缺陷及杂质较多,多用于磨削领域,极大地限制了金刚石在高新技术领域的应用。而化学气相沉积（CVD）法可实现在较低的生产成本下制备出大尺寸高品质金刚膜,引起了各个国家的高度重视。微波等离子体化学气相沉积法（Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition,MPCVD）凭借能量密度大、无电极污染等优势,成为制备高品质金刚石膜的首选方法。本论文采用自主研制的MPCVD装备,探究了衬底温度、工作压强、碳浓度等工艺参数对金刚石成膜过程的影响,获得微米级金刚石膜的最优生长工艺,形成了适合本台设备的高品质金刚石膜制备工艺;采用高温氧化法对金刚石膜进行表面改性,探究出样品表面终端结构及微观形貌对亲疏水性的影响;基于金属活性催化原理,利用氢、氩等离子球对金刚石膜刻蚀,成功制备出多孔金刚石膜,并分析了多孔金刚石膜的形成机理。采用3 k W/2450MHz微波等离子体化学气相沉积系统,以单因素实验法研究了衬底温度、工作压强和甲烷浓度对金刚石膜生长速率和质量的影响。结果表明:金刚石膜的生长速率与衬底温度、工作压强、甲烷浓度呈正相关;衬底温度和工作压强两个工艺参数对金刚石膜品质的影响存在最佳临界值,甲烷浓度升高不利于制备高品质金刚石膜。综合考虑微米级金刚石膜的品质和生长速率,最优制备工艺为:衬底温度850℃,工作压强14 k Pa,甲烷浓度2.5%,在此条件下金刚石膜生长速率为1.706 um/h,金刚石相含量为87.92%。采用高温氧化法对微米级金刚石膜进行表面改性处理,结果表明:高温氧化可明显改变金刚石膜表面的终端结构及微观形貌,这些因素的改变导致样品的亲疏水性发生显着变化,在400℃、500℃、600℃的条件下,对样品处理20 min,样品接触角从96°降低到29°,表现出明显的亲水性。采用等离子体金属催化法成功制备出多孔金刚石膜,结果表明:刻蚀温度低于600℃时,对金刚石膜的刻蚀作用较弱,表面无孔形成;刻蚀温度高于700℃时,对金刚石膜的刻蚀作用较强,处理适宜的时间,可制备出多孔金刚石膜。但是孔隙密度并不与刻蚀时间呈正相关,而是随刻蚀时间的增加,先增加后减小。
王宁宁[4]（2021）在《磁流变液传动系统动力传递机理研究》文中研究表明磁流变液是一种新型的固-液两相智能材料,其工作机理受外加磁场控制和调节。磁流变传动是以磁流变液为动力和运动传递介质的一种新型传动技术,具有响应迅速可逆、控制简单、低能耗和抗干扰能力强等优点,在机电设备软启动、软制动、无级调速和过载保护等方面具有广泛的应用前景。针对磁流变液传动系统动力传递机理尚不清晰的问题,本文在以下几个方面开展了深入研究。研究了磁流变效应的作用机理,获取了磁场强度对磁流变效应的影响特征;分析了磁流变液的选材原则以及不同属性材料对磁流变液性能的影响特性,研究了磁流变液制备方法,制备出五种包含纳米Fe3O4球形导磁颗粒添加物的高性能磁流变液,并通过实验研究确定了磁流变液综合性能最佳时纳米Fe3O4球形导磁颗粒添加物的质量分数。通过理论分析获取了软磁性颗粒在磁场作用下所受的作用力以及软磁性颗粒体系所具有的能量,建立了软磁性颗粒的运动方程和软磁性颗粒体系的能量方程;研究了磁流变液微观结构演变特性的三维数值模拟策略和模拟加速方法,并分别对大颗粒数量磁流变液在不同磁感应强度下的微观结构演变特性进行了三维数值模拟,获取了不同颗粒数量的磁流变液在不同磁感应强度下的微观结构演变规律。设计了基于工业CT的磁流变液微观结构特性研究实验系统和实验方案,搭建了磁流变液工业CT扫描实验台,开展了不同颗粒体积分数的磁流变液在不同磁感应强度下的工业CT扫描实验,获取了磁流变液在磁场作用下的整体、局部以及样品内部的三维微观结构特征,定量捕捉到颗粒链长度的变化规律和软磁性颗粒体系的分布特点。研究了挤压强化技术在磁流变制动器中集成设计的工作模式和可行性,开发出一种新型挤压强化磁流变制动器,对其磁路进行了设计和分析,并通过电磁场仿真和实验验证了磁路设计的合理性,获取了各主要设计环节对工作间隙磁感应强度的影响规律。设计并搭建了磁流变液制动、挤压和温度测试实验系统,开展了挤压强化磁流变制动器的性能测试实验,获取了制动转矩在温度场上的映射特征,磁流变液温度在不同滑差功率和不同散热条件下的变化特点,制动转矩在不同挤压压强作用下的增强规律,以及挤压强化磁流变制动器在挤压作用下的工作性能,结果验证了所设计挤压强化磁流变制动器的可靠性和挤压强化技术集成设计的可行性。本文所取得的研究成果对于磁流变液传动系统动力传递机理的深入研究具有重要的指导意义,能够为大功率磁流变传动设备的研发和应用提供技术支持。本文共有图124幅,表22个,参考文献137篇。
沈远航[5]（2020）在《CCD拼接相机技术研究》文中提出地基大口径大视场光电望远镜在天文巡天和碎片观测中承担着重要的工作,由此带来的就是对大靶面探测器的需求。虽然国内外大靶面的探测器不断推出,已有6k×6k、9k×9k、10k×10k探测器被研制出来,但单个CCD或CMOS探测器的靶面尺寸仍不能满足大口径大视场光学探测的需求,采用多探测器拼接技术实现大口径大视场探测成为切实可行的技术途径。本文就CCD拼接相机中的多CCD靶面拼接技术、拼接相机制冷绝热技术进行了研究。分析了靶面拼接、相机制冷绝热中的关键技术及技术难点,以及CCD芯片参数以及靶面拼接精度对空间暗弱目标探测的影响。设计了基于三点运动学支承的9片4k×4k芯片3×3拼接的相机靶面拼接方案,以实现在一般机械加工精度条件下,使用量产（非订制）可拼接CCD芯片,通过更便捷的装调方式,完成多CCD大靶面高精度拼接。设计了基于非接触式轮廓测量原理的靶面拼接平整度检测方案,以实现大尺寸拼接靶面表面平整度检测,并对拼接靶面检测装调过程进行了阐述。仿真分析了不同冷板材料的靶面重力变形,在保证靶面重力变形不妨碍拼接精度的前提下,综合考虑了冷板加工和热导性能,对冷板材料进行了选择。分析了CCD芯片制冷对暗弱目标观测的重要性和影响相机制冷的因素,对相机漏热途径进行了分析,进而针对不同的漏热途径进行了绝热设计,并在相机漏热理论计算的基础上,设计了相机杜瓦真空绝热制冷方案。在相机杜瓦热仿真分析过程中采用了设定制冷温度求解所需功率的方案,对相机杜瓦及芯片组件制冷温度分布进行了求解,同时得到了设计制冷温度下相机制冷所需功率;通过对相机杜瓦内部的温度分布以及芯片制冷所需功率的分析,再结合相机制冷方案的制冷性能,验证了相机制冷绝热方案的可行性。
樊波[6]（2020）在《MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺结构设计研究》文中进行了进一步梳理MEMS振动陀螺是基于科式效应和微机械加工工艺的角速度传感器。因其体积、功耗和成本方面具有无可比拟的优势,广泛应用在消费电子、汽车安全和工业自动化等领域。然而目前MEMS振动陀螺的精度受自身尺寸约束和加工工艺等问题限制,难以满足高端应用市场需求,因此实现高精度MEMS振动陀螺是最主要的研究课题之一。模态简并和高品质因数是实现高精度MEMS振动陀螺主要途径。其中盘式谐振陀螺是目前最具精度潜力的MEMS模态简并陀螺之一,然而制造过程中较大的相对工艺公差会引入频率裂解和阻尼非对称等结构误差,导致其灵敏度降低和零偏性能恶化。此外,部分能量损耗机制限制了高品质因数的实现。因此为了最大程度解决上述问题,本文以盘式谐振陀螺结构为参考,在陀螺动力学分析的基础上,充分利用微尺度下的物理特性,从结构对称性和能量损耗机制角度深入探究了高度对称高精度MEMS陀螺结构的设计方法。主要的研究内容和创新点如下:1、MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺的频率对称性研究。基于MEMS盘式谐振陀螺的频率裂解理论模型,确定频率对称性的影响因素。经探讨MEMS工艺的发展起源和掩模工艺特点,首次提出了线形结构工艺公差小于弧形结构的设想。基于设想,设计了全线形结构的类蛛网状盘式谐振陀螺（CDRG）,且在同片晶圆上并排加工了频率相近的圆环状盘式谐振陀螺（RDRG）用以对比研究。最后结合理论、仿真和实验结果对比验证了这个设想。实验数据表明CDRGs最小制造相对频率裂解仅为29.9ppm,均值为79.1ppm,不足RDRGs的1/7,是迄今文献报道的MEMS轴对称陀螺中制造相对频率裂解均值和波动范围最小的一类陀螺结构。其优秀的频率对称性可实现低压模态匹配,降低了ASIC测控电路集成难度。2、MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺的能量损耗机制和阻尼非对称性研究。针对存在部分能量损耗机制限制品质因数提升这一问题,全面建立类蛛网状盘式谐振陀螺的各个能量损耗机制理论模型。首先基于修正连续流体模型和能量传递模型推导了陀螺的气体阻尼解析模型;并依据Zener解析模型和COMSOL有限元模型分别估算了热弹性阻尼,继而利用完美匹配层法求解锚点阻尼,最后对品质因数进行测试验证。能量传递模型对应的总能量损耗机制理论模型估计值与实验结果非常吻合,品质因数温度系数误差不超过2%。此外,首次提出了晶向误差模型和环宽非均匀等效误差模型对阻尼非对称误差机理进行了分析,与实验结果部分符合。3、MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺结构特性分析及性能测试以实现高性能陀螺结构的角度出发,通过模态叠加法和过载应力法分析MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺的动力学特性和抗冲击能力,采用参数法确定谐振器结构尺寸,推导了电容换能器的静电激励和电容检测数学模型。并对结构非线性特性展开了研究,发现设计的电容换能器在谐振器的振幅放大效应下可有效降低了非线性效应。最后对比测试了CDRG和RDRG的性能。在力再平衡模式下,CDRG锁定最大位移时最佳性能:标度因子、零偏不稳定性和角度随机游走分别为98.1 m V/（°/s）、0.004°/√h和0.187°/h。与RDRG相比,其性能指标分别提高了112%、700%和314%。这些均表明MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺具有实现高精度陀螺巨大潜力。
李亚飞[7]（2020）在《用于近海底二氧化碳检测的数据采集与通信系统的研制》文中进行了进一步梳理作为一种新型的清洁能源,天然气水合物得到了国内外的广泛关注,为了加快对能源战略的布局,我国在上世纪末正式启动了天然气水合物的资源勘查。随着我国对南海天然气水合物的成功试开采,当前天然气水合物的勘查发展到了一个新的阶段。针对现有的仪器普遍存在效率低、精度差的缺点,围绕我国对天然气水合物精细勘查的迫切需求,基于红外吸收光谱原理,利用可调谐半导体激光吸收光谱技术（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS）并结合波长调制光谱技术（Wavelength Modulation Spectroscopy,WMS）,研发了一种海水溶解气原位检测传感器,本论文针对该海水溶解气原位检测传感器,研制了一套用于近海底二氧化碳（CO2）检测的数据采集与通信系统。通过比较国内外在海水原位探测技术的研究现状,指出了发展拥有自主产权的核心技术和装置是当务之急。本论文首先给出了传感器的整体结构,然后设计了数据采集与通信系统的硬件电路,包括最小系统电路、数据采集电路和通信电路,绘制了印刷电路板（Printed Circuit Board,PCB）,焊接并调试了硬件电路。接着,设计了系统软件,建立了软件开发平台、设计了系统软件结构和流程,再分模块编写程序,包括初始化程序、A/D采集程序、中断程序和通信程序。最后,设计了通信协议和基于LabVIEW的上位机监控平台。在设计完成系统的硬件电路和软件后,开展实验来测试系统的性能。利用研制的系统,采集了二次谐波信号、动态和静态的气体压力,证明了系统具有良好的数据采集与通信性能。然后采用动态配气的方法,对12CO2和13CO2浓度进行了标定,得到了各自的浓度标定曲线。最后对传感器进行了集成并于2019年11月在南海北部的神狐海域进行了试验,从采集的数据分析可知激光器温度和气室压强分别在0℃和40 Torr附近波动,与设置的目标值一致,CO2气体的浓度在400 ppm附近波动,其同位素丰度值稳定在-25‰,并且CO2气体浓度、同位素丰度和气室压强表现出良好的重复性,可以实现不同深度海水溶解CO2的浓度观测,验证了本论文研制的数据采集与通信系统的实用性,针对此次试验进行了总结并对系统加以改进,为下一步海上试验做好准备。本论文的主要创新点:针对勘探深海天然气水合物的需要,研制了一种水下原位中红外CO2及碳同位素传感器的数据采集与通信系统,开展了功能测试和海试,验证了系统功能和实用性。
黄伟[8]（2020）在《光纤光栅高温传感器与光纤微腔干涉仪高压传感器的研制及应用》文中研究指明在工业以及自动化不断发展的今天,传感器技术显得尤为重要。光纤传感器的问世弥补了众多电学传感器的显着缺点,例如:电磁干扰、环境腐蚀、难以信号传输和组网等。光纤传感器最为引人注目的优点是其制作成本低并且不会产生电火花。这些特性使得光纤传感器广泛应用于石油化工、天然气、桥梁建筑以及航空航天等领域。本文面向电磁感应焊接、油气开采、航空发动机等极端环境中的测量需求,利用光纤光栅与光纤微腔干涉仪作为传感器件实现高温高压测量。论文的主要研究内容包括:光纤高温高压传感原理与解调方法、光纤光栅高温传感器的研制与测试、光纤微腔干涉仪高压传感器的研制与测试、高温高压一体化测量光纤传感器的制备与测试。（1）针对国内外的高温传感器、高压传感器以及高温高压一体化传感器的研究与发展现状开展了调研,总结与分析了各类传感器的优点与不足,确定以满足体积小、重量轻、无电火花的光纤布拉格光栅以及光纤微腔干涉仪在实现高温高压测量方面拥有巨大优势。因此,本文主要研究了基于光纤光栅和光纤微腔干涉仪的高温高压一体化传感技术。（2）利用飞秒激光逐点法制备了耐高温的光纤布拉格光栅,进而研制出光纤光栅高温传感器,并进行了高温响应特性测试。研究了光纤光栅的退火与淬火工艺,解决了骤冷与骤热中出现的光谱畸变问题。同时,光纤布拉格光栅在高温退火后展现出优良的重复性。研制的光纤光栅温度传感器在500℃下的温度灵敏度13.3 pm/℃,温度响应速度208℃/s。最终,我们将研制的光纤光栅高温传感器应用于电磁感应焊接工艺中的焊点温度监测。（3）利用光纤端面研磨和空芯玻璃管熔接与精密切割的方法制备了基于纯石英薄膜的光纤微腔干涉仪,并在此基础上研制出光纤微腔干涉仪高压传感器,实现常温下40 MPa高压（液压）测量。通过改变石英薄膜的厚度来提高对压力测量的灵敏度,研究了传感器的压力响应与薄膜厚度的关系。压力传感器展现较为良好的重复性,并且其重复性误差与隔膜厚度呈负相关（隔膜厚度越薄,重复性误差越大）。同时使用有限元分析软件Comsol进行了理论验证,发现当厚度达到2.09μm,传感器的压力响应存在有灵敏度极大值,通过理论仿真证明:由于加工放电过程瞬间的热胀冷缩导致石英薄膜发生形变,导致了高压下器件的非线性响应。在兼顾压力灵敏度与线性拟合度的情况下,优化设计石英隔膜厚度为4.63μm,从而研制了最佳灵敏度的光纤微腔干涉仪压力传感器,实现传感器灵敏度为:-1.436 nm/MPa,线性拟合程度R方值为:0.991。（4）在分别研究光纤光栅高温传感器与光纤微腔干涉仪高压传感器的工作基础之上,利用两种结构进行级联并进行封装,进而研制了高温高压一体化光纤传感器。设计并搭建了高温高压一体化测试装置,并利用研制的高温高压一体化光纤传感器实现了500℃高温和5 MPa高压（气压）的同时测量。测试结果表明:气体压力每升高1 MPa,光纤光栅温度传感器的灵敏度增加0.000813 nm/℃;气体温度每升高1℃,光纤微腔干涉仪的压力灵敏度减小0.000173 nm/MPa。通过温度-压力交叉敏感补偿方法,最终实现温度灵敏度:0.0141 nm/℃,温度测量精度:0.7%FS;压力灵敏度:-0.73 nm/MPa,压力测量精度:1.37%FS。本文研制的光纤光栅高温传感器和光纤微腔干涉仪高压传感器有望在航空发动机监测、油气资源勘探与开采、深海环境探测、先进焊接工艺监测等领域取得广泛的工程应用。
许伟[9]（2020）在《基于涡街电磁感应原理的钠中气泡探测器的信号处理方法研究与系统研制》文中认为快堆核电站中的蒸汽发生器长期工作在高温、高压的恶劣条件下,可能会产生裂纹。这会导致高压蒸汽喷射到高温液态金属钠中,引起剧烈的钠水反应。钠水反应的生成物会腐蚀裂纹,同时反应过程会释放大量的热量,又会加剧钠水反应的进行。这样的恶性循环,将造成严重的核安全事故。所以,必须时刻检测蒸汽发生器是否出现了泄漏,以保证快堆核电站的安全。为此本文研究一种基于涡街电磁感应原理的钠中气泡探测器,具体研究工作和创新点如下:（1）研究和设计钠中气泡探测器的传感器,分析其工作原理。研制了钠中气泡探测器的硬件电路系统。进行钠中气泡探测实验,采集不同钠流量下、不同注气流量时钠中气泡探测器传感器输出的信号。提出采用水代替液态金属钠进行模拟实验的方案,进行水中气泡探测实验,为研究钠中气泡探测的信号处理方法提供了有效的辅助手段。（2）从幅值的角度出发研究钠中气泡探测信号处理方法。由水中气泡探测器传感器输出的信号出发,提出采用极值反映信号幅值的变化,把研究气泡对信号幅值的影响转换成研究气泡对传感器输出信号极值的影响,采用统计学的方法对信号的极值进行建模。根据水中气泡探测器传感器输出信号的统计学模型,提出了基于峰峰值标准差的钠中气泡探测信号处理方法。（3）从信号波形的角度出发研究钠中气泡探测信号处理方法。由钠中气泡探测器传感器输出的信号出发,把研究气泡对传感器输出信号的影响转换成研究气泡对传感器输出信号波形变化规律的影响。传感器输出信号的相邻两个周期信号的相似程度会受到气泡的影响,因此,采用相关系数识别相邻两个周期信号的相似程度。分别计算不同注气流量下传感器输出信号的相关系数,并对计算结果进行统计建模分析。根据模型的分析结果,提出了基于相关系数的钠中气泡探测信号处理方法。（4）从频域的角度出发研究钠中气泡探测信号处理方法。由钠中气泡探测器传感器输出的信号出发,把研究气泡对传感器输出信号的影响转换成研究气泡对传感器输出信号的频率计算结果的影响。对于钠中含有气泡的情况,选用不同时间长度的信号计算传感器输出信号的频率时,频率变化范围差异比较明显。定义了频率波动系数的概念,建立了传感器输出信号的周期个数和频率波动系数的关系曲线模型,可以方便地确定计算频率波动系数所需使用的信号周期个数,以突显气泡对传感器输出信号的频率波动系数的影响,并提出了基于频率波动系数的钠中气泡探测信号处理方法。（5）从信号组成成分的角度出发研究钠中气泡探测信号处理方法。由钠中气泡探测器传感器输出的信号出发,把研究气泡对传感器输出信号的影响转换成研究气泡对传感器输出信号的组成成分的影响。定义了传感器输出信号的基线,用于反应气泡噪声信号,这样,传感器输出信号的模型就可以看作是由流量信号和气泡噪声信号组成。当钠中不含气泡时,传感器输出的信号近似为流量信号。当钠中有气泡时,传感器输出的信号中的气泡噪声信号会随着注气流量的增大而更明显。所以,流量信号在传感器输出信号中所占的比重的会随着钠中气泡含量的增多而减小。因此,研究了气泡噪声信号的提取,定义了传感器输出信号能量比值的概念,并提出了基于能量比值的钠中气泡探测信号处理方法。（6）分别把基于峰峰值标准差的钠中气泡探测信号处理方法和基于相关系数的钠中气泡探测信号处理方法在基于DSP的钠中气泡探测器的变送器上实时实现,形成完整的实验样机,进行实时验证实验。验证结果表明,两者可检测的钠中最小注气流量为0.66L/min,即可探测蒸汽发生器中水的最小泄漏速率为0.1g/s。分别研究了基于频率波动系数的钠中气泡探测信号处理方法和基于能量比值的钠中气泡探测信号处理方法的实时实现方案,并对实时实现方案进行了验证。验证结果表明,两者可检测的钠中最小注气流量也为0.66L/min,即可探测蒸汽发生器中水的最小泄漏速率也为0.1g/s。
熊喆[10]（2019）在《电子液压制动系统分层式压力控制方法研究》文中提出电子液压制动（Electro Hydraulic Brake,EHB）系统作为线控制动系统的一类,具备高集成度和制动力调节灵活性等优点,但执行器性能要求高、结构复杂、压力控制难度高及可靠性不足等因素制约了普及速度。文章针对一种自主设计的EHB样机,将集成控制架构按压力跟随控制、目标制动力分配控制和主动安全控制三个层面展开,并对当前国内外研究中重点关注的若干问题进行深入研究。首先针对原有版本主动式踏板感觉EHB存在的踏板感觉差、轮缸压力调控困难等方面的不足,提出一种新的液压回路方案,回归踏板轮缸解耦形式,并从满足备用制动法规、常规助力制动性能需求和制动感觉三个方面对EHB样机的主缸、柱塞泵、电机、踏板感觉模拟器及其控制回路等进行参数设计。EHB底层控制在于驱动执行机构使轮缸实际压力跟随目标压力,试验表明EHB的压力动态过程存在输入非线性、延迟较大和高效区间较窄的特性。为从控制器层面改善,设计了基于广义预测控制器（Generalized Predictive Control,GPC）内核的压力跟随控制方法和顺序增压调度控制方法,为GPC并联在线参数辨识器以克服参数时变导致的模型失配,引入动态误差死区控制降低执行器工作时间,试验结果表明,相较于多数现有研究中使用的PID等非模型控制器,提出的控制方法在压力跟随误差和执行器启停频率上有显着的减小。车辆未失稳工况下,与传统制动系不同,EHB需跟随制动意图实时分配四轮目标压力。首先建立了含PI反馈的目标纵向力与驾驶员踏板输入的模型,设计了基于二阶滑模微分器和踏板运动的紧急制动意图判断逻辑。其次提出了一种基于动态I、z曲线制动力分配方法,从而建立一套EHB车辆驾驶员输入-制动意图-制动力分配的综合模型及其控制架构。试验结果表明,提出的方法在高附路面制动时能保证后轮有足够侧向力降低侧滑几率,在低附路面制动时能保证前后轮有较低的滑移率延后抱死时间点,提高了车辆日常行驶稳定性。在车辆失稳的主动安全控制方面,EHB与传统制动系的区别在于防抱死控制,为此分别研究了EHB的防抱死控制方法和防抱死工况下轮胎-路面附着条件及其峰值点实时估计算法。考虑所述EHB不具备短时间各轮任意增减压速率可调的不足和配备压力传感器的特点,提出了基于滑移率-制动力矩和离散有限状态机的混合控制方法,相对传统制动系中以车速、车轮加速度等误差范围较大的二次估算值作为辅助控制量的方法,控制精度和稳定性有一定改善。其次,构建了一个5系数指数和模型结构对非线性Burckhardt模型进行参数线性化,分析模型结构和参数对辨识结果的影响,设计并试验验证了一种在估计速度、精度和任意路面适应能力等方面优于Kiencke线性化模型和其他ES模型研究结果的胎路附着条件辨识算法。本文从执行机构至整车层面,综合性地研究了电子液压制动系统的分层式控制架构,对一些关键问题提出了创新方法,为线控制动技术研究提供了有意义的参考价值。
二、极低压强传感器的设计和研制（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、极低压强传感器的设计和研制（论文提纲范文）
（1）近海底二氧化碳中红外原位探测系统的研制及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 海洋溶解气体原位探测技术概述 |
| 1.2.1 水下拉曼光谱技术 |
| 1.2.2 水下质谱技术 |
| 1.2.3 半导体气敏传感技术 |
| 1.2.4 红外吸收光谱技术 |
| 1.3 红外气体检测精度的提升方法 |
| 1.4 中红外激光气体传感技术的发展现状 |
| 1.4.1 中红外激光光源概述 |
| 1.4.2 中红外TDLAS技术的国内外研究现状 |
| 1.5 研究目标与工作内容 |
| 第2章 海水溶解CO_2的激光探测原理与方案 |
| 2.1 研究整体方案及技术路线 |
| 2.2 气液分离技术原理 |
| 2.2.1 气液平衡理论 |
| 2.2.2 高分子聚合物膜脱气技术 |
| 2.3 红外气体检测及同位素分析原理 |
| 2.3.1 分子红外吸收光谱理论 |
| 2.3.2 TDLAS气体传感原理 |
| 2.3.3 分子谱线展宽机制与低压谱线分离原理 |
| 2.3.4 碳同位素丰度分析方法及其温度依赖性 |
| 2.4 中红外激光CO_2传感系统的整体方案设计 |
| 2.4.1 ~(12)CO_2、~(13)CO_2吸收谱线的选择与分析 |
| 2.4.2 检测方案与传感系统结构设计 |
| 2.5 深海原位探测面临的问题与挑战 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 深海原位探测系统的关键技术研究与仪器集成 |
| 3.1 中红外激光光学系统的设计与优化 |
| 3.1.1 光学系统的组成 |
| 3.1.2 光源的特性参数表征 |
| 3.1.3 ICL专用多自由度调整架的研制 |
| 3.1.4 激光光路结构的建立与优化 |
| 3.1.5 强大气背景吸收下的波长调制深度优化 |
| 3.1.6 大气背景吸收的抑制和消除 |
| 3.2 恒温低压气体采样分析系统的研制 |
| 3.2.1 基于脱气膜的气液分离系统 |
| 3.2.2 气体吸收池温度控制系统 |
| 3.2.3 基于精密电控比例阀的吸收池低压控制系统 |
| 3.2.4 基于PID压力控制的动态气流分析模式 |
| 3.2.5 新型脉冲式进样的静态气体分析模式 |
| 3.3 系统自动工作流程的电学控制机制研究 |
| 3.3.1 基于DSP处理器的系统主控电路研制 |
| 3.3.2 多谱线复用的光谱信号处理方案设计 |
| 3.3.3 LabVIEW上位机平台与系统通信协议设计 |
| 3.3.4 系统水下运行流程的设计与优化 |
| 3.3.5 其他电路模块 |
| 3.4 传感器的机械结构设计与集成 |
| 3.4.1 第一代样机的设计与集成 |
| 3.4.2 第二代海试样机的设计与集成 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 传感器的性能测试与分析 |
| 4.1 系统噪声的主要来源分析 |
| 4.2 集成仪器的机械稳定性测试 |
| 4.3 气体采样分析系统的性能测试 |
| 4.3.1 气密性检测 |
| 4.3.2 吸收池动态压力控制精度 |
| 4.3.3 静态气体分析模式的运行流程 |
| 4.4 传感器的标定 |
| 4.4.1 多区间CO_2浓度标定 |
| 4.4.2 δ~(13)CO_2标定 |
| 4.5 主要性能指标测试与表征 |
| 4.5.1 CO_2浓度探测下限 |
| 4.5.2 δ~(13)CO_2分析灵敏度 |
| 4.5.3 动态气流分析模式的响应时间 |
| 4.5.4 静态气体分析模式的响应时间 |
| 4.6 大气环境下的传感器应用试验 |
| 4.6.1 载气流量补偿的动态自来水溶解CO_2检测 |
| 4.6.2 室内空气中CO_2的动态分析 |
| 4.6.3 基于静态模式的自来水溶解CO_2分析 |
| 4.7 传感器与现有商用仪器的性能对比 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 传感器的深海示范应用 |
| 5.1 面向中国南海可燃冰勘探的海试概况 |
| 5.2 传感器的水下拖曳方案 |
| 5.3 海试测量结果及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 论文的创新点 |
| 6.3 待优化的问题与未来展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（2）近红外甲烷同位素传感系统的研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 气体检测方法简介 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 主要研究内容及创新点 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 创新点 |
| 1.5 本章小节 |
| 第二章 传感器整体设计 |
| 2.1 红外激光吸收光谱原理 |
| 2.2 同位素相关概念 |
| 2.3 甲烷同位素吸收谱线选取 |
| 2.4 系统结构设计 |
| 2.5 本章小节 |
| 第三章 传感器硬件设计 |
| 3.1 压力控制模块的设计 |
| 3.1.1 模块的总体结构 |
| 3.1.2 控制电路总体结构 |
| 3.1.3 主控电路 |
| 3.1.4 电源电路 |
| 3.1.5 采集执行电路 |
| 3.1.6 电路调试及改进 |
| 3.2 辅助气体预处理模块设计 |
| 3.2.1 气液分离模块 |
| 3.2.2 除尘除湿模块 |
| 3.3 本章小节 |
| 第四章 传感器软件设计 |
| 4.1 软件集成开发环境 |
| 4.2 上位机监控处理平台设计 |
| 4.2.1 采集卡控制模块 |
| 4.2.2 信号发生模块 |
| 4.2.3 信号处理模块 |
| 4.2.4 监控显示模块 |
| 4.3 压力控制电路软件设计 |
| 4.3.1 初始化程序 |
| 4.3.2 ADC采集程序 |
| 4.3.3 PID动态调节程序 |
| 4.4 本章小节 |
| 第五章 传感器性能测试 |
| 5.1 传感器的集成 |
| 5.2 传感器气体实验 |
| 5.2.1 同位素浓度检测结果 |
| 5.2.2 同位素丰度检测结果 |
| 5.2.3 传感器检测下限结果 |
| 5.3 压力控制性能实验 |
| 5.4 传感器误差来源分析 |
| 5.5 本章小节 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（3）MPCVD法制备金刚石膜及其表面处理工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 金刚石的结构与特性 |
| 1.2 CVD金刚石膜的特性与应用 |
| 1.2.1 CVD金刚石膜的特性 |
| 1.2.2 CVD金刚石膜的应用 |
| 1.3 多孔CVD金刚石膜的特性与应用 |
| 1.4 CVD法制备金刚石膜的原理及过程 |
| 1.4.1 CVD法制备金刚石膜的原理 |
| 1.4.2 CVD法制备金刚石膜的过程 |
| 1.5 CVD金刚石膜的制备及其表面处理方法 |
| 1.5.1 CVD金刚石膜的制备方法 |
| 1.5.2 金刚石膜表面处理方法 |
| 1.6 MPCVD金刚石膜的发展及面临的挑战 |
| 1.7 选题意义及研究内容 |
| 第二章 实验材料及表征方法 |
| 2.1 实验试剂 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.2.1 微波等离子体化学气相沉积系统 |
| 2.2.2 磁控溅射镀膜机 |
| 2.2.3 双盘无极变速磨抛机 |
| 2.2.4 管式气氛炉 |
| 2.2.5 超声波清洗仪 |
| 2.3 金刚石膜的表征方法 |
| 2.3.1 激光拉曼光谱(Laser Raman Spectroscopy) |
| 2.3.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.3.3 X射线衍射光谱(XRD) |
| 2.3.4 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.3.5 接触角测量仪 |
| 第三章 微米级金刚石膜的MPCVD法制备工艺 |
| 3.1 金刚石膜的形核工艺 |
| 3.2 金刚石膜的生长工艺 |
| 3.2.1 衬底温度对金刚石膜品质及生长速率的影响 |
| 3.2.2 工作压强对金刚石膜品质及生长速率的影响 |
| 3.2.3 甲烷浓度对金刚石膜品质及生长速率的影响 |
| 3.2.4 最佳工艺条件 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 高温氧化法调控金刚石膜亲疏水性 |
| 4.1 氧化温度对金刚石膜亲疏水性的影响 |
| 4.2 氧化时间对金刚石膜亲疏水性的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 等离子体金属催化法制备多孔金刚石膜 |
| 5.1 刻蚀温度对制备多孔金刚石膜的影响 |
| 5.2 刻蚀时间对制备多孔金刚石膜的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（4）磁流变液传动系统动力传递机理研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 磁流变动力传动技术概述 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 传动用高性能磁流变液研究 |
| 2.1 磁流变效应及磁流变液组分 |
| 2.2 磁流变液性能指标及影响因素 |
| 2.3 高性能磁流变液制备及性能研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 磁流变液微观结构数值模拟 |
| 3.1 磁流变液系统理论分析 |
| 3.2 数值模拟方法研究 |
| 3.3 模拟结果及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于工业CT的磁流变液微观结构特性研究 |
| 4.1 工业CT介绍 |
| 4.2 工业CT实验系统设计 |
| 4.3 实验内容、结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 挤压强化磁流变制动器设计与磁路分析 |
| 5.1 挤压强化磁流变制动器设计方案研究 |
| 5.2 挤压强化磁流变制动器结构设计 |
| 5.3 挤压强化磁流变制动器磁路设计 |
| 5.4 挤压强化磁流变制动器电磁场仿真 |
| 5.5 挤压强化磁流变制动器磁场测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 挤压强化磁流变制动器性能实验研究 |
| 6.1 磁流变液制动、挤压和温度实验系统设计 |
| 6.2 实验内容及测试方法 |
| 6.3 实验及分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 主要结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）CCD拼接相机技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.2.1 光学焦平面拼接 |
| 1.2.2 探测器靶面机械拼接 |
| 1.2.3 大面阵拼接相机的发展 |
| 1.3 论文主要工作内容 |
| 第2章 拼接相机关键技术 |
| 2.1 CCD拼接相机 |
| 2.1.1 CCD探测器参数 |
| 2.1.2 科学级可拼接CCD |
| 2.1.3 CCD拼接相机系统组成 |
| 2.2 拼接相机技术难点 |
| 2.2.1 靶面拼接 |
| 2.2.2 相机绝热制冷 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 CCD拼接相机靶面拼接方案 |
| 3.1 拼接靶面布局 |
| 3.1.1 视场与靶面的关系 |
| 3.1.2 靶面芯片及布局 |
| 3.2 靶面拼接策略 |
| 3.2.1 靶面拼接误差 |
| 3.2.2 加工精度保证法 |
| 3.2.3 装配修调保证法 |
| 3.3 芯片调整设计 |
| 3.3.1 芯片调节结构 |
| 3.3.2 靶面调节灵敏度分析 |
| 3.4 拼接检测方案 |
| 3.5 拼接靶面变形分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 相机绝热设计 |
| 4.1 相机绝热设计 |
| 4.1.1 影响相机制冷的因素 |
| 4.1.2 传导漏热抑制方法 |
| 4.1.3 辐射及对流漏热抑制方法 |
| 4.2 真空绝热设计 |
| 4.2.1 真空绝热条件及失效原因 |
| 4.2.2 真空保持方案 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 相机制冷设计 |
| 5.1 相机制冷方案 |
| 5.1.1 制冷功率计算 |
| 5.1.2 相机制冷方案 |
| 5.2 相机制冷绝热仿真分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（6）MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺结构设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.2 MEMS轴对称陀螺国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 论文的选题和主体框架: |
| 第二章 微机械轴对称陀螺基本理论 |
| 2.1 科里奥利效应 |
| 2.2 轴对称陀螺仪动力学 |
| 2.3 主要性能指标分析 |
| 2.3.1 分辨率 |
| 2.3.2 灵敏度 |
| 2.3.3 带宽 |
| 2.3.4 零偏及零偏不稳定性 |
| 2.3.5 其他主要性能指标 |
| 2.4 模态耦合误差 |
| 2.4.1 刚度耦合误差 |
| 2.4.2 阻尼耦合误差 |
| 2.5 工作模式 |
| 2.5.1 开环模式 |
| 2.5.2 力再平衡模式 |
| 2.5.3 全角模式 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺的频率对称性研究 |
| 3.1 MEMS盘式谐振陀螺的频率裂解理论模型 |
| 3.2 频率裂解抑制途径及设想方案 |
| 3.3 实验样机设计及制造工艺 |
| 3.3.1 实验样机设计 |
| 3.3.2 制造工艺 |
| 3.4 类蛛网状和圆环状盘式谐振陀螺的相对频率裂解敏感度分析 |
| 3.4.1 结构误差理论模型分析 |
| 3.4.2 加工误差仿真模型分析 |
| 3.5 类蛛网状和圆环状盘式谐振陀螺的测试结果对比 |
| 3.5.1 频率响应测试 |
| 3.5.2 温度稳定性测试 |
| 3.6 对比验证 |
| 3.7 小结 |
| 第四章 MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺的能量损耗机制和阻尼非对称误差研究 |
| 4.1 能量耗散与Q的关系 |
| 4.2 气体阻尼损耗机制 |
| 4.2.1 修正连续流体模型 |
| 4.2.2 能量传递模型 |
| 4.3 热弹性阻尼损耗机制 |
| 4.3.1 Zener解析模型 |
| 4.3.2 COMSOL有限元模型 |
| 4.4 锚点阻尼损耗机制 |
| 4.5 其他阻尼损耗机制 |
| 4.5.1 表面阻尼损耗机制 |
| 4.5.2 电子阻尼损耗机制 |
| 4.5.3 Akhiezer阻尼损耗机制 |
| 4.6 阻尼非对称误差机理理论分析 |
| 4.6.1 气体阻尼损耗机制非对称误差 |
| 4.6.2 热弹性阻尼损耗机制非对称误差 |
| 4.7 实验验证 |
| 4.7.1 能量损耗机制理论模型测试验证 |
| 4.7.2 阻尼非对称误差机理理论模型测试验证 |
| 4.8 小结 |
| 第五章 MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺的结构特性分析及性能测试 |
| 5.1 陀螺结构设计方案 |
| 5.2 谐振器结构特性分析 |
| 5.2.1 模态分析 |
| 5.2.2 过载分析 |
| 5.2.3 参数设计 |
| 5.2.4 振幅放大效应 |
| 5.3 电容换能器结构特性分析 |
| 5.3.1 静电激励 |
| 5.3.2 电容检测 |
| 5.3.3 刚度调谐 |
| 5.4 非线性效应 |
| 5.4.1 静电非线性效应 |
| 5.4.2 电容非线性效应 |
| 5.5 力再平衡闭环检测 |
| 5.6 性能评估 |
| 5.6.1 模态匹配 |
| 5.6.2 非线性测试 |
| 5.6.3 标度因子测试 |
| 5.6.4 零偏稳定性测试 |
| 5.7 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）用于近海底二氧化碳检测的数据采集与通信系统的研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 论文的主要研究内容和创新点 |
| 1.3.1 论文的主要研究内容 |
| 1.3.2 论文的创新点 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 系统的设计原理 |
| 2.1 红外吸收光谱原理 |
| 2.2 TDLAS-WMS技术原理 |
| 2.3 CO_2吸收谱线的选择 |
| 2.4 光学元件的选择 |
| 2.4.1 光源 |
| 2.4.2 探测器 |
| 2.5 传感器的结构设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 系统的硬件电路设计 |
| 3.1 硬件电路的总体结构 |
| 3.2 最小系统电路设计 |
| 3.2.1 主控芯片 |
| 3.2.2 电源电路 |
| 3.2.3 时钟电路 |
| 3.2.4 复位电路 |
| 3.2.5 JTAG接口电路 |
| 3.3 数据采集电路的设计 |
| 3.3.1 多路复用电路 |
| 3.3.2 差分运算放大电路 |
| 3.3.3 A/D转换电路 |
| 3.4 通信电路的设计 |
| 3.4.1 双机通信电路 |
| 3.4.2 RS485 通信电路 |
| 3.5 PCB的设计及实物图 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 系统的软件设计 |
| 4.1 软件开发环境介绍 |
| 4.2 软件开发平台的搭建 |
| 4.3 系统的软件设计结构 |
| 4.4 各模块程序设计 |
| 4.4.1 初始化程序 |
| 4.4.2 A/D采集程序 |
| 4.4.3 中断程序 |
| 4.4.4 通信程序 |
| 4.5 通信协议设计 |
| 4.6 上位机监控平台的设计 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 实验及结果分析 |
| 5.1 系统的性能测试 |
| 5.1.1 二次谐波信号的采集 |
| 5.1.2 动态和静态的气体压力检测 |
| 5.2 CO_2气体的浓度标定实验 |
| 5.2.1 ~(12)CO_2气体的浓度标定 |
| 5.2.2 ~(13)CO_2气体的浓度标定 |
| 5.3 传感器集成与海上试验 |
| 5.3.1 传感器集成 |
| 5.3.2 海上试验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（8）光纤光栅高温传感器与光纤微腔干涉仪高压传感器的研制及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 高温高压一体化光纤传感技术的研究现状 |
| 1.2.1 高温传感器研究现状 |
| 1.2.2 高压传感器研究现状 |
| 1.2.3 高温高压一体化光纤传感器研究现状 |
| 1.3 本文主要的研究内容 |
| 第2章 基于光纤光栅与光纤微腔干涉仪的高温高压传感原理 |
| 2.1 基于光纤布拉格光栅的温度测量原理及解调方法 |
| 2.2 基于光纤微腔干涉仪的压力测量原理及解调方法 |
| 2.3 基于级联FBG-FPI的高温压力一体化测量原理及解调方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 光纤光栅高温传感器的制备及测试 |
| 3.1 飞秒激光逐点法制备光纤布拉格光栅 |
| 3.2 光纤布拉格光栅的高温传感特性测试 |
| 3.2.1 光纤布拉格光栅的退火与淬火工艺 |
| 3.2.2 光纤布拉格光栅的高温特性测试 |
| 3.2.3 光纤布拉格光栅的温度响应速度 |
| 3.3 光纤布拉格光栅在强电磁感应环境下的测温应用 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 光纤微腔干涉仪高压传感器的制备及测试 |
| 4.1 基于纯石英薄膜的光纤端面微腔干涉仪的制备 |
| 4.2 光纤端面微腔干涉仪高压传感器的液压测试 |
| 4.3 光纤端面微腔干涉仪高压传感器的压力响应特性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 高温高压一体化测量光纤传感器的制备与测试 |
| 5.1 高温高压一体化测量光纤传感器的制备 |
| 5.1.1 高温高压一体化测量光纤传感器的设计 |
| 5.1.2 高温高压一体化测量光纤传感器的制备 |
| 5.1.3 高温高压一体化测量光纤传感器的封装 |
| 5.2 高温高压测试系统 |
| 5.2.1 高温高压一体测试系统的设计 |
| 5.2.2 高温高压一体化测试系统的搭建 |
| 5.3 高温高压一体化传感测试 |
| 5.3.1 高温高压一体化传感器高温和高压测试的设计 |
| 5.3.2 高温高压一体化传感器对温度和压力的响应 |
| 5.4 高温高压交叉敏感问题的分析与解决 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 本论文的创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 深圳大学指导教师对研究生学位论文的学术评语 |
| 深圳大学研究生学位(毕业)论文答辩委员会决议书 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间的研究成果 |
（9）基于涡街电磁感应原理的钠中气泡探测器的信号处理方法研究与系统研制（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 |
| 1.2 探测蒸汽发生器泄漏技术研究概况 |
| 1.2.1 氢浓度检测泄漏技术 |
| 1.2.2 声学检测泄漏技术 |
| 1.2.3 电磁学检测泄漏技术 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 课题的来源与主要研究内容 |
| 第二章 钠/水中气泡探测数据采集实验 |
| 2.1 钠中气泡探测器传感器 |
| 2.1.1 导电液体的等效电路模型 |
| 2.1.2 钠中气泡探测器传感器的结构组成 |
| 2.1.3 钠中气泡探测器传感器的工作原理 |
| 2.2 钠中气泡探测器变送器 |
| 2.3 钠中气泡探测实验装置 |
| 2.3.1 钠回路系统 |
| 2.3.2 注气设备 |
| 2.3.3 数据采集系统 |
| 2.4 钠中气泡探测数据采集实验 |
| 2.4.1 注气流量的确定 |
| 2.4.2 数据采集实验步骤 |
| 2.4.3 数据采集实验结果 |
| 2.5 水中气泡探测实验 |
| 2.5.1 实验装置 |
| 2.5.2 水中气泡探测器传感器 |
| 2.5.3 水中气泡探测器变送器 |
| 2.5.4 水流量检定实验 |
| 2.6 水中气泡探测数据采集实验 |
| 2.6.1 注气流量的确定 |
| 2.6.2 数据采集实验步骤 |
| 2.6.3 数据采集实验结果 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 基于峰峰值标准差的钠中气泡探测方法 |
| 3.1 水中气泡探测器传感器输出信号分析 |
| 3.1.1 极值与气泡的关系 |
| 3.1.2 极值的统计学规律 |
| 3.1.3 极值标准差与注气流量的关系 |
| 3.2 基于峰峰值标准差的水中气泡探测信号处理方法 |
| 3.2.1 峰峰值的含义 |
| 3.2.2 算法的步骤 |
| 3.2.3 算法的验证 |
| 3.3 钠中气泡探测信号处理方法实时实现 |
| 3.3.1 阈值的选取 |
| 3.3.2 DSP实现 |
| 3.4 钠中气泡探测验证实验 |
| 3.4.1 验证样机的实验步骤 |
| 3.4.2 验证结果 |
| 3.5 算法在不同平台上运行结果比较 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于相关系数的钠中气泡探测方法 |
| 4.1 气泡对信号波形的影响 |
| 4.2 采用相关系数判断信号之间的相似程度 |
| 4.2.1 相关系数的引入 |
| 4.2.2 相关系数的分布特点 |
| 4.3 基于相关系数的钠中气泡探测信号处理方法 |
| 4.3.1 算法的步骤 |
| 4.3.2 算法的验证 |
| 4.3.3 阈值的选取 |
| 4.4 DSP实现 |
| 4.5 钠中气泡探测验证实验 |
| 4.5.1 验证样机的实验步骤 |
| 4.5.2 验证结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于频率波动系数的钠中气泡探测方法 |
| 5.1 气泡对频率计算的影响 |
| 5.2 选择计算频率的数据点数的方法 |
| 5.3 频率波动系数 |
| 5.4 频率波动系数与周期个数的关系 |
| 5.5 基于频率波动系数的钠中气泡探测信号处理方法 |
| 5.6 算法的实时实现方案 |
| 5.6.1 方案的研究 |
| 5.6.2 方案的验证 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 基于能量比值的钠中气泡检测方法 |
| 6.1 传感器输出信号模型 |
| 6.2 气泡噪声信号提取 |
| 6.2.1 基线和气泡噪声信号 |
| 6.2.2 包络线的计算 |
| 6.3 传感器输出信号的能量比值 |
| 6.4 基于能量比值的钠中气泡探测信号处理方法 |
| 6.4.1 算法的步骤 |
| 6.4.2 算法的验证 |
| 6.4.3 阈值的选取 |
| 6.5 算法的实时实现方案研究 |
| 6.5.1 方案的研究 |
| 6.5.2 方案的验证 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 博士期间发表的科研成果目录 |
| 附录1 合作单位对我们研制样机实验结果的评价 |
（10）电子液压制动系统分层式压力控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词注释 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 电子液压制动系统国内外研究综述 |
| 1.2.1 结构设计与工作原理 |
| 1.2.2 压力跟随控制方法 |
| 1.2.3 整车制动控制方法 |
| 1.3 国内外研究现状分析与选题意义 |
| 1.4 研究内容 |
| 第2章 电子液压制动系统原理研究与参数匹配 |
| 2.1 电子液压制动系统结构 |
| 2.2 备用制动模式匹配 |
| 2.2.1 备用制动模式原理 |
| 2.2.2 主缸参数匹配 |
| 2.3 常规制动模式匹配 |
| 2.3.1 常规制动模式原理 |
| 2.3.2 柱塞泵参数匹配 |
| 2.3.3 电机参数匹配 |
| 2.4 踏板感觉一致性还原 |
| 2.4.1 踏板感觉模拟器控制阀回路设计 |
| 2.4.2 踏板感觉模拟器设计 |
| 2.5 试验平台设计 |
| 2.5.1 硬件平台设计 |
| 2.5.2 软件平台设计 |
| 2.5.3 卡尔曼滤波器设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 电子液压制动系统的压力跟随控制层研究 |
| 3.1 系统动态模型 |
| 3.1.1 零部件动态模型 |
| 3.1.2 增减压过程动态模型 |
| 3.2 预测控制方法 |
| 3.2.1 GPC控制器结构 |
| 3.2.2 增压过程控制器设计 |
| 3.2.3 减压过程控制器设计 |
| 3.2.4 误差死区控制器设计 |
| 3.2.5 压力调度控制器设计 |
| 3.3 快速控制原型试验研究 |
| 3.3.1 延时估计 |
| 3.3.2 输入非线性估计 |
| 3.3.3 模型参数辨识 |
| 3.3.4 压力跟随控制 |
| 3.3.5 压力调度控制 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 电子液压制动系统的目标制动力分配层研究 |
| 4.1 制动意图模型解析 |
| 4.1.1 踏板位移-期望纵向减速度关系 |
| 4.1.2 基于反馈的目标纵向力决策 |
| 4.1.3 针对踏板速度的微分器设计 |
| 4.2 常规制动过程制动力分配策略 |
| 4.2.1 基于单轨模型的前后轴制动力分配 |
| 4.2.2 内外侧制动力分配 |
| 4.3 快速控制原型试验研究 |
| 4.3.1 制动辅助控制 |
| 4.3.2 无转向制动控制 |
| 4.3.3 转向制动控制 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 电子液压制动系统的防抱死控制层研究 |
| 5.1 基于EHB压力特性的防抱死控制方法 |
| 5.1.1 系统轨迹特性与有限状态机控制器 |
| 5.1.2 针对变化路面的控制器优化 |
| 5.2 EHB在 ABS模式下的轮胎-路面附着条件的在线辨识 |
| 5.2.1 利用附着系数估计方法 |
| 5.2.2 Burckhardt模型的指数和线性参数化方法 |
| 5.3 仿真算例 |
| 5.3.1 防抱死控制 |
| 5.3.2 利用附着系数估计 |
| 5.3.3 单一路面下的估计器参数设置 |
| 5.3.4 对接路面下的附着条件估计 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 全文结论 |
| 6.2 本文创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A:攻读博士学位期间发表的学术论文 |
四、极低压强传感器的设计和研制（论文参考文献）
- [1]近海底二氧化碳中红外原位探测系统的研制及应用[D]. 刘志伟. 吉林大学, 2021(01)
- [2]近红外甲烷同位素传感系统的研制[D]. 张天羽. 吉林大学, 2021(01)
- [3]MPCVD法制备金刚石膜及其表面处理工艺研究[D]. 冯曙光. 昆明理工大学, 2021(01)
- [4]磁流变液传动系统动力传递机理研究[D]. 王宁宁. 中国矿业大学, 2021
- [5]CCD拼接相机技术研究[D]. 沈远航. 中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所), 2020(04)
- [6]MEMS类蛛网状盘式谐振陀螺结构设计研究[D]. 樊波. 苏州大学, 2020(06)
- [7]用于近海底二氧化碳检测的数据采集与通信系统的研制[D]. 李亚飞. 吉林大学, 2020(08)
- [8]光纤光栅高温传感器与光纤微腔干涉仪高压传感器的研制及应用[D]. 黄伟. 深圳大学, 2020(02)
- [9]基于涡街电磁感应原理的钠中气泡探测器的信号处理方法研究与系统研制[D]. 许伟. 合肥工业大学, 2020
- [10]电子液压制动系统分层式压力控制方法研究[D]. 熊喆. 武汉理工大学, 2019(01)