检索结果-内蒙古大学图书馆

振动与冲击 2025年第1期44卷 325-331,342页

作者：戴文舒鲍凯凯张国军张文栋陈新华中北大学仪器科学和动态测量重点实验室太原030006 北方自动控制技术研究所太原030051 中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030006 中国科学院声学研究所北京100190

声层析成像模型慢时间维和快时间维空间分辨率均相同,仅取决于发射信号最高频率,分辨率较聚束合成孔径声呐性能更优。现有的水下层析成像多采用时域反投影算法,计算量大。根据投影切片理论,提出了一种分频带极坐标格式融合的波数域成像... 详细信息

声层析成像模型慢时间维和快时间维空间分辨率均相同,仅取决于发射信号最高频率,分辨率较聚束合成孔径声呐性能更优。现有的水下层析成像多采用时域反投影算法,计算量大。根据投影切片理论,提出了一种分频带极坐标格式融合的波数域成像方法,将宽带发射下圆环空间谱的直角坐标系插值求逆傅里叶变换问题转换为单频点圆形空间谱的求逆后的融合问题,减小了常规宽带波数域圆环插值带来的估计误差,克服了圆环形空间谱进行插值逆变换时重建的目标分布函数为中空的问题,提高了计算效率,并且有效地抑制了单频波数域成像结果为贝塞尔函数时的高副瓣影响,相同条件下,较聚束合成孔径声呐成像精度有显著提高。

关键词：分频带处理声层析极坐标格式处理波数域插值

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含铝固体推进剂多相燃烧产物物理化学特性参数研究综述

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推进技术 2023年第10期44卷 14-27页

作者：董和磊刘涛敖文吕翔项志强谭秋林熊继军中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室山西太原030051 中北大学电子测试技术重点实验室山西太原030051 西北工业大学航天学院陕西西安710072

含铝固体推进剂在燃烧过程中会产生大量铝的氧化物和亚氧化物,了解燃烧产物的物理化学特性对发动机内的燃烧、流动等多物理过程的精细化研究及解决燃烧过程中的安全问题意义重大。本文针对铝和三氧化二铝的物理特性参数,铝和氧气、二氧... 详细信息

含铝固体推进剂在燃烧过程中会产生大量铝的氧化物和亚氧化物,了解燃烧产物的物理化学特性对发动机内的燃烧、流动等多物理过程的精细化研究及解决燃烧过程中的安全问题意义重大。本文针对铝和三氧化二铝的物理特性参数,铝和氧气、二氧化碳与水蒸汽的化学反应参数,AlO,Al2O2,Al2O,AlO2等铝的亚氧化物的比热容、生成焓,以及AlO同氧化性组分发生反应的反应热、活化能和指前因子等参数,综述国内外在不同温度下的实验测试和理论计算方法及结果,对发动机内多相燃烧产物的物理化学特性进行了综合研究。

关键词：固体火箭发动机固体推进剂多相燃烧产物物理化学特性参数综述

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基于牺牲层工艺的CMUT阵列设计制造及性能表征

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传感器与微系统 2024年第3期43卷 108-111页

作者：梁永孟繁胜王任鑫张国军贾利成张文栋中北大学仪器与电子学院省部共建动态测试技术国家重点实验室山西太原030051

电容式微机械超声换能器(CMUT)具备比压电式超声换能器微型化、高密度阵元集成、高机电耦合系数等优势,在医学成像、流量测量等领域展现出巨大的潜力。本文基于牺牲层释放工艺,设计并成功制造了高密度集成的微型CMUT阵元,在水中对其进... 详细信息

电容式微机械超声换能器(CMUT)具备比压电式超声换能器微型化、高密度阵元集成、高机电耦合系数等优势,在医学成像、流量测量等领域展现出巨大的潜力。本文基于牺牲层释放工艺,设计并成功制造了高密度集成的微型CMUT阵元,在水中对其进行了性能测试和表征。实验结果显示,该换能器具有优异的发射线性度(非线性度为0.74%),以及良好的发射和接收灵敏度。此外,轴向声压衰减趋势符合负指数衰减规律,并且具备出色的指向性能(-6dB主瓣宽度为26°),同时旁瓣干扰极小。

关键词：电容式微机械超声换能器牺牲层释放工艺线性度发射灵敏度指向性

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正电子发射粒子示踪的关键技术与进展

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过程工程学报 2024年第4期24卷 381-390页

作者：李坤吴利芸陈平韩焱中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室山西太原030051 中北大学信息探测与处理山西省重点实验室山西太原030051 中北大学教育部仪器科学与动态测试重点实验室山西太原030051 太原工业学院机械工程系山西太原030008

多相流参数检测对工业过程装置的设计和优化至关重要,但其多尺度与内在复杂性限制了对多相流动过程的理解,在流动机制方面仍有许多关键问题尚未明晰。正电子发射粒子示踪(PEPT)是一种面向工业过程中复杂多相流的新型无扰、无损的核成像... 详细信息

多相流参数检测对工业过程装置的设计和优化至关重要,但其多尺度与内在复杂性限制了对多相流动过程的理解,在流动机制方面仍有许多关键问题尚未明晰。正电子发射粒子示踪(PEPT)是一种面向工业过程中复杂多相流的新型无扰、无损的核成像方法,利用γ光子探测对放射性标记的示踪颗粒进行三维动力学成像。由于γ光子具有高穿透性、不受电磁场影响等特点,使得PEPT在非透明复杂多相流检测上具有独特优势。目前主要应用于化工、食品、制药等工业领域内多相流动现象的测量和系统物理参数提取。然而,小型化示踪颗粒制备困难、多个示踪颗粒同时定位效果差等问题严重阻碍了PEPT技术的进一步应用和推广。本工作首先介绍了PEPT技术的基本原理;然后重点从示踪颗粒、算法、硬件系统、数据处理及应用等方面讨论了PEPT关键技术及其研究进展,并指出其中存在的问题和潜在的发展方向;最后,对PEPT技术的发展和应用进行总结和展望。

关键词：多相流无损检测正电子发射粒子示踪示踪颗粒 γ光子探测定位算法

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可调谐探针起振系统设计

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国外电子测量技术 2023年第4期42卷 80-85页

作者：温阳陈纵横冯婕舒鹏丽马宗敏中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学仪器与电子学院太原030051

为了兼顾非接触式原子力显微镜(noncontact atomic force microscope,NC-AFM)更高谐振频率探针的使用需求,并通过提高控制器精度进而提高NC-AFM分辨率,提出了一种基于探针-样品间原子作用力变化的全数字可调谐NC-AFM高分辨率探针起振系... 详细信息

为了兼顾非接触式原子力显微镜(noncontact atomic force microscope,NC-AFM)更高谐振频率探针的使用需求,并通过提高控制器精度进而提高NC-AFM分辨率,提出了一种基于探针-样品间原子作用力变化的全数字可调谐NC-AFM高分辨率探针起振系统。在Simulink环境下对探针起振系统的控制部分进行了设计,通过现场可编程门阵列(FPGA)实现了鉴相,滤波,锁频等功能;采用压电陶瓷片驱动探针振动,设计了操作便捷的探针座。将不同频率正弦信号提供给设计的起振系统进行功能性验证,实验结果表明,系统可以在20 kHz~50 MHz频率范围内跟踪探针谐振频率;最后使用起振系统成功使商用探针在谐振频率处振动,准确测出了探针的谐振频率及振动幅值,系统频率分辨率达到了0.1 Hz。

关键词：非接触式原子力显微镜(NC-AFM) 起振谐振频率数字锁相环压电陶瓷

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基于光偏转原理的AFM光电检测系统设计

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传感器与微系统 2024年第3期43卷 76-79页

作者：王旭东温阳王慧云秦丽温焕飞马宗敏中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室山西太原030051 中北大学仪器与电子学院山西太原030051

利用光偏转原理设计并实现了原子力显微镜(AFM)的光电检测系统,研究了影响光偏转噪声的影响因素。设计了新型螺旋式嵌套结构调节准直光斑,使激光发散角降低到0.053°,利用压电陶瓷特性设计了高精度三维调节结构,可以在α,β,γ方向... 详细信息

利用光偏转原理设计并实现了原子力显微镜(AFM)的光电检测系统,研究了影响光偏转噪声的影响因素。设计了新型螺旋式嵌套结构调节准直光斑,使激光发散角降低到0.053°,利用压电陶瓷特性设计了高精度三维调节结构,可以在α,β,γ方向精准调节偏转角度,36mm的聚焦焦距满足了小型化、集成化的设计目标。基于该高灵敏度光电检测系统的设计,AFM系统得到了清晰的硅材料表面台阶结构,系统分辨率达到了0.1nm,为今后的亚原子测量奠定了实验基础。

关键词：原子力显微镜光偏转准直调节压电陶瓷

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基于采样保持原理的高精度电导率检测电路

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仪表技术与传感器 2023年第12期 37-43页

作者：张炳玮沈三民杜延墨郭杨盛中北大学仪器与电子学院省部共建动态测试技术国家重点实验室山西太原030051

文中设计了一种基于采样保持原理的高精度量程自适应电导率检测电路,以双极性交流方波作为激励信号源,通过采样保持的方法对电导池两端的交流电压及流经电导池的交流电流信号差分化并进行采集,同时使用铂电阻作为温度传感器对测量得到... 详细信息

文中设计了一种基于采样保持原理的高精度量程自适应电导率检测电路,以双极性交流方波作为激励信号源,通过采样保持的方法对电导池两端的交流电压及流经电导池的交流电流信号差分化并进行采集,同时使用铂电阻作为温度传感器对测量得到的电导率进行温度补偿。双极性交流方波激励信号有效降低了交流正弦信号作为激励源时电极电容效应和极化效应所引起的误差,差分式采样保持电路减少了外界环境变化引起的电路噪声,量程自适应电路保证了电导率测量的宽量程,通过上述方法弥补了传统电导率测量电路定量程、测量范围窄、精度低的缺点。测试结果表明:文中设计的电导率测量电路测量范围为0.1~40 000μS/cm,重复性误差小于1%,测量基线噪声小于0.25 nS/cm。

关键词：采样保持高精度量程自适应电导率测量

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基于事件触发机制和最小学习参数的FAHV指定时间收敛自适应控制

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空军工程大学学报 2024年第2期25卷 48-61页

作者：李江苗邵星灵徐悦梅邓瑞祥中北大学仪器与电子学院太原030051 省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学电气与控制工程学院太原030051

针对当前吸气式高超声速飞行器自适应控制结果仅能实现误差渐近收敛于预设包络、神经权值在线更新存在计算爆炸、对机载资源过度占用的难题,提出了基于事件触发机制和最小学习参数的FAHV指定时间收敛自适应控制方法。首先,阐述了一种不... 详细信息

针对当前吸气式高超声速飞行器自适应控制结果仅能实现误差渐近收敛于预设包络、神经权值在线更新存在计算爆炸、对机载资源过度占用的难题,提出了基于事件触发机制和最小学习参数的FAHV指定时间收敛自适应控制方法。首先,阐述了一种不依赖精确误差初值同时又能确保误差指定时间收敛的改进预设性能控制机制;其次,构建了用于FAHV干扰辨识的相对阈值事件触发神经网络;最后,设计了相对阈值事件触发控制算法,有效降低了闭环控制器对通信资源的消耗,在非等周期信号传输的基础上实现了良好的控制精度。仿真结果表明,所提方法能够在低计算与传输资源消耗下对高度/速度参考信号实施指定时间跟踪。

关键词：吸气式高超声速飞行器改进预设性能控制相对阈值事件触发神经网络相对阈值事件触发控制

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基于阻抗匹配的轴承转速高精度无线测试方法

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传感技术学报 2023年第7期36卷 1159-1164页

作者：冯其云高利霞张可劼李晨中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室山西太原030051 中北大学电子测试技术国家重点实验室山西太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 中国燃气涡轮研究院(AECC) 四川成都610500

航空发动机长期疲劳运行引起的轴承故障是造成发动机空中停车的重要原因,严重影响飞行安全。为了实现发动机轴承在恶劣环境下转速信号的实时精准测量,提出了一种基于阻抗匹配的轴承转速无线测量方法,并搭建了对应的平台进行测试,验证了... 详细信息

航空发动机长期疲劳运行引起的轴承故障是造成发动机空中停车的重要原因,严重影响飞行安全。为了实现发动机轴承在恶劣环境下转速信号的实时精准测量,提出了一种基于阻抗匹配的轴承转速无线测量方法,并搭建了对应的平台进行测试,验证了该方法应用于轴承内圈转速无线测试的可靠性和准确性。天线随轴承转动与轴承发生周期性耦合,耦合信号无线传输至天线端后经检测电路板以周期性电压的形式输出并显示在示波器上,通过分析输出电压波形的周期,可以计算出轴承转速,进而实现轴承转速的无线测量。测量结果表明,在0~2600 rpm转速范围内,转速测量的相对误差保持在1%以内。

关键词：轴承转速无线测量高转速阻抗匹配高精度

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高频率分辨的金刚石氮-空位色心宽频谱成像技术

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物理学报 2024年第6期73卷 339-348页

作者：申圆圆王博柯冬倩郑斗斗李中豪温焕飞郭浩李鑫唐军马宗敏李艳君伊戈尔·费拉基米罗维奇·雅明斯基刘俊中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学半导体与物理学院太原030051 中北大学量子传感与精密测量山西省重点实验室太原030051 太原工业学院电子工程系太原030008 日本大阪大学工学研究科大阪5650871 俄罗斯国立莫斯科大学先进技术中心莫斯科119311

高分辨率宽频谱测量技术在天文学、无线通信、医学成像等领域具有重要应用价值.金刚石氮-空位(nitrogen-vacancy,NV)色心因其高稳定性、高灵敏度、实时监测、单点探测以及适用于长时间测量等特性已成为频谱分析仪备受关注的选择.目前,基... 详细信息

高分辨率宽频谱测量技术在天文学、无线通信、医学成像等领域具有重要应用价值.金刚石氮-空位(nitrogen-vacancy,NV)色心因其高稳定性、高灵敏度、实时监测、单点探测以及适用于长时间测量等特性已成为频谱分析仪备受关注的选择.目前,基于NV色心作为探测器的宽频谱分析仪能够在几十GHz频带内进行实时频谱分析,然而其频率分辨率仅达到MHz水平.本文通过搭建结合连续外差技术的量子金刚石微波频谱成像系统,利用磁场梯度对NV色心谐振频率进行空间编码,成功获取了900 MHz—6.0 GHz范围内完整的频谱数据.在可测频谱范围内,系统进一步采用连续外差的方法,同时施加谐振微波和轻微失谐的辅助微波对NV色心进行有效激发,增强了NV磁强计对微弱微波信号的响应.该方法使系统在可测频谱范围内实现了1 Hz的频率分辨率,并能够对间隔为1 MHz扫频步进的多个频点的频率分辨率进行单独测量.以上研究结果表明基于NV色心的宽频谱测量可实现Hz级频率分辨,为未来的频谱分析和应用提供了有力的技术支持.

关键词：氮-空位色心宽频谱测量高频率分辨率

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