检索结果-内蒙古大学图书馆

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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退火条件对磁控溅射MgO-Ag_(3)Sb-Sb_(2)O_(4)柔性薄膜热电性能的影响

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无机材料学报 2022年第12期37卷 1302-1310页

作者：刘丹赵亚欣郭锐刘艳涛张志东张增星薛晨阳中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051 西安理工大学电子工程系西安710048

MgAgSb是一种具有潜力且元素储量相对丰富的室温热电材料,有望用于构建高性能可穿戴温差电池。本研究尝试在聚酰亚胺(PI)基底上磁控溅射制备MgAgSb薄膜,并系统研究退火条件对其热电性能的影响。结果表明样品未形成纯相的MgAgSb柔性热电... 详细信息

MgAgSb是一种具有潜力且元素储量相对丰富的室温热电材料,有望用于构建高性能可穿戴温差电池。本研究尝试在聚酰亚胺(PI)基底上磁控溅射制备MgAgSb薄膜,并系统研究退火条件对其热电性能的影响。结果表明样品未形成纯相的MgAgSb柔性热电薄膜,而是形成了由Ag_(3)Sb、MgO及Sb_(2)O_(4)多相组成的柔性薄膜,其中Ag_(3)Sb起主要热电功能。不同气氛退火可以显著提升MgO-Ag_(3)Sb-Sb_(2)O_(4)(Mg-Ag-Sb)柔性薄膜的热电性能,其中真空处理性能最佳。在真空条件下,随着退火温度升高,柔性薄膜的热电性能呈现先增加后减少的趋势,当退火温度为573K时热电性能最佳,室温附近功率因子达到74.16μW·m^(-1)·K^(-2)。并且,薄膜表现出较好的柔性,弯曲900次后,电导率仅变化了14%。本研究为MgAgSb柔性热电薄膜的制备及可穿戴应用提供了参考。

关键词： MgAgSb 退火处理热电性能柔性薄膜

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面向乳腺癌诊断的压电式微机械超声换能器的设计

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传感技术学报 2023年第9期36卷 1491-1496页

作者：刘畅程义军薛晨阳张斌珍太原工业学院电子工程系山西太原030008 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

面向乳腺癌早期微小病变组织难于精确诊断的问题,设计了一种基于AlN/Si薄膜的圆形双晶片压电式微机械超声换能器(PMUT)。作为乳腺超声CT系统关键检测部件,其性能优劣与诊断准确度密切相关。通过对换能器工作原理进行分析,建立了数学理... 详细信息

面向乳腺癌早期微小病变组织难于精确诊断的问题,设计了一种基于AlN/Si薄膜的圆形双晶片压电式微机械超声换能器(PMUT)。作为乳腺超声CT系统关键检测部件,其性能优劣与诊断准确度密切相关。通过对换能器工作原理进行分析,建立了数学理论模型。利用有限元仿真软件COMSOL建立了基于AlN薄膜的PMUT有限元模型,给出了具体的结构设计参数,并分析了静态压力、静态位移、振动模态、谐振频率、灵敏度、声阻抗等性能参数。仿真结果显示,所设计的PMUT一阶谐振频率为7.61 MHz,灵敏度为-258 dB,品质因数为380.5,有效机电耦合系数为10.2%,能够满足对乳腺软组织检测的设计需求。

关键词： PMUT AlN薄膜 COMSOL 乳腺癌

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高效功率传输的电容参数超声换能器的设计与分析

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传感技术学报 2022年第9期35卷 1182-1187页

作者：程义军刘畅薛晨阳张斌珍太原工业学院电子工程系山西太原030008 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

电容参数超声换能器(CPUT)由于不需要直流偏置或电荷充电的优势,已成为医用植入物、传感器网络和消费电子产品无线能量传输方面的研究热点。提出利用一维集总参数模型来研究CPUT的运行和参数设计。将CPUT等效为一个RLC谐振器中超声驱动... 详细信息

电容参数超声换能器(CPUT)由于不需要直流偏置或电荷充电的优势,已成为医用植入物、传感器网络和消费电子产品无线能量传输方面的研究热点。提出利用一维集总参数模型来研究CPUT的运行和参数设计。将CPUT等效为一个RLC谐振器中超声驱动的活塞电容C,进而产生两个耦合的非线性微分方程系统。利用Simulink进行方程的求解,获得电容电压、电路电流和活塞位移。在此基础上,研究了参数谐振阈值和声电转换效率。结果表明,这些性能指标与负载电阻、输入超声强度、超声频率、电极覆盖面积和间隙高度密切相关。当CPUT的阻抗与介质匹配并且驱动CPUT的工作频率略低于2ω_(oel)时,可以达到最佳的效率。这为进一步研究超声无线能量传输、能量收集和传感技术奠定基础。

关键词： CPUT 超声谐振无线能量传输 Simulink

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电活性材料驱动的柔性光子晶体结构色调控技术研究进展

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西安交通大学学报 2023年第7期57卷 84-100页

作者：赵鹏飞李博程丽霞刘继全陈花玲太原工业学院机械工程系太原030008 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司太原030032

针对柔性光子晶体结构变色范围小、柔性不足的问题,对柔性光子晶体结构色调控方法进行了综述,介绍了结构变色的作用机理、载体材料和主要调控方法,对电场型、离子型、电热型电活性材料的变形速度、响应时间、驱动电压、能耗量级和最大... 详细信息

针对柔性光子晶体结构变色范围小、柔性不足的问题,对柔性光子晶体结构色调控方法进行了综述,介绍了结构变色的作用机理、载体材料和主要调控方法,对电场型、离子型、电热型电活性材料的变形速度、响应时间、驱动电压、能耗量级和最大应变进行了归纳和对比。对电致结构色调控技术的国内外研究现状进行了归纳和分析,并对各种代表性电致变色技术的变色范围、杨氏模量、驱动电压等主要性能参数进行了对比。通过分析发现传统电致变色技术难以兼顾柔性好、低驱动电压和大变色范围。在全面回顾文献的基础上重点阐述了电活性材料驱动的柔性光子晶体结构色调控技术发展现状,阐明了这种结构色调控方式具有柔性好、易封装、响应模式丰富等独特优势,总结出电活性材料驱动的柔性光子晶体结构色调控是电致结构变色领域中最具发展潜力的技术,同时指出了其面临的问题以及未来的发展趋势。

关键词：电活性材料电致变色柔性光子晶体结构色调控驱动

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3D电极的介电泳力与惯性力的粒子连续分选仿真

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传感器与微系统 2022年第3期41卷 43-46页

作者：李晓红张斌珍段俊萍王佳云屈增冀苗苗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 太原工业学院电子工程系山西太原030008

细胞分选在生物医学中起着重要的作用,而其中介电泳分选由于其无需生物标记,对粒子损伤小等优势得到了广泛的应用。本文设计了一种结合三维(3D)电极的介电泳力和收缩-扩张结构的惯性力的微流控芯片,通过COMSOL Multiphysics仿真软件对... 详细信息

细胞分选在生物医学中起着重要的作用,而其中介电泳分选由于其无需生物标记,对粒子损伤小等优势得到了广泛的应用。本文设计了一种结合三维(3D)电极的介电泳力和收缩-扩张结构的惯性力的微流控芯片,通过COMSOL Multiphysics仿真软件对流体的流速分布、电场分布及粒子的运动轨迹进行仿真分析。仿真结果表明:三维电极相较于传统的平面电极,能够提供粒子垂直运动方向上的非均匀电场,更有助于实现粒子的高效率分选。此外,当粒子随流体运动时,不同的流道收缩-膨胀比分选效果不同,当收缩-膨胀比为3︰1时,分选效果会更好。通过仿真证明了所设计结构的有效性,确定了芯片尺寸,为后续的粒子连续高通量高效率分选,提供了重要的参考价值。

关键词：微流控芯片惯性力分选介电泳力分选三维电极

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GaAs基HEMT力敏结构伽马辐照损伤研究

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固体电子学研究与进展 2021年第6期41卷 449-453页

作者：王瑞荣郭浩唐军刘金萍刘丽双太原工业学院电子工程系太原030008 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

利用^(60)Co-γ射线对设计的GaAs基HEMT力敏结构进行了不同剂量的辐照,通过对辐照前后结构的电学特性、力敏特性分析对比,得到了γ辐照对力敏结构的损伤影响。与未辐照样品相比,90 MRad剂量辐照后HEMT力敏结构的漏极电流降低了约74%,辐... 详细信息

利用^(60)Co-γ射线对设计的GaAs基HEMT力敏结构进行了不同剂量的辐照,通过对辐照前后结构的电学特性、力敏特性分析对比,得到了γ辐照对力敏结构的损伤影响。与未辐照样品相比,90 MRad剂量辐照后HEMT力敏结构的漏极电流降低了约74%,辐照剂量高于100 MRad时,样品被击穿,失去工作特性。力敏特性测试结果表明,随着辐照剂量的不断增加,结构的灵敏度发生降低,90 MRad剂量辐照后结构的灵敏度降低了76%。

关键词：高电子迁移率晶体管力敏结构伽马辐照损伤特性

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基于轻量化YOLOv4的轮毂内部缺陷检测算法

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机械与电子 2023年第2期41卷 3-7,12页

作者：范涛王明泉张俊生曹鹏娟朱榕榕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 太原工业学院电子工程系山西太原030008

为解决常规深度学习方法检测轮毂内部缺陷存在模型尺寸大、参数多和精度低等问题,提出一种轻量化YOLOv4的轮毂内部缺陷检测算法。该算法采用MobileNetV3替换YOLOv4的主干特征提取网络,并利用深度可分离卷积模块对YOLOv4的PANet(path agg... 详细信息

为解决常规深度学习方法检测轮毂内部缺陷存在模型尺寸大、参数多和精度低等问题,提出一种轻量化YOLOv4的轮毂内部缺陷检测算法。该算法采用MobileNetV3替换YOLOv4的主干特征提取网络,并利用深度可分离卷积模块对YOLOv4的PANet(path aggregation network)模块中的传统卷积进行了替换。同时,在PANet特征加强网络中加入通道注意力机制(SE)模块,提高了轮毂内部缺陷目标的识别精度。测试结果表明,所提算法检测精度为90.23%,权值文件为45.2 MB,检测速率为68.38帧/s。相较于常规模型性能有所提升,更适用于轮毂内部缺陷的快速、准确检测。

关键词：目标检测 YOLOv4 MobileNetV3 轻量化网络通道注意力机制

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基于深度学习的铸件X射线图像分割研究

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应用光学 2021年第6期42卷 1025-1033页

作者：曹富强王明泉张俊生邵亚璐张雪洋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 太原工业学院电子工程系山西太原030051

针对当前图像分割算法在实现工业铸件内部缺陷分割上精度低且算法不够轻量化的问题,提出一种基于改进DeepLabv3+的工业铸件内部缺陷检测算法Effi-DeepLab。该方法采用EfficientNet中的MBConv来代替原有的Xception模块进行特征提取,使特... 详细信息

针对当前图像分割算法在实现工业铸件内部缺陷分割上精度低且算法不够轻量化的问题,提出一种基于改进DeepLabv3+的工业铸件内部缺陷检测算法Effi-DeepLab。该方法采用EfficientNet中的MBConv来代替原有的Xception模块进行特征提取,使特征提取网络更加高效与轻量化;针对工业铸件内部缺陷尺寸小的问题,重新设计空洞空间金字塔池化(ASPP)层中空洞卷积的扩张率,使得卷积块对小目标具有更高的鲁棒性;在解码端充分利用特征提取阶段的低阶语义信息进行多尺度特征融合,以提高小目标缺陷分割的精度。实验结果表明,在本文使用的汽车轮毂内部缺陷图像数据集中,Effi-DeepLab模型对缺陷的分割准确率和平均交并比(mIoU)分别为93.58%和89.39%,相比DeepLabv3+分别提升了2.65%和2.24%,具有更好的分割效果;此外,还通过实验验证了本文提出算法具有良好的泛化性。

关键词：图像语义分割深度学习 DeepLabv3+ 无损检测

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伽马辐照对量子点嵌入式HEMT力敏结构的影响

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传感器与微系统 2021年第10期40卷 21-23页

作者：王瑞荣郭浩唐军刘金萍刘丽双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 太原工业学院电子工程系山西太原030008

辐射对空间通信系统中使用的传感器件的不利影响是需要重点考虑的问题,作为力学传感器件的核心部件,对力敏传感单元的抗辐照特性的研究就尤为重要。设计了一种InAs量子点(QD)嵌入式高电子迁移率晶体管(HEMT)力敏结构,通过^(60)Co-γ射线... 详细信息

辐射对空间通信系统中使用的传感器件的不利影响是需要重点考虑的问题,作为力学传感器件的核心部件,对力敏传感单元的抗辐照特性的研究就尤为重要。设计了一种InAs量子点(QD)嵌入式高电子迁移率晶体管(HEMT)力敏结构,通过^(60)Co-γ射线对InAs QD-HEMT结构进行了不同剂量的辐照,并对辐照前后结构的电学特性、力敏特性进行了测试分析。实验结果表明:随着辐照剂量的增加,InAs QD-HEMT结构的电学特性发生退化,灵敏度不断降低。经过150 Mrad剂量辐照后InAs QD-HEMT结构的漏极电流降低了约21%,灵敏度降低了63.4%。结果表明:高剂量辐照后InAs QD-HEMT结构仍具有工作性能,为MEMS传感器应用于强辐照环境提供研究基础。

关键词：伽马辐照 InAs量子点—高迁移率晶体管力敏特性

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