【摘 要】
：
在现阶段生产研究中,气体流量传感器在生产生活、科学实验计量中有着重要的作用,尤其在智能穿戴设备、生物医疗、航空航天等领域,需要灵敏度高、功耗低、微流量监测的气体流量传感器。但常用的气体流量传感器因为检测原理以及器件本身的限制,存在着功耗大、体积大、精度低等问题。基于传热原理的热式气体流量传感器是利用流体的热传导以及热对流现象来对流速进行检测,相较于其他原理的气体流量传感,其有更高的灵敏度与更快的响
论文部分内容阅读
在现阶段生产研究中,气体流量传感器在生产生活、科学实验计量中有着重要的作用,尤其在智能穿戴设备、生物医疗、航空航天等领域,需要灵敏度高、功耗低、微流量监测的气体流量传感器。但常用的气体流量传感器因为检测原理以及器件本身的限制,存在着功耗大、体积大、精度低等问题。基于传热原理的热式气体流量传感器是利用流体的热传导以及热对流现象来对流速进行检测,相较于其他原理的气体流量传感,其有更高的灵敏度与更快的响应时间。MEMS传感器基于微纳工艺加工制造,与传统传感器相比,具有尺寸小、低功耗等优势,是传感器研究的主要方向。近些年来依托MEMS技术的发展,基于MEMS工艺的热式气体质量流量计因其低功耗、高灵敏度、微尺寸、测量范围广等优点,成为了研究的重点,并在商用领域有着不错的表现。在本文,我们研究设计了一款小量程、低功耗、高灵敏度的MEMS热式流量传感器。利用有限元仿真的方法,得到传感器芯片的结构参数,仿真结果显示该芯片在0.01 SCCM的流量输入下有0.01℃的输出响应。针对芯片结构,设计了相应的MEMS工艺进行加工制造。考虑到环境温度的影响,我们引入温度补偿电阻。考虑到气流的稳定性的影响,我们设计了气体通道结构保证气流的稳定,并利用高精度的3D打印机实现加工。我们设计相应的电路实现传感器热信号与电信号的转换,并对电路各部分原理、误差、噪声进行分析,设计的电路能够识别0.01℃的温度变化。设计的传感器MEMS芯片的裸片功耗在43 m W,电路的整体功耗240 m W。之后将设计的传感器芯片与电路板电路引线键合连接,将气体通道与传感器一体化封装。最后搭建流量的测试平台,实验测得传感器低量程灵敏度0.128 m V/SCCM/m W（9.217 m V/（m/s）/m W）;分辨率在0-20 SCCM流量范围为0.02 SCCM,在0-5 SCCM量程内能够达到0.002 SCCM;整机响应时间在239 ms。
其他文献
随着互联网大数据和智能机器人等领域的迅猛发展,人与人之间交互信息的作用愈发重要。城市监控、人机交互等领域都需要人与人的交互信息,以这些交互信息为基础的轨迹预测也成为越来越重要的研究课题。然而,轨迹预测还有以下几个难点:首先,不规则采样导致基站平台收集的轨迹数据时有缺失,轨迹特征与上下文关系联合不紧密;其次,行人在复杂的环境中运动,运动趋势不仅由自身运动状态主导,还会受空间地理条件限制以及周围行人的
基因测序技术为变异检测提供了丰富的数据来源,随着测序技术发展到了第三代,变异检测的关注点也逐步转移到第三代测序数据上。与第二代相比,第三代测序数据具有测序读长超长、覆盖均匀、无GC偏好性等特点。然而,针对该数据的检测工具由于检测策略过于依赖生物统计学的相关知识,准确率（precision）高但召回率（recall）偏低,故它们实际检测到的真实变异数量低于预期,不能满足后续的研究需求,例如发现新的基
蛇形机械臂由于具有细长的结构、较高的灵活性和弯曲能力,在大型装备探测、深腔探索领域都具有很大的应用价值。本文研制了一款具有17个自由度的蛇形机械臂,对其进行了机构设计、运动学建模、工作空间分析,研究了相关的运动规划算法,通过仿真平台和实体样机验证了算法的正确性和机构设计的合理性,完成了相应的运动控制任务。首先,针对传统蛇形机械臂体积大、重量大、难维修等问题,提出了一种模块化、便拆卸的蛇形机械臂新机
温度参量在日常生活、工业、国防等领域都是一项重要参数指标,准确地测量温度对于保证人们生活安全、增加工业生产及经济效益是十分重要的。随着科学技术的不断进步,温度参量从接触式测温到非接触式测温,从单点测温到对温度场的分布测量等,温度测量技术有了极大的发展。然而,由于传感器技术的限制,传统的接触测温法对于高温火焰无法有效地测量,且不能够反应整个火焰温度场的分布。近些年来,与CCD相机结合并引入辐射能原理
在深度卷积神经网络的推动下,高分辨率遥感图像的实例分割任务已经取得了显著成果,但目前的算法主要依赖于预设锚框机制的两阶段方法,在引入遥感实例方向信息时需要付出较大代价。本文基于全卷积单阶段目标检测器FCOS,结合有向实例建模和算法改进模块,提出了一种针对高分辨率遥感图像的单阶段无锚框实例分割网络。针对有向实例建模,提出了新颖的方向感知模块和有向极性模板掩膜模块来通过实例的轮廓匹配实现遥感图像的实例
＜正＞随着现代物流理念和技术的引入,仓储自动化正在成为物流行业主要发展趋势之一,各行业仓库设备的自动化程度都在不断提高电力电缆及导线等线缆类物资是电力系统中传输和分配电能的重要设备,线缆是否准确裁剪对电网的安全运行有着重要影响。本文从目前仓库线缆剪裁工具的使用现状出发,阐述了在仓库自动化环境下线缆自动剪裁装置投入使用的必要性,并介绍线缆自动裁剪装置的设计方法及应用,为电力企业中的线
油气管道运输中的“蜡沉积”现象可能会导致管道内径减小甚至造成管道堵塞,这极大地影响输送效率和安全。实际中一般使用清管器对管道进行定期的维护。但清管器在管道内部卡堵会造成巨大的生产事故,因此有必要对清管器进行实时在线跟踪定位。本文系统地调研了国内外清管器跟踪定位的研究现状,在此基础上所做的工作有:1.提出了一种基于快速期望差分与动态时间规整算法的清管器卡堵定位方法。该方法在传统快速差分算法的基础上,
视网膜疾病的患病率在全球范围内正在逐步增加,黄斑异常是视网膜病变的主要原因,典型的视网膜疾病包括脉络膜新生血管、糖尿病性黄斑水肿和玻璃膜疣等。视网膜疾病的发生在老年人群当中尤其普遍,而且由于全球人口老龄化的趋势逐年上升,医疗保健系统将进一步承受更加沉重的负担。因此,开发一种智能的黄斑异常诊断工具辅助眼科医生诊断是十分必要的。临床上主要采用光学相干断层成像（Optical Coherence Tom
蒸汽再压缩隔离壁蒸馏塔（Vapor Recompressed Dividing-wall Distillation Columns,DWDC-VRHPs）是蒸汽再压缩热泵（Vapor Recompressed Heat Pump,VRHP）与隔离壁蒸馏塔（Dividing-Wall Distillation Column,DWDC）的整合,节能优势明显,但DWDC-VRHPs的强耦合性导致了难以实
现代过程监测技术在确保复杂工业过程的安全性和可靠性方面发挥着至关重要的作用。在大规模工业系统中,其海量历史数据往往隐含丰富的过程信息。基于多元统计的过程监测方法能够很好地处理存在非线性、时序性和高度相关性的过程数据,被广泛应用于工业过程之中。主成分分析（PCA）和偏最小二乘（PLS）是最常用的多元统计方法。通过从正常运行数据提取包含主要过程信息的潜变量来构建模型,PCA已被广泛应用于工业过程监测领