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基于平面电极的非球面双液体透镜的设计与分析

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物理学报 2023年第15期72卷 92-98页

作者：孔梅梅刘悦董媛薛银燕潘世成赵瑞南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院南京210023

为了研究易于实现、结构简单的非球面液体透镜结构,应用介电泳效应,设计了一款基于平面电极的非球面双液体透镜.利用Comsol,Matlab和Zemax软件,建立了所提出的非球面双液体透镜模型,分析了其在不同电压下的面型变化与成像特点,并与球面... 详细信息

为了研究易于实现、结构简单的非球面液体透镜结构,应用介电泳效应,设计了一款基于平面电极的非球面双液体透镜.利用Comsol,Matlab和Zemax软件,建立了所提出的非球面双液体透镜模型,分析了其在不同电压下的面型变化与成像特点,并与球面的双液体透镜模型进行了比较分析.结果表明,非球面双液体透镜的变焦范围大于球面的,前者的成像质量亦优于后者.而且,通过该非球面双液体透镜的器件制备与初步实验分析,获得了其成像分辨率可达40.318 lp/mm的结果.

关键词：液体透镜非球面平面电极介电泳效应

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微型半球陀螺平面电极装配方法设计

压电与声光 2021年第1期43卷 142-145页

作者：杨峰梅松林丙涛肖凯雷霆方海斌中国电子科技集团公司第二十六研究所重庆400060 重庆市固态惯性技术企业工程技术研究中心重庆401332 重庆市固态惯性技术工程实验室重庆401332

微型半球陀螺采用静电激励和电容检测技术实现陀螺的振型控制及信号读取,电容间隙的装配工艺是陀螺的关键工艺之一。该文对采用平面电极的微型半球陀螺装配工艺进行了探索,并根据谐振子的结构尺寸计算了装配误差的控制范围,设计了一种... 详细信息

微型半球陀螺采用静电激励和电容检测技术实现陀螺的振型控制及信号读取,电容间隙的装配工艺是陀螺的关键工艺之一。该文对采用平面电极的微型半球陀螺装配工艺进行了探索,并根据谐振子的结构尺寸计算了装配误差的控制范围,设计了一种采用精密垫片实现微小间隙的装配方法,该方法通过垫片的厚度控制电容间隙。对采用此方法装配的陀螺电容间隙进行测量,并测试了封装后的陀螺性能,结果表明,电容间隙可控制在(12±3)μm。在力平衡模式下,陀螺样机的零偏稳定性达7.3(°)/h,量程为±300(°)/s,验证了装配方法的可行性。

关键词：微型半球陀螺平面电极装配方法精密垫片零偏稳定性

Transition of Streamer, Corona and Glow Discharges in Needle-to-plane Dielectric Barrier Discharge at Atmospheric Pressure Air

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高电压技术 2013年第10期39卷 2553-2559页

作者： YU Zhe YANG Haidong DU Huan YAO Jing XU Shaojie ZHANG Zhitao Institute of Marine Engineering Dalian Maritime University Dalian 116026 China Department of Physics Dalian Maritime University Dalian 116026 China

To discuss the modes of dielectric barrier discharge(DBD) between needle-to-plane electrodes in air,DBD is generated and observed on a needle-to-plane device at atmospheric pressure *** images of the DBD are taken by using a charge couple device(CCD) cinema with a macro lens,while the electrical and photo-electricity waveforms of the DBD are *** current waveforms show that under an applied voltage of 3 kV,there are numerous short current pulses in both positive and negative half-periods of ***,under 6 kV,there are still the numerous short current pulses in the positive half-periods,but only one wide current pulse in each negative *** difference is also found in the photoelectric *** streamer,corona and glow discharges are observed from the images of the discharges at different applied *** structure of glow discharge in the negative period is exactly the same as that of the low pressure glow ***,in the positive period of discharge there is always a *** the negative period of discharge,while the applied voltage increases,the transition from corona to glow discharge is *** progress of a transition between streamer and glow discharge at 6 kV during one period is *** glow discharge appearance is determined by two factors: the discharge current is limited to a certain extent by the dielectric layer; the charges deposited on the dielectric layer during the last half period enhance the intensity of the electric *** an insufficient applied voltage,the cathode drop leads to no glow discharge,but Trichel pulses.

关键词：介质阻挡放电辉光放电平面电极流光空气电晕电荷耦合器件电流脉冲

Investigations on Discharge and Decomposition Characteristics of SF6 Under Various Experimental Conditions

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高电压技术 2013年第8期39卷 1952-1959页

作者： WANG Yuanyuan JI Shengchang LI Jinyu LIU Hao WANG Wei LU Xu State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment Xi'an Jiaotong University Xi'an 710049 China Shenzhen Power Supply Bureau China Southern Power Grid Co. Ltd. Shenzhen 518000 China

Detection of gas decomposition products is widely used for condition diagnosis of SF6-insulated equipment because of its an- ti-electromagnetic-interference ability and high sensitivity. Previous investigations show that the volume of gas chamber influences the types and concentrations of SF6 decomposition products. Therefore using a newly developed dual gas chromatography (GC) detection sys- tem we investigated the discharge and decomposition of SF6 in a discharge chamber with its volume close to that of the real chambers in GIS. Tests in the chamber were performed with different applied voltage, different electrode arrangements, and different defect types. For discharge between needle-to-plane electrodes, the typical gas decomposition products are SO2F2, SO2 and S2OF10. A near linear growth with the increase of voltage duration is found in the concentration of SO2F2, whereas the growth rates of SO2 and S2OF10 concentration decrease with time. Concentrations of SO2F2, SO2 and S2OF10 at the same voltage duration decrease with the decrease of the voltage amplitude and the increase of the needle-to-plane distance. Change of the gas chamber volume affects the generation rates of SO2F2 and SO2, however not S2OF10. For insulator surface defects, the typical gas decomposition products are CF4, CS2 and SO2. Among which, the concentrations of CF4 and SO2 increase with the voltage duration almost linearly. Moreover, a new parameter that represents the degree of SF6 degradation, the SF6 deterioration ratio, is proposed. In the needle-to-plane case, SF6 deterioration ratio is positively correlated to the fitting value of an averaged discharge capacity. However, the maximum value of SF6 deterioration ratio varies with the defect type.

关键词： SF6气体分解特性放电室实验条件气体绝缘设备分解产物平面电极持续时间

基于氧化石墨烯-纳米镍修饰电极的化学耗氧量即时检测系统

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分析化学 2018年第7期46卷 1055-1061页

作者：冯艳王济奎张宝剑孙倩雯李晓璐张之翼唐美华陈国松南京工业大学化学与分子工程学院

建立了一套流动态下即时测定化学耗氧量（COD）的电化学分析系统。以GO-NiNPs修饰的平面电极与3D打印薄层流通池构成检测模块,微型蠕动泵驱动试液流经电极表面,采用计时电流法进行测定。考察了修饰材料、介质和电化学操作条件对电极表... 详细信息

建立了一套流动态下即时测定化学耗氧量（COD）的电化学分析系统。以GO-NiNPs修饰的平面电极与3D打印薄层流通池构成检测模块,微型蠕动泵驱动试液流经电极表面,采用计时电流法进行测定。考察了修饰材料、介质和电化学操作条件对电极表面形态及分析性能的影响。此装置对COD的响应时间为1.5 min,样品用量约2 mL。在低浓度区间的线性响应范围为0.15;00 mg/L,线性方程i（μA）=3.974c（mg/L）+0.2295,相关系数R=0.9991,检出限0.04 mg/L;在高浓度区间的线性响应范围为100;50 mg/L,线性方程i（μA）=1.938c（mg/L）+230.9,相关系数R=0.9877。此系统对典型环境水样的测定结果与国标GB11914-89法测定结果间相关性良好,而耗时仅为其1/100,且无需使用任何贵重及毒害性试剂,避免了二次污染,具有良好的便携性。

关键词：氧化石墨烯纳米镍平面电极 3D打印薄层流通池化学耗氧量即时检测

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皮肤对于声音信号响应与皮肤听声器(英文)

中国组织工程研究与临床康复 2008年第13期12卷 2579-2582页

作者：李建文于晓明曹力佳陕西科技大学陕西省西安市710021

①介绍了皮肤听声器的基本组成与听声效果。这种新型的助听工具可使任何人通过皮肤获得听觉,但辨析语音的效果还不理想。②为了进一步研究皮肤响应声音信号的理论,构造了测试皮肤响应声音信号的实验环境。通过实验测试了皮肤响应声音信... 详细信息

①介绍了皮肤听声器的基本组成与听声效果。这种新型的助听工具可使任何人通过皮肤获得听觉,但辨析语音的效果还不理想。②为了进一步研究皮肤响应声音信号的理论,构造了测试皮肤响应声音信号的实验环境。通过实验测试了皮肤响应声音信号的关键部件音频变压器、平面电极与皮肤听声之间的临界频率电压特性曲线,讨论了皮肤响应声音信号的关键部件与皮肤听声效果之间的关系,说明了通过声-电转换实现皮肤听声的特点和可行性。③介绍了新型可便携、低功耗助听产品-皮肤听声器,并与助听器、电子耳蜗、导聋犬等传统的助听工具进行了对比,说明了皮肤听声器的优越性能。

关键词：皮肤响应声音信号变压器平面电极皮肤听声器助听器电子耳蜗聋人

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基于电容频率扫描法的机翼结冰实时探测系统

仪表技术与传感器 2023年第8期 61-68页

作者：李泽军杜振宇李子寅辛雍张琳邓霄太原理工大学光电工程学院山西太原030024 航空工业太原航空仪表有限公司山西太原030006 太原理工大学建筑学院山西太原030024 太原理工大学物理学院山西太原030024

针对平面电极传感器在薄冰探测过程中存在硬件设计复杂、厚度计算滞后和无法重复探测的问题,设计了一种可用于小型飞机的机翼结冰实时探测系统。选取具有高导热特点的氧化铝作为平面电极传感器基板材料,使用电容频率扫描法对不同厚度下... 详细信息

针对平面电极传感器在薄冰探测过程中存在硬件设计复杂、厚度计算滞后和无法重复探测的问题,设计了一种可用于小型飞机的机翼结冰实时探测系统。选取具有高导热特点的氧化铝作为平面电极传感器基板材料,使用电容频率扫描法对不同厚度下的薄冰特性进行测量,并通过嵌入NUC平台中的神经网络模型完成对冰厚的实时预测。实验结果表明,在0~2 mm的探测厚度范围内,所建立模型的训练集、验证集和测试集在[-0.2 mm,+0.2 mm]误差区间内的预测概率分别为97.7%、96.3%和70.5%。为实现系统的重复性探测,进一步研究了不同初始温度下传感器表面的薄冰相变行为,为机翼覆冰厚度的高精度检测与实时测量提供了一种潜在的技术。

关键词：机翼结冰平面电极频率扫描神经网络电热除冰

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机翼薄冰实时探测与除冰系统设计

机翼薄冰实时探测与除冰系统设计

作者：李泽军太原理工大学

学位级别：硕士

机翼结冰被航空界认为是严重威胁飞行安全的因素之一。结冰会对飞机的飞行动力学产生多重不利影响,机翼表面短时间内的连续结冰会使得飞机的操控性和稳定性急剧恶化,会极大诱发飞机失速风险。近年来通航产业的飞速发展使得小型飞机和轻... 详细信息

机翼结冰被航空界认为是严重威胁飞行安全的因素之一。结冰会对飞机的飞行动力学产生多重不利影响,机翼表面短时间内的连续结冰会使得飞机的操控性和稳定性急剧恶化,会极大诱发飞机失速风险。近年来通航产业的飞速发展使得小型飞机和轻型飞机的数量迅速上升,相比于大型飞机,小型飞机的质量和体积较小,通航高度较低,飞行过程中会经常穿越过冷云雨层,使得其机翼结冰概率和对于结冰安全厚度的容忍度低于大型飞机,发生事故的概率也更大。目前国内外对于通航小型飞机的结冰尚无统一公开的评估标准,但相关研究表明,2 mm的结冰厚度已经会对小型飞机的飞行安全构成威胁,而对于该厚度范围内机翼薄冰的检测目前研究较少且并不能够实现对薄冰厚度的实时循环探测,这使得小型飞机无法在结冰初期和连续结冰条件下获知有关机翼表面结冰程度的有效信息,从而失去及时调整飞机姿态的先机,大大增加了飞机发生失速的几率。针对上述问题,本文从冰的介电频率特性进行理论分析,证明了电容式频率扫描方法在薄冰探测方面的可行性。设计了以AlO为主体材质的复合结构平面电极薄冰探测器,使用有限元仿真法从不同角度验证了探测器电热除冰装置的有效性。搭建了基于电容频率扫描电路的薄冰实时探测与除冰系统,并对系统功能的有效性分别在实验室和冰风洞环境下进行了双重测试。该系统实现了2 mm厚度内薄冰增长的有效探测,满足了小型飞机在持续结冰条件下需循环探测的需求。本文的具体研究工作如下:1.针对机翼表面覆冰特点,基于冰和水两种介质在1～100 kHz频率下的介电特性差异原理,提出了电容式频率扫描方法用于薄冰探测的基本方案;分析了薄冰增长过程中复合介电常数的变化,证明了该方法在冰厚探测方面的可行性;通过研究结冰过程中由于空气介质含量不同所造成的薄冰孔隙率差异,明确了其对薄冰复合介电常数的影响,为结冰探测器的研制奠定了理论依据。2.基于边缘电场检测原理,设计了一种四层复合式结构的平面电极薄冰探测器,由上至下分别为叉指电极层、高导热率AlO基层、屏蔽电极层和电热除冰层。探测器设计规格为110×60×1.5 mm,上层由11对插指电极组成,穿透深度可达到2.5 mm。电热除冰层由聚酰亚胺（Polyimide,PI）加热膜构成,设计面积覆盖探测器上层的电极结冰区域。通过有限元仿真研究了所设计的探测器加热除冰装置在-30℃环境温度和2 mm冰厚下的除冰时效,从理论层面探索了所设计探测器的循环结冰探测性能。3.搭建了基于电容频率扫描方法的机翼薄冰实时探测与除冰系统。系统由电容频扫单元、温度检测单元、冰厚回归预测单元和加热除冰单元组成。在实验室条件下制备了三种典型结冰冰型并使用所搭建系统对不同冰型厚度变化过程中的电容频率特性和除冰性能进行研究。实验结果表明,系统冰厚探测量程为0～2 mm,薄冰的分辨率可达0.1 mm,通过建立全连接神经网络模型对采集数据进行建模,模型在训练集、验证集和测试集上[-0.2 mm,+0.2 mm]区间内的厚度回归误差分别为97.7%、96.3%和70.5%。4.在冰风洞环境下对系统循环结冰探测性能进行了验证。设计了20°和30°两种迎风面角度夹具,研究了探测器在不同温度、不同空速和不同水含量下的结冰情况,并对结冰过程中的薄冰电容频率特性进行了实时采集。选取其中一个完整结除冰过程下的采集数据进行神经网络建模,训练集和验证集的预测厚度在[-0.2 mm,+0.2 mm]误差区间内的概率分别为99.1%和97.9%。利用所建模型对整个实验过程中的数据进行了测试,结果表明预测厚度能够有效跟踪0～2 mm内的薄冰厚度变化,可对探测器表面结冰状态进行动态反映。

关键词：机翼结冰冰型分类薄冰厚度平面电极频率扫描神经网络电热除冰

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循环伏安分析实验新装置

实验技术与管理 2018年第4期35卷 110-112,250页

作者：曾明敏唐美华张宝剑李晓璐陈国松南京信息职业技术学院微电子学院江苏南京210023 南京工业大学生物与制药工程学院江苏南京211800 南京工业大学化学与分子工程学院江苏南京210009

用集成了3条并行平面电极的芯片、3D打印模块代替烧杯和USB接口,构建了新型循环伏安分析装置,并用于铁氰化钾的测定,其线性回归方程为i=6.52c+1.58×103,线性相关系数R2=0.996,峰电位的平均相对标准偏差0.5%,分析性能显著优于传统循环... 详细信息

用集成了3条并行平面电极的芯片、3D打印模块代替烧杯和USB接口,构建了新型循环伏安分析装置,并用于铁氰化钾的测定,其线性回归方程为i=6.52c+1.58×103,线性相关系数R2=0.996,峰电位的平均相对标准偏差0.5%,分析性能显著优于传统循环伏安分析装置。该装置让学生接触和了解最新技术在分析测试领域的应用,为进一步开发其他实用型的便携式电化学分析装置提供条件。

关键词：电化学分析平面电极 3D打印循环伏安铁氰化钾