一、Ultra-Thin Flexible Eddy Current Sensor Array for Gap Measurements（论文文献综述）
宋冠儒[1]（2021）在《基于MEMS技术的电涡流传感器探头研究》文中指出涡流检测技术是重要的无损检测技术之一,探头是涡流传感器的关键元件,平面螺旋线圈具有一致性好、检测精度高、环境适用性好等优点,已经在涡流传感器探头中得到广泛应用。随着检测需求增加,探测线圈的小型化、精密化、阵列化和柔性化已经成为电涡流传感器探头的发展方向,本文基于MEMS技术,为电涡流探头的设计与制作,提供新的方法。本文的主要研究内容如下:（1）分析涡流检测中探测线圈阻抗变化与耦合系数的关系,研究电参数对传感器性能的直接影响。首先阐述涡流检测的测量原理,对线圈阻抗分析方法进行研究,根据等效涡流环理论,利用等效电感变化反应耦合系数的变化,分析影响探测线圈检测性能的因素。通过有限元分析方法,研究探头的结构参数、电参数和传感器性能之间的关系,发现单位面积内感应线圈的电感越大,传感器的灵敏度、测量范围等性能越好。（2）建立探头物理模型,实现电参数快速提取,研究探头结构参数对电参数的影响。利用电涡流传感器探头的等效电路,研究探头探测线圈的电参数计算方法,采用Matlab软件对探测线圈进行建模设计,实现探头电参数的快速提取,对探头的初步设计起到指导作用。利用Matlab模型得到的电参数计算值与仿真结果相符,利用该模型分析探头结构参数对电感、电阻、品质因数Q值和自谐振频率的影响。在电涡流传感器的设计中,可以按照探头实际性能的需求,根据此模型,实现探头设计中对结构参数的初步确定,提高设计效率,为探头的设计提供新的思路。（3）利用MEMS技术完成刚性探头和柔性探头的制作并进行阻抗测试。对厚胶工艺、电铸工艺和种子层工艺进行分析,提出一种基于MEMS技术的电涡流传感器探头制作方法。对AZ50XT光刻胶的尺寸精度问题进行研究,通过优化匀胶工艺和抛光工艺,提高胶膜均匀性,并采用多次曝光显影工艺,制作出厚度大于50μm的正性胶膜,结构沟道内无残胶,侧壁陡直性好。对微电铸工艺进行研究,优化工艺参数,配置所需电铸液,减少断路现象。基底种子层选择Cr/Cu作为溅射层,厚度分别为20 nm和50 nm,结合力好且方便去除。在制备工艺研究的基础上,设计合理的工艺流程,制作出具有多层结构的刚性探头和柔性探头。使用阻抗分析仪对探头进行测试,电感值达到14μH,电阻值仅为14Ω和17Ω。
柳柏杉[2]（2021）在《范德华异质结载流子行为与光电性能调控研究》文中提出以MoS2,WSe2为典型代表的二维半导体型过渡族金属硫族化合物（TMDCs）,具有合适带隙、高载流子迁移率和强光-物质相互作用。并且,TMDCs表面无悬挂键,可以通过层间范德华力自由堆垛组装成异质结,真正实现“按需设计”,是构筑下一代光电器件的理想候选材料。有效调控范德华异质结载流子行为是设计构筑高性能光电器件的关键。本文聚焦TMDCs范德华异质结,控制合成了高质量单层MoS2,优化了范德华异质结的构筑流程;阐明了电极接触和层数选择对MoS2/WSe2异质结载流子行为的作用机制,研制了高性能的MoS2/WSe2异质结光电探测器;提出了构筑周期性应变分布的ZnO/MoS2异质结阵列的新方法,揭示了应变对ZnO/MoS2异质结界面载流子行为的调控规律;设计构筑了梯度应变分布的ZnO/WSe2异质结阵列,实现了梯度应变对ZnO/WSe2异质结阵列光电性能的有效调控。采用氧气辅助的化学气相沉积法制备了单层MoS2,发现了随着硫源温度升高,单层MoS2的形状从六边形变为三角形,明晰了氧气对MoS2垂直生长的抑制作用是实现大面积单层MoS2生长的关键,提出了增加恒温区基底数量控制单层MoS2形核位点数量的新策略,发现了延长高温反应时间（>30min）有助于提升单层MoS2的结晶质量。探索了针对化学气相沉积法生长的MoS2与机械剥离的二维材料的转移技术,提出了逐层退火增强范德华异质结层间耦合的策略。设计并构筑了 MoS2/WSe2范德华异质结,在同一个范德华器件中原位集成不同电极接触对比光电性能,证实了石墨烯电极的垂直范德华接触有效缩短载流子传输路径并避免接触界面的费米钉扎,实现了异质结载流子传输与收集的优化。探索了 WSe2层数对MoS2/WSe2异质结光电性能的影响规律,证实了 WSe2层数为1 1（厚度7 nm）时可以最大化平衡层数依赖的载流子产生、分离、传输和收集的竞争关系。基于电极接触与层数选择的协同结构优化,研制出超高外量子效率（61%）和超快响应速度（4.1μs）的MoS2/WSe2光伏型光电探测器。设计并构筑了 ZnO/MoS2范德华异质结阵列,提出了利用湿法转移过程中ZnO纳米压印力诱导单层MoS2产生双轴拉伸应变的新技术。利用拉曼光谱表征证明了单层MoS2周期性应变的分布规律,接触界面最大拉伸应变为0.6%。在ZnO/Al2O3/MoS2结构中,发现了应变诱导单层MoS2的激子汇聚效应,单层MoS2的发光效率提升了 50%。证实了应变增强ZnO/MoS2的界面电荷分离效率,通过理论计算,揭示了应变增强ZnO/MoS2异质结界面电荷分离的作用机理:应变抬升单层MoS2的费米能级,降低了 ZnO/MoS2异质结界面的尖峰势垒,促进了界面载流子分离。设计并构筑了 ZnO/WSe2范德华异质结阵列,实现了 ZnO/WSe2光伏型光电探测器的构筑。通过精确控制ZnO纳米棒阵列的高度,获得了预置梯度应变分布（0.6%,1%,1.6%和2%）的ZnO/WSe2异质结阵列。发现随着应变从0.6%增加到2%,异质结的光响应度从75 mA/W提升到140 mA/W。通过光谱学表征和理论计算,阐明了梯度应变调控异质结光电性能的作用机制:应变诱导WSe2激子汇聚与应变优化ZnO/WSe2界面能带结构协同提升了界面的载流子分离效率。
王璐[3]（2021）在《基于纳米纤维的三维酞菁铜膜制备及室温NO2气体传感性能》文中认为对于有机场效应晶体管（OFETs）气体传感器,导电沟道通常集中在有机半导体（OSCs）层底部的几个分子层内,靠近OSCs和电介质之间的界面。因此,传统OFETs气体传感器受到平面OSCs层结构的影响,气体分析物与导电沟道之间难以快速接触和相互作用。从而传感性能通常呈现慢响应、难回复等缺点,无法实现低浓度探测的实际需求。为了提高传感性能,本论文结合静电纺丝法、真空蒸镀法和溶液旋涂法,调控OSCs层的微/纳米结构,制备了具有三维吸附结构的OSCs气敏层,提高了分析气体的吸附与解吸附的效率。对比研究了OSCs层形貌对传感器敏感性的影响,阐明在分析气体中导电沟道电荷传输及响应机制,为柔性有机传感器的应用和发展提供科学依据。（1）蒸镀Cu Pc/PVA DNFs膜的制备及气敏性能采用真空蒸镀法将酞菁铜（Cu Pc）分子蒸镀在电纺聚乙烯醇（PVA）无序纳米纤维（DNFs）支架上,制备了具有三维结构的蒸镀Cu Pc/PVA DNFs膜。该传感器对浓度为20 ppm的NO2气体的相对响应度为12391%。响应和回复时间分别为3.5 min和2.5 min。回复率为98%,基线漂移很轻微。灵敏度为829%/ppm。检测限（LOD）为0.5 ppm。同平面结构蒸镀Cu Pc膜传感器相比,性能提升明显。（2）蒸镀Cu Pc/PVA ONFs膜的制备及气敏性能使用带有倾斜狭缝的电纺接收板,制备了PVA有序纳米纤维（ONFs）。将Cu Pc膜蒸镀在PVA ONFs上,制备了具有规则三维结构的蒸镀Cu Pc/PVA ONFs膜。该传感器的响应和回复更迅速,对浓度为20 ppm NO2气体的相对响应度为952%。响应和回复时间均为0.03 min。回复率为99.9%。LOD为0.3 ppm。气敏性能提升明显,响应和回复速度加快,回复率和LOD进一步提高。（3）电纺Cu Pc:PMMA NFs的制备及气敏性能为了实现酞菁材料在柔性传感领域的应用,使用溶液处理的静电纺丝法制备的电纺酞菁铜:聚甲基丙烯酸甲酯（Cu Pc:PMMA）纳米纤维（NFs）。该传感器对20 ppm的NO2气体的相对响应度为248%。响应和回复时间分别为5.64 min和10 min。回复率为60%。灵敏度为7%/ppm。LOD为1 ppm。该传感器的性能略有提升。可能是由于PMMA包裹了部分Cu Pc材料,使气敏层暴露不完全所致。（4）旋涂Cu Pc膜的制备及气敏性能为了提高酞菁材料在柔性传感领域的性能,使用溶液旋涂法制备了旋涂Cu Pc膜。Cu Pc溶液浓度为75 mg/m L的膜最为连贯。该传感器对20 ppm的NO2气体的相对响应度为32797%。响应和回复时间分别为4.55 min和2.97 min。回复率为80%。灵敏度最大,为1492%/ppm。LOD为0.3 ppm。（5）旋涂Cu Pc/PVA ONFs膜的制备及气敏性能在PVA ONFs上旋涂Cu Pc膜,制备了带有规则三维结构的旋涂Cu Pc/PVA ONFs膜。该传感器对20 ppm的NO2气体的相对响应度为12942%。响应和回复时间分别为2.6 min和3.84 min。回复率为90%。灵敏度为611%/ppm,LOD为0.2 ppm,性能进一步提高。总之,通过利用纳米纤维来调控Cu Pc气敏层的微/纳米结构,使基于Cu Pc材料的气体传感器的性能得到不同程度的提升,方法简单可行,效果明显。为基于有机半导体材料的气体传感器的进一步研究和发展提供了有价值的参考。
崔得位[4]（2021）在《高温电涡流传感器感应探头的设计与优化》文中研究表明航空发动机长期工作在高温高压和剧烈振动的环境中,容易发生疲劳裂纹和严重磨损,因此对其叶尖间隙和振动幅度等参数的监测十分重要。涡流检测技术具有测量范围大、分辨率和灵敏度高、能在恶劣环境下长期工作的优点,在无损检测领域具有广阔的应用前景。但是,目前的电涡流传感器感应探头在高温下存在变形大、电磁特性失效以及品质因数和灵敏度低的问题,针对这些问题,主要研究如下:（1）分析了高温下涡流检测的原理,设计了一种感应探头结构。通过对涡流传感器基本工作原理进行分析,建立了系统的等效电路模型,并以此为基础推导出探头阻抗与温度、位移的一一映射关系。分析一般探头不适用于高温环境的原因,根据小尺寸、高电感和高品质因数的要求将感应探头设计为多层平面螺旋结构。采用空气芯作为感应探头的磁芯,解决铁氧体作为磁芯时高温失效和测量精度低的问题,并且根据有限元仿真结果确定了探头线圈的形状和材料。（2）研究了感应探头阻抗特性的影响因素,优化了探头的结构参数并进行实验制作。首先通过COMSOL电磁场仿真分析激励源频率、被测物尺寸和电磁特性对探头阻抗特性的影响规律。然后利用Solid Works和COMSOL建立求解模型进行参数化分析,并且结合遗传算法建立数学优化模型,以提高灵敏度和线性度为目标优化线圈的外径、匝数、线宽和厚度等参数。最后研究LTCC工艺并根据实验测量结果对打孔、丝网印刷和烧结等关键工艺进行优化,得到最终的感应探头实物。测量结果表明:感应探头的结构尺寸满足设计要求,线圈线径误差小于5%,相对位置误差小于10μm,探头整体电气性能优良。（3）根据性能要求搭建实验平台并进行了性能测试。搭建实验平台测试探头的阻抗特性和位移特性,实验平台主要分为信号采集和测试系统,位移控制系统和被测目标三部分。测量频率、被测物尺寸、电磁特性和位移对探头输出阻抗的影响,结果表明探头在低频时显现电感特性,自谐振频率为1.8MHz,在1MHz的工作频率下品质因数为17.65,测量范围可达5mm,阻抗模灵敏度为16.8Ω/mm。搭建高温实验平台,将探头在600℃下放置4h恢复至常温后测量其结构和阻抗参数,与之前结果对比表明探头的结构和电气性能未发生明显改变。在200℃、300℃和500℃的高温下测量探头的阻抗特性,结果显示高温下探头阻抗的变化趋势与常温相同,验证了高温下测量位移的可行性。
郑昊[5]（2021）在《高速精密压力机关键构件精度设计研究》文中研究说明高速精密压力机广泛应用于电子器件、轨道交通以及航空航天等领域,滑块下死点精度是决定其产品质量以及模具寿命的重要参数,同时也受到多种因素影响。针对高速精密压力机关键构件运动精度进行分析与优化设计具有重要意义。本文以高速精密压力机双滑块六杆机构为研究对象,研究转动副磨损以及杆件弹性变形对滑块下死点精度的影响,综合考虑两者分析结果以及杆件制造误差,进行连杆长度公差精度综合与可靠度评价,并对下死点精度测试实验进行设计,旨在提出一种合理有效的杆长公差精度综合方法。首先,转动副磨损将扩大其间隙值,是下死点精度的重要影响因素。假设轴颈与衬套连续接触,通过运动学和动态静力学分析确定各转动副磨损位置及轴颈衬套间的相对运动。基于Archard粘着磨损理论构建转动副磨损深度模型,建立材料属性、相对运动、接触应力以及润滑状况与磨损深度的关系,确定滑块位于下死点处时各转动副单周期磨损深度,并研究了曲轴转速对磨损深度的影响。其次,杆件弹性变形作为影响下死点精度的另一重要影响因素,对其进行研究有重要意义。基于弹性动力学理论建立多杆机构弹性变形分析数学模型,提出考虑弹性变形的冲压机构运动精度求解方法。以梁单元作为等效单元,综合考虑了横向位移、纵向位移、转角位移以及曲率的影响,建立机构运动微分方程,利用实振型叠加法进行解耦求解,确定不同转速下构件弹性变形及其导致的下死点位置漂移量。最后利用ADAMS软件进行刚柔耦合仿真,验证了计算结果的正确性。然后,基于环路增量法建立高速精密压力机主运动机构误差传递模型,综合考虑了弹性动力学研究成果以及构件制造误差影响。根据误差显着度以及杆件工艺成本,确定精度综合调整的优先顺序。对转动副中心点间距,即连杆长度公差进行精度综合设计,并根据蒙特卡洛可靠度仿真实验对设计进行评价。此外,以设计方案为对象,结合本文对磨损深度分析成果,研究磨损对下死点精度保持性的影响,推导出在本文考虑因素下应进行精度补偿措施的周期以及转动副最大磨损深度的允许值。最后,对高速精密压力机下死点精度测试实验台进行设计,其中包括硬件、软件以及实验方案三方面内容。该实验旨在通过对比不同转速下滑块下死点精度变化,表明弹性变形等因素对下死点精度的影响。
唐楚馨[6]（2021）在《球头立体编码的球铰链回转角度测量研究》文中研究说明精密球铰链是实现三自由度回转运动的球面副,广泛应用于机器人、机床、汽车底盘、高端医疗器械、航空航天装备、海洋工程装备及船舶等领域。为了实现精密球铰链三维回转方向辨识和回转角度的测量,解决球铰链难以实时得知自身运动状态和回转位姿的问题,提出了一种基于伪随机编码策略的新型测量方案,实现了空间三自由度回转角度的测量。其基本原理是按照伪随机编码的原理,在球头上设计立体编码,用电涡流传感器阵列识别编码,探头扫过球头时,获得与球头形貌特征对应的连续变化的输出信号,通过神经网络算法建立传感器输出信号组合与球铰链回转角度之间的模型关系,实现球铰链回转方向辨识和回转角度测量。前期课题组采用电涡流法实现了球头二维回转精度的测量,但分辨率和精度偏低,不能满足精密工程领域的实际需要。本课题是在此基础上的提升、拓展和新的尝试。针对现有电涡流法存在的不足和局限,本课题在以下几个方面开展了比较深入的研究:基于伪随机编码原理在球头设计并实现三维立体编码,通过球面图案的尺寸及沟槽深度的合理配置保证了球头上任意位置立体编码的唯一性,从而形成绝对编码;利用仿真分析和实验测试确定传感器和球头表面形貌特征的最佳匹配方式;对回转角度算法模型进行优化,重新构建电涡流传感器测量值与球铰链回转角度值之间的拟合关系;重新设计并研制三自由度回转角度标定装置,增加了原样机绕球铰杆自身回转角度的测量,实现了三维回转角度的测量。实验测试表明,单轴测量时,绕三个轴的回转角a,b,c的测量均方差为分别为2′34″、6′47″、12′44″;三轴组合测量时,a,b,c的测量均方差为分别为22′32″、25′58″、30′17″。
周振宇[7]（2021）在《神经形态忆阻器特性及光调控研究》文中进行了进一步梳理近年来,人工智能（Artificial Intelligence,AI）的快速发展,对计算机速度和能耗提出了更加苛刻的要求。类脑神经计算以其自适应学习、高并行运算以及低功耗等优势,成为未来AI发展最有潜力的候选者。然而,能否制备出具备生物突触行为的神经形态突触器件成为了实现类脑神经计算的重中之重。忆阻器作为神经突触器件最有潜力的候选者之一,已经在模拟神经突触方面取得了巨大的进步。而人工智能的发展也需要具备对外界信息在快速,低功耗的前提下进行感知、记忆和处理的能力。对于人类而言,我们对外界信息的获取超70%是通过视觉神经系统。因此,模拟人类视觉系统对光信息的感知,已经成为人工智能的下一个重要的研究阶段。光电忆阻器具备纯电学忆阻器的优点之外,还具备电学调控难以实现的高宽带、低串扰、低功率和低延迟等优势。更重要的是它能够模拟视觉系统中最重要的视网膜结构。因此,在忆阻器的研究中增加光调控手段,能够有效地增加器件对信息的感知能力,能够实现无接触远程调控,大幅度拓展忆阻器应用场景。但是,无论是纯电调控忆阻器还是光电调控忆阻器的研究依然处于基础阶段,需要通过不同手段优化器件结构以达到器件性能的提升。本论文将从器件制备工艺调控、新型导电细丝探索、柔性高温并存和视觉仿生原型器件探索四个方面展开研究。论文主要内容如下:1.制备工艺调控:调控薄膜氧含量提高神经突触器件存储性能。a)SiO2作为传统的半导体材料,在集成电路中具有广泛的应用。利用热氧化生长设备在p型高导硅上进行氧化生长,制备了SiO2忆阻器器件。并对其进行电学性能的测试。该SiO2忆阻器器件在经过电激活（Forming）过程后表现出了数字型忆阻器特性,即器件存在高阻和低阻两个电阻状态,能够在+3.5 V和-2.5 V外加电压下完成电阻的转换。器件的高阻态为10 6Ω,低阻态为10 4Ω,高阻态和低阻态的阻值比为100。通过施加5 V脉冲序列进行神经突触行为的测试,最终该器件表现出EPSC和IPSC两个重要的短期兴奋和抑制的神经突触行为。通过温度依赖特性测试结合数据分析给出了缺陷辅助隧穿（Trap-assisted tunneling,TAT）物理机制的分析。b)在基于SiO2数字型忆阻器的研究基础之上,通过控制p型高导硅的快速退火条件,制备了缺氧型SiOx忆阻器,该器件不需要进行电激活操作。在连续5次正向5V电压扫描中展示出了连续的电导变化,证明该器件属于模拟型忆阻器。并且该现象在常温、80℃和100℃下能够保持稳定状态。进一步通过施加不同的脉冲序列测试了器件的电导连续调控能力。证明该器件具备EPSC突触现象。经过数据分析得出不同脉冲序列下器件响应的的弛豫时间变化规律:随着电压的增大弛豫时间增大,随着脉宽的增大弛豫时间增大,随着间隔的增大弛豫时间减小。弛豫时间代表遗忘速率,弛豫时间越大代表遗忘的越慢,越小代表遗忘越快。最后根据基于SiOx模拟型忆阻器行为,给出了器件的可变程跃迁（Variable-range hopping,VRH）和隧穿共同作用的物理机制模型。2.新型导电细丝探索:探索碳基导电细丝理论优化神经突触器件性能。首先,在云母衬底上沉积一层Pd底电极,然后使用湿法转移法转移8层石墨烯,再采用磁控溅射沉积Al N功能层,最终制备出TiN/Al N/Graphene/Pd（GD）和TiN/Al N/Pd（GLD）两种结构的忆阻器。通过对比两种器件的I-V曲线特性、开关电压均一性以及数据的保持能力,发现GD器件能够实现超过500个循环的开关次数,而GLD在60次中出现了几次RESET失效现象,二维材料石墨烯的加入使器件稳定性提高了8倍多。另外通过统计两种器件的开关电压,发现GD器件的开关电压比GLD器件的更加集中。在数据保持能力方面,GD器件能够实现200℃高温下104s的保持能力相比于GLD提升明显。结合器件温度依赖性、高分辨TEM,EELS以及第一原理计算进行对物理机制深度剖析,发现GD器件的导电细丝是由碳原子组成。该器件同时也具备神经突触学习行为,通过施加不同的脉冲序列,测试了相关的电导调控行为。本研究为首次实现基于碳导电细丝忆阻器的制备,为碳导电细丝的研究提供了有力证据。3.柔性高温并存探索:探寻PET替代衬底提高神经突触器件极限条件下适应能力。选用层状结构的云母作为衬底,通过机械剥离减薄至10μm,提高器件柔性的同时也增加了器件的光透过率,以及在柔性透明电子领域的应用潜力。采用磁控溅射系统在云母衬底上制备了基于Zr0.5Hf0.5O2的忆阻器器件。通过对其极限性能下的测试可以发现:在高温稳定性方面,分别在20、80、140,300℃下测得器件的电流-电压（I-V）特性曲线,结果表明均能正常工作。在柔性稳定性方面,分别测试了器件在0、25、17.5、15 mm弯曲半径下的I-V曲线依然能够实现正常的开关特性。进一步测试了在15 mm半径下器件弯曲1000次的阻态稳定性,以及在300℃下进行100次的高低阻态转换的稳定性,证明器件能够在柔性和高温极限条件下保持稳定的开关性能。在神经突触行为方面,施加不同脉冲序列测试器件的响应特征。根据设计发送的脉冲间隔分别为1,3,10,50和100 ms,最终获得间隔小于50 ms时器件呈现出双脉异化特征（PPF）,间隔大于50 ms时器件呈现出双脉冲抑制（PPD）。同时也测试了另一个与脉冲间隔相关的STDP神经突触学习行为。综合以上测试结果表明云母衬底提高了神经突触器件在柔性和高温极限条件下的适应能力。4.视觉仿生原型器件探索:探索具有光感知能力的光电忆阻器器件。采用磁控溅射工艺,制备TiN/CeOx/ZnO/Pd/Mica结构的光电忆阻器器件,CeOx薄膜在制备过程中存在缺陷,从而增加薄膜中的缺陷能级使其感光范围由紫外线扩展到可见光区域。对该器件施加波长为405 nm,光强度为分别0、1.4、2.8,5.5μW/cm2的可见光,测试其I-V特性。发现该结构器件能够对405 nm光照进行响应,随着光强度的增加器件展示出了电导连续变化的模拟型忆阻器特征。在0.05 V读取电压下,连续施加12个光脉冲对器件进行刺激观察变化,随着光脉冲数的增加所测得的器件电流也再增加,展示出了神经突触电导连续可调特性。并且在不同光强度下器件电导变化强度也不同。最终利用实验所得数据,进行了4×4光电忆阻器阵列模拟视觉仿生系统。给出了相同脉冲数不同光强度刺激以及相同强度不同脉冲数下器件模拟神经突触对光信息的感知的权重变化对比,初步证明TiN/CeOx/Zn O/Pd/Mica结构光电忆阻器器件能够作为在视觉仿生系统中对光信息进行感知、记忆和处理的人工视网膜。
宋致博[8]（2021）在《串联拓扑结构科赫差激励平面涡流传感器》文中指出随着功能的要求机械零件的形貌越加复杂,这为该类零件的无损检测提出新挑战。柔性平面涡流传感器可以根据被测构件的形貌定制,或可以随着构件表面形貌的变化而改变,有望成为该类机械零件表面、近表面裂纹探测的新技术。本文通过有限元分析与试验验证方法,对具有串联拓扑结构科赫分形曲线激励线圈的信号拾取线圈最优搭配进行探索,主要研究内容如下:（1）分析了三维刚性涡流传感器激励线圈连接方式的拓扑结构,通过拓扑变换获得了用于平面柔性涡流传感器设计的串联拓扑结构科赫激励线圈结构。为探索与串联拓扑结构科赫激励线圈搭配最优的信号拾取线圈,根据科赫激励线圈的几何尺寸与面积,提出了10种激励线圈与信号拾取线圈搭配方案,分别为:科赫激励-科赫拾取、科赫激励-内接圆拾取、科赫激励-外接圆拾取、内接圆激励-科赫拾取、内接圆激励-内接圆拾取、内接圆激励-外接圆拾取、外接圆激励-科赫拾取、外接圆激励-内接圆拾取、外接圆激励-外接圆拾取、等面积圆激励-等面积圆拾取。（2）为了定量评价串联型拓扑结构科赫激励线圈在试件中感应出的涡流分布,提出适合该线圈的扇形区域内涡流场的角度谱、切向角度谱和环形能量谱的信息熵、相对熵和交叉熵的定量评价方法。通过各评价指标研究了激励频率和提离距离变化时,试件表面的涡流分布的演化规律。根据结果可知:科赫激励线圈的涡流分布的涡流方种类多、能量分布均匀;提离距离对涡流分布的影响较大。（3）根据麦克斯韦方程建立各结构传感器的有限元仿真模型,获得了各传感器对不同长度、宽度、深度和方向裂纹响应信号的实部和虚部。通过分析各响应信息发现:对于同一激励线圈,当信号拾取线圈的尺寸和形状与激励线圈一致时,传感器检测性能最好;当激励线圈与信号拾取线圈的尺寸和形状一致时,科赫激励-科赫拾取结构传感器对3 mm和5 mm裂纹的响应信号明显优于另外三种传感器;科赫激励-科赫拾取结构对不同方向短裂纹的响应信号变化范围最小,可在一定程度上降低漏检率。（4）通过裂纹扫描试验验证十种传感器的性能。试验结果表明:传感器的激励线圈与信号拾取线圈的形状和尺寸一致时检测性能最好;科赫激励-科赫拾取对不同方向短裂纹的响应信号变化范围明显小于内接圆激励-内接圆拾取、外接圆激励-外接圆拾取、等面积圆激励-等面积圆拾取,可有效的减少漏检现象的发生。试验结果和仿真结果同时表明,科赫激励-科赫拾取结构是十种线圈结构搭配中的最优结构。
张继楷[9]（2019）在《磁通测量位移传感方法及在钢管形貌畸变检测中的应用》文中认为钢管是重要的原材料之一,我国钢管生产产量已占全球的70%以上,为了提升产品质量,钢管的检测越来越重要。钢管漏磁、超声、涡流无损检测对裂纹类缺陷敏感、而对表面缓变的形貌畸变不敏感。钢管表面形貌畸变一直采用人工目视检查,近年来采用了激光三维位移测量技术,但进口设备昂贵。本文主要研究一种基于磁通测量的电磁式位移传感方法,重点开展钢管表面形貌畸变检测的应用研究。首先提出了一种基于交流磁通测量的位移传感方法,研究了其传感原理,并发明了一款磁桥式交流磁通测量位移传感器,分析了其输出特性,结果表明,传感器的输出电压与位移的倒数呈线性关系。仿真与实验验证了此线性关系,同时系统分析了涡流效应以及传感器尺寸参数对输出线性特性的影响规律。为了获得更高的频率响应,进一步提出了基于永磁磁通测量的位移传感方法,发明了磁桥式永磁磁通测量位移传感器,通过理论推导得到其输出电压与位移和某常数之和的倒数呈线性关系,通过仿真计算和实验验证了此线性关系,同时研究了传感器结构尺寸对输出电压的影响规律。为了实现阵列位移传感技术,将交流磁通测量位移传感器和永磁磁通测量位移传感器结合,间隔排列,有效消除了相邻传感器间的电磁干扰,为此,提出了组合两种磁通测量的阵列位移传感方法。系统研究了阵列传感器输出线性特性与单传感器的差异、交直流组合磁通测量阵列位移传感器的输出特性的变化,研究表明:交、直流组合位移传感器的输出线性特性优于单一位移传感器,同时发现组合式阵列传感器间的电磁干扰小,与单传感器相比,差异较小。应用肯德尔和谐系数方法,研究了阵列位移传感器的一致性评价。针对钢管表面非裂纹类的形貌畸变,仿真分析了钢管直径大小对位移测量的影响,设计了阵列位移传感器,规划了钢管螺旋扫查检测轨迹,在漏磁检测技术与设备的基础上,有效检出表面缓变的形貌畸变,进一步完善了钢管电磁无损检测技术与设备。
杨东[10]（2019）在《二维纳米材料在能源与器件方面的应用与研究》文中提出自从石墨烯发现以来,二维纳米材料已经在能源,物理,化学和电子器件等多个领域展现出了广阔前景。近些年来,围绕着二维纳米材料独特的特性,高效光催化剂、高性能光电器件、柔性电子器件等应用成为了二维材料的研究热点。其中二维材料的高比表面积在制备高效光催化剂具有无可比拟的优势,二维纳米材料的超薄特性为制备微纳米尺度的器件提供可能,二维纳米材料的机械特性在加工可穿戴电子方面展现了优异的性能。尽管二维纳米材料具有各种优异的特性,在研究应用中仍需要解决几个方面的问题:一是大面积规整二维材料的制备问题,传统自下而上的方法合成的二维纳米材料尺寸小,通过气相沉积方法制备的二维纳米材料,电学性能又有所缺陷;二是如何合成高性能的二维纳米材料与完成相应的器件加工,例如单独的C3N4在催化过程中的电子和空穴容易复合,催化活性不高,基于石墨烯基的肖特基太阳能电池在在近红外波段光电转换效率仍然差强人意;三是制备具有优异机械性能和良好生物活性二维纳米材料生物器件,人体器官表面基本都是由柔软弯曲的,如何利用这些二维纳米材料,使其加工的器件能够完美的复合在人体和器官,而不损伤人体组织;四是二维纳米材料与新型信息科技的结合,例如二维纳米材料器件获得信息如何更有效的传递和利用,以及如何利用这些信息提供更可靠的数据分析。本文中,我们通过化学合成法、气相沉积法、转印法以及金属辅助剥离的方法,制备了多种二维纳米材料器件。通过掺杂、复合等手段提高了二维纳米材料本身的性能并利用等离子激元特性提高了相关光电器件的性能。我们还加工了多种可穿戴和可植入生物电子器件,测试其生理毒性并实现了器件无线传输,最终利用人工智能和数据驱动等手段成功实现器件的智能化,所取得主要成果如下:1、二维C3N4纳米片在水解氢上应用研究。通过将melem结合到g-C3N4,构建了一种新型g-C3N4/melem异质结构,制备了一种高性能的非金属光催化剂。该异质结不仅能够有效抑制电子和空穴的复合,还具有界面电荷极化协同效应,大大提高了催化产氢效率。与最初的g-C3N4相比,该低聚物的引入提高了聚合物产氢活性。这种异质结的最大产氢速率可达23mmol/g/h,是 melem 的两倍,比 g-C3N4提高了一倍;2、二维石墨烯纳米材料在等离激元器件上的应用研究。利用微纳加工的方法制备了规整的Ag纳米孔周期阵列（Ag NH）,通过引入石墨烯,成功构建了金纳米膜-石墨烯薄膜-纳米孔三明治结构。该三明治结构实现了水平方向上Ag NH之间亚20nm分布以及垂直方向上Au NP和Ag NH两个结构之间亚纳米级分布。利用石墨烯构建了石墨烯-硅纳米线的光伏器件,根据Ag纳米材料的等离子元吸收带,成功证明了一种等离子激元可以将热电子注入到Si纳米线阵列的策略;3、二维硅纳米材料在可植入神经器件上的应用。通过PDMS印章成功的转印了超薄二维硅纳米薄膜,并利用转印后的硅纳米薄膜加工了一种新型的三维可植入神经器件阵列。这种神经器件阵列是一种多层堆集结构,每个神经元器件有两个硅基光电传感器,同时神经元器件里面有一层Fe,因而器件具有磁性制动的性能。该三维可植入神经器件具有空间光强分布映射能力,这对开发复杂集成的神经器件提供了很好的思路。4、二维MoSe2纳米材料在无线气体传感器上应用研究。通过引入金辅助机械剥离的方法,成功转移了大面积的二维MoSe2纳米材料。这种转移的大面积MoSe2纳米材料具有优异的电学性能,撕裂的MoSe2具有高达几百微米的横向尺度,为构建复杂的器件提供了可能。基于大片MoSe2,加工了三明治结构的表皮电子器件。该器件对NH3和NO2具有良好的选择性响应,并能够对浓度低至百万分之一（ppm）的气体仍保持快速（<200 S）响应。该器件与云端信息系统结合,能够无线传输收集的数据并将数据存储到云端,这为环境监控和有毒气体检测提供了一种新的策略。5、二维MoS2纳米材料在柔性可拉伸电子器件上的应用研究,利用金辅助剥离的方法,制备了大片的二维MoS2纳米片。利用MoS2纳米片作为活化层,加工了一种集光电感应,温度监控等多种功能于一体的柔性可拉伸系统,该系统使用中国传统剪纸结构,大大提高器件本身的拉伸性,这为研究大变形柔性可拉伸电子系统提供了参考。6、基于神经网络的二维纳米材料智能器件研究。利用金辅助剥离的大面积MoSe2纳米片,制备了一种可穿戴的气体传感器手表,该手表对NO2具有优异的响应。通过引入Ag纳米颗粒,提高了传感器的感应性能,进一步与智能手表的集成,进一步证明该系统的可穿戴性和便携性。结合基于神经网络算法的机器学习和云终端共享传感器数据,构建一种可以在复杂风路预测污染源的方法。这为构建复杂的二维纳米智能器件提供了思路。
二、Ultra-Thin Flexible Eddy Current Sensor Array for Gap Measurements（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、Ultra-Thin Flexible Eddy Current Sensor Array for Gap Measurements（论文提纲范文）
（1）基于MEMS技术的电涡流传感器探头研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 本文的研究背景及意义 |
| 1.2 电涡流传感器的发展和研究现状 |
| 1.2.1 涡流检测技术的发展 |
| 1.2.2 涡流检测技术的研究现状 |
| 1.2.3 电涡流传感器探头的研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 2 涡流检测的基本理论和仿真分析 |
| 2.1 电涡流传感器检测理论 |
| 2.1.1 涡流检测基本原理 |
| 2.1.2 涡流检测的等效电路 |
| 2.1.3 等效涡流环理论分析 |
| 2.1.4 趋肤效应与穿透深度 |
| 2.2 平面螺旋线圈耦合电磁场的有限元仿真 |
| 2.2.1 涡流检测有限元仿真的理论基础 |
| 2.2.2 ANSYS Maxwell有限元模型 |
| 2.2.3 提离效应产生的涡流分布和阻抗变化 |
| 2.2.4 电参数对传感器性能的影响 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 电涡流传感器多层螺旋探头的物理模型和参数分析 |
| 3.1 电涡流传感器探头的结构确定 |
| 3.2 电涡流传感器多层螺旋探头的物理模型 |
| 3.3 多层螺旋结构探头电参数的提取方法 |
| 3.3.1 多层螺旋探测线圈电感计算 |
| 3.3.2 自谐振频率计算 |
| 3.3.3 品质因数Q值计算 |
| 3.4 螺旋探头结构参数对电参数的影响 |
| 3.4.1 线圈内径对电参数的影响 |
| 3.4.2 线圈厚度对电参数的影响 |
| 3.4.3 线圈线宽、线间距对电参数的影响 |
| 3.4.4 线圈层数对电参数的影响 |
| 3.4.5 线圈层间距对电参数的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 MEMS电涡流传感器探头的制作与测试 |
| 4.1 电涡流传感器探头MEMS关键工艺技术 |
| 4.1.1 正性厚胶多次曝光工艺 |
| 4.1.2 微电铸工艺 |
| 4.1.3 种子层工艺 |
| 4.2 MEMS电涡流传感器探头制作流程 |
| 4.2.1 刚性探头制作流程 |
| 4.2.2 柔性探头制作流程 |
| 4.3 MEMS电涡流传感器探头的性能测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A Maltab电参数计算程序 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（2）范德华异质结载流子行为与光电性能调控研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 绪论 |
| 2.1 纳米材料 |
| 2.1.1 纳米材料概述 |
| 2.1.2 二维纳米材料概述 |
| 2.2 二维MoS_2简介 |
| 2.2.1 二维MoS_2的基本性质 |
| 2.2.2 二维MoS_2的制备方法 |
| 2.2.3 二维MoS_2的主要应用 |
| 2.3 范德华异质结概述 |
| 2.3.1 范德华异质结分类及构筑方法 |
| 2.3.2 范德华异质结在电子器件方面的应用 |
| 2.3.3 范德华异质结在光电器件方面的应用 |
| 2.4 应变工程在二维材料及范德华异质结中的应用 |
| 2.4.1 应变调控二维材料能带结构 |
| 2.4.2 应变调控二维材料载流子行为 |
| 2.4.3 应变调控范德华异质结的能带匹配和层间耦合 |
| 2.5 研究目的与内容 |
| 3 二维MoS_2的可控制备及范德华异质结构筑 |
| 3.1 高质量单层MoS_2的可控制备 |
| 3.1.1 硫源温度对单层MoS_2生长形貌的调控 |
| 3.1.2 氧气流量对单层MoS_2结晶尺寸的调控 |
| 3.1.3 基底数量对单层MoS_2形核位点的调控 |
| 3.1.4 反应时间对单层MoS_2结晶质量的调控 |
| 3.2 二维材料的转移及范德华异质结的构筑 |
| 3.2.1 湿法转移单层MoS_2 |
| 3.2.2 牺牲层辅助法转移二维材料 |
| 3.2.3 范德华异质结的构筑 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 MoS_2/WSe_2范德华异质结载流子行为与光电性能的调控研究 |
| 4.1 MoS_2/WSe_2异质结的构筑与表征 |
| 4.2 MoS_2/WSe_2异质结接触界面的载流子行为研究 |
| 4.3 MoS_2/WSe_2异质结层数依赖的载流子行为研究 |
| 4.4 MoS_2/WSe_2异质结光电性能研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 ZnO/MoS_2范德华异质结阵列载流子行为的调控研究 |
| 5.1 ZnO/MoS_2异质结阵列的构筑与集成 |
| 5.2 ZnO/MoS_2异质结阵列的应变分布表征 |
| 5.3 ZnO/MoS_2异质结阵列载流子行为的应变调控 |
| 5.4 ZnO/MoS_2异质结界面载流子行为的应变调控机理 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 ZnO/WSe_2范德华异质结阵列光电性能的调控研究 |
| 6.1 ZnO/WSe_2异质结阵列的构筑与光电性能研究 |
| 6.2 ZnO/WSe_2异质结阵列载流子行为的应变调控 |
| 6.3 ZnO/WSe_2异质结阵列光电器件的梯度应变设计与表征 |
| 6.4 ZnO/WSe_2异质结阵列光电性能的梯度应变调控机理 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（3）基于纳米纤维的三维酞菁铜膜制备及室温NO2气体传感性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 有机场效应晶体管传感器简介 |
| 1.2 有机场效应晶体管气体传感器的关键参数 |
| 1.3 用于有机场效应晶体管传感器的酞菁材料 |
| 1.4 有机场效应晶体管传感器的制备工艺 |
| 1.4.1 真空蒸镀 (热蒸发) 法 |
| 1.4.2 旋涂法 |
| 1.4.3 滴注法 |
| 1.4.4 浸涂法 |
| 1.4.5 超薄膜与异质结的结合法 |
| 1.5 提高有机场效应晶体管传感器性能的方法 |
| 1.5.1 调控OSCs层微/纳米结构 |
| 1.5.2 修饰裁剪OSCs分子结构 |
| 1.5.3 调控介电层 |
| 1.5.4 利用OSCs/介电界面相互作用 |
| 1.5.5 集成传感器阵列 |
| 1.6 静电纺丝纳米纤维在传感器领域的应用 |
| 1.7 论文的研究思路及主要研究内容 |
| 1.8 论文的主要创新点 |
| 第二章 三维结构的CuPc气敏层的制备及表征方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 论文的实验和表征方法 |
| 2.2.1 实验药品和试剂 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 纳米纤维、膜和器件的制备 |
| 2.2.4 纳米纤维、膜和器件的表征 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 蒸镀CuPc/PVA DNFs膜的制备与气敏性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 蒸镀CuPc/PVA DNFs膜器件的结构 |
| 3.3 PVA溶液浓度对PVA DNFs形貌的影响 |
| 3.3.1 PVA DNFs形貌的SEM表征 |
| 3.3.2 PVA DNFs形貌的AFM表征 |
| 3.4 PVA溶液浓度对蒸镀CuPc/PVA DNFs膜形貌的影响 |
| 3.4.1 蒸镀CuPc/PVA DNFs膜形貌的SEM表征 |
| 3.4.2 蒸镀CuPc/PVA DNFs膜形貌的AFM表征 |
| 3.4.3 蒸镀CuPc/PVA DNFs膜形貌的XRD表征 |
| 3.5 PVA溶液浓度对蒸镀CuPc/PVA DNFs膜气敏性能的影响 |
| 3.5.1 PVA DNFs的气敏性能 |
| 3.5.2 蒸镀CuPc膜的气敏性能 |
| 3.5.3 蒸镀CuPc/PVA DNFs膜的气敏性能 |
| 3.6 蒸镀CuPc/PVA DNFs膜的传感机理 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 蒸镀CuPc/PVA ONFs膜的制备与气敏性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 蒸镀CuPc/PVA ONFs膜器件的结构 |
| 4.3 PVA ONFs和蒸镀CuPc/PVA ONFs膜的形貌表征 |
| 4.3.1 纺丝时间对PVA ONFs形貌的影响 |
| 4.3.2 蒸镀CuPc/PVA ONFs膜的形貌表征 |
| 4.4 蒸镀CuPc/PVA ONFs膜的电性能 |
| 4.5 蒸镀CuPc/PVA ONFs膜的气敏性能 |
| 4.5.1 PVA ONFs的气敏性能 |
| 4.5.2 蒸镀CuPc/PVA ONFs膜的气敏性能 |
| 4.5.3 蒸镀CuPc/PVA ONFs膜的气敏稳定性 |
| 4.5.4 湿度对蒸镀CuPc/PVA ONFs膜气敏性能的影响 |
| 4.6 蒸镀CuPc/PVA ONFs膜的传感机理 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 电纺CuPc:PMMA NFs的制备与气敏性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 电纺CuPc: PMMA NFs器件的结构 |
| 5.3 电纺CuPc:PMMA NFs形貌的表征 |
| 5.3.1 电纺CuPc:PMMA NFs的SEM表征 |
| 5.3.2 电纺CuPc:PMMA NFs的AFM表征 |
| 5.3.3 电纺CuPc:PMMA NFs的XRD表征 |
| 5.4 电纺CuPc:PMMA NFs晶体管的电性能 |
| 5.5 电纺CuPc:PMMA NFs的气敏性能 |
| 5.6 电纺CuPc:PMMA NFs的传感机理 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 旋涂CuPc膜的制备与传感性能 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 旋涂CuPc膜器件的结构 |
| 6.3 CuPc溶液浓度对旋涂CuPc膜形貌的影响 |
| 6.3.1 旋涂CuPc膜的SEM表征 |
| 6.3.2 旋涂CuPc膜的AFM表征 |
| 6.3.3 旋涂CuPc膜的POM表征 |
| 6.3.4 旋涂CuPc膜的XRD表征 |
| 6.4 CuPc溶液浓度对旋涂CuPc膜电性能的影响 |
| 6.5 NO_2气体浓度对旋涂CuPc膜电性能的影响 |
| 6.6 CuPc溶液浓度对旋涂CuPc膜气敏性能的影响 |
| 6.7 旋涂CuPc膜的传感机理 |
| 6.8 本章小结 |
| 第七章 旋涂CuPc/PVA ONFs膜的制备与气敏性能 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 旋涂CuPc/PVA ONFs膜器件的结构 |
| 7.3 溶液浓度对旋涂CuPc/PVA ONFs膜形貌的影响 |
| 7.3.1 旋涂CuPc/PVA ONFs膜的SEM表征 |
| 7.3.2 旋涂CuPc/PVA ONFs膜的AFM表征 |
| 7.3.3 旋涂CuPc/PVA ONFs膜的POM表征 |
| 7.3.4 旋涂CuPc/PVA ONFs膜的XRD表征 |
| 7.4 溶液浓度对旋涂CuPc/PVA ONFs膜电性能的影响 |
| 7.5 NO_2气体浓度对旋涂CuPc/PVA ONFs膜电性能的影响 |
| 7.6 溶液浓度对旋涂CuPc/PVA ONFs膜气敏性能的影响 |
| 7.7 湿度对旋涂CuPc/PVA ONFs膜气敏性能的影响 |
| 7.8 旋涂CuPc/PVA ONFs膜的传感机理 |
| 7.9 论文研究传感器的气敏性能对比 |
| 7.10 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 主要工作结论 |
| 8.2 展望及应用前景 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读博士学位期间研究成果 |
（4）高温电涡流传感器感应探头的设计与优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 电涡流传感器技术的发展现状 |
| 1.2.2 基于LTCC技术传感器的研究现状 |
| 1.3 本文主要的研究内容 |
| 2 高温下涡流检测原理分析与探头结构设计 |
| 2.1 涡流检测基本原理 |
| 2.2 感应探头阻抗与温度、位移的映射关系 |
| 2.3 感应探头的结构设计 |
| 2.4 探头线圈形状的确定 |
| 2.4.1 仿真模型的建立 |
| 2.4.2 线圈形状的确定 |
| 2.5 感应探头材料的选择 |
| 2.5.1 线圈材料的选择 |
| 2.5.2 探头基底材料的选择 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 感应探头阻抗特性分析与结构参数优化 |
| 3.1 感应探头阻抗特性影响因素分析 |
| 3.1.1 激励源对阻抗特性的影响分析 |
| 3.1.2 被测物尺寸对阻抗特性的影响分析 |
| 3.1.3 被测物电磁特性对阻抗特性的影响分析 |
| 3.2 MATLAB遗传算法优化线圈几何参数 |
| 3.2.1 遗传算法优化流程设计 |
| 3.2.2 数学优化模型的建立 |
| 3.2.3 优化结果与分析 |
| 3.3 单层线圈厚度与总层数的优化 |
| 3.4 互联通孔和电极结构的确定 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 感应探头的制作和性能测试 |
| 4.1 感应探头的制作与关键工艺分析 |
| 4.1.1 LTCC工艺 |
| 4.1.2 制作材料及设备 |
| 4.1.3 感应探头的制作工艺 |
| 4.2 感应探头结构参数测试 |
| 4.3 探头阻抗特性测试 |
| 4.3.1 测试平台搭建 |
| 4.3.2 频率的影响 |
| 4.3.3 被测物电磁特性的影响 |
| 4.3.4 被测物尺寸的影响 |
| 4.4 探头位移特性测试 |
| 4.4.1 水平位移测试 |
| 4.4.2 竖直位移测试 |
| 4.4.3 接近度测试 |
| 4.5 探头温度特性测试 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（5）高速精密压力机关键构件精度设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源与背景 |
| 1.2 高速精密压力机国内外发展现状 |
| 1.2.1 国外高速精密压力机发展现状 |
| 1.2.2 国内高速精密压力机发展现状 |
| 1.3 高速精密压力机关键技术研究现状 |
| 1.3.1 磨损分析研究现状 |
| 1.3.2 连杆机构弹性动力学研究现状 |
| 1.3.3 机构运动精度可靠性研究现状 |
| 1.4 本文研究内容及目标 |
| 1.4.1 高速精密压力机构型与设计目标 |
| 1.4.2 本文主要研究内容 |
| 2 高速精密压力机转动副间隙磨损研究 |
| 2.1 磨损机理及其计算模型 |
| 2.1.1 磨损机理 |
| 2.1.2 经典磨损过程 |
| 2.1.3 磨损速率及磨损量计算模型 |
| 2.1.4 磨损模型简化及相关假设 |
| 2.1.5 Archard粘着磨损改进模型 |
| 2.2 高速精密压力机运动副磨损深度计算 |
| 2.2.1 主运动机构运动学分析 |
| 2.2.2 主运动机构动态静力学分析 |
| 2.2.3 磨损位置分析 |
| 2.2.4 转动副磨损深度分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 高速精密压力机弹性变形量研究 |
| 3.1 机构弹性动力学建模 |
| 3.1.1 连杆等效梁单元 |
| 3.1.2 连杆梁单元运动微分方程 |
| 3.1.3 系统运动微分方程 |
| 3.2 机构弹性动力学模型动态响应求解 |
| 3.2.1 系统固有频率及其特征向量的求解 |
| 3.2.2 基于实振型叠加法的方程解耦 |
| 3.2.3 系统真实运动的求解 |
| 3.3 结果分析 |
| 3.4 基于ADAMS的机构弹性动力学仿真 |
| 3.4.1 刚柔耦合动力学仿真建模 |
| 3.4.2 仿真结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 高速精密压力机精度综合设计与可靠度评价 |
| 4.1 高速精密压力机主运动机构误差传递模型 |
| 4.1.1 下死点精度的主要影响因素 |
| 4.1.2 基于环路增量法的主运动机构误差传递模型 |
| 4.2 基于灵敏度与显着度的关键误差识别 |
| 4.2.1 误差项灵敏度与显着度分析 |
| 4.2.2 主运动机构关键误差识别 |
| 4.3 基于显着度分析及工艺成本的杆长公差精度综合 |
| 4.3.1 蒙特卡洛可靠性仿真实验 |
| 4.3.2 误差分布参数初值确定 |
| 4.3.3 公差调整优先度确定 |
| 4.3.4 高速精密压力机杆长公差精度综合 |
| 4.4 考虑积累性误差的可靠性分析 |
| 4.4.1 磨损导致间隙变化影响 |
| 4.4.2 精度补偿周期评估及最大磨损允许值分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 高速精密压力机下死点精度测试实验设计与研究 |
| 5.1 实验设备及其参数 |
| 5.1.1 实验台性能参数 |
| 5.1.2 测试系统硬件方案 |
| 5.1.3 测试系统软件方案 |
| 5.2 下死点精度实验方案 |
| 5.2.1 实验分组 |
| 5.2.2 实验结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（6）球头立体编码的球铰链回转角度测量研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 球铰链回转角度测量的国内外研究现状 |
| 1.2.1 基于光学测量原理的国内外研究现状 |
| 1.2.2 基于磁效应测量原理的国内外研究现状 |
| 1.2.3 基于其他测量原理的国内外研究现状 |
| 1.2.4 基于涡流效应的角位移测量国内外研究现状 |
| 1.3 课题来源与主要研究内容 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 主要研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 电涡流智能球铰链的相关理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 智能球铰链位姿表示方法 |
| 2.3 电涡流传感器的工作原理 |
| 2.4 电涡流式智能球铰链 |
| 2.4.1 基于电涡流效应的智能球铰链样机设计 |
| 2.4.2 电涡流传感器采集数据的处理方式 |
| 2.5 球头立体编码设计理论 |
| 2.5.1 伪随机编码原理 |
| 2.5.2 伪随机编码球头设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 测量原理的测试研究及标定装置结构设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电涡流传感器的测量指标测试 |
| 3.3 涡流传感器对沟槽的识别测试 |
| 3.4 球头立体编码参数设计 |
| 3.4.1 纬向沟槽设计 |
| 3.4.2 经向沟槽设计 |
| 3.5 标定实验装置结构设计 |
| 3.5.1 电涡流传感器夹具 |
| 3.5.2 三自由度回转角度标定装置设计 |
| 3.5.3 感应同步器安装 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 人工神经网络建模研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 人工神经网络引入 |
| 4.2.1 RBF神经网络 |
| 4.2.2 ELM神经网络 |
| 4.3 ELM神经网络与RBF神经网络精度对比测试 |
| 4.3.1 基于等效磁荷模型的理论值测量方案 |
| 4.3.2 基于电涡流效应的测量方案 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 实验平台构建及实测数据分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验平台软件模块设计 |
| 5.2.1 数据采集模块 |
| 5.2.2 UI界面设计 |
| 5.2.3 PI、RPI转台的驱动控制 |
| 5.3 标定装置对心 |
| 5.4 实验测试 |
| 5.4.1 单轴实验数据采集 |
| 5.4.2 单轴实验数据分析 |
| 5.4.3 三轴组合测量实验数据采集 |
| 5.4.4 三轴组合测量实验误差分析 |
| 5.5 实验误差分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 课题研究工作总结 |
| 6.2 课题研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（7）神经形态忆阻器特性及光调控研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 阻变存储器 |
| 1.1.1 阻变存储器简介 |
| 1.1.2 阻变存储器主要参数 |
| 1.2 忆阻器 |
| 1.2.1 忆阻器的背景介绍 |
| 1.2.2 忆阻器的材料分类 |
| 1.2.3 忆阻器的柔性研究 |
| 1.2.4 忆阻器的机制研究 |
| 1.2.5 忆阻器仿神经突触研究 |
| 1.3 光电忆阻器 |
| 1.3.1 光电忆阻器与视觉仿生的背景介绍 |
| 1.3.2 光电忆阻器的材料分类 |
| 1.3.3 光电忆阻器的机制研究 |
| 1.3.4 光电忆阻器应用中存在的问题 |
| 1.4 选题的意义 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 第二章 数字型忆阻器的制备及性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 样品制备及表征 |
| 2.2.1 数字型忆阻器的制备 |
| 2.2.2 数字型忆阻器的结构表征 |
| 2.3 数字型忆阻器的电学性能测试 |
| 2.4 数字型忆阻器的神经突触的研究 |
| 2.5 数字型忆阻器的导电机制分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 模拟型忆阻器的制备及性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 样品制备及表征 |
| 3.2.1 模拟型忆阻器的制备 |
| 3.2.2 模拟型忆阻器的表征 |
| 3.3 模拟型忆阻器的表征和电学性能测试 |
| 3.4 模拟型忆阻器的神经突触的研究 |
| 3.5 模拟型忆阻器的导电机制的分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于碳导电细丝忆阻器的制备及性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样品制备及表征 |
| 4.2.1 样品的制备 |
| 4.2.2 样品的表征 |
| 4.3 基于碳导电细丝忆阻器表征及电学性能研究 |
| 4.4 基于碳导电细丝忆阻器的物理机制研究 |
| 4.5 基于碳导电细丝忆阻器神经突触方面的应用 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 柔性透明耐高温忆阻器的制备及性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 样品的制备及表征 |
| 5.2.1 柔性透明耐高温忆阻器的制备 |
| 5.2.2 柔性透明耐高温忆阻器的表征 |
| 5.3 柔性透明耐高温忆阻器的衬底处理及表征 |
| 5.3.1 云母衬底的处理及减薄 |
| 5.3.2 云母衬底的表征 |
| 5.4 柔性透明耐高温忆阻器电学性能测试 |
| 5.5 柔性透明耐高温忆阻器神经突触的研究 |
| 5.6 柔性透明耐高温忆阻器机理分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 光电忆阻器的制备及性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 样品的制备及表征 |
| 6.2.1 样品的制备 |
| 6.2.2 样品的表征 |
| 6.3 光电忆阻器光电学特性研究 |
| 6.4 光电忆阻器视觉仿生系统的模拟 |
| 6.5 光电忆阻器机理研究 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（8）串联拓扑结构科赫差激励平面涡流传感器（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 平面涡流传感器的研究现状 |
| 1.2.1 平面柔性涡流传感器的研究现状 |
| 1.2.2 涡流场定量评价方法 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 平面涡流传感器的基础知识 |
| 2.1 涡流传感器的相关理论 |
| 2.1.1 麦克斯韦方程组 |
| 2.1.2 趋肤效应 |
| 2.1.3 提离效应 |
| 2.2 分形几何 |
| 2.2.1 分形的定义 |
| 2.2.2 科赫曲线 |
| 2.2.3 科赫激励线圈 |
| 2.3 拓扑变换 |
| 2.3.1 拓扑变换的基本理论 |
| 2.3.2 串联差激励式拓扑结构科赫激励线圈 |
| 2.3.3 不同结构串联拓扑结构差激励式涡流传感器设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 涡流分布定量评价 |
| 3.1 定量评价指标 |
| 3.1.1 评价视角 |
| 3.1.2 评价指标 |
| 3.2 有限元建模 |
| 3.3 评价结果 |
| 3.3.1 角度谱定量评价 |
| 3.3.2 切向角度谱定量评价 |
| 3.3.3 环形能量谱定量评价 |
| 3.4 激励频率和提离距离对涡流分布的影响 |
| 3.4.1 激励频率对涡流分布的影响 |
| 3.4.2 提离距离对涡流分布的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 各结构裂纹检测仿真信号对比 |
| 4.1 有限元建模 |
| 4.2 不同串联拓扑结构差激励涡流传感器裂纹仿真信号对比 |
| 4.2.1 各串联拓扑结构差激励涡流传感器裂纹仿真信号分析 |
| 4.2.2 科赫激励涡流传感器裂纹仿真信号对比 |
| 4.2.3 内接圆激励涡流传感器裂纹仿真信号对比 |
| 4.2.4 外接圆激励涡流传感器裂纹仿真信号对比 |
| 4.2.5 KK、NN、WW和DD涡流传感器裂纹仿真信号对比 |
| 4.3 KK涡流传感器裂纹仿真信号分析 |
| 4.3.1 KK涡流传感器对不同深度裂纹的检测信号分析 |
| 4.3.2 KK涡流传感器对不同宽度裂纹的检测信号分析 |
| 4.3.3 KK涡流传感器对不同长度裂纹的检测信号分析 |
| 4.3.4 不同提离距离KK涡流传感器裂纹的检测信号影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 串联拓扑结构平面传感器试验验证 |
| 5.1 实验系统 |
| 5.2 试验信号处理 |
| 5.3 不同结构涡流传感器裂纹试验信号对比及分析 |
| 5.3.1 科赫激励结构裂纹实部信号对比分析 |
| 5.3.2 内接圆激励结构裂纹实部信号对比分析 |
| 5.3.3 外接圆激励结构裂纹实部信号对比分析 |
| 5.3.4 KK、NN、WW和DD结构裂纹实部信号对比分析 |
| 5.4 KK结构性能试验结果分析 |
| 5.4.1 KK结构对不同深度裂纹信号分析 |
| 5.4.2 KK结构涡流传感器对不同宽度裂纹试验信号分析 |
| 5.4.3 KK结构涡流传感器对不同长度裂纹试验信号分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）磁通测量位移传感方法及在钢管形貌畸变检测中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题概述 |
| 1.2 钢管无损检测方法研究现状 |
| 1.3 位移传感方法研究现状 |
| 1.4 本论文主要内容与结构 |
| 2 基于交流磁通测量的位移传感方法与传感器 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 交流磁通测量位移传感原理 |
| 2.3 磁桥式交流磁通测量位移传感器 |
| 2.4 涡流效应的影响 |
| 2.5 磁桥式交流磁通测量位移传感器特性 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于永磁磁通测量的位移传感方法与传感器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于永磁磁通测量的位移传感方法 |
| 3.3 磁桥式永磁磁通测量位移传感器 |
| 3.4 磁桥式永磁磁通测量位移传感器特性 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 阵列式磁通测量位移传感器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 阵列式磁通测量位移传感器构建 |
| 4.3 交直流组合的磁通测量阵列位移传感器构建 |
| 4.4 阵列式磁通测量位移传感器的一致性研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于位移传感的钢管表面形貌畸变电磁检测方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 钢管参数及状态对测量的影响 |
| 5.3 钢管表面形貌畸变检查的阵列位移传感器方案 |
| 5.4 基于面阵组合磁通测量位移传感器的钢管表面形貌畸变检测系统 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 主要研究成果及创新点 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读学位期间发表的论文 |
| 附录2 攻读学位期间申请的专利 |
（10）二维纳米材料在能源与器件方面的应用与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 二维纳米材料的制备 |
| 1.2.1 湿化学法制备二维纳米材料 |
| 1.2.2 气相沉积方法制备二维纳米材料 |
| 1.2.3 剥离方法制备二维纳米材料 |
| 1.2.4 转印方法制备二维纳米材料 |
| 1.3 二维纳米材料在能源上的研究与应用进展 |
| 1.3.1 能量存储 |
| 1.3.2 能量转换 |
| 1.4 二维纳米材料在生物电子器件上的研究与应用进展 |
| 1.4.1 二维材料在软体电子生物学的应用 |
| 1.4.2 二维材料的机械性能研究 |
| 1.4.3 二维材料的柔性加工方法 |
| 1.4.4 基于石墨烯的生物电子器件研究进展 |
| 1.4.5 基于MoS_2的生物电子器件研究进展 |
| 1.5 选题背景和研究内容 |
| 1.5.1 选题背景和研究目的 |
| 1.5.2 本论文的研究内容 |
| 1.6 参考文献 |
| 第二章 二维C_2N_4纳米片在光催化光解水制氢中的应用研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 样品制备 |
| 2.2.2 样品表征与测试 |
| 2.3 结果与理论分析 |
| 2.3.1 样品的表征 |
| 2.4 本章小结 |
| 2.5 参考文献 |
| 第三章 二维石墨烯纳米材料在等离激元器件上的应用研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 器件制造 |
| 3.2.2 实验表征与测试 |
| 3.3 结果分析与讨论 |
| 3.3.1 Au NP-石墨烯-Ag NH阵列 |
| 3.3.2 Ag NH间距调控 |
| 3.3.3 单层石墨烯-AgNH阵列 |
| 3.3.4 三维Au NP-1LG-Ag NH阵列的SERS性能表征 |
| 3.3.5 等离子激元结构的硅纳米线光伏器件 |
| 3.3.6 石墨烯-硅纳米线肖特基型光伏器件 |
| 3.3.7 柔性硅纳米线光伏器件 |
| 3.4 本章小结 |
| 3.5 参考文献 |
| 第四章 二维硅纳米材料在可植入神经器件上的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 器件制造 |
| 4.2.2 器件测试与表征 |
| 4.3 结果分析与讨论 |
| 4.3.1 柔性三维可植入器件的概念 |
| 4.3.2 柔性三维可植入器件的加工制造 |
| 4.3.3 针状探针的光电检测器的表征 |
| 4.3.4 针状探针在大脑模型中刺入 |
| 4.3.5 针状探针在三维空间内的光强表征 |
| 4.4 本章小结 |
| 4.5 参考文献 |
| 第五章 二维MoSe_2纳米材料在无线气体传感器上应用研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 材料制备与器件加工 |
| 5.2.2 样品测试 |
| 5.3 分析与讨论 |
| 5.3.1 系统概念,结构和设计 |
| 5.3.2 MoSe_2的剥离和表征 |
| 5.3.3 MoSe_2光学与电学特性表征 |
| 5.3.4 人体皮肤上检测NO_2和NH_3两种气体 |
| 5.3.5 电路和云数据收集 |
| 5.4 本章小结 |
| 5.5 参考文献 |
| 第六章 二维MoS_2材料在柔性可拉伸器件上应用研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 器件加工与制造 |
| 6.2.2 力学分析与模拟 |
| 6.2.3 样品测试 |
| 6.3 分析与讨论 |
| 6.3.1 “双喜”电子器件的设计灵感和概念 |
| 6.3.2 “双喜”电子器件的结构 |
| 6.3.3 MoS_2的转移方法及材料表征 |
| 6.3.4 器件的制造流程及表征 |
| 6.3.5 剪纸结构的造型优化 |
| 6.3.6 拉伸性能及弯曲性能测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 6.5 参考文献 |
| 第七章 基于神经网络的二维纳米材料智能器件研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验部分 |
| 7.2.1 系统架构和方法 |
| 7.2.2 银纳米粒子的制备与修饰 |
| 7.3 分析与讨论 |
| 7.3.1 传感器架构及概念阐述 |
| 7.3.2 器件表征和气体响应 |
| 7.3.3 电路设计及系统测试 |
| 7.3.4 机器学习训练集仿真数据获取 |
| 7.3.5 机器学习方法进行污染源预测与定位 |
| 7.4 本章小结 |
| 7.5 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
四、Ultra-Thin Flexible Eddy Current Sensor Array for Gap Measurements（论文参考文献）
- [1]基于MEMS技术的电涡流传感器探头研究[D]. 宋冠儒. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]范德华异质结载流子行为与光电性能调控研究[D]. 柳柏杉. 北京科技大学, 2021
- [3]基于纳米纤维的三维酞菁铜膜制备及室温NO2气体传感性能[D]. 王璐. 长春工业大学, 2021(08)
- [4]高温电涡流传感器感应探头的设计与优化[D]. 崔得位. 大连理工大学, 2021(01)
- [5]高速精密压力机关键构件精度设计研究[D]. 郑昊. 大连理工大学, 2021(01)
- [6]球头立体编码的球铰链回转角度测量研究[D]. 唐楚馨. 合肥工业大学, 2021(02)
- [7]神经形态忆阻器特性及光调控研究[D]. 周振宇. 河北大学, 2021(09)
- [8]串联拓扑结构科赫差激励平面涡流传感器[D]. 宋致博. 兰州理工大学, 2021(01)
- [9]磁通测量位移传感方法及在钢管形貌畸变检测中的应用[D]. 张继楷. 华中科技大学, 2019
- [10]二维纳米材料在能源与器件方面的应用与研究[D]. 杨东. 中国科学技术大学, 2019(02)