郭楠
- 作品数：8 被引量：17H指数：2
- 供职机构：中北大学更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划国家自然科学基金山西省青年科技研究基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程理学交通运输工程更多>>
- 基于声传感器的新型MEMS听诊探头结构设计初探被引量：2
- 2016年
- 针对传统听诊器主要依靠医生听诊,根据个人经验判断病情的问题,结合MEMS技术和声传感器,设计了一种基于声传感器的新型MEMS听诊探头微结构。该MEMS听诊系统由MEMS听诊探头中的敏感微结构接收人体心音信号,经过运算放大和滤波,转换为电信号进行后续分析。建立了听诊头敏感微结构的数学模型,利用ANSYS软件仿真得到该结构的动态特性。利用MEMS工艺加工出听诊头敏感微结构并进行初步测试,测试结果表明提出的基于声传感器的新型MEMS听诊器可以实时显示听诊对象的心音波形。将MEMS声传感器应用于临床听诊为心音采集提出了一种新的思路,具有广泛应用前景。
- 郭楠张国军王续博刘源刘梦然张斌珍薛晨阳张文栋
- 关键词：MEMS技术声传感器
- MEMS矢量水听器减振结构的设计与研究被引量：3
- 2015年
- 在MEMS矢量水听器现有结构的基础上,设计出一种新型减振结构,期望利用该封装结构衰减水听器工作时安装平台的振动噪声,削弱安装平台振动对水听器测量精度的影响,提高水听器的抗噪能力。结合理论分析确定减振材料并采用有限元软件进行仿真,对矢量水听器先后采用原有封装结构和减振封装结构进行封装,并通过振动台实验和驻波桶灵敏度测试。测试结果表明:该结构可有效实现对MEMS矢量水听器干扰信号的衰减,同时基本不影响水听器的接收灵敏度。
- 郭楠张国军简泽明刘梦然张文栋
- 关键词：减振阻尼材料损耗因数封装结构
- 低频高灵敏度中性浮力式MEMS矢量水听器被引量：2
- 2015年
- 由中北大学研制的微机电系统（MEMS）矢量水听器具有小型化、低频性能好、灵敏度高、指向性好、价格低等特点，但目前该水听器对该低频水声信号的低频探测能力不够，所以进一步提高其灵敏度对水听器的未来的发展至关重要。在声学研究的基础上，提出了中性浮力微结构并确定其参数，该结构加大了外力的有效作用面积，从而提高水听器的灵敏度，采用ANSYS有限元对水听器性能进行仿真，为了验证其可靠性，在驻波场测试水听器的性能。结果表明，该水听器的灵敏度-175dB，频响范围为20～500Hz，满足对远距离船舶辐射噪声的探测要求，灵敏度响应曲线的起伏在±1．5dB以内，具有良好的“8”字型指向性，凹点深度为48．8dB。
- 刘源王丽娟郭楠赵龙张文栋张国军
- 关键词：矢量水听器低频灵敏度流固耦合
- MEMS仿生矢量水听器微结构力学建模及实验验证被引量：2
- 2016年
- MEMS仿生矢量水听器是一种新型水声传感器,其工作性能决定于内部MEMS声电换能微结构的几何、材料及流体环境参数。为深入探讨该水听器的工作机理并提高其工作性能,针对其内部微结构通过合理的简化建立了相应的单自由度等效力学模型,并推导出理想流体环境下该微结构一阶固有频率与其几何、材料及流体环境参数间的解析表达式。在此基础上,推导出现有水听器微结构的一阶固有频率,并搭建实验平台进行验证,实验结果表明理论值与实验值间的相对误差低于5%,从而验证了该力学模型的有效性,为水听器的设计及优化提供了理论基础和参考依据,同时也为具有类似结构的传感器的性能分析奠定了基础。
- 王续博张国军郭楠郭静张文栋
- 关键词：MEMS矢量水听器力学模型固有频率
- MEMS电子听诊器微结构设计与验证被引量：8
- 2016年
- 根据国内医疗应用市场对电子听诊器的需求,结合压阻原理与MEMS加工技术设计了一种具有体积小、灵敏度高等优点的MEMS电子听诊器。该听诊器可通过内部MEMS微结构接收心音并完成声电换能,所产生的电信号可方便地由后端电路进行采集与存储。首先建立微结构的力学模型,根据应用需求设计微结构的尺寸参数;其次通过有限元软件进行仿真验证;最后加工制作出听诊器样机并进行测试。测试结果表明该种MEMS听诊器可有效获取心音信号并将其转化为电信号。将MEMS压阻式传感器应用于临床听诊为心音采集提出了一种新思路,具有广泛的应用前景。
- 王续博张国军郭楠刘梦然郭静刘源张文栋
- 关键词：心音电子听诊器微结构
- 组合式MEMS三维矢量水声传感器被引量：1
- 2015年
- 针对小体积水下装置平台对声目标空间定位的高精度需求,在单个二维硅微MEMS仿生矢量水声传感器的基础上,提出一种组合式MEMS三维矢量水声传感器,解决当前二维矢量水声传感器不能实现对声目标进行空间定向的难题。该组合式MEMS三维矢量水声传感器包括由正交方向上两个四梁-柱体组成的二维水平检测单元。首先理论分析提出的组合式MEMS三维矢量水声传感器的空间定向原理,然后采用标准硅微加工工艺制作组合式MEMS三维矢量水声传感器样机。利用回转装置对加工出的组合式MEMS三维矢量水声传感器样机进行性能测试。测试结果表明,该组合式MEMS三维水声传感器在空间三个方向均具有良好的"8"字形指向性,可以实现对声目标的三维探测。
- 郭楠张国军刘梦然简泽明张文栋
- 关键词：矢量水声传感器指向性
- 可刚性固定MEMS矢量水听器的设计
- 2016年
- 针对传统矢量水听器在实际应用中需要辅助弹性悬挂,不便于工程应用的问题,设计并制造了一种具有低加速度灵敏度可刚性固定的差分型MEMS矢量水听器。介绍了该水听器的工作原理,制作了试验样机。搭建实验平台对样机进行测试,结果表明:500 Hz时声压灵敏度为-185 dB(0dB参考值1 V/μPa),频带内指向性凹点深度大于30 dB,加速度灵敏度相对于普通型矢量水听器下降20 dB(0dB参考值1 V/g)。理论与实验证明该差分型MEMS矢量水听器可以实现刚性固定的目的,具有广泛的工程应用前景。
- 王续博张国军郭楠郭静张文栋
- 关键词：矢量水听器差分结构
- 纤毛式MEMS矢量水听器的优化设计与测试被引量：1
- 2015年
- 针对目前MEMS仿生矢量水听器灵敏度偏低和现有封装结构的固有机械特性对芯片拾振特性影响很大的问题,对该结构水听器从两个方面进行优化设计,一是提出一种新型纤毛材料碳棒代替光纤,二是提出嵌入式透声帽封装结构。首先理论分析纤毛和封装对水听器灵敏度和频带的影响,并用ANSYS软件对其进行仿真,最后对加工的水听器样机进行频响和指向性测试。测试结果表明：在25~300Hz,优化后的水听器灵敏度提高了5dB;在300~1 000Hz,优化后水听器灵敏度提高10dB,优化后水听器的共振峰明显后移,拓宽了水听器的工作频带,且具有良好的指向性,为水听器进一步的发展和工程应用奠定了基础。
- 简泽明张国军刘梦然郭楠张文栋
- 关键词：灵敏度频带
