申辉
- 作品数：8 被引量：9H指数：2
- 供职机构：中北大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划山西省青年科技研究基金更多>>
- 相关领域：交通运输工程理学一般工业技术自动化与计算机技术更多>>
- MEMS仿生矢量水听器二次集成的误差分析测试被引量：1
- 2015年
- 由中北大学研制的MEMS仿生矢量水听器具有低频、高灵敏度等性能特点,但由于纤毛柱体采用二次集成工艺集成在MEMS微结构上,常出现纤毛二次集成倾斜偏差,而且,该偏差严重影响到矢量水听器两轴输出的一致性,即灵敏度的一致性和指向性的对称性。为此研究了纤毛倾斜偏差对MEMS矢量水听器性能的影响。首先,理论上分析水听器工作原理和二次集成工艺的误差来源。然后,在通过激光显微镜等设备得出二次集成误差的基础上,通过ANSYS有限元分析方法分析得出纤毛的倾斜偏差对水听器的灵敏度影响很大,理论上计算出两个轴灵敏度误差为8.7%。因此,提出了通过优化二次集成工艺,从而减少两轴输出的不一致性。最后,采用矢量水听器校准系统测试改进前和改进后的水听器。结果表明:纤毛二次集成过程的倾斜偏差引起两轴输出的不一致(两轴灵敏度相对误差约为9.0%),改进后的水听器可以显著减小二次集成带来的误差。
- 刘源王丽娟赵鹏申辉赵龙张国军
- 关键词：矢量水听器纤毛ANSYS对称性灵敏度
- 阵列式MEMS矢量水听器的信息采集系统设计
- 2014年
- 设计了一种应用于阵列式MEMS矢量水听器的水下信息采集系统,用于采集水声信号和水听器姿态信息;采集信息经编码后通过RS422接口输出。设计了一种低噪声前置放大电路来对模拟信号进行调理;对于时统信号和姿态信号,采用抽样判决进行消抖,保证了信号接收的准确性。将采集系统与水听器封装一体后进行了测试,结果表明,系统工作稳定,可准确采集水听器的水下信息。
- 申辉张国军郭靖张文栋
- 关键词：数据采集信号调理阵列式MEMS矢量水听器
- 纳机电矢量水听器耐压结构设计被引量：2
- 2014年
- 纳机电矢量水听器具有低频性能好,灵敏度高等性能优点,在深海探测领域具有巨大的应用潜力,为满足超深水工作的要求提出了绝缘托盘式新型封装结构,解决了纳机电矢量水听器的耐高静水压技术难题。首先,进行聚氨酯透声帽外围封装承压分析,理论论证聚氨酯基体树脂材料的极限耐静水压强度为42.3 MPa。然后,对MEMS芯片输出电压进行理论计算以及对其进行模态仿真,得出在高达20 MPa的静水压作用下,传感器的输出灵敏度基本无变化,而且工作频带有所拓宽。测试结果表明:改进封装的纳机电矢量水听器在高压20 MPa时,可以实时获得敲击信号;加压前后,该水听器在20 Hz^1 000 Hz工作频带内水听器的灵敏度和指向性基本一致。
- 赵鹏张国军刘源申辉刘林仙张文栋
- 关键词：矢量水听器耐压
- 基于DSP水下测距系统的研究
- 2014年
- 以DSP芯片TMS320F2812作为控制核心,MEMS水听器作为接收端,设计了水下测距系统,该系统具有体积小、成本低等优点,主要包括DSP硬件、发射模块和接收模块等。在水库环境对系统进行了测试,测试结果表明测量距离和实际距离比较接近。分析导致误差存在的原因,验证了系统方案的可行性。
- 薛南张国军申辉陈桂英王万军
- 关键词：测距DSPTMS320F2812
- 单片集成阵列式MEMS矢量水听器设计与仿真
- 2014年
- 针对当前对MEMS矢量水听器高可靠性、宽频带的迫切要求,设计了2×2单片集成阵列式MEMS矢量水听器。矢量水听器单片集成阵列化可以提高水听器一致性,大幅度降低水听器的制造成本。在理论分析的基础上,通过Ansys软件完成对阵列微敏感结构机械特性和频率特性的仿真,确定压阻惠斯通电桥的布置及连接方式。对于水听器的研究和应用有重要意义。
- 薛南张国军申辉王万军陈桂英许娇
- 关键词：MEMS技术矢量水听器ANSYS仿真
- 仿生矢量水听器透声帽的实验测试与研究
- 2014年
- 由中北大学研制的MEMS仿生矢量水听器具有低频、小尺寸、灵敏度高等性能特点;但是由于受封装结构的影响,该水听器的灵敏度和频率响应还不太理想。为此,研究了聚氨酯透声帽封装对水听器性能的影响。首先,采用ANSYS对封装结构进行仿真,将仿真结果与自由场中液体质点的振动位移进行了对比分析。然后,通过实验对比有无封装两种情况下的水听器性能。最终得出:封装结构的固有机械特性耦合作用于水听器MEMS芯片上,导致水听器频率响应起伏较大,并在透声帽的共振频率处出现峰值;自由场中,透声帽随声波摆动的偏斜量与液体质点位移不相符导致水声衰减引起水听器灵敏度下降。
- 赵鹏张国军刘林仙申辉张文栋
- 关键词：矢量水听器封装ANSYS
- 基于MEMS矢量水听器阵列的潜标系统
- 2014年
- 为研究MEMS矢量水听器在潜标中的应用,设计了一种可搭载其矢量阵列的潜标系统。系统阵列由4个矢量水听器组成,其姿态信息通过三维姿态传感器实时给出。矢量水听器的输出信号经前置放大电路预处理后传输至数据记录器,经采样后和姿态信息一起存储在Flash Memory中。对系统进行了海上试验,试验结果表明:潜标系统在水下工作稳定,可正确记录海洋中的水声信号。
- 申辉张国军赵鹏薛南张文栋
- 关键词：MEMS潜标数据存储
- 流体对MEMS矢量水听器共振频率的影响被引量：7
- 2014年
- 由中北大学研制的MEMS仿生矢量水听器具有低频、灵敏度高等性能特点,但是由于流体的影响,水听器微结构在空气中的共振频率与液体中不同,为此研究了流体对MEMS矢量水听器共振频率的影响。首先,理论上分析了流体对共振频率的影响。然后,采用ANSYS对空气中和液体中MEMS矢量水听器的共振频率进行仿真。最后分别采用振动台和矢量水听器校准系统进行了测试。结果表明MEMS矢量水听器在水中的共振频率较空气中下降了约31.2%。
- 刘源陈丽红张国军赵鹏申辉张文栋
- 关键词：矢量水听器ANSYSMEMS流体
