摘要：传统的电容式微超声换能器(CMUT)采用密闭腔体,振膜两侧存在压力差不易起振,需要施加较大的偏置电压;同时狭小腔体对振膜振动产生阻碍,降低了机电耦合效率。针对这一问题,设计了带孔的振膜结构,消除了腔体密闭带来的不利影响;研究了振膜腐蚀孔的大小、位置对CMUT频率特性的影响;设计了基于表面硅牺牲层工艺的工艺流程,加工了64阵元CMUT阵列;对CMUT阵列中单个阵元进行了阻抗校准,测试了振膜的谐振特性,并进行了阵列中的阵元一致性扫查。实验结果表明:非密闭腔体带孔方膜CMUT满足设计需求,且各阵元之间一致性良好。

摘要：为了实现可调谐双波长激光输出,提出并设计了一种基于自反馈光注入结构的掺Er3+光纤(EDF)激光器,并对激光器的基本原理及实现方案进行了理论分析和实验验证。系统结构设计采用976nm波长的LD作为泵浦源,结合EDF,两支光纤布拉格光栅(FBG)和光纤环形镜(FLM)产生激光,并通过在FLM中熔接饱和吸收体(SA)起到稳频作用;将FLM输出激光耦合进入谐振腔形成自注入结构,与腔内振荡激光形成干涉,抑制模式跳变;通过控制两支FBG之间的可调谐衰减器调节谐振腔内的增益和损耗,实现单个波长或双波长输出。实验结果表明:SA长采用4m、EDF长采用6m时,激光输出阈值为28mW,将反馈光注入谐振腔后,系统阈值为25mW,输出激光波长随时间漂移得到明显抑制;当泵浦光功率为80mW时,通过调节位于两支FBG之间的可调谐衰减器(VA)获得稳定的双波长激光输出;随着泵浦功率增加,激光输出功率具有良好的线性度和稳定性。在1 540nm波长处激光输出最大功率为1.16mW,信噪比(SNR)大于50dB;在1 545nm波长处激光输出最大功率为1.89mW,SNR大于50dB。

摘要：为了实现高精度、快速的肉质成分检测,研究并设计了一种基于近红外激光光源的光纤导入结构的猪肉肥瘦成分检测方法。系统采用波长为670nm的激光二极管作为检测光源,分光比为10∶90的光纤耦合器将光源分为两束,选择其中90%通光一端作为检测光束,利用光谱仪采集反射光;将光纤导入探针,设计采用球形光纤端面以增加对反射光的接收面积。实验中探针分别刺入猪肉的不同部分,经过在肥瘦区域的实验对比分析,肥肉部分产生的反射光较强,瘦肉部分产生的反射光较弱;建立了包含50个样本的数据库,通过对样本进行分析,瘦肥正确识别率为96%。

摘要：为了实现稳定的窄线宽激光输出,设计了一种基于有源光纤环形滤波器的窄线宽掺铒光纤激光器,对其系统原理和实验分析进行了讨论。在环形腔中熔接一支分光比为50∶50的2×2熔融拉锥型耦合器,并且通过在该耦合器另外两端熔接一段长2 m的有源光纤,构成有源光纤环形滤波器,实现压窄线宽的目的。实验结果表明,在熔接环形滤波器后,输出激光边模得到明显抑制;在0~400 MHz频谱范围内,激光工作在单纵模运转状态;输出激光的3 d B线宽为3.4 k Hz。

摘要：全自动酶免分析仪是基于酶联免疫吸附试验(ELISA)开发出的一种高效检测设备,在免疫测定分析方面正发挥着越来越大的作用。现有酶免分析仪多采用RS232接口,由于端口数量有限,传输速度缓慢,严重影响着全自动酶免分析仪的发展。采用USB接口的通信方式,以CY7C68013为通信系统的主控芯片,通过对硬件电路、系统软件和通信协议的设计,实现了酶免分析仪系统软件和电子控制系统之间的数据通信,满足了全自动酶免分析仪高速数据传输和实时控制等要求。

摘要：对应用于激光打标中脉冲光纤激光器的控制系统进行了研究,根据其组成原理与工作原理,设计了以FPGA芯片为核心的控制系统。实现了在打标过程中对脉冲光纤激光器出光的时序控制、输出功率控制及声光调制器(AOM)驱动控制等功能。实验结果表明,该系统具有结构精简、集成度高、处理速度快,实现了对激光打标机的实时准确的控制。

摘要：针对传统海洋地震勘探系统的不足之处,本文提出了一种用于海洋地震勘探系统的数据变采样率采集及自检控制模块。该模块采用一种基于锁相环的变采样率采集节点同步设计方法,实现了采样率可调节的数据采集功能,同时,该模块还实现了基于奇、偶通道控制模块的自检功能,完成了变道数采集以及系统自检测。试验现场的测试结果表明,系统的同步精度为4.86 ns,可灵活实现海洋地震勘探系统4 ksample/s(sample per second,每秒采样次数)、2 ksample/s、1 ksample/s、500 sample/s、250 sample/s 5种采样率可调的功能,同时能够进行包括奇、偶通道串扰,通道一致性,谐波失真,噪声、直流偏置六项系统自检功能,从而验证了本文所提出的海洋地震勘探系统的可行性。

摘要：差分时延差编码能有效抑制多途信道的干扰,实现信息的可靠传输,因此在水声通信中被广泛应用。本文设计了一种基于差分时延差编码的水声发射系统,针对差分时延差编码的特点和要求,利用波形存储直读方式产生码元,通过以太网将其传输到下位机并存储到存储器;然后对系统进行通信编码参数配置;最后基于下位机存储的码元和通信编码参数配置,将通信信息通过差分时延差编码并经数模转换器和低通滤波器变换后,由换能器发射出去。湖试通信实验表明,水声发射系统在不同参数条件下均能保证编码信息的准确性以及传输信息的可靠性,具有一定的实用性。

摘要：为了实现直升机传动轴扭矩信息的实时测量,设计了一种低介入非接触式直升机扭矩测量系统。系统基于时间定时原理,通过扭矩与扭转角的对应关系计算得到传动轴的扭矩值。光纤传感器设计了准直结构,缩小了光斑直径,提高了测量距离。采用双边沿定时方法,消除了共模干扰导致的测量误差,并对编码条纹误差进行了分析。在地面测试平台上对设计的测量系统进行了实验,结果表明,系统角度测量分辨率可达0. 000 2°,重复性精度可达0. 005°,实现了直升机传动轴的低介入非接触扭矩测量。