摘要：流式细胞仪是用于高通量细胞分析和分选的高端生命科学仪器，被广泛应用于科学研究和临床诊断。最新的一个发展方向是以微流体芯片为核心的高集成度、微体积、全封闭、零交叉污染的微流体流式细胞仪。该文针对微流体流式细胞仪的三维（3-D）样本聚焦、光斑整形和片上分选等3项关键技术开展了研究。3-D流体动力聚焦微流体芯片能够在每秒数米的高流速下将样本流聚焦在流道中心，聚焦后的样本流边长仅为10μm量级。经设计的二元光学器件可将激光光斑整形为矩形准平顶光斑，比传统流式所使用的椭圆形Gauss光斑，矩形平顶光斑具有更均一的能量分布。采用电火花空化微气泡，利用空泡膨胀产生的射流实现高精度的单细胞片上分选。将整合了上述技术的微流体流式细胞仪应用于标准荧光微球的分析测试，综合性能达到或接近于现有的大型传统流式细胞仪。

摘要：提出一种仅需单片单轴隧穿磁阻传感器且无需磁芯结构的低成本、非侵入式电流监测微系统。研究论证了磁阻传感器测量线缆电流的基本原理和关键点;设计了具备电缆限位功能的组合式结构,在确保磁场-电流传递关系可靠性的同时,避免了对传统聚磁结构及传感阵列的依赖,确保了测量的便捷和结构简单;设计了高集成度、低功耗的微系统硬件,并基于软件实现了精确测量和校准算法。基于工频市电的电气线路规范搭建了测试环境,开展了性能测试。结果表明,研制的电流监测微系统具有较高的线性度和重复性,在0~8 A测量范围内最大误差为1.5%,可达到国标0.5级标准,具有较好的长期稳定性和抗邻线电流干扰能力,适用于多数居民用电监测场景。

摘要：研究了一种基于超材料结构的红外热探测器,该探测器利用光学超材料的局域场增强效应和热释电材料的温度敏感特性,实现对红外辐射的探测。利用有限元分析方法,研究了超材料吸收器的红外吸收特性和电磁场特性,分析了超材料吸收器与热释电材料(LiTaO_(3))耦合结构的热学性能。结果表明,设计的超材料吸收器,可在3~15μm范围内调制峰值波长(主要覆盖大气窗口(8~14μm)),吸收率可达99.9%,带宽范围为0.2~1.0μm。当探测器的尺寸为23μm×23μm时,探测器稳态温度升高量为0.311 K,与类似工作相比,温度提升了约21倍。改进的红外热探测器具有显著的温度响应,适用于大规模像元级非致冷中远红外波段的热成像与传感应用。

摘要：提出一种基于卷积神经网络的便携式智能仿生嗅觉微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)设计方法。采用高集成度异质标记物敏感单元阵列作为系统前端气体感知器,通过RMSprop优化算法构建一维卷积神经网络丙酮气体质量浓度检测模型,可实现模拟多组分气体环境中丙酮气体的高精度定量分析。实验结果表明,该模型的拟合优度为0.995,平均相对误差为0.0885,平均绝对误差为0.1216 mg/m 3,检测效果优于多层感知器神经网络、支持向量回归机等其他6种算法模型。在基于该系统开展的呼气实验测试中,15组样本的检测标准差在0.0125~0.3709 mg/m 3之间,具有优异的稳定性。

摘要：高超音速飞行器机翼变形技术是军事领域研究的重点内容,对提升飞行器性能有着至关重要的作用。伸缩机翼技术是机翼变形技术的主要研究方向之一,文中以四连杆机构为基本单元设计了大承载、机翼面积变形量大、结构性能稳定的伸缩机翼机构。从运动学角度研究了伸缩机翼的运动规律;通过静态应力仿真分析了其结构的稳定性;从模态特性角度分析了其在5阶不同振动频率下的变形情况。分析证明,设计符合伸缩机翼机构在高超音速环境下的动力学和静力学性能要求,为超高音速飞行器的机翼设计提供了一种简单、结构稳定、性能可靠的方案。

摘要：激光光斑中心的准确定位对共焦显微系统有着重要作用。为了提高光斑中心定位的准确性,设计了一种基于OpenCV的高精度光斑中心定位检测方法。首先对采集到的光斑图像进行降噪滤波,再通过聚类分析,筛选连通域排除粗大误差,然后对目标连通域边缘进行形态学处理,最后将边缘数据拟合成椭圆定位光斑中心。仿真与实验结果表明:该方法与其他传统光斑中心定位方法相比,具有小于0.1 pixel的亚像素级定位精度,检测结果更稳定,是一种高精度的光斑中心定位方法。