在广义声发射检测理论和盲信号处理理论相结合的基础上,在假设两泄漏信号统计独立及检测噪声与信号统计独立的前提下,提出了一种基于双谱的管道两点泄漏定位方法,该方法在理论上可定位已经存在或正在发生的泄漏事故.依据该模型,按照独立信号双谱的特性,建立了两检测系统输出的自双谱和互双谱组成的方程组,巧妙地利用双谱域中的两条直线上的双谱值,推导了两泄漏点的定位理论公式.在双谱估计中,采用直接法和Han-ning-Poisson组合二维窗估计了观测序列的双谱值.在实验基础上,验证了该公式的正确性及该方法在工程上的可行性.实验结果表明对于城市地下燃气管网,在0.01~0.09 MPa压力范围内,检测距离为28.6 m的情况下,定位绝对误差小于1.5 m.

针对纤毛式MEMS仿生单矢量水听器灵敏度偏低、频响曲线起伏较大的缺陷．对该结构水听器进行了优化设计．通过理论分析和仿真计算，从两方面进行了优化，一是纤毛材料的选择，选用光纤替代塑料柱体；二是设计了一种“半油半酯”新型封装结构．最后在国防水声一级计量站对该封装水听器进行了相应的校准测试．测试结果表明．该水听器性能较之前有了明显提高，灵敏度达到一165dB（包括前置放大26dB），频响范围为20Hz～2kHz（±4dB），具有良好的“8”字型指向性．

设计了一种静电力反馈控制的三明治式微机械干涉加速度计,加速度计由敏感芯片、半导体激光器、光电二极管以及相应的驱动电路和反馈控制电路组成.敏感芯片为玻璃-硅-玻璃3层结构,通过硅-玻璃键合体硅工艺制成.硅质量块由铝梁支撑,底部玻璃基片上有金属光栅和电极,通过在质量块和底部玻璃基片上的电极之间施加电压可以调节质量块与玻璃基片间的间隙.入射激光照射到敏感芯片上的光栅上,产生衍射光束,其光强随质量块与下玻璃的间距而变化.反馈控制电路通过测量衍射光强的变化来改变质量块与底电极之间的电压,使得质量块与底部玻璃基片的距离保持为入射光波长1/8的奇数倍,从而提高输出线性度,改善灵敏度,增大量程.

研究基于现场可编程门阵列（FPGA）的超声多普勒内窥成像系统,针对内窥系统超声探头体积小、回波信号微弱的特点,设计了具有较高增益和较低噪声的超声信号前端接收电路.在FPGA中对微弱信号进行全数字化处理,实现了正交解调与频谱分析等功能,系统具有电路匹配性好、信噪比高、处理速度快及体积小等优势;搭建基于多普勒物理模型的实验平台进行实验验证,分析对比不同实验条件下的声谱,验证了系统及信号处理方法的合理性和正确性.

介绍了一种新型的用于纳米坐标测量机的三维微纳米接触触发式测头机构.本测头以灵敏度高、抗干扰性强的布拉格光纤光栅（FBG）为测量的敏感元件,根据FBG对轴向应变变化敏感的特点,开发了一套有效触发测量力小的柔性悬架机构,该机构为三悬丝-六边中心连接体的悬架结构,相间隔的3边延伸悬臂与3根布拉格光纤光栅相连,当测球发生预行程变化时,由测杆带动柔性悬架机构产生偏摆,从而带动3根FBG发生轴向的拉伸或压缩,进而产生传感信号的输出.由于测头结构复位性是衡量测球和工件分离后能否回到初始位置的标准,是测头其他各项指标的基础,因此结合激光干涉仪和精密微动平台,采用光学非接触干涉测量方法对该测头机构的实际复位性能进行了测量.结果表明,测头系统采用15 N的预紧力安装悬丝,可得到较好的复位性和灵敏度,该测头机构复位性精度在2...

为了降低成本,拓展隧道加速度计的应用,作者设计了一种隧道加速度计.对器件进行体硅工艺研究,结果为隧尖尺寸为0.02 μm×0.02 μm,隧道电流为1.14 nA～4.68 nA.

为了提高精密机床的加工精度,研究了一种新型的液压式微位移驱动器.用有限元方法分析了缸体内部径向压力对液压式微驱动器输出微位移的影响,得到了驱动器结构设计公式,并讨论了其适用范围.建立了液压式微位移驱动器性能测试系统,对其主要性能进行了研究.研究结果表明,该微驱动器具有输出与输入线性度好(相关系数达到0.999 97)、刚度高(1.0×109N/m)、稳定性好和无滞后等优点.该微驱动器分辨力达到0.01μm,能够实现亚微米级进给,在精密加工和精密测量中具有广阔的应用前景.

为满足大行程、高输出力精密驱动及振动控制的需求,设计了压电叠堆隔膜泵驱动的压电液压驱动器并进行了试验.利用实际液体可压缩的特性,建立了压电液压驱动器理论分析模型,分析了液体体积模量以及压电泵腔高对其输出性能的影响规律.结果表明,其他结构参数确定时压电液压驱动器输出能力随液体体积模量的减小而降低,并存在最佳腔高使其输出能力最大.利用尺寸为4 mm×4 mm×80 mm的压电叠堆制作了泵腔直径30 mm、高度分别为0.3 mm、0.6 mm、0.8 mm、1.0 mm、1.3 mm的压电泵,用于驱动尺寸为20×100 mm3的液压缸.以水为工作介质,在电压150 V、频率60～400 Hz条件下测试了驱动器的输出速度及驱动力.工作频率为300 Hz时,腔高0.6 mm(最佳值)时的输出速度为13.2 mm/s,分别为腔高0.3 mm和1.3 mm时的1.1倍和2.28倍;工作频率为80Hz时,腔高0.3 mm(最小腔高)时的驱动力为105 N,是腔高1.3 m...

为满足大行程、高输出力精密驱动及振动控制的需求，设计了压电叠堆隔膜泵驱动的压电液压驱动器并进行了试验．利用实际液体可压缩的特性，建立了压电液压驱动器理论分析模型，分析了液体体积模量以及压电泵腔高对其输出性能的影响规律．结果表明，其他结构参数确定时压电液压驱动器输出能力随液体体积模量的减小而降低，并存在最佳腔高使其输出能力最大．利用尺寸为4mm×4mm×80mm的压电叠堆制作了泵腔直径30mm、高度分别为0．3mm、0．6mm、0．8mm、1．0mm、1．3mm的压电泵，用于驱动尺寸为q520×100mm^3的液压缸．以水为工作介质，在电压150V、频率60—400Hz条件下测试了驱动器的输出速度及驱动力．工作频率为300Hz时，腔高0．6mm（最佳值）时的输出速度为13．2mm／s，分别为腔高0．3mm和1．3mm时的1．1倍和2．28倍；工作频率为80Hz时，腔高0．3mm（最...

为实现高性能的振动主动控制、振动能量回收以及基于能量回收的自供电半主动振动控制，提出一种压电液压隔振器．基于实际流体的可压缩性，建立了压电液压隔振器的能量回收系统模型并进行了模拟仿真分析，获得了相关要素对发电量的影响规律．结果表明，压电液压隔振器的发电能力随系统背压及液压缸振幅的增加而增加，且存在最佳压电振子直径、厚度以及直径一厚度比使发电量最大．采用嘶0×1．6mm。单晶压电振子及@16×100mm3液压缸制作了试验样机，并以水为工作介质进行了不同频率、背压、激振器振幅条件下的试验测试．试验所获得的压电液压隔振器的最佳工作频率仅为6Hz，可用于低频振动能量回收．在频率为6Hz、激振器输入电压为9V、背压为0．4MPa时，发电量为2．42mJ；当其他条件相同，背压为0．4MPa时的发电量约为无背压时的20倍．