微型齿轮,涡轮等微型机械零件的研制

论述了对微型齿轮，微型涡轮和微型悬臂梁等微型机械零件的研制，介绍了通过计算机辅助设计，利用ＩＣ的微细加工技术，采用射频溅射和光刻技术制造微型机械零件的方法。     

分布式光纤传感器在管道泄漏监测中的应用

提出了一种利用分布式光纤传感器对输送管道泄漏进行实时监测的技术．输送管道发生泄漏、管道附近的机械施工和人为破坏等事件产生的振动、压力或温度变化信号作用于光纤时，光波在光纤中传输时产生的损耗具有不同的信号特征．分布式光纤传感器可以同时获取损耗的空间分布及其随时间的变化．在入射端利用光时域反射技术和在输出端利用光功率检测，可实现光纤上各点静态与动态损耗的测量和定位．计算机通过对数据进行分析和融合，根据信号特征判断并淮确定位管道泄漏等事件的发生，提高压力管道的监测水平．     

表面硅微器件中掩膜和工艺流程的自动生成方法

为消除目前手工设计掩膜和工艺流程的繁琐过程,提出了一种从表面硅微器件的三维结构模型自动生成掩膜和工艺流程的方法.该方法将三维器件模型作为输入,根据其组成特征的几何信息和材料信息识别出基底层、结构层、牺牲层和金属层等所有工艺层,再根据工艺层的结构特点和材料信息自动生成掩膜和工艺流程,并利用SolidWorks软件用户接口开发的应用程序验证了方法的可行性.应用实例表明,该方法不仅可以使设计者专注于器件结构本身的设计,而且易于实现掩膜和工艺流程的自动化生成,比传统的手工设计方法更加直观、高效,为相应的设计工具开发提供了理论分析和实验验证.     

微型梁杨氏模量与内应力的固有频率法测量

为实现对硅微机械与光纤组合式阵列传感器的核心敏感元件－微型硅梁的杨氏模量和内应力进行测试,提出了利用光纤耦合机理来测量微型硅梁的横向固有振动频率,进而推导梁构件杨氏模量和内应力的方法,原理简洁,具有实现也较为可行,从而为机械构件的机械性能测试分析提供了方法,具有实用意义。     

特种压阻式加速度传感器的研制

通过动力学分析和有限元模拟,设计出了具有高过载保护功能的加速度传感器结构.采用微型机械电子系统技术和集成电路工艺制作出了高精度、高灵敏度的硅微固态压阻平膜芯片,通过玻璃粉烧结工艺将其键合在弹性梁的应力集中处,利用激光焊接工艺,制造了量程为±20 km/s2、过载能力为30倍满量程的特种压阻式加速度传感器.实验表明,在对传感器施加集中载荷和动态冲击的条件下,传感器可达到静态精度为0.86%满量程、动态响应频率为3.43 kHz的技术指标,从而满足了非常规武器在触发控制等特殊领域的应用要求.     

用变频条纹图扫描技术测量陡峭物体的三维轮廓

针对传统条纹投影方法不能测量陡峭物体三维轮廓的问题，提出了一种基于相移的变频条纹图扫描测量技术．采用投影装置投射一系列频率随时间变化的正弦条纹图到被测物体上，且在每个频率下完成相移条纹扫描．用电荷耦合器件(CCD)和图像采集卡记录这些变形的条纹图，对这些条纹图沿时间轴提取相位并进行处理，可以得到图像上每个像素点的相位和沿时间轴的相位变化率，由此得到的每个像素点的相位值在像面内都是相互独立的，而相位变化率包含物体的高度信息，因此可以得到物体的三维轮廓．实验证明，该技术能够成功地测量陡峭物体的轮廓．     

基于条纹投影的三维轮廓测量新方法

针对条纹投影技术中提取物体高度比较复杂的问题,提出了一种光线跟踪法测量物体轮廓的新技术.利用投影物面即空间光调制器和成像面的相位对应关系,求出被测物体的高度.这种方法对系统结构没有平行性要求,也不需要对整个测量系统进行参数标定和复杂的坐标转换标定,而是用投影条纹图和成像条纹图的相位对应关系来得到空间投影直线和空间成像直线的方程,其交点就是物体的空间坐标.这是一种全场测量的方法,适合测量陡度小的静止物体,并通过实验论证了该方法具有测量速度快、工程上容易实现和测量精度稳定等优点.     

用于无心磨削加工过程产品质量控制的监测系统

论述了作者研制的无心磨削加工过程产品质量控制的监测系统，对系统组成、单件、统计监测方法以及系统的软、硬件等进行了介绍．该系统可适用于各种通过磨、切入磨的无心磨削加工的监测     

机械加工表面分形特性的研究

随着测量分辨率的提高,工程粗糙表面会有无穷细致的结构产生,所以,任何传统的对粗糙表面定量的描述,都随测量尺度的改变而变化,未能触及到表面形貌的本质性质．文中将分形几何学用于表面微观形貌的研究,明确给出了有关分形参数的物理意义,并基于Ｗ－Ｍ函数建立了分形参数与传统表面精度指标间的关系,为粗糙表面进一步的分形研究打下了基础．     

硅微通道内血细胞流动特性测试

在微型机电系统硅微制造技术制作的矩形硅微通道内注入血细胞溶液,用高速摄影机采集记录血细胞微流动图像,利用图像处理技术,对流动图像进行背景噪声滤除、对比度增强、平滑滤波、形态学运算等操作,并用提取的边缘进行图像分割及识别.按照目标识别的结果,对识别出的细胞形状通过曲线拟合法进行修正,计算出多个流动状态参数,如细胞大小、流动速度等.计算结果表明:微通道内细胞的流动速度仍近似地符合抛物线形分布,与宏观流动的流形相类似;在流体溶液的作用下,血细胞的流动状态不仅伸长变形成椭球形,而且还会产生翻滚和旋转的运动方式,并发生在细胞各自的移动路径中,使得细胞在流体中的姿态不断发生变化;细胞的翻滚和旋转产生的原因主要是血细胞自身形状所受的流动剪切力矩不平衡,而运动的结果使血细胞的流动行为更加复杂多变.