一、一种新型Lamb波微量液体密度传感器的研制（论文文献综述）
马丹丹[1]（2020）在《多模式混叠兰姆波信号盲分离方法研究》文中指出基于兰姆波的超声传感器,其原理是将超声波转换为电信号等其他形式的能量传输有效信息,由于其灵敏度强,检测效率高等优势在声学传感器中使用广泛。但是在传输过程中,器件的缺陷存在以及压电换能器的旁瓣效应的影响,导致超声导波在传输过程中出现模式转换及混叠等复杂现象,为后续信号分析和实际应用带来困难。为了实现更精准的探测和信号分析,实现超声兰姆波更高效率的应用,解决兰姆波传感器在传输过程中存在的多模式信号混叠问题成为必要。本文的研究工作将围绕着超声兰姆波的频散特性和时频混叠多模式信号盲分离相关改进算法展开研究和讨论,具体相关工作如下:首先,本文对兰姆波信号理论及传播特性进行了简要介绍,给出了单模式兰姆波时域传播推导过程,并详细论述了兰姆波存在的频散及多模式特性。接着,以多模式混叠兰姆波信号为研究对象,提出了将频散补偿与相关改进盲分离算法结合的不同探测距离下的多模式信号分离方法。本文先是将多模式信号频散补偿与平滑伪维格纳时频盲分离算法相结合,改进传统时频盲分离中时频分布矩阵存在交叉项的干扰问题。设置两组探测信号中近距离探测点为初始点,对非初始点多模式信号进行单模式频散补偿,使其回到初始点,通过对观测信号平滑伪维格纳时频分布矩阵的联合近似对角化相关处理估计信号,实验结果表明改进的时频分布盲分离算法较传统时频盲分离相比可以有效的将多模式兰姆波信号分离。接着,为了避免时频分布的分析,排除交叉项干扰并可有效去除环境等引入的噪声影响,在单一模式频散补偿的基础上,改进使用四阶累积量盲分离算法,利用Givens变换实现累积量矩阵的对角化从而计算解混合矩阵并估计信号,信号分离结果表明该方法更适合处理不同探测距离下的多模式混叠兰姆波的信号分离问题,并能够进一步提高分离精度。最后,为获取在钢板上传输的实际激励信号,实验设计了不同探头无距离放置情况进行测量,分析信号并与实测兰姆波信号幅值谱对比验证激励信号测量的正确性,为明确实际激励信号及后续分析提供参考。
黄鸯鸯[2]（2018）在《Lamb波气体多参数传感器测试技术研究》文中研究指明Lamb波传感器是基于Lamb波的一种超声波传感器,具有高灵敏度、低损耗、多模式特性,已展示出十分广阔的工业应用前景。目前研究表明,Lamb波传感器的中心频率会随流经气体的流速、湿度或温度的改变而发生偏移。但到目前为止,国内外还没有一种可以自动获取Lamb波传感器中心频率的测量仪表。Lamb波传感器的测试大多还是基于网络分析仪,需要人工读取测试结果再进行处理,才能获得被测参数的实际测量结果,这在很大程度上限制了 Lamb波传感器的实际工业应用。此外,Lamb波传感器还需要一套气体测试装置,以测试传感器对气体流速、湿度和温度的测量性能。然而,现有的气体调节装置主要针对气体的温度和湿度,无法实现气体流速、湿度和温度三参数独立调节,不能满足Lamb波传感器气体多参数性能测试的要求。针对Lamb波传感器性能测试的需要,本文研制了 一种数据采集仪样机,自动获取Lamb波传感器多个模式的中心频率,并搭建了一套气体测试装置,为Lamb波传感器提供一个气体多参数（流速、湿度和温度）的测试平台。本文主要内容和贡献如下:（1）对Lamb波传感器信息的自动快速获取方法进行了研究,将频率扫描技术与峰值快速搜索方法相结合,提出了一种快速获取传感器信息的方法。基于该方法,设计并实现了扫频信号源模块、幅相检测模块和控制模块,制作了数据采集仪样机。利用该样机,对Lamb波传感器进行了多个模式的频率扫描实验和峰值搜索算法验证实验。实验结果表明,所研制的数据采集仪样机是有效的。（2）设计并实现了 Lamb波传感器气体测试装置,包括流速模块、湿度模块以及温度模块。采用单变量调节的方式,对所设计的气体测试装置的参数调节能力进行了测试。实验结果表明,气体测试装置能够实现气体流速、湿度和温度的分别调节,验证了所搭建的气体多参数测试平台的有效性。（3）将数据采集仪样机和气体测试装置相结合,在不同气体状态（流速、湿度或温度）下,对Lamb波传感器进行了测试,实现Lamb波传感器气体多参数测量,检验了传感器性能,并验证了所研制的数据采集仪样机的有效性。
陈玥[3]（2018）在《液体负载薄板中激光激发零群速度Lamb波的研究》文中研究说明板状结构是一种常见的材料结构,广泛地应用于各生产生活领域。超声Lamb波作为固体中超声波的重要类别,常用于板状结构的无损检测。当存在液体负载时,板中Lamb波传播情况复杂。本文对板中零群速度Lamb波的成因、液体负载对零群速度Lamb波的影响以及液体负载性质变化对零群速度Lamb波的影响进行了理论分析及实验验证。首先,本文利用有限元方法计算得到自由板中Lamb波频散特性曲线,通过分析计算结果,阐明了自由板中Lamb波S1模态后退波是由于两个具有相近截止频率的模态相互作用产生的,后退波模态与前进波模态耦合产生零群速度Lamb波。其次,为得到液体负载薄板中Lamb波频散特性曲线,本文基于波动方程,建立了有液体负载薄板中Lamb波的理论模型。随后将板材看作由无数相同单元结构组合而成的周期性结构,选取其中一个单元结构,利用有限元计算方法得到有液体负载薄板中Lamb波的频散特性曲线。同时计算得到了板中Lamb波频域波形图,验证了频散曲线计算结果的可靠性。通过分析液体负载薄板中零群速度Lamb波频散曲线,阐述了液体负载对板中零群速度Lamb波的影响:当有液体负载时,Lamb波频散特性曲线中零群速度点的位置改变。实验上,建立了激发和探测液体负载薄板中零群速度Lamb波的实验系统,利用脉冲激光在自由铝板及有液体负载铝板中激发零群速度Lamb波,实验结果证明液体负载的存在会改变Lamb波频散特性曲线中零群速度点出现的频率位置。这一结果为进一步的研究提供了基础。最后,鉴于相同条件下液体性质的改变会影响板中零群速度Lamb波,改变薄板负载液体性质,分析了不对称液体负载、液体层厚度改变、液体种类变化对固体薄板中零群速度Lamb波的影响。当具有不对称液体负载时,在零群速度点出现的频率处,板中质点离面位移分布的对称性改变;当液体层厚度增加时,负载液体中纵波模式数量增加,Lamb波频散特性曲线中有出现更多零群速度点的趋势;当液体密度增加时,液体纵波与板中Lamb波耦合作用加剧,并且液体纵波速度越大,对Lamb波频散特性曲线中零群速度点位置改变的影响越小。本文的研究结果为有液体负载薄板的检测提供了理论基础和参考。
张玉珍[4]（2015）在《片上球形玻璃谐振密度计的制备及表征研究》文中研究指明微流控技术是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作集成到一块极小的芯片上,并对微量液体进行操控的科学技术,具有样品用量少、分析效率高、便携性好、成本低、精度高和灵敏度高等优点。微流控技术中,准确地实现微量液体的在线密度检测非常重要,在以生物医疗、化工和食品加工为典型代表的众多领域中具有广泛应用。但是,目前专门的微流控在线液体密度计的报导尚不多见,大多是基于悬臂梁结构和硅微管等谐振器的谐振式密度计。而悬臂梁一直浸入在液体中会导致密度传感器的性能下降,硅微管式密度计的制备工艺复杂、成本高而且测量结果容易受到液体中气泡的影响。精度高、成本低的微型在线液体密度计正成为人们关注的热点。本论文中创新性地采用热发泡法制备了球形玻璃谐振器,利用填充不同液体时球形玻璃谐振器的谐振频率发生迁移的特点,研究了其在液体密度在线检测领域的应用。首先,利用ANSYS分析了球形玻璃谐振器的振动特性以及其作为液体密度检测计的可行性。结果表明：球形玻璃谐振器顶部区域在上下振动模态时竖直方向的位移比较明显,故利用多普勒测振仪测振时,应该选择谐振器顶部区域并且激励其上下振动模态来进行振动测试。另外,球形玻璃谐振器中液体密度的变化会影响其谐振频率。液体密度增大时,球形玻璃谐振器的谐振频率减小。液体密度变化较小时,液体密度增量与谐振频率增量呈现近似的线性关系。其次,基于传统热成型玻璃加工工艺,研究了球形玻璃谐振器的制备方法——热发泡法,成功制备了以球形玻璃谐振器及微流道为结构特征的超声微流控芯片。结果表明,热发泡法制备的球形玻璃谐振器具备结构可控、壁表光滑、能够实现圆片级制备且均匀性较好等优点。最后,利用多普勒测振仪对填充不同密度的葡萄糖溶液的超声微流控芯片进行了振动特性测试分析。结果表明,芯片内填充不同密度的液体时,球形玻璃谐振器的谐振频率会发生一定偏移；液体密度增大时,球形玻璃谐振器的谐振频率减小；液体密度变化较小时,液体密度变化量与谐振频率变化量呈现近似的线性关系。实验结果与理论模拟符合良好。本论文中研究的片上球形玻璃谐振器在微流控液体密度在线检测上具有潜在的应用。
周连群[5]（2010）在《利用微型Lamb波传感器研究薄膜—流体的相互作用》文中研究表明微型Lamb波传感器具有高灵敏度、低损耗、多模式特性,是研究薄膜-流体的界面相互作用最有力的工具之一,尤其在交叉学科且尚未探讨的领域,如气体传感、空气动力学、多参数解耦等领域。本论文从理论上和实验上,系统地探讨了微型Lamb波传感器在薄膜-流体（气体和液体）界面相互作用中的应用。主要研究内容如下:?采用势能函数结合边界耦合模型,分析Lamb波传播过程中的薄膜-流体界面相互作用,重点计算了色散特性曲线、分子位移、应力、坡印廷矢量、群速度、能量速度等。针对微型Lamb波传感器的薄膜纵向长度的有限性,建立相应的简化模型,直观、准确地揭示了微型Lamb波的模式分布,突破和拓宽了以往对微型Lamb波传感器的模式分布的认识,为研究薄膜-流体的界面相互作用奠定了基础。?从理论上和实验上研究了薄膜-气体界面处的消逝波和漏波对气体的响应。结果显示:当气体变化时,低频下的A0模式（消逝波）仅表现为相对频率的移动,且变化曲线呈现“U”型;高频下的A0模式（漏波）表现为的Q值（品质因数）的变化,即Q值随着Lamb波的相位速度接近气体的声速而快速降低。S0模式对气体的变化不敏感,故S0模式是作为参考模式的理想选择?利用薄膜-气体界面处的声场（消逝波和漏波）与气体的流动边界层的相互作用,给出流动气体的相关参数。对于消逝波,气流的边界层厚度和消逝波的穿透深度决定着灵敏度的大小。当Lamb的相位速度接近于气体的声速时,气流的速度和方向明显影响消逝波的声场分布。对于漏波,气流对Lamb波的传播几乎没有任何影响。?利用Lamb波的多个模式在薄膜-液体界面处的特性不同,对液体的多个物理参数进行解耦（密度、声速、粘度等）,从而定量地给出液体的成分和组分。结合A01模式（低频A0模式的基模）和A03模式（A0模式的3次谐振模式）可分别解耦出液体的密度和声速。密度确定后,通过测量S0模式的幅值响应,解耦出液体的粘度。
陈曦[6]（2010）在《基于纳米ZnO薄膜的Love模声表面波生物传感器的研究》文中指出本文主要研究ZnO/SiO2/Si层状结构Love模式SAW生物传感器的模拟与优化。通过数值求解声表面波器件的数学模型,给出器件各项性能与器件结构的关系,并实现器件整体性能的最优化,为生物传感器的制作和应用提供理论依据和数据支持。论文内容包含如下几个方面:1、利用机电耦合场方程和Navier-Stokes方程来描述各层中的位移函数和电势函数,建立了ZnO/SiO2/Si层状结构声表面波生物传感器的理论模型,并给出不同配置和不同条件下的边界条件。2、讨论了用于微质量探测的ZnO/SiO2/Si层状结构Love模式SAW器件的模拟与优化。利用边界条件数值求解机电耦合场方程,给出机电耦合系数、质量灵敏度、温度稳定性等参数与器件结构之间的关系。缓冲层SiO2薄膜的加入使器件的质量负载灵敏度得到进一步提高,通过调整两导层的厚度可以使生物传感器获得最大灵敏度:当SiO2薄膜和ZnO薄膜厚度分别为012、0.013倍波长时,最大灵敏度可达到1294.43 cm2/g。综合考虑各种性能及各种参数,最后给出器件的整体优化,我们可以在0.040.06倍波长范围内选取ZnO薄膜的厚度,并通过计算选取适当厚度的SiO2薄膜。3、讨论了用于液体粘度探测的ZnO/SiO2/Si层状结构Love模式SAW器件的模拟与优化。利用边界条件求解机电耦合场方程和Navier-Stokes方程组成的方程组,给出器件性能各参数与器件结构之间的关系。综合考虑各种性能及各种参数,最后给出器件的整体优化方案。我们可以在0.0220.053倍波长范围内选取ZnO薄膜厚度,并通过计算选取适当厚度的SiO2薄膜。4、研究ZnO/SiO2/Si双导层结构器件中各层初始应力对器件性能的影响,首次给出缓冲层中初始应力与器件性能之间的关系,并指出各导层中初始应力对器件性能的影响依赖于器件各层内声波功率流密度的分布。
张欲晓,郑德智,樊尚春[7]（2009）在《谐振膜式密度传感器》文中研究指明设计了一种基于谐振理论的新型振膜式液体密度传感器,实现了液体密度的实时在线测量。谐振膜式密度传感器由谐振膜、激励单元、拾振单元和闭环控制电路与检测电路组成。传感器利用谐振膜与不同密度液体接触,液体密度与谐振膜等效质量具有相关性,而谐振膜等效质量的变化直接影响谐振膜的谐振频率,依靠检测谐振膜谐振频率来实时液体的密度测量。这种谐振膜式密度传感器制作工艺简单、信号稳定、测量精度较高。实验结果表明:谐振膜式密度传感器具有较高的重复性、灵敏度和测量精度,满足实时在线测量的要求。
张东亮[8]（2009）在《近相界铌镁酸铅—钛酸铅单晶薄层中兰姆波传播特性研究》文中研究说明弛豫铁电单晶以其优异的压电性能可能成为未来压电材料的发展趋势。近相界0.70Pb(Mg1/3Nb92/3))O3-0.30PbTiO3（PMN-0.30PT）单晶具有优越的压电性能且组分均匀、电机性能稳定,可能是下一代实用压电材料的主要选择。压电材料的Z-切型薄层广泛应用在换能器和驱动器中。兰姆波是固体薄层中传播的声导波。兰姆波的应用已从传统的无损定征扩展到生物传感器、液体密度传感器和材料损伤的断层成像。为选择兰姆波的合适模式做弛豫铁电单晶的无损检测或利用弛豫铁电单晶中传播的兰姆波做传感器再或者为滤除兰姆波对声表面波的干扰,需要深入研究这种特定材料中兰姆波的传播特性,其中最重要也是最基本的性质是色散曲线。部分波理论适用于研究各向异性介质中传播的兰姆波,已应用许多年,被很好证实。[001]极化后PMN-0.30PT单晶可以保持稳定的宏观极化状态,具有宏观4mm对称性。由部分波理论推导得到在应力自由、电学短路边界条件下[001]极化PMN-0.30PT单晶Z-切型薄层中沿任意方向传播兰姆波的色散关系,通过数值解法得到相应传播方向兰姆波的色散曲线。当沿[100]或[110]对称方向传播时,兰姆波与水平剪切波（SH wave）解耦,兰姆波同时具有沿波传播方向和垂直于薄层表面方向的位移,SH波只具有平行于薄层表面方向的位移,两类波都可分为对称和反对称模式,兰姆波的对称与反对称模式多重交叠,SH波相速度在高频极限趋近于准切变波波速。当传播方向偏离对称方向时,兰姆波与SH波耦合,但仍可分为对称和反对称模式。为区分波的模式类型和阶数,从波结构的角度分析了同类模式之间的排斥性,发现与各向同性材料中传播的兰姆波不同:当沿[110]方向传播时,在高频极限兰姆波最低阶反对称模式相速度趋近于纯切变波波速,而A1模式相速度趋近于赝表面波波速。最后数值计算得到兰姆波零阶反对称模式对单晶薄层的密度、厚度、弹性刚度系数、压电应力常数和介电常数的灵敏度曲线。
楚开猛[9]（2008）在《乳化炸药密度在线检测方法研究》文中认为目前,乳化炸药已成为我国工业炸药中的主导产品。乳化炸药的密度参数直接关系到其起爆可靠性、爆轰性能以及储运使用的安全性。但在目前工艺条件下,乳化炸药密度的检测方法主要是人工取样后进行离线测量,对实际的生产指导存在滞后性。本文通过对比分析各种密度检测方法,结合乳化炸药生产的特点,提出了两种乳化炸药密度在线检测的方法:超声波法以及动态称重法并分析了这两种方法的可行性。在PLC控制系统基础上设计适合乳化炸药生产线的称重系统,通过对称重系统的修正,使利用称重法测得的样品密度精度在1%左右,达到了生产设计需要。实现对乳化炸药密度的在线检测与控制。通过不同密度样品波速的测量实验结果表明,样品密度与波速在一定范围内存在线性关系,超声波测量乳化炸药密度是可行的。温度影响波速的测量结果,温度每升高5℃,波速将降低1%;而超声波的频率影响测量的有效距离,因此超声波频率的选择要根据现场使用条件来确定。本文通过对比两种方法的优劣认为,称重法检测乳化炸药密度在技术比较成熟,适用于管道输送的生产线上,而超声波法适用于皮带输送的乳化炸药生产线,但此检测乳化炸药密度技术还需要做进一步的研究。
樊玉铭,张莹,李杏华,隋修武,陈卫东,任俊峰,姚伟[10]（2007）在《谐振筒式液体密度传感器的设计》文中研究表明短筒谐振式密度传感器是以短筒谐振管为核心,基于正反馈原理,由激振元件、拾振元件、谐振子和放大电路组成的高品质闭环谐振系统.采用有限元法分析方法,研究计算了圆筒谐振子的静力学特性和模态响应等动力学特性;设计了短筒谐振管传感器和闭环振荡电路及单片机信号处理系统;分析了温度、压力、黏度等因素对测量结果的影响,对传感器进行了标定,并采用温度补偿方法提高了传感器的测量精度.实验表明20℃时传感器测量结果的不确定度为0.96kg/m3.圆筒谐振燃油密度传感器测量精度达到0.4kg/m3.
二、一种新型Lamb波微量液体密度传感器的研制（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种新型Lamb波微量液体密度传感器的研制（论文提纲范文）
（1）多模式混叠兰姆波信号盲分离方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 本论文的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 第二章 兰姆波信号理论基础 |
| 2.1 兰姆波理论 |
| 2.1.1 兰姆波概述 |
| 2.1.2 兰姆波传递特性 |
| 2.2 兰姆波时域传播特性 |
| 2.2.1 兰姆波固有特性 |
| 2.2.2 单模式兰姆波时域传播特性 |
| 2.2.3 多模式兰姆波时域传播 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 基于频散补偿与时频盲分离算法的多模式兰姆波信号分离 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 兰姆波频散补偿理论 |
| 3.2.1 兰姆波频散传递函数 |
| 3.2.2 兰姆波频散补偿函数 |
| 3.3 时频盲信号分离 |
| 3.3.1 盲信号分离算法理论基础 |
| 3.3.2 盲源分离模型分类 |
| 3.3.3 传统时频盲分离算法 |
| 3.3.4 联合近似对角化算法 |
| 3.4 平滑伪维格纳时频分布 |
| 3.5 基于频散补偿与时频盲分离多模式兰姆波信号分离方法 |
| 3.5.1 实测多模式兰姆波频散补偿 |
| 3.5.2 平滑伪维格纳-维尔时频分布盲分离 |
| 3.6 实验及结果分析 |
| 3.6.1 多模式实验信号采集 |
| 3.6.2 实验结果分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 基于四阶累积量算法的多模式兰姆波信号分离 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 四阶累积量ICA算法理论基础 |
| 4.2.1 传统ICA混合模型 |
| 4.2.2 四阶累积量基本概念 |
| 4.2.3 四阶累积量噪声混合JADE盲分离 |
| 4.3 基于频散补偿和四阶累积量算法的兰姆波分离方法 |
| 4.3.1 实测信号频散补偿 |
| 4.3.2 四阶累积量盲信号分离多模式兰姆波 |
| 4.4 实验及结果分析 |
| 4.4.1 实验信号测量 |
| 4.4.2 实验结果分析 |
| 4.5 钢板传播实际激励信号测量实验 |
| 4.5.1 实际激励信号测量实验 |
| 4.5.2 实验验证及结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 后续工作的展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简介 |
（2）Lamb波气体多参数传感器测试技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 超声波传感器 |
| 1.1.2 Lamb波传感器 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.3 本文主要内容与结构安排 |
| 第二章 文献综述 |
| 2.1 Lamb波传感器综述 |
| 2.1.1 研究现状 |
| 2.1.2 气体测量原理 |
| 2.2 Lamb波传感器测试方法综述 |
| 2.2.1 频率特性测试仪 |
| 2.2.2 测试电路 |
| 2.3 气体测试方法综述 |
| 2.3.1 气体测试装置 |
| 2.3.2 流速调节 |
| 2.3.3 湿度调节 |
| 2.3.4 温度调节 |
| 第三章 总体研究方案 |
| 3.1 方案设计 |
| 3.2 系统结构 |
| 第四章 基于Lamb波传感器的数据采集仪 |
| 4.1 硬件电路设计 |
| 4.1.1 引言 |
| 4.1.2 扫频信号源模块 |
| 4.1.3 幅相检测模块 |
| 4.1.4 控制模块 |
| 4.1.5 电源与串口通信模块 |
| 4.1.6 PCB的设计与制作 |
| 4.1.7 数据采集仪样机 |
| 4.2 峰值搜索方法研究 |
| 4.2.1 频率扫描法 |
| 4.2.2 峰值快速搜索法 |
| 第五章 Lamb波传感器气体测试装置 |
| 5.1 结构设计 |
| 5.1.1 引言 |
| 5.1.2 度调节 |
| 5.1.3 流速调节 |
| 5.1.4 温度调节 |
| 5.1.5 整体设计 |
| 5.2 装置搭建 |
| 5.2.1 整体概貌 |
| 5.2.2 流速模块 |
| 5.2.3 湿度模块 |
| 5.2.4 温度模块 |
| 第六章 Lamb波传感器气体测试系统实验 |
| 6.1 电路功能测试 |
| 6.1.1 频率扫描实验 |
| 6.1.2 算法验证实验 |
| 6.2 装置性能测试 |
| 6.2.1 最大流速计算 |
| 6.2.2 温度测试实验 |
| 6.2.3 湿度测试实验 |
| 6.3 系统测试 |
| 6.3.1 原理验证实验 |
| 6.3.2 灵敏度测量实验 |
| 第七章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 攻读硕士学位期间所取得的科研成果 |
（3）液体负载薄板中激光激发零群速度Lamb波的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究状况 |
| 1.3.1 激光超声无损检测技术的发展情况 |
| 1.3.2 Lamb波零群速度模式的研究现状 |
| 1.3.3 超声检测有液体负载薄板的研究情况 |
| 1.4 本文研究工作 |
| 2 固体中Lamb波的激发机理及特性 |
| 2.1 激光在固体中激发超声的热弹机制 |
| 2.1.1 激光的吸收及辐照效应 |
| 2.1.2 热弹机制下激光辐照材料的温度场分布 |
| 2.1.3 热弹机制下激发超声的点源模型 |
| 2.2 薄板中超声Lamb波特性 |
| 2.2.1 Lamb波概述 |
| 2.2.2 Lamb波频散特性 |
| 2.2.3 零群速度Lamb波特性 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 液体负载薄板中零群速度Lamb波的研究 |
| 3.1 有液体负载薄板中零群速度Lamb波的理论模型 |
| 3.2 液体负载薄板中Lamb波频散特性曲线 |
| 3.2.1 计算液体负载薄板中Lamb波频散曲线的有限元法 |
| 3.2.2 液体负载薄板中Lamb波频散曲线计算结果及分析 |
| 3.3 脉冲激光在薄铝板中激发零群速度Lamb波的实验研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 负载液体性质变化对零群速度Lamb波的影响 |
| 4.1 单侧液体负载以及对称液体负载对板中零群速度Lamb波的影响 |
| 4.2 液体层厚度变化对板中零群速度Lamb波的影响 |
| 4.3 液体种类变化对板中零群速度Lamb波的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（4）片上球形玻璃谐振密度计的制备及表征研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 微流控技术概述 |
| 1.2.1 微流控技术的发展及应用 |
| 1.2.2 微流控芯片用于在线液体密度检测 |
| 1.3 在线液体密度计概述 |
| 1.3.1 液体密度在线检测的重要性 |
| 1.3.2 液体密度在线检测方法与原理 |
| 1.4 本论文的主要工作 |
| 第二章 球形玻璃谐振器的振动特性仿真 |
| 2.1 球形玻璃谐振器的振动特性分析 |
| 2.1.1 球形玻璃谐振器的模型建立 |
| 2.1.2 球形玻璃谐振器的模态分析 |
| 2.1.3 球形玻璃谐振器的谐响应分析 |
| 2.2 球形玻璃谐振器用于液体密度在线检测的可行性分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 超声微流控芯片的制备 |
| 3.1 球形玻璃谐振器的制备理论 |
| 3.1.1 玻璃热成型加工工艺 |
| 3.1.2 热发泡法制备球形玻璃谐振器的理论基础 |
| 3.2 超声微流控芯片的设计 |
| 3.2.1 超声微流控芯片的材料选择 |
| 3.2.2 超声微流控芯片的结构设计 |
| 3.3 超声微流控芯片的制备 |
| 3.3.1 超声微流控芯片的制备方案 |
| 3.3.2 超声微流控芯片的制备结果及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 超声微流控芯片的测试与分析 |
| 4.1 多普勒测振仪测试原理 |
| 4.2 超声微流控芯片的振动特性测试 |
| 4.2.1 超声微流控芯片的振动特性测试方案 |
| 4.2.2 超声微流控芯片的振动特性测试及分析 |
| 4.3 基于超声微流控芯片的微型液体密度计的测试及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 参考文献 |
（5）利用微型Lamb波传感器研究薄膜—流体的相互作用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 基于压电材料的声波传感器 |
| 1.2 声表面波 |
| 1.3 厚度剪切谐振器 |
| 1.4 薄膜体谐振器 |
| 1.5 水平剪切声表面波 |
| 1.6 Lamb 波 |
| 1.6.1 用于制作Lamb 波传感器的压电材料 |
| 1.6.2 用于空气动力学测量的传感器 |
| 1.7 论文的工作定位 |
| 1.8 论文结构 |
| 第2章 理论计算 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 理论计算方法-势能函数法 |
| 2.3 Lamb 波在真空中的计算 |
| 2.4 Lamb 波薄膜一侧为液体时的计算 |
| 2.4.1 薄膜一侧为水时的Lamb 波色散曲线 |
| 2.4.2 薄膜和水中的位移曲线 |
| 2.4.3 薄膜和水中的应变曲线 |
| 2.4.4 薄膜和水中的应力曲线 |
| 2.4.5 薄膜和水中的位移矢量 |
| 2.4.6 薄膜和水中的能量速度 |
| 2.5 Lamb 波薄膜两侧为气体时的相关计算 |
| 2.5.1 薄膜两侧为空气时的色散曲线 |
| 2.5.2 薄膜和空气的位移曲线 |
| 2.5.3 薄膜和空气的位移矢量 |
| 2.6 A_0 模式和S_0 模式在空气和水中的损耗模式 |
| 2.6.1 损耗式A_0模式，在空气和水中的色散曲线和损耗系数 |
| 2.6.2 损耗式S_0模式，在空气和水中色散曲线和损耗系数 |
| 2.7 谐振式Lamb 波的模式分布的理论计算 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 Lamb 波器件的制作和评价 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Lamb 波器件的制作 |
| 3.3 器件的薄膜测试 |
| 3.4 器件的幅值和相位响应 |
| 3.5 器件的脉冲激励响应 |
| 3.6 器件的频率和相位速度色散曲线 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 气体对Lamb 波的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 用于气体测量的实验装置 |
| 4.3 A_0模式的低频响应(MALF case) |
| 4.4 A_0模式的高频响应(MAHF case) |
| 4.4.1 实验 |
| 4.4.2 品质因数分析 |
| 4.5 A_(03)模式的频率响应 |
| 4.6 S_0 模式的频率响应(MS_0 case) |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 Lamb 波在空气动力学中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 理论计算 |
| 5.2.1 流动气体的边界层 |
| 5.2.2 Lamb 波的声波穿透深度 |
| 5.2.3 Lamb 波和空气气流的相互作用 |
| 5.3 实验装置 |
| 5.3.1 用于测量气流的风洞装置 |
| 5.3.2 风洞装置的评估 |
| 5.4 实验结果 |
| 5.4.1 A_0模式的低频率响应 |
| 5.4.2 A_0模式的高频响应 |
| 5.4.3 A_0模式的中间频率响应 |
| 5.4.4 S_0模式的频率响应 |
| 5.5 气体流速对频率移动的有关讨论 |
| 5.6 第二个器件对空气气流的相关实验 |
| 5.7 适于气流测量的器件的优化参数 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 利用微型Lamb 波传感器进行多参数解耦 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验材料和方法 |
| 6.2.1 微型Lamb 波传感器 |
| 6.2.2 A_0模式对加载液体的频率响应 |
| 6.2.3 S_0模式对加载液体的频率响应 |
| 6.2.4 损耗分析 |
| 6.3 实验和讨论 |
| 6.3.1 实验装置 |
| 6.3.2 实验测量 |
| 6.3.3 对液体的密度和声速进行解耦 |
| 6.3.4 对液体的粘度进行解耦 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结和展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 在学期间学术成果情况 |
| 指导教师及作者简介 |
| 致谢 |
（6）基于纳米ZnO薄膜的Love模声表面波生物传感器的研究（论文提纲范文）
| 提要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 ZnO 基声表面波生物传感器的研究意义和目的 |
| 1.2 ZnO 基声表面波生物传感器的研究进展 |
| 1.3 论文的内容安排 |
| 第二章 超声波基本理论 |
| 2.1 超声学概述 |
| 2.2 弹性介质中的声波 |
| 2.2.1 弹性介质中质点运动方程 |
| 2.2.1.1 弹性介质中的作用力 |
| 2.2.1.2 弹性介质中的应变 |
| 2.2.1.3 作用力与应变的关系 |
| 2.2.1.4 弹性介质中质点运动方程 |
| 2.2.2 不同类型介质空间中的几种声波 |
| 2.2.2.1 体声波 |
| 2.2.2.2 遵导声波 |
| 2.3 声表面波 |
| 2.3.1 各项异性介质中的声表面波 |
| 2.3.2 各项同性介质中的声表面波 |
| 2.3.3 压电介质中的声表面波 |
| 2.3.4 表面覆盖薄层介质中的声表面波 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 ZnO 基声表面波生物传感器的结构和理论模型 |
| 3.1 用于微质量传感的声表面波器件的描述 |
| 3.1.1 器件基本结构 |
| 3.1.2 基本方程 |
| 3.1.3 边界条件 |
| 3.2 用于液体粘度测量的Love 模式声表面波传感器的描述 |
| 3.2.1 器件基本结构 |
| 3.2.2 基本方程 |
| 3.2.3 边界条件 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 用于微质量探测的ZnO 基声表面波生物传感器性能研究 |
| 4.1 声表面波相速度与各导层厚度的关系 |
| 4.1.1 Love 模式声波的相速度 |
| 4.1.2 器件相速度的色散关系 |
| 4.2 器件机电耦合系数与各导层厚度的关系 |
| 4.2.1 机电耦合系数的计算 |
| 4.2.2 机电耦合系数的色散关系 |
| 4.3 器件质量负载灵敏度与各导层厚度的关系 |
| 4.3.1 质量灵敏度的计算 |
| 4.3.2 质量灵敏度的色散关系 |
| 4.4 器件温度稳定性与各导层厚度的关系 |
| 4.4.1 温度稳定性的计算 |
| 4.4.2 温度稳定性的色散关系 |
| 4.5 器件各项性能与导层中初始应力的关系 |
| 4.6 用于微质量测量声表面波传感器的整体优化 |
| 4.7 小结 |
| 第五章 用于液体粘度测量的ZnO 基声表面波生物传感器性能研究 |
| 5.1 液体负载下声表面波相速度的计算 |
| 5.2 器件粘度灵敏度与各导层厚度的关系 |
| 5.2.1 粘度灵敏度的计算 |
| 5.2.2 粘度灵敏度的色散关系 |
| 5.3 粘度和密度的耦合效应 |
| 5.4 用于液体粘度测量声表面波传感器的整体优化 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 结论和展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间发表论文 |
| 中文摘要 |
| Abstract |
（7）谐振膜式密度传感器（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 传感器的结构和工作原理 |
| 1.1 传感器的结构 |
| 1.2 工作原理 |
| 1.3 谐振膜材料和模态的选择 |
| 2 传感器控制电路 |
| 2.1 电荷放大电路 |
| 2.2 带通滤波器 |
| 2.3 自动相位调节 |
| 2.4 自动增益控制电路 |
| 2.5 驱动电路 |
| 3 实验与结果分析 |
| 4 结论 |
（8）近相界铌镁酸铅—钛酸铅单晶薄层中兰姆波传播特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.1.1 新型弛豫铁电单晶概述 |
| 1.1.2 兰姆波简介 |
| 1.2 国内外在该方向上研究现状及分析 |
| 1.3 本文主要工作内容 |
| 第2章 部分波理论 |
| 2.1 耦合波方程 |
| 2.2 压电体中的声平面波 |
| 2.3 PMN-0.30PT单晶体中的声平面波 |
| 2.4 压电薄层中传播的兰姆波 |
| 2.5 PMN-0.30PT单晶薄层中兰姆波的计算方法 |
| 2.5.1 压电介质参数的坐标变换 |
| 2.5.2 沿对称方向传播的兰姆波 |
| 2.5.3 沿非对称方向传播的兰姆波 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 PMN-0.30PT单晶薄层中的兰姆波 |
| 3.1 不同传播方向兰姆波色散曲线 |
| 3.2 色散曲线同类模式排斥特性分析 |
| 3.3 零阶模式对材料参数的灵敏度曲线 |
| 3.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）乳化炸药密度在线检测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 前人研究成果 |
| 1.2.1 振动法 |
| 1.2.2 超声波法 |
| 1.2.3 射线法 |
| 1.2.4 光电法 |
| 1.2.5 动态称重法 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 乳化炸药密度在线检测方法的可行性分析 |
| 2.1 乳化炸药密度在线检测方法的确定 |
| 2.2 称重法在线检测乳化炸药密度的可行性分析 |
| 2.2.1 称重法测量密度基本原理 |
| 2.2.2 称重法在线测量乳化炸药密度的可行性 |
| 2.3 超声波法在线检测乳化炸药密度的可行性分析 |
| 2.3.1 超声波法测量密度基本原理 |
| 2.3.2 超声波法测量乳化炸药密度的可行性 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 动态称重法检测密度实验研究 |
| 3.1 动态称重系统总体设计 |
| 3.1.1 设计的基本原则 |
| 3.1.2 称重系统的组成 |
| 3.1.3 影响质量测量精度的因素 |
| 3.2 称重系统的标定与修正实验 |
| 3.2.1 实验样品制备 |
| 3.2.2 称重系统标定 |
| 3.2.3 称重系统的修正 |
| 3.2.4 称重系统修正及验证实验 |
| 3.3 密度在线检测与控制系统标定及验证实验 |
| 3.3.1 系统标定 |
| 3.3.2 系统验证实验 |
| 3.4 结果分析与讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 超声波密度检测方法实验研究 |
| 4.1 超声波检测技术中的主要声学参数 |
| 4.2 超声波法检测密度实验仪器与条件 |
| 4.3 超声波测速实验 |
| 4.3.1 超声波波速与密度关系标定 |
| 4.3.2 超声波密度测量验证实验 |
| 4.3.3 超声波密度测量的影响因素 |
| 4.4 结果分析与讨论 |
| 4.5 超声波密度检测与控制系统的总体设计思路 |
| 4.5.1 系统结构 |
| 4.5.2 系统功能 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）谐振筒式液体密度传感器的设计（论文提纲范文）
| 1 短筒型谐振式密度传感器的测量原理 |
| 1.1 传感器结构和工作原理 |
| 1.2 短筒振动式密度传感器的振动特性分析 |
| 2 短筒谐振式密度传感器的设计 |
| 2.1 短谐振管的结构设计 |
| 2.2 测量系统的构成 |
| 3 传感器的误差分析与实验 |
| 3.1 外界对传感器的影响及补偿 |
| 3.1.1 温度的影响 |
| 3.1.2 黏度的影响 |
| 3.1.3 流体内气泡的影响 |
| 3.1.4 污染的影响 |
| 3.2 实验数据分析和计算 |
| 3.2.1 传感器振型的检测 |
| 3.2.2 温度传感器的标定 |
| 3.2.3 密度传感器的稳定性实验 |
| 3.2.4 密度传感器的温度实验 |
| 3.2.5 密度传感器的标定实验 |
| 3.3 密度测量的不确定度评定 |
| 3.3.1 标定液密度的不确定度u1 |
| 3.3.2 周期测量引起的不确定度u2 |
| 3.3.3 温度测量引起的不确定度u3 |
| 3.3.4 最小二乘曲线拟合引起的不确定度u4 |
| 4 结 语 |
四、一种新型Lamb波微量液体密度传感器的研制（论文参考文献）
- [1]多模式混叠兰姆波信号盲分离方法研究[D]. 马丹丹. 南京信息工程大学, 2020(02)
- [2]Lamb波气体多参数传感器测试技术研究[D]. 黄鸯鸯. 浙江大学, 2018(08)
- [3]液体负载薄板中激光激发零群速度Lamb波的研究[D]. 陈玥. 南京理工大学, 2018(01)
- [4]片上球形玻璃谐振密度计的制备及表征研究[D]. 张玉珍. 东南大学, 2015(08)
- [5]利用微型Lamb波传感器研究薄膜—流体的相互作用[D]. 周连群. 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）, 2010(07)
- [6]基于纳米ZnO薄膜的Love模声表面波生物传感器的研究[D]. 陈曦. 吉林大学, 2010(08)
- [7]谐振膜式密度传感器[J]. 张欲晓,郑德智,樊尚春. 仪表技术与传感器, 2009(07)
- [8]近相界铌镁酸铅—钛酸铅单晶薄层中兰姆波传播特性研究[D]. 张东亮. 哈尔滨工业大学, 2009(S2)
- [9]乳化炸药密度在线检测方法研究[D]. 楚开猛. 北京理工大学, 2008(08)
- [10]谐振筒式液体密度传感器的设计[J]. 樊玉铭,张莹,李杏华,隋修武,陈卫东,任俊峰,姚伟. 纳米技术与精密工程, 2007(02)