教育部科学技术研究重大项目(311001)
- 作品数：8 被引量：33H指数：4
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- 相关机构：西安交通大学新疆交通职业技术学院西安工业大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金教育部科学技术研究重大项目长江学者和创新团队发展计划更多>>
- 相关领域：理学机械工程自动化与计算机技术更多>>
- 基于ZnO纳米线的螺旋线形跨尺度葡萄糖传感器被引量：10
- 2014年
- 制备了一种基于螺旋线形跨尺度结构的酶传感器,并对该传感器进行了表征和性能测试.将30μm键合Au丝以螺旋线方式手工缠绕在125μm光纤纤芯上,在该Au螺旋线上用水浴法合成ZnO纳米线,得到螺旋线形跨尺度结构;在ZnO纳米线上物理吸附葡萄糖氧化酶(GOD),制备了葡萄糖传感器工作电极.利用扫描电子显微镜(SEM)图像和MatLab图像处理算子分别对螺旋线形跨尺度结构表面形貌及其上活力为50 units/mg的GOD吸附效果进行了定性和定量表征,分析了非高斯粗糙表面与GOD吸附效果的影响关系.基于三电极体系采用循环伏安法和计时安培法测试了制备的12个工作电极的性能,测得该类传感器的灵敏度为(1.410±0.665)μA·L/(mmol·cm2),线性范围为0^(4.292±0.652)mmol/L,Michaelis-Menten常数为(3.571±1.280)mmol/L,检出限为(14.085±8.393)μmol/L.使用活力更高的GOD可以得到性能更好的螺旋线形跨尺度葡萄糖传感器.该类传感器可广泛应用于医药、生物、食品加工及环境监测领域中尿酸、尿素、胆固醇、过氧化氢和苯酚等的检测.
- 景蔚萱周帆陈路加齐含蒋庄德王兵牛玲玲
- 关键词：ZNO纳米线葡萄糖生物传感器循环伏安法
- 自增强承压圆筒结构的超高压力传感器被引量：2
- 2013年
- 采用自增强技术与硅压阻效应研制了超高压力传感器,该传感器能够消除封装残余应力的影响并保证其在进行大量程压力测量时具有较高的灵敏度输出。该传感器的弹性元件为圆筒结构的高强度弹簧钢,敏感元件为平膜倒杯式硅压阻芯片。传感器工作时,超高压力作用在圆筒结构的金属弹性元件使其发生轴向位移,该位移量通过弹性元件顶端的传递杆施加到周边固支的硅压阻芯片上,使置于此处的4个电阻条阻值发生线性变化,从而输出与被测压力成正比的电压值。在研究弹性元件在1 000MPa超高压力下的工作性能时,理论与仿真相结合研究了弹性元件的承载强度,确定采用自增强处理技术提高弹性元件的承载能力。最后,对封装好的传感器静态性能进行了标定实验。实验结果表明,该传感器能够承受1 000MPa以上的工作压力,线性度为0.52%,满足工业领域的应用需求。
- 郭鑫热合曼.艾比布力王鸿雁赵立波蒋庄德
- 关键词：压阻效应微机电系统
- 不同对准误差下的小孔衍射波面误差分析被引量：7
- 2014年
- 点衍射干涉仪中小孔对准误差是影响衍射参考波面质量最主要的误差源。基于瑞利索末菲矢量衍射理论,建立了非傍轴高斯光束经小孔衍射的严格数学描述,对不同对准误差下的小孔衍射波面误差进行了分析,在分析中特别考虑了会聚光斑大小的影响。研究表明：小孔对准误差的引入使得衍射波面偏差迅速增大,且衍射波面偏差随对准误差的增大呈线性增长;相同对准误差下,衍射波面偏差随会聚光斑半径的增大而减小,要获得同等衍射波面偏差,允许的对准误差随会聚光斑的增大呈近同倍数增长。给出了0.5～3μm小孔在不同会聚光斑直径和小孔对准误差下的衍射波面误差分布数据,研究结果可为点衍射干涉仪中会聚透镜的选取、小孔对准精度要求的确定以及小孔衍射波面误差的估计提供重要参考数据。
- 高芬蒋庄德李兵
- 关键词：点衍射干涉仪误差分析
- 矩形微悬臂梁的流固耦合谐振频率分析被引量：2
- 2013年
- 为了得到矩形微悬臂梁的谐振频率与流体密度的理论关系式,建立了微悬臂梁与流体的耦合振动微分方程.通过叠加微悬臂梁的真空振型替代微悬臂梁的流固耦合振型,将流体对微悬臂梁的影响转换为流体动压力,利用真空振型的正交性对振动微分方程进行求解,从而得到悬臂梁谐振频率与流体密度的函数关系.在此基础上,对浸没于10～30℃正庚烷和异辛烷中的单晶硅微悬臂梁的谐振频率进行理论计算、仿真分析和实验测量,将谐振频率的理论计算值分别与仿真和实验值进行比较,结果表明：理论值和仿真值的绝对偏差低于2.8％,理论值和实验值的绝对偏差低于0.9％,验证了悬臂梁的流固耦合谐振频率与流体密度理论关系式的正确性,为流体密度的测量和传感器尺寸的微型化提供了理论基础和参考依据.
- 赵立波徐龙起热合曼艾比布力张桂铭王鸿雁秦宇刘志刚赵玉龙蒋庄德
- 关键词：流固耦合微悬臂梁谐振频率
- 基于ZnO纳米线的圆柱形微纳米跨尺度结构的制备与表征被引量：7
- 2013年
- 基于水浴法在光纤纤芯上合成了ZnO纳米线,得到了圆柱形微纳米跨尺度结构.将纳米级的随机粗糙表面叠加到微米级的圆柱形基底上,实现了对圆柱形跨尺度结构表面形貌的仿真分析.采用扫描电子显微镜(SEM)并结合Matlab图像处理算子对跨尺度结构的表面形貌和ZnO纳米线的几何特征参数进行了表征.与ZnO纳米线薄膜实际轮廓提取出的特征参数相同,对均方根粗糙度为39.2 nm、偏斜度为0.1324及峭度为2.7146的圆柱形粗糙表面进行了仿真,验证了仿真表面与实际轮廓的一致性.建立了合成工艺参数对ZnO纳米线的长度、直径及长径比等几何特征参数的影响关系,确定最佳工艺条件为:种子层溶液Zn2+浓度为1.0 mmol/L,生长液Zn2+浓度为0.03 mol/L,生长时间为1.5 h,水浴恒温90℃.
- 景蔚萱牛玲玲王兵陈路加齐含周帆蒋庄德
- 关键词：ZNO纳米线表面形貌
- 基于MEMS技术的梯形悬臂梁密度传感器被引量：1
- 2013年
- 本文采用基于MEMS技术的梯形悬臂梁密度传感器分别在26-34℃和30-50℃范围内，对甲苯和0．65CS二甲基硅油进行了密度实验研究。选用甲苯作为标准液对该传感器的工作参数进行标定，并测量了甲苯在26℃,30℃和34℃处的密度值。将甲苯的密度实验值与参考值进行比较，得到最大绝对偏差和平均绝对偏差分别为0．70％和0．43％。使用已标定的密度传感器对0．65CS二甲基硅油进行密度测量，并将硅油的密度实验值与参考值进行比较，得到最大绝对偏差和平均绝对偏差分别为4．21％和4．16％，低于5％，满足工程上的需要。
- 赵立波徐龙起热合曼.艾比布力张桂铭蒋庄德赵玉龙王久洪王晓坡刘志刚
- 关键词：MEMS谐振频率传感器
- 基于扩展平均的多步相移算法及误差抑制特性比较被引量：7
- 2014年
- 为满足移相干涉测量中纳米甚至亚纳米高准确度检测要求,需采用对误差敏感度更低的相移算法.基于扩展平均技术,在传统4步和3步算法的基础上分别推导了A类和B类5~13步相移算法公式,以5、6、7和13步算法为例,通过仿真及数值计算,比较了两类算法对相移器移相误差及CCD非线性误差的抑制特性.结果表明：同类算法下,步数越多的算法,对这两项误差的抑制效果越好,但达到一定步数后对测量的影响可以忽略;B类算法具有增强的移相误差抑制能力,在相移不准情况下可优先选用B类算法;A类算法对CCD非线性误差几乎完全免疫,而B类算法受一定CCD非线性误差影响,但对大多数高准确度CCD来说,其在常规检测中的影响可以忽略;由相移噪音引入的随机性测量误差的极大值要略大于相移噪音本身,且不同算法对相移噪音的抑制效果差别不大,因此相移噪音对测量的影响不可忽略.文中给出了不同误差影响下各算法引入波面检测误差的比较数据,研究结果可为实际干涉测量中最适相移算法的使用和选用提供理论指导及数据参考.
- 高芬蒋庄德李兵田爱玲
- 关键词：误差分析
- ZnO纳米线薄膜的合成参数、表面形貌和接触角关系研究被引量：1
- 2013年
- 水浴法合成ZnO纳米线薄膜的工艺参数直接影响其表面形貌,并使其接触角及润湿性能发生变化.本文仿真分析了轮廓算数平均偏差、偏斜度、峭度、相关长度等特征参数对随机粗糙表面特性的影响规律;改变生长时间、种子层溶液和生长液的浓度,批量制备了表面形貌不同的ZnO纳米线薄膜;提出了取样长度的确定方法,并基于扫描电镜图像和Matlab图像处理算子对ZnO纳米线薄膜表面形貌的特征参数进行了提取;将表面形貌高度和水平方向的特征参数引入Wenzel模型,分析了合成参数、表面形貌特征参数与接触角的影响关系.结果表明,合成参数变化时,选择取样长度5.0μm为宜;生长液浓度大于0.125 mol/L时,ZnO纳米线之间发生重结晶,并呈现疏水性;改变种子层溶液浓度和生长时间,均得到超亲水表面.上述结论可用于不同氧化酶、细胞等在ZnO纳米线薄膜上的有效吸附及相应传感器测试性能的进一步提高.
- 景蔚萱王兵牛玲玲齐含蒋庄德陈路加周帆
- 关键词：ZNO纳米线表面形貌接触角
