项目名称: 石英谐振式露点传感器的理论与实验研究

项目编号: No.61473021

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 自动化技术、计算机技术

项目作者: 孟晓风

作者单位: 北京航空航天大学

项目金额: 86万元

中文摘要: 探索基于石英晶体谐振敏感激励的露点测量方法,将石英晶体微天平(QCM)技术与半导体制冷技术结合,通过主动温控在QCM表面产生凝露,使得QCM表面附加质量明显突变,由QCM的质量-频率效应导致石英晶体固有频率的明显变化,由此测量露点。本项目将结合石英晶体振动理论对石英晶体与半导体制冷器粘贴组合后所形成的湿敏元件的物理特性进行研究,通过理论建模、数值仿真计算与实验验证相结合的方式,深入研究该湿敏元件的机械特性、电特性和热特性,揭示其在电、热、湿等激励下的内在变化机理与信号转换规律,给出其结构优化设计方法;针对露点温度附近谐振频率快速变化和该湿敏元件多参数耦合的特点,结合时频分析、解耦控制理论和实验研究,寻求瞬时频率估计和露点频率快速识别方法,探索电、热双激励下的谐振频率跟踪和石英晶体表面露点温度跟踪的双闭环控制方法。通过本项目的研究将为石英谐振式露点传感器的的设计提供理论依据与实验基础。

中文关键词: 谐振式露点传感器;石英晶体微天平;湿度传感器;半导体制冷;双闭环控制

英文摘要: The project is aimed to explore dew point measurement which is based on quartz crystal resonance. It applies the quartz crystal micro balances (QCM) technique with semiconductor refrigeration. Through the active temperature control, condensation is produced on the surface of OCM and then an obvious mutation appears in its added mass. Thus the quality - frequency effect will produce obvious changes in natural frequency of the quartz crystal, thereby identifying and measuring the dew point. The project will use vibration theory of the quartz crystal to carry out research in physical properties of the humidity sensitive unit formed by combination of the quartz crystal and semiconductor refrigerator. The research methods include the theoretical modeling and numerical simulation calculation, as well as experimental verification. Intensive study will be conducted in investigating mechanical properties, electrical properties and thermal characteristics of the unit and revealing its internal change mechanism and signal conversion regularity triggered by electricity, heat, wet and etc., thereby developing design methods for optimizing its structure. Furthermore, through observations of rapid changes in the resonance frequency generated under the temperature when the dew point is forming and multi-parameter coupling characteristics of the humidity sensitive unit, this project will use time-frequency analysis, decoupling control theory and experimental research to find ways of estimating the instantaneous frequency and quick dew point recognition. Double closed loop control ways of tracking the resonance frequency under the double incentives of electricity and heat and testing dew point temperature of quartz crystals will be also developed. Ultimately, our study will provide theoretical and experimental basis for the design of quartz resonant dew point sensors.

英文关键词: resonant sensor;QCM;humidity sensor;Semiconductor refrigerator;Double closed loop control

成为VIP会员查看完整内容
1

相关内容

WWW 2022 :基于纯MLP架构的序列推荐模型
专知会员服务
15+阅读 · 2022年3月20日
【经典书】随机矩阵理论与无线网络,186和pdf
专知会员服务
49+阅读 · 2021年12月21日
《过参数化机器学习理论》综述论文
专知会员服务
45+阅读 · 2021年9月19日
专知会员服务
43+阅读 · 2021年5月26日
专知会员服务
55+阅读 · 2021年5月17日
【AAAI2021最佳论文】多智能体学习中的探索 - 利用
专知会员服务
35+阅读 · 2021年2月6日
专知会员服务
46+阅读 · 2020年12月20日
专知会员服务
34+阅读 · 2020年11月26日
WWW 2022 :基于纯MLP架构的序列推荐模型
专知
0+阅读 · 2022年3月20日
Nest Hub 的非接触式睡眠监测
TensorFlow
1+阅读 · 2021年5月21日
【工业智能】风机齿轮箱故障诊断 — 基于振动信号
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年5月4日
An Attentive Survey of Attention Models
Arxiv
44+阅读 · 2020年12月15日
Arxiv
11+阅读 · 2018年5月21日
小贴士
相关VIP内容
WWW 2022 :基于纯MLP架构的序列推荐模型
专知会员服务
15+阅读 · 2022年3月20日
【经典书】随机矩阵理论与无线网络,186和pdf
专知会员服务
49+阅读 · 2021年12月21日
《过参数化机器学习理论》综述论文
专知会员服务
45+阅读 · 2021年9月19日
专知会员服务
43+阅读 · 2021年5月26日
专知会员服务
55+阅读 · 2021年5月17日
【AAAI2021最佳论文】多智能体学习中的探索 - 利用
专知会员服务
35+阅读 · 2021年2月6日
专知会员服务
46+阅读 · 2020年12月20日
专知会员服务
34+阅读 · 2020年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
微信扫码咨询专知VIP会员