郑州大学学报(工学版) /oa 目录 /oa/darticle.aspx?type=view&id=00 2019年11月16 00:00 2019年06期 0 00 1965982 基于碳纳米管-聚合物的柔性触觉传感器研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201810046 本论文提出了一种基于多壁碳纳米管(MWCNTs)和PDMS(polydimethylsiloxane,聚二甲基硅氧烷)复合材料的6×8柔性压阻触觉传感器阵列。传感器阵列的工艺流程比较简单,适合大面积制作和量产。本文中的传感器阵列具有很高的灵敏度和可拉伸性等特性,得益于复合材料敏感单元的特殊不规则表面结构,传感器能够在超低压强范围内(&lt;300 Pa)达到16.9-5.41 kPa?1的灵敏度,并且在小于1.3 kPa的压强范围内达到超过0.5 kPa?1的灵敏度。此外,我们还建立了一个能够实时扫描分析传感器阵列受力情况并实时显示的阵列扫描系统,对接触压力的分析有助于确认接触物体的形状。本文的传感器阵列在低压强范围内检测接触力和人机交互方面具有很大的应用前景。 2019年11月16 00:00 2019年06期 1 5 7161806 孙旭光,王春凯,孙建海,薛宁,刘昶 基于超磁致伸缩材料的光纤磁场传感器 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201810048 针对现有光纤传感器难以实现微弱静态磁场测量的问题,本文提出了一种具有μT量级磁场分辨率的光纤磁场传感器,并有望用于资源勘探电网监测、地磁导航等领域. 我们将光纤光栅法布里珀罗腔和超磁致伸缩材料Terfenol-D耦合,并采用了钕铁硼永磁体提供偏置磁场. 同时,我们采用 Monel-400合金与耦合的方式,作为参考元件,对磁场传感器进行了温度补偿. 实验测得传感器的磁场灵敏度为1.5×10-3 pm/μT,磁场分辨率为 μT. 2019年11月16 00:00 2019年06期 6 10 7092225 马瑞;张文涛;李芳 基于离子迁移率谱的恶臭污染物快速检测方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201809035 近年来,严重的恶臭污染扩散事件带来诸多环境与健康问题并引起了广泛的社会关注。针对环境中恶臭污染物现场检测的需要,开展了基于电晕放电离子迁移谱(CD-IMS)的恶臭污染物检测方法研究。搭建了CD-IMS检测系统并优化了工作参数,在优化的参数下对常见硫系恶臭污染物单一样品及混合样品进行了检测。甲硫醚、二甲二硫醚和甲硫醇的理论检出限分别为0.93×10-3、0.019、0.144 mg/m3(3倍信噪比),线性范围分别为0.03-0.15、0.2-4.0、0.4-4.0 mg/m3,相对标准偏差均小于2.5%。 2019年11月16 00:00 2019年06期 11 15 7006134 于旺可,何秀丽,高晓光,贾建,李建平 多孔状复合介质层电容式柔性触觉传感器研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201808054 为提升触觉传感器灵敏度和动态响应特性,基于发泡工艺制备具有良好电学特性和弹性的多孔状石墨烯/炭黑/硅橡胶导电复合材料,并用作复合介质层以设计高性能柔性电容式触觉传感器.研究发泡剂含量对多孔状复合介质层电学特性的影响,并对多孔状复合介质层进行微观形貌表征.分析多孔状复合介质层电容式触觉传感单元结构、工作机理及其性能优化方法,对电容式触觉敏感单元进行性能测试,并进行可拼接式触觉传感阵列设计.构建基于高性能微处理器STM32F103VET6和AD7147-1数字电容转换器的电容式触觉传感阵列信息提取系统,实现压力实时分布感知.实验结果表明,文中提出的多孔状复合介质层电容式触觉传感器具有良好的检测灵敏度和动态特性,可用作机器人电子皮肤实现高性能触觉感知. 2019年11月16 00:00 2019年06期 16 22 13333281 刘彩霞;朱文瑾;王志强;郭小辉;刘平;黄英 LiMgPO4:Tb光致发光材料的制备及剂量学性能研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201810035 采用高温固相烧结法合成了一种高灵敏度的光致发光材料LiMgPO4:Tb,研究了其发光性能及辐射剂量学特性。本实验使用连续波光激励发光(CW-OSL)的模式对材料进行剂量学性能测测试,并探究了影响该材料OSL灵敏度的因素。实验结果表明,在掺杂剂浓度为0.2% mol、粒径为50-150μm时,该材料表现出较高的灵敏度。此外,还发现该材料有较好的剂量学特性,如较高的灵敏度(约为市售Al2O3:C的3倍),低有效原子序数(Zeff ≈ 11.8),及宽剂量响应范围(0.1~1kGy)等特性,使得该材料可潜在应用于个人及医疗辐射剂量在线检测等领域。 2019年11月16 00:00 2019年06期 23 26 4979501 阙慧颖;陈朝阳;孔熙瑞;何承发 多孔SnO2空心球的合成及甲醛气敏性能研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201811068 针对目前气敏材料制备工艺繁琐且对甲醛灵敏度不高的现状,本文主要通过调控乙醇与水的配比制备合成了多孔SnO2空心球材料并用于低浓度甲醛的检测,通过XRD,SEM以及TEM等测试仪器对材料的结构和形貌进行了表征.当乙醇与水的体积比为3.0:5.0时,制备得到的多孔SnO2空心球生长均匀,直径约为400 nm.气敏测试结果表明:SnO2空心球材料的最佳工作温度为210℃,对50 mg/L甲醛的响应值可达到52.5,响应和恢复时间分别为14 s和33 s,并且对其他气体的响应值较低.文中还对该材料在甲醛浓度范围为1-50 mg/L时进行了连续测试,计算得到最低检测限低至20 ug/L,表明其可用于低浓度甲醛的检测. 2019年11月16 00:00 2019年06期 27 31 7489927 李娜;向群;程知萱;王晓红;徐甲强 基于甲烷氢呼气的人体胃肠道疾病检测电子鼻及其诊断模型 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201811049 甲烷氢呼气试验已被广泛应用于诊断糖类不耐受、小肠细菌过度增长(small intestinal bacterial overgrowth, SIBO)等胃肠道疾病。SIBO临床诊断的金标准为小肠液培养,但需侵入式取样,部位受限且易被污染,故临床多采用经验诊疗,准确性差且存在滥用抗生素的风险。本项目选取氢气、甲烷作为标志物,设计了人体胃肠道疾病呼气检测电子鼻,可快速检测呼气中氢气和甲烷浓度(检测范围1-200 ppm,分辨率1 ppm,精度小于10 %)并根据二氧化碳浓度修正,排除室外气体稀释、病人呼吸模式等因素对肺泡气的影响。实测健康人与患者样本47例,精确判断浓度曲线类型,建立SIBO诊断模型。本文设计的检测系统具有准确性高、无创便捷等优势,在未来可用于大规模的临床与家庭病人的数据采集与诊断分析。 2019年11月16 00:00 2019年06期 32 37 14970816 高凡,张旭升,王敏,张钧煜,王平 Pd掺杂ZnO材料的制备及其对NO2气敏性能研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201810043 本文以含Zn的金属有机框架材料作为模板,通过热处理方法制备出颗粒分布相对均匀、颗粒度较小 (50 - 200 nm) 的ZnO材料,分别比较该ZnO半导体纳米材料及不同Pd负载量的ZnO纳米材料对NO2气体的传感性能。研究结果表明,贵金属Pd的引入及ZnO载体颗粒度的降低均有利于提高Pd/ZnO纳米材料对NO2的气敏性能和选择性;当Pd负载量为1% 时,该负载型ZnO纳米材料对NO2具有更好的气敏响应性能,最佳工作温度为 235 ℃ ,且当NO2浓度降至5 ppm,该样品对NO2仍具有气敏传感性能。 2019年11月16 00:00 2019年06期 38 42 6800818 曹晨璐,高健 用于硫化氢快速检测的声表面波传感器设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201811012 本文将三乙醇胺针对硫化氢(H2S)的特异选择性吸附与声表面波传感技术的快速与高灵敏响应特点相结合,提出了一种基于声表面波的硫化氢快速检测技术。利用滴涂方法实验制备了在声表面波传播路径表面沉积三乙醇胺的延迟线型基传感器件,并结合差分鉴相电路,研制出SAW硫化氢气体传感系统样机。针对硫化氢气体传感实验结果显示,所研制的声表面波硫化氢传感器具有快速响应(≤30s)、高灵敏度(4.27mV/ppm)和较低的检测下限(0.14 ppm)的特点,在硫化物快速监测应用领域具有良好的应用前景 2019年11月16 00:00 2019年06期 43 46 10454070 刘雪莉;张玉凤;梁勇;李俊红;王文 石墨烯谐振式压力传感器敏感结构研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201810050 石墨烯优异的机械性能与电学性能,使其成为纳机电系统理想的应用材料,石墨烯作为谐振子有望使得谐振式压力传感器在低压范围内实现更高灵敏度的测量.本文参考硅谐振式压力传感器设计了一种以石墨烯材料为梁的谐振子,对谐振子进行了理论分析及有限元仿真,揭示了其工作机理,探究了谐振子的结构参数对于灵敏度的影响规律.仿真结果显示灵敏度随着硅膜厚度、梁的长度增加而下降,随凹槽边长、深度的增加而提高,为设计高性能石墨烯谐振式压力传感器提供理论依据.进一步本文提出了谐振子的初步加工方案 2019年11月16 00:00 2019年06期 47 52 8908594 樊尚春;张津;朱黎明 MOFs薄膜的可控制备及在光波导气体传感器中的应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201811044 本文以硝酸锌、对苯二甲酸(bdc)和N,N’’ -二(4-吡啶基)-1,4,5,8 - 萘二酰亚胺(dpNDI)为原料,将锡掺杂玻璃光波导作为衬底,利用原位生长法在衬底表面生长[Zn2(bdc)2-(dpNDI)]n薄膜并一步研制出[Zn2(bdc)2-(dpNDI)]n薄膜/锡掺杂玻璃光波导敏感元件;用红外光谱(IR)、高倍扫描电镜(SEM)、紫外-可见分光光度计和自组装光波导传感系统等对其结构、孔径、表面形貌、光学性质和气体吸附等特性进行研究。研究结果表明,衬底生长时间为20h、介质温度为25℃时,薄膜才能生长出完整的蜂窝式网状结构,其孔径大小平均为0.38微米。室温下,相同浓度的苯、甲苯、二甲苯、甲胺等挥发性有机气体中,[Zn2(bdc)2-(dpNDI)]n薄膜光波导对二甲苯气体的吸附响应较大,其对二甲苯气体的响应约大于其它气体响应的10倍. 2019年11月16 00:00 2019年06期 53 56 5673033 帕提曼·尼扎木;,玛日耶姆·图尔贡;阿布力孜·伊米提 超临界溶液快速膨胀法制备盐酸氟桂利嗪微粒的研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201802008 采用超临界溶液快速膨胀法制备盐酸氟桂利嗪药物超细微粒,研究了RESS过程中平衡釜温度、平衡釜压力、收集釜温度、喷嘴温度、喷嘴直径以及夹带剂的浓度对药物微粒的大小以及形态的影响。采用光学显微镜、扫描电镜、红外光谱、X射线衍射、热重对药物微粒进行了分析表征。结果表明:采用RESS法成功制备了粒径小且分布均匀的球型或类球型盐酸氟桂利嗪超细微粒,平均直径为2.285μm~6.893μm;RESS过程前后盐酸氟桂利嗪药物微粒物理化学性质、晶体结构基本保持稳定。 2019年11月16 00:00 2019年06期 57 61 8631886 胡国勤;孙芳星;刘景辉;陈鹏丽 纳米Al2O3增韧MoSi2复合陶瓷的性能及机理研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201802003 在实验中将不同体积分数的纳米Al2O3颗粒与Mo粉、Si粉(钼硅摩尔比为1:2)湿磨混合,通过真空反应热压烧结的方式制得MoSi2复合陶瓷,并测试其致密度、硬度以及断裂韧性等物理性质.采用XRD、SEM和EDS等手段分别对所制得的样品的物相组成、微观形貌和微区元素成分进行分析,探讨了掺入不同体积分数的纳米Al2O3颗粒对MoSi2复合陶瓷性能的影响.结果表明:(1)掺入少量纳米Al2O3能够有效改善MoSi2材料的致密度、硬度及断裂韧性.相对单一MoSi2相,掺入纳米Al2O3体积分数为20%时,致密度、硬度及断裂韧性分别提升102%、119%、167%;(2)真空反应热压烧结下,少量纳米Al2O3的掺入致使MoSi2复合陶瓷的晶体产生晶格畸变,有利于提高其断裂韧性;(3)随着纳米Al2O3加入量增多,其在MoSi2基材料中的分散性下降,导致MoSi2复合陶瓷物理性能下降. 2019年11月16 00:00 2019年06期 62 67 11042017 李斯;张宇;周颖;马成良;黄文江;吉辰 线接触弹流状态下摩擦副的刚度阻尼研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201712047 针对滚子轴承,齿轮,凸轮等线接触摩擦副,建立线接触非稳态弹流润滑数学模型,利用复合直接迭代法求解了接触体在自由振动过程中刚体中心膜厚的变化,并根据刚体中心膜厚的变化研究不同质量下确定的无量纲自然频率,不同初始扰动方式和不同激振频率对摩擦副等效刚度和阻尼的影响.结果表明:在接触体振动过程中刚体中心膜厚始终在平衡位置附近上下波动,且随着质量的增大,接触体的振动周期逐渐变大,振动幅值逐渐减小;根据不同质量确定的无量纲自然频率对摩擦副刚度和阻尼的影响不大;摩擦副刚度和阻尼与初始扰动方式无关,与激振频率无关. 2019年11月16 00:00 2019年06期 68 72 6418561 夏伯乾;徐梦霞 响应面法在磨机传动系统分层修正中的应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201707003 准确的有限元模型对结构的动态设计至关重要,针对大型机械设备齿轮传动系统,提出了一种分层修正的有限元精确建模方法。首先将整体传动系统分解为子结构,以实验模态频率数据为目标值,基于响应面的有限元模型修正技术对子结构模型进行修正,并识别模型中的不确定参数。修正结果显示,修正后的频率接近于实验值,振型相关系数MAC值在0.84以上,表明参数识别的有效性以及有限元模型精度明显得到提高,验证了该基于分层修正思想的精确建模方法应用于大型机械设备齿轮传动系统设计及动态特性分析的可行性。最后得到合并后整体传动系统的响应特征,为系统后续的动态分析提供理论依据。 2019年11月16 00:00 2019年06期 73 78 9704694 陶征;毛松磊;<span style="">郭勤涛;刘 旭</span> 基于多特征融合的运动车辆阴影去除算法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201808014 在交通监控视频中,需要检测运动车辆的信息,而车辆的阴影常常被误检测为车辆本身,直接影响车辆检测的准确度,为后面的技术处理带来困难。本文应用一种基于颜色空间、纹理特征及边缘特征的多特征相结合车辆阴影去除方法。首先,通过传统的混合高斯方法建立背景模型,并提取前景目标。其次将前景目标在HSI(Hue-Saturation-Intensity)空间通过阈值法检测阴影,由于基于颜色模型的检测易将运动目标本身误检测为阴影,采用LBP算子结合边缘特征检测方法提取运动目标。最后将LBP算子和边缘特征检测出的前景目标与HSI颜色空间检测出的阴影目标相结合就可以检测出实际阴影区域。将检测出的阴影区域去除即可得到真实的运动前景目标。仿真实验的结果表明,本文算法可以有效去除交通监控视频中运动车辆的阴影,在运动车辆阴影检测率上提升约10%。 2019年11月16 00:00 2019年06期 79 83 9510166 吴国栋,张爱梅,黄晓,姚鹏威 基于Hansob渗流的未打穿砂井地基固结分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201801020 排水固结法是淤泥质土、吹填土等饱和软黏土地基的一种有效加固处理方法。当饱和软黏土层较厚,打穿整个软黏土层不经济或者施工较困难时,可采用未打穿砂井地基的形式。基于Hansob渗流模型,推导了未打穿砂井地基在非Darcy渗流条件下的轴对称固结方程,采用FlexPDE软件对固结方程进行求解,并通过算例验证了本文方法的可靠性。在此基础上,研究了砂井打入深度、Hansob渗流参数和涂抹区对未打穿砂井地基固结的影响规律。结果表明:砂井打入深度对未打穿砂井地基平均固结度的影响显著,砂井打入深度比为0.6时平均固结度达到90%所需时间大约是理想砂井地基的10倍;未打穿砂井地基的平均固结度随Hansob渗流参数m和I1的增大而降低,不考虑Hansob渗流会高估砂井地基的固结度;未打穿砂井地基的平均固结度随涂抹区范围的增大和渗透系数的减小而逐渐降低,且这种影响在固结中期较为显著,在固结后期各种工况的平均固结度差别不大。 2019年11月16 00:00 2019年06期 85 89 6330983 康一,时刚,刘忠玉 地铁施工引发雨污管线灾变的试验研究与数值仿真 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201706050 以北京市某地铁隧道盾构工程为基础,研究了上覆雨污管线的稳定性和安全性。对比模型试验和有限元数值模拟,分析了隧道开挖引对管线的影响,研究结果显示:1)管隧平行时,开挖隧道引起的上覆雨污管线沉降基本呈现平缓分布。当l/D为1.5时,需在掌子面距盾构隧道尾部1.5D(D为盾构隧道直径)范围内加密监测点的布设,提高监测频率。2)管线顶部和底部应力分布呈平行趋势,当l/D为1.5时,需在沿管线分布范围内对管节进行抗拉防护措施。 2019年11月16 00:00 2019年06期 90 96 8623334 胡愈;姚爱军;张剑涛