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新型静电飞行器
微型飞行器小体积、轻质量、高机动，能够在狭小空间执行拍照、探测和运输等特种任务，在国民经济领域拥有广泛应用前景。然而，此类飞行器普遍存在飞行时间短的痛点问题，尤其当重量小于10克时，其飞行时间一般不超过10分钟。这是因为目前微型飞行器的发动机驱动部件一般采用传统的电磁电机，而电磁电机在微型化后转速高、发热大，能量转化效率急剧下降，甚至降到10%以下。微型电磁电机效率下降后，如果采用供电方便的自然太阳光作为能量来源，受限于太阳能电池的面积，很难满足飞行需求。
为了解决上述难题，北航科研团队从微型发动机的原理方面寻求突破，提出一种新的静电驱动方案，研制出了在微小尺寸下转速低、发热小、效率高的微型静电电机，并首次实现了微型飞行器在纯自然光供能下的起飞和持续飞行，在微型飞行器的发展进程中具有里程碑意义。
该飞行器主要由静电发动机和超轻质高压电源组成，具备低功耗（0.568瓦）和高升力（30.7克每瓦）优势，首次实现了微型飞行器在纯自然光供能下的起飞和持续飞行。
静电发动机的核心是静电电机，它是一种依靠静子和转子间的库仑力来产生连续旋转运动的新型微型电机，具备结构简单和无需绕组的优势，其高电压（千伏级）、低电流（微安级）的工作特性也使其在工作过程中发热少且无明显红外特征。相比传统电磁电机，静电电机表现出了颠覆式的效率和功耗特性，在小质量（5克以内）情况下，其能量转化效率可达传统电磁电机的10倍以上，产生相同升力所需功耗仅为电磁电机的1/10以内，因此即便采用小尺寸太阳能电池，也可以为微型飞行器提供飞行所需功率。
电机虽然效率高、功耗低，但仍需要千伏级高压电流来驱动，然而传统高压电源由于体积和重量过大，无法搭载在微型飞行器上。因此团队还针对飞行应用场景，研制了千伏级超轻质高压电源，主要包括太阳能电池和升压电路两部分，其中升压电路可以在1.21克的重量下，将太阳能（或锂电池）输入的低压直流电，转换为4 - 9千伏的高压直流电，相比美国斯坦福大学研发的同类技术升压比提高了92%。
在微型静电电机和超轻质高压电源的助力下，本项目研发出的飞行器整机仅有巴掌大小（翼展20厘米），重量比一张A4纸还轻（4.21克），尺寸和重量分别是此前世界最小、最轻太阳能飞行器的1/10和1/600。更进一步，团队还提出一款翼展8毫米，质量9毫克的超微型静电飞行器，飞行功耗不到1毫瓦，展示了静电电机在飞行器进一步微型化中的巨大潜力。
北京航空航天大学
2024-07-19
高灵敏度有机污染检测用声表面波传感器
团队长期从事纳米材料及纳米结构研究，在长期纳米结构的制备及性能研究基础上，与我国XX工程结合，开展高功率固体激光装置运行环境污染检测方法研究，基于各种纳米结构制作的声表面波传感器检测灵敏度高达pg/mm2（10 12g/mm2）量级，实现了高精密测试，并且针对装置运行环境中不同有机污染物的复杂情况，实现了高选择性、高灵敏度测量，达到了国际领先水平。已通过在线测试并在XX工程中应用，实现订货。 同时在高灵敏度声表面波传感器的研究基础上，团队在声表面波传感器的敏感芯片区建立了不同的敏感薄膜，如氧化硅薄膜、氧化锌薄膜、SiO2/ZnO复合薄膜，实现了对环境污染气体的高灵敏度响应，特别是在声表面波传感器芯片上建立了三维纳米结构敏感材料，同时对其化学修饰，以实现化学、生物毒剂的高灵敏度监测，目前正在和中电集团进行相关的联合工作。 该传感器可用于定量检测/监测各种真空、实验室、大气环境中的微量有机污染物、化学毒剂和生物毒剂。
电子科技大学
2021-04-10
高灵敏度有机污染检测用声表面波传感器
团队长期从事纳米材料及纳米结构研究，在长期纳米结构的制备及性能研究基础上，与我国XX工程结合，开展高功率固体激光装置运行环境污染检测方法研究，基于各种纳米结构制作的声表面波传感器检测灵敏度高达pg/mm2（10‑12g/mm2）量级，实现了高精密测试，并且针对装置运行环境中不同有机污染物的复杂情况，实现了高选择性、高灵敏度测量，达到了国际领先水平。已通过在线测试并在XX工程中应用，实现订货。同时在高灵敏度声表面波传感器的研究基础上，团队在声表面波传感器的敏感芯片区建立了不同的敏感薄膜，如氧化硅薄膜、氧化锌薄膜、SiO2/ZnO复合薄膜，实现了对环境污染气体的高灵敏度响应，特别是在声表面波传感器芯片上建立了三维纳米结构敏感材料，同时对其化学修饰，以实现化学、生物毒剂的高灵敏度监测，目前正在和中电集团进行相关的联合工作。
电子科技大学
2021-04-10
硅基缝隙耦合式的间接式毫米波信号检测器
本发明的硅基缝隙耦合式的间接式毫米波信号检测器是由共面波导、缝隙耦合结构、移相器、单刀双掷开关、Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功分器、Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功合器以及间接式热电式功率传感器所构成，整个结构基于高阻Ｓｉ衬底制作，其上有四个缝隙耦合结构，上方的两个缝隙耦合结构实现信号的频率测量，下方的两个缝隙耦合结构实现信号的相位测量，在前后缝隙之间有一个移相器；Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功分器和Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功合器主要是由共面波导、非对称共面带线和电阻组成；间接式热电式功率传感器由共面波导、两个电阻以及热电堆所构成，热电
东南大学
2021-04-14
硅基缝隙耦合式的直接式毫米波信号检测器
本发明的硅基缝隙耦合式的直接式毫米波信号检测器是由共面波导、缝隙耦合结构、移相器、单刀双掷开关、Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功分器、Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功合器以及直接式热电式功率传感器所构成，该结构制作在高阻Ｓｉ衬底上，其上有四个缝隙耦合结构，上方的两个缝隙耦合结构实现信号的频率测量，下方的两个缝隙耦合结构实现信号的相位测量，在前后缝隙之间有个移相器；Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功分器和Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功合器主要是由共面波导、非对称共面带线和隔离电阻组成；直接式热电式功率传感器主要由共面波导、两个热电偶和隔直电容所构成
东南大学
2021-04-14
铁路信号ZPW-2000设备接收器自动检测装置
该装置属专利技术，是一种基于虚拟仪器的自动检测装置，主要用于对铁路信号ZPW-2000系列无绝缘移频自动闭塞设备（以下简称ZPW-2000）的接收器进行自动检测和相应的数据处理。 1、技术背景： 信号设备是保障铁路运输的安全和效率的基础设施，正越来越广泛地采用以微处理器和电子器件为核心的技术，相应地对设备的维护和管理提出了更高层次的要求，主要表现为检测的项目明显增多、检测精度提高；同时，随着从设备故障修向状态修的转变，检测任务量显著增加。中国铁路区间信号控制主要采用ZPW-2000系列设备，是新建线路和旧线改造的主流设备。 ZPW-2000设备接收器完成列车速度信息的接收和解码，安全等级和可靠性要求非常高。 目前现场应用中，ZPW-2000设备接收器的检测平台是针对具体产品而设计的，利用信号发生器等独立的仪器组合搭建，通过手动检测来完成检测数据和手工填表。主要缺陷是：（1）由独立仪器构成，投入费用较高，检测平台体积庞大；（2）手动检测连接繁琐，效率较低，易带来人为误差；（3）检测数据需手工抄录，数据管理未实现电子化，不利于数据的检索共享。 2、技术内容： 该装置主要解决的技术问题是：在对ZPW-2000设备接收器技术指标进行检测时，原有检测采用人工连接、测量、读数、记录数据，劳动强度大、检测效率低、易出错、纸质数据难于管理。因此，主要应解决如何有效提高检测效率，同时保证检测精度，还应提高检测数据的信息化、降低劳动强度、兼顾装置成本。 为此，基于美国NI公司接口卡和LabVIEW软件环境组成虚拟检测平台，界面友好。基本实现自动化，还可通过网络实现远程检测；检测接口电路（接口板）采用工业标准的模块化结构，易于扩展；自动生成检测数据报表，采用Microsoft Excel格式，便于数据管理和共享。 该装置包括：工业控制机、虚拟仪器采集卡、FO卡、信号发生器卡、接口板电路。 该装置操作界面采用虚拟仪器面板，操作简便；不同的检测项目采用继电器阵列自动切换，无需人工干预，从而显著缩短了测量和记录时间，时间可减少50％以上；避免了人为误差；降低了劳动强度：自动完成数据存储，便于检索和信息管理，并可远程检测。
北京交通大学
2021-04-13
铁路信号ZPW-2000设备衰耗器自动检测装置
该装置属专利技术，是一种基于虚拟仪器的自动检测装置，主要用于对铁路信号ZPW-2000系列无绝缘移频自动闭塞设备(以下简称ZPW-2000)的衰耗器进行自动检测和相应的数据处理。 1、技术背景： 信号设备是保障铁路运输的安全和效率的基础设施，先进技术的应用对设备的维护和管理提出了更高层次的要求，主要表现为检测的项目明显增多、检测精度提高；同时，随着从设备故障修向状态修的转变，检测任务量显著增加。中国铁路区间信号控制主要采用ZPW-2000系列设备，是新建线路和旧线改造的主流设备。 ZPW-2000设备的衰耗器完成信号的隔离和放大，可靠性要求很高。衰耗器主要由调整变压器和衰耗电阻组成，检测项目主要考察调整变压器匝比和衰耗电阻的阻值是否合格。 目前现场应用中，ZPW-2000衰耗器的检测平台是针对具体产品而设计的，利用数字电压表和信号发生器等独立的测量仪器组合搭建，通过手动检测来完成，检测数据手工填表。主要缺陷是：(1)由独立仪器构成，投入费用较高，检测平台体积大。(2)手动检测连接繁琐，效率较低，易带来人为误差。(3)检测数据需手工抄录，数据管理未实现电子化，不利于数据的检索共享。 2、技术内容： 该装置主要解决的技术问题是：在对ZPW-2000设备衰耗器的技术指标进行检测时，原有检测采用人工连接、测量、读数、记录数据，劳动强度大、检测效率低、易出错、纸质数据难于管理。因此，主要应解决如何有效提高检测效率，同时保证检测精度，还应提高检测数据的信息化、降低劳动强度、兼顾装置成本。 为此，基于美国NI公司接口卡和Lab VIEW软件环境组成虚拟检测平台，界面友好，基本实现自动化，还可通过网络实现远程检测；检测接口电路（接口板）采用工业标准的模块化结构，易于扩展；自动生成检测数据报表，采用Microsoft Excel格式，便于数据管理和共享。 该装置包括：工业控制机、虚拟仪器采集卡、I/O卡、信号发生器板、接口板。 本实用新型装置的特点：操作界面采用虚拟仪器面板，操作简便；不同的检测项目采用继电器阵列自动切换，无需人工连接，从而显著缩短了测量和记录时间，时间可减少50％以上；避免了人为误差；降低了劳动强度；自动完成数据的存储，便于检索和信息管理，并可远程检测。
北京交通大学
2021-04-13
一种用于外露式管道电磁超声自动检测爬行器
本发明提供一种用于外露式管道电磁超声自动检测爬行器，包括驱动轮环形支架、驱动轮组件、控制器总成、辅助轮组件、滑行支座、万向连接组件、辅助轮环形支架及探头组件。通过控制器总成控制驱动轮内部外转子电机，并通过万向连接组件拖动辅助轮；利用永磁铁与管壁间的磁力实现爬行器吸附并提高运动稳定性；采用两个周向布置的电磁超声探头，并通过控制器总成中的激励/ 接收模块实现管道缺陷自动检测。本发明可用于电力、石化、供水等行业的压力运输管道在线自动超声无损检测，适用于水平、竖直、倾斜等不同布置的外露式管道，能自适应越过
长沙理工大学
2021-01-12
基于声发射原理的原岩应 基于声发射原理的原岩应 力 测 量 方法 和 测试装置
本技术基于声发射原理进行原岩应力测试的一种方法。声发射发又称凯塞效应法，是岩石材料的凯塞效应来测量岩体原岩应力的一种方法。材料在受到外载荷作用时，期内部储存的应变能快速释放产生弹性波并发生声响的现象。1950 年，德国学者凯塞发现，受单向拉伸作用的材料在应力未达到材料的最大先期应力时，不会出现明显的声发射现象，但应力达到或者超过历史上所受的最大值之后，声发射率明显增加，这种现象称为凯塞效应。从很少产生声发射到大量产生声发射的转折点就是凯塞效应点，凯塞效应点的应力即为材料在历史上受到的最大应力。后来，古德曼在 20 世纪 60 年代初通过实验验证了材料具有凯塞效应，从而为应用这一技术测定岩石应力奠定了基础，根据凯塞效应，如果从原岩中取回定向岩芯制成岩石试件，通过对加工好的取自不同方向的岩石试件进行加载声发射实验，并测定凯塞效应点，即可找出每个岩石试件先前受到的最大应力值，进而可以求出取样点的三维应力状态。目前进行原岩应力的方法主要有直接测量法和间接测量法两大类，直接测量方法包括扁千斤顶法、水压致裂法等，间接测量方法主要有应力解除法等，这些方法中一般需要进行大量的钻孔、装配测试传感器和测定等工程工序，工程量大，如果在地下空间进行原岩应力测试，空间相对狭小，施工不方便，也不易实现大规模、大区域内的原岩应力测量。本技术进行原岩应力测量和现在所有方法相比，地下空间进行测量时，只需在测量地点进行一次水平取芯便能完成现场工作，方法简单，余下少量的测量和计算工作均在实验室内完成，加快了原岩应力测量的工序进行，减少了在地下空间的工作时间，大大减少了测量费用，特别适合大面积多点区域内的原理应力测量，而且比较其它原岩应力的测量方法，成功率明显提高，使得测量工作更易控制和操作，因此本技术是原岩应力测量中一种施工方便、工期缩短、成功率高的原岩应力测量方法。
安徽理工大学
2021-04-13
一种可单面封装的双膜电容式压力传感器及制作方法
本发明涉及压力传感器技术领域，特指一种可单面封装的双膜电容式压力传感器及制作方法，包括玻璃衬底，玻璃衬底上设有小浅槽与大浅槽，小浅槽通过细槽连通于大浅槽，大浅槽上设有可测量低压差的电容C1与可测量高压差的电容C2，可测量低压差的电容C1包括底电极板与薄压力敏感膜，可测量高压差的电容C2包括厚压力敏感膜与顶电极板，小浅槽通过细槽与可测量低压差的电容C1对应设置，可测量低压差的电容C1与可测量高压差的电容C2对应设置。本发明采用变间距原理实现压力到电容的转换，可测量低压差的电容C1与可测量高压差的电容C2分别实现了低压段与高压段的高精度测量，不仅提高了压力测量精度，也提升了传感器的测量范围。
东南大学
2021-04-11