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题名MEMS仿生矢量水听器封装结构的设计与研究
被引量：26
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作者
李振
张国军
薛晨阳
薛南
刘宏
陈桂英
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机构
仪器科学与动态测试教育部重点实验室
电子测试技术重点实验室
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出处
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第1期25-30,共6页
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基金
国家“863”计划项目(2011AA040404)
国家自然科学基金项目(51205374)
国家自然科学基金项目(61127008)
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文摘
针对MEMS仿鱼侧线矢量水听器提出三种封装结构,即采用聚氨酯材料制成的透声帽封装结构,透声帽内衬笼状支撑体的封装结构,透声帽内衬瓣状支撑体的封装结构。采用ANSYS有限元建立三维封装模型并进行模态仿真,得出其固有频率分别为875 Hz、2 926 Hz、3 006 Hz。采用Virtual.lab acoustic进行声衰减仿真并通过试验验证最终得出:内衬支撑体的封装结构,其有效带宽响应比无支撑体的透声帽封装结构宽2.2 kHz左右,同时,实验表明瓣状支撑体的收缩瓣状部分具有聚能效应,这种封装结构的水听器灵敏度比其他两种封装结构在相同频率点处高8 dB～12 dB。
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关键词
矢量水听器
封装
ansys
VIRTUAL
LAB
ACOUSTIC
仿生
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Keywords
vector hydrophone
encapsulation
ansys
Virtual. lab acoustic
bionic
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分类号
TB565.1
[交通运输工程—水声工程]
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题名纤毛式矢量水听器新型封装结构的研究
被引量：25
- 2
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作者
许姣
张国军
石归雄
王晓瑶
刘细宝
张文栋
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机构
中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室
中北大学电子测试技术重点实验室
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出处
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2011年第4期517-521,共5页
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基金
国家自然科学基金项目(50775209)
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文摘
针对仿鱼类侧线的敏感单元提出了一种新型的封装,即采用与透声帽相同材料的聚氨酯代替蓖麻油进行灌封,且聚氨酯仅淹没到纤毛的一半,该封装结构能够提高矢量水听器的灵敏度。建立了水听器封装结构的声学理论模型,并由此推导出新型封装结构的透声系数。采用ANSYS对矢量水听器敏感单元封装结构进行仿真,得出传感器的灵敏度为0.259 mV/Pa,共振频率为150 Hz。测试具有此封装结构的水听器样机,结果表明:该样机的声压灵敏度达到-188.9 dB,比蓖麻油封装结构的灵敏度(-197.7 dB)提高了8.8 dB;具有典型的"8"字型指向性的特征;工作频段为50 Hz～2 kHz。
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关键词
矢量水听器
纤毛
封装
ansys
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Keywords
vector hydrophone
hair
encapsulation
ansys
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分类号
TB565.1
[交通运输工程—水声工程]
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题名仿生矢量水听器透声帽的实验测试与研究
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作者
赵鹏
张国军
刘林仙
申辉
张文栋
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机构
仪器科学与动态测试教育部重点实验室
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2014年第4期33-36,42,共5页
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基金
国家"863"计划(2011AA040404)
国家自然科学基金(61127008/F040703)资助
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文摘
由中北大学研制的MEMS仿生矢量水听器具有低频、小尺寸、灵敏度高等性能特点;但是由于受封装结构的影响,该水听器的灵敏度和频率响应还不太理想。为此,研究了聚氨酯透声帽封装对水听器性能的影响。首先,采用ANSYS对封装结构进行仿真,将仿真结果与自由场中液体质点的振动位移进行了对比分析。然后,通过实验对比有无封装两种情况下的水听器性能。最终得出:封装结构的固有机械特性耦合作用于水听器MEMS芯片上,导致水听器频率响应起伏较大,并在透声帽的共振频率处出现峰值;自由场中,透声帽随声波摆动的偏斜量与液体质点位移不相符导致水声衰减引起水听器灵敏度下降。
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关键词
矢量水听器
透声帽
封装
ansys
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Keywords
vector hydrophone sound-transparent cap encapsulation ansys
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分类号
TB565.1
[交通运输工程—水声工程]
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