公开(公告)号：CN110570836B

公开(公告)日：2021-11-19

申请号：CN201910891819.4

申请日：2019-09-24

Applicant: 中北大学

Inventor： 何常德 ,  张文栋 ,  王月 ,  薛晨阳 ,  王红亮 ,  张斌珍

IPC: G10K9/122 ,  B81C1/00

Abstract: 本发明公开一种超声换能器及其制备方法，该超声换能器自下而上依次包括：下电极、基片、第一半导体材料层、第一绝缘层及上电极；基片包括抵靠第一半导体材料层的第二绝缘层及远离第一半导体材料层的第二半导体材料层，基片上设置有空腔，空腔穿过第二绝缘层并伸入第二半导体材料层中；至少一个开口位于上电极周围；开口穿过第一绝缘层和第一半导体材料层，并与空腔连通。由于在上电极周围形成有至少一个开口，且开口通过穿过第一绝缘层和第一半导体材料层与空腔连通，使得空腔与大气连通，膜片振动不再受大气压力的影响，从而使得该换能器的灵敏度更容易控制。

公开(公告)号：CN105550433B

公开(公告)日：2019-03-05

申请号：CN201510915560.4

申请日：2015-12-10

Applicant: 中北大学

Inventor： 王红亮 ,  何常德 ,  薛晨阳 ,  王朝杰 ,  崔娟

IPC: G06F17/50

Abstract: 一种电容式微机械超声传感器特性分析方法，目的是对不同发射信号情况下位移、加速度、声压特性和接收特性进行有效分析；本发明先建立处于发射状态时CMUT微元状态方程‑SIMULINK模型和处于接收状态时CMUT微元状态方程‑SIMULINK模型；处于发射状态时CMUT微元状态方程‑SIMULINK模型包括线性模块和非线性模块两部分；处于接收状态时CMUT微元态方程‑SIMULINK模型包括线性模块、非线性模块和电流输出模块三部分；非线性模块通过确定驱动电压V、上下电极之间的初始距离g0和位移等参数计算出静电力Fe；线性模块通过确定静电力Fe、等效质量M、等效弹性系数K和等效阻力系数R等参数建立集中参数系统，计算出振动位移和速度，并把位移作为反馈量输出给非线性模块，从而将振动速度与辐射阻相乘计算出辐射声压。

公开(公告)号：CN106218838B

公开(公告)日：2018-03-13

申请号：CN201610573834.0

申请日：2016-07-21

Applicant: 中北大学 ,  中国海洋大学

Inventor： 薛晨阳 ,  宋大雷 ,  杨华 ,  姜迁里 ,  张国军 ,  何常德 ,  王任鑫 ,  韩建强 ,  何剑 ,  穆继亮 ,  年夫顺 ,  张增星 ,  王大为 ,  田竹梅

IPC: B63C11/52 ,  G01M10/00

Abstract: 本发明涉及海洋湍流观测技术，具体是一种基于MEMS技术的全海深湍流混合矩阵型剖面观测系统。本发明解决了现有海洋湍流观测技术无法实现全海深同步多采样点立体观测的问题。基于MEMS技术的全海深湍流混合矩阵型剖面观测系统，包括母弹观测系统和子弹观测系统；所述母弹观测系统包括母弹壳体、母弹整流罩、提拉锁、姿态稳定束、通信模块、母弹传感模块、母弹运行监测模块、母弹数据存储模块、母弹微控单元、母弹电池、母弹电磁抛载机构、母弹配重、水深监测模块、机械臂；所述子弹观测系统包括子弹壳体、子弹整流罩、导航定位模块、子弹传感模块、子弹运行监测模块、子弹数据存储模块、子弹微控单元、子弹电池。本发明适用于海洋湍流观测。

公开(公告)号：CN107271720A

公开(公告)日：2017-10-20

申请号：CN201710350327.5

申请日：2017-05-18

Applicant: 中北大学

Inventor： 张文栋 ,  宋金龙 ,  何常德 ,  薛晨阳

IPC: G01P15/12

CPC classification number: G01P15/12

Abstract: 本发明公开了一种低轴间耦合度的八梁三轴加速度传感器，包括边框（1），所述边框（1）中部设有敏感质量块（2），所述敏感质量块（2）每边通过两个平行的矩形梁（3）与边框（1）连接；具体为，所述敏感质量块（2）右边通过梁L1和梁L2与边框（1）连接、其上边通过梁L3和梁L4与边框（1）连接、其左边通过梁L5和梁L6与边框（1）连接、其下边通过梁L7和梁L8与边框（1）连接。本发明通过合理的增加压敏电阻的数量并正确的布置压敏电阻的位置，解决了梁结构压阻式加速度传感器结构上必然导致轴间耦合度大的难题，有效降低了传感器的轴间耦合度。

公开(公告)号：CN107172553A

公开(公告)日：2017-09-15

申请号：CN201710217878.4

申请日：2017-04-05

Applicant: 中北大学

Inventor： 王红亮 ,  王朝杰 ,  何常德 ,  薛晨阳 ,  陈一波 ,  胡晓峰 ,  卢振国 ,  曹京胜 ,  吕云飞 ,  曲皎 ,  童一飞 ,  王柳明

IPC: H04R19/00

CPC classification number: H04R19/005 ,  H04R2201/003

Abstract: 本发明涉及水声领域的换能装置，具体涉及一种超宽频带MEMS换能器，包括封装外壳，封装外壳底部设置有PCB板基座，PCB板基座上设置有CMUT阵列，CMUT阵列包括依次设置的多个CMUT阵元，CMUT阵元与封装外壳之间设置有用于密封的硅油，CMUT阵元上设置有至少2组大小不同的振动微元，每个CMUT阵元均包括由下到上依次设置的基座层，绝缘层和振动薄膜层，振动薄膜层上设置有多个图形化的上电极，基座层上与多个上电极对应位置设置有下电极，绝缘层上与上电极对应位置设置有空腔，每一个上电极及与其对应的振动薄膜层、绝缘层、空腔、基座层、下电极和基座构成一个振动微元，不同组的振动微元交错设置在CMUT阵元上。本发明可拓宽MEMS换能器的特征频率，可应用于水声换能领域。

公开(公告)号：CN106744642A

公开(公告)日：2017-05-31

申请号：CN201710009218.7

申请日：2017-01-06

Applicant: 中北大学

Inventor： 何常德 ,  薛晨阳 ,  张文栋 ,  张斌珍 ,  贾利成

IPC: B81B3/00 ,  B81C1/00 ,  G01S7/521 ,  B06B1/02

CPC classification number: B81B3/0021 ,  B06B1/02 ,  B81C1/00158 ,  G01S7/521

Abstract: 本发明公开了一种收发平衡的宽频带混合式超声换能器面阵探头，包括硅衬底（1），所述硅衬底（1）的上表面为氧化层（2），所述氧化层（2）的上表面开设有若干空腔（3），若干空腔（3）成排、列布置，所述氧化层（2）的上表面键合振动薄膜（4），所述振动薄膜（4）的上表面设隔离层（5），围绕隔离层（5）的四周边缘处及其内部开设有下沉的隔离槽（6），所述隔离槽（6）贯穿隔离层（5）和振动薄膜（4）后，其槽底开设于氧化层（2）上；所述隔离层（5）的上表面上正对每个空腔（3）的中心位置处设有上电极（7）。本发明超声探头结构新颖、体积小、频带宽、灵敏度高，噪声低，稳定性好，收发性能平衡。

公开(公告)号：CN103557926B

公开(公告)日：2016-04-13

申请号：CN201310512040.X

申请日：2013-10-26

Applicant: 中北大学

Inventor： 张国军 ,  何常德 ,  刘梦然 ,  简泽明 ,  赵鹏 ,  王雁 ,  韩建军 ,  徐伟 ,  丁俊文 ,  杨晟辉 ,  尚珍珍

IPC: G01H3/04

Abstract: 本发明为一种基于丁腈橡胶帽封装的高灵敏度宽量程仿生水听器，解决了现有封装结构对水听器灵敏度损失严重的问题。本发明包括内置信号处理电路板金属管壳，金属管壳顶部延设有缩径管壳，缩径管壳顶部接待注油孔的支撑圆盘，支撑圆盘上安装有硬支架，硬支架上固定带敏感柱体的四梁敏感微结构，支撑圆盘上设有由丁腈橡胶制作而成的透声帽。本发明针对现有MEMS矢量水听器的封装结构，从透声帽材料、水听器尺寸等方面进行了改进。选用丁腈橡胶材料，在不影响矢量水听器指向性的情况下，提高了水听器的灵敏度，拓宽了水听器频带，并使水听器的封装进一步小型化，具有良好应用前景。

公开(公告)号：CN102768291A

公开(公告)日：2012-11-07

申请号：CN201210252958.0

申请日：2012-07-21

Applicant: 中北大学

Inventor： 张文栋 ,  何常德 ,  张国军 ,  薛晨阳 ,  熊继军 ,  刘俊 ,  张永平 ,  杜春晖

IPC: G01P15/18

Abstract: 本发明涉及MEMS传感器领域中的加速度传感器，具体是一种压阻式单片集成四梁三轴加速度计，解决了现有压阻式三轴加速度计存在结构复杂，灵敏度低，轴间耦合大的问题。该加速度计包括四根弹性悬臂梁、质量块和支撑边框，质量块四个边分别通过一根弹性悬臂梁支悬于支撑边框的中心位置，支撑边框下表面通过静电键合技术与玻璃基板键合，十六个阻值相等的压敏电阻对称均布在四根弹性悬臂梁的两端，十六个压敏电阻连接分别构成三个惠斯通电桥分别检测三个轴向的加速度信号。本发明加速度计结构简单、灵敏度高、轴间耦合低、可靠性高、成本低廉、易于一体化加工，以其生产加工的加速度计应用范围广阔。

公开(公告)号：CN102647657A

公开(公告)日：2012-08-22

申请号：CN201210164461.3

申请日：2012-05-25

Applicant: 中北大学

Inventor： 薛晨阳 ,  何常德 ,  张国军 ,  于佳琪 ,  王红亮 ,  张文栋 ,  宛克敬 ,  廉德钦 ,  苗静 ,  杜春晖 ,  张永平

IPC: H04R17/00

Abstract: 本发明为一种单片集成MEMS压阻超声传感器，解决了现有超声传感器灵敏度低的问题。本发明包括质量块边框，质量块边框的两相对短边之间固定有振动膜，振动膜两侧边的中间位置与质量块边框的两相对长边之间分别对称固定有侧梁，振动膜位于X轴方向，侧梁位于Y轴方向，且振动膜宽度大于侧梁宽度，振动膜上的中间位置对称分布有第一、二应变压敏电阻，两侧梁上靠近质量块边框的根部位置对称分布有第三、四应变压敏电阻，四个应变压敏电阻的阻值相同并且其之间连接成一个惠斯通电桥。本发明结构简单新颖、重量轻、体积小、功耗低、灵敏度高、加工成本低、适合于批量化生产、单片集成便于安装测试。

公开(公告)号：CN119587064A

公开(公告)日：2025-03-11

申请号：CN202411174054.X

申请日：2024-08-26

Applicant: 中北大学

Inventor： 张国军 ,  田华 ,  张文栋 ,  崔建功 ,  杨玉华 ,  王任鑫 ,  何常德 ,  贾利成 ,  王国富 ,  史鹏程

IPC: A61B7/04

Abstract: 本发明为一种心音图仪电声指标的测试系统及其测试方法，属于心音图仪技术领域。本发明系统包括心音图仪、信号发生器、功率放大器、声源校准器、标准传感器、信号采集卡和上位机测试模块，信号发生器与功率放大器连接形成测试声源，声源校准器对测试声源进行校准；标准传感器和心音图仪放置在同一位置，用来接收测试声源发出的信号，并将接受到的声音信号转变为电信号；信号采集卡分别与标准传感器和心音图仪连接，用来将电信号转变为数字信号；上位机测试模块与信号采集卡连接，用来将转变后的数字信号进行处理和分析，以测量心音图仪信噪比和频率响应，并进行灵敏度测试。本发明系统可以快速、便捷地测试心音图仪的电声指标。