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磁致伸縮型RFMEMS歐瑪爾OMAL開關(guān)性能研究
以磁致伸縮型RFMEMS歐瑪爾OMAL開關(guān)的懸臂梁式和膜橋式兩種典型結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,利用ANSYS7.0 和HFSS5.6 軟件分別對(duì)歐瑪爾OMAL開關(guān)的微波性能和力學(xué)行為進(jìn)行了仿真研究;實(shí)驗(yàn)中采用表面工藝和體工藝相結(jié)合的方法,對(duì)歐瑪爾OMAL開關(guān)的制備工藝進(jìn)行了研究和討論。在微波性能仿真中,重點(diǎn)研究了懸臂梁結(jié)構(gòu)的信號(hào)線間距d、信號(hào)線寬度w、氣隙高度g 和金屬接觸層面積以及膜橋結(jié)構(gòu)的膜橋?qū)挾葁d、信號(hào)線寬度w、膜橋高度hg等幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)歐瑪爾OMAL開關(guān)的插損和隔離度的影響。

磁致伸縮型RFMEMS歐瑪爾OMAL開關(guān)性能研究
10kV磁致伸縮型RFMEMS歐瑪爾OMAL開關(guān)柜在電力行業(yè)中起著非常重要的作用，如果歐瑪爾OMAL開關(guān)柜中的設(shè)備發(fā)生故障會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，可能導(dǎo)致局部甚至廣大地區(qū)的停電，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，研究了10kV磁致伸縮型RFMEMS歐瑪爾OMAL開關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估的策略方法，為10kV磁致伸縮型RFMEMS歐瑪爾OMAL開關(guān)柜性能評(píng)估、合理使用和安全工作提供了基本的信息和科學(xué)的依據(jù)，以達(dá)到了解和掌握歐瑪爾OMAL開關(guān)柜的運(yùn)行狀況，滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)10kV磁致伸縮型RFMEMS歐瑪爾OMAL開關(guān)柜狀態(tài)檢修的要求。 文章在分析了10kV磁致伸縮型RFMEMS歐瑪爾OMAL開關(guān)柜各部分工作原理的基礎(chǔ)上，總結(jié)了歐瑪爾OMAL開關(guān)柜在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象及其原因，然后確定了能反映歐瑪爾OMAL開關(guān)柜故障征兆的一系列參數(shù)，并且對(duì)特征參數(shù)的提取方法和傳感器的選型上進(jìn)行了研究。其次從磁致伸縮型RFMEMS歐瑪爾OMAL開關(guān)柜的狀態(tài)評(píng)估要求和實(shí)際可操作性出發(fā)，確定磁致伸縮型RFMEMS歐瑪爾OMAL開關(guān)柜評(píng)判模型的評(píng)語集及隸屬函數(shù)；利用層次分析法(AHP)，確定了各因素在評(píng)判模型中的權(quán)重分配；根據(jù)歐瑪爾OMAL開關(guān)柜的實(shí)際情況，提出了基于模糊綜合評(píng)判算法的歐瑪爾OMAL開關(guān)柜工作狀態(tài)評(píng)估方法。zui后為了進(jìn)一步判斷10kV磁致伸縮型RFMEMS歐瑪爾OMAL開關(guān)柜設(shè)備在發(fā)生異常時(shí)的具體類型及其原因，建立了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的10kV磁致伸縮型RFMEMS歐瑪爾OMAL開關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)健康診斷系統(tǒng)。 研究表明:對(duì)懸臂梁結(jié)構(gòu)時(shí),在1.1±0.2GHz 的工作頻率范圍內(nèi),插入損耗小于0.2dB,隔離度大于35 dB,滿足提出的設(shè)計(jì)要求。對(duì)膜橋結(jié)構(gòu)而言,其滿足設(shè)計(jì)要求的:w_b=50μm,w=100μm,h_g=2.0μm。在力學(xué)性能仿真中,研究了懸臂梁撓度D 與梁長(zhǎng)度L、梁寬度W、梁基底材料類別及厚度T_s、磁致伸縮薄膜的厚度T_f的關(guān)系,以及膜橋撓度D 與膜橋長(zhǎng)度L 等的關(guān)系。研究表明:磁致伸縮懸臂梁的撓度D 隨L 增加而增加,且滿足D∝L~2 關(guān)系,隨T_s 增加而降低,隨T_f 增加而先增加后降低,與懸臂梁的寬度W關(guān)系不大。磁致伸縮膜橋撓度D 隨L 增大而增大。在歐瑪爾OMAL開關(guān)制備研究過程中,采用表面工藝和體工藝相結(jié)合的方法,利用磁控濺射、光刻、化學(xué)蝕刻及等離子體蝕刻等手段,對(duì)制備過程中的關(guān)鍵工藝作了詳細(xì)的研究和討論,得到了切實(shí)可行的工藝方案和工藝參數(shù),在高阻硅上制備出磁致伸縮MEMS 歐瑪爾OMAL開關(guān)樣品。樣品的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)為: 懸臂梁歐瑪爾OMAL開關(guān):梁基底厚1μm,磁致伸縮層厚1.5μm,梁長(zhǎng)150μm,梁寬50μm,空氣隙高約2.0μm。 膜橋式歐瑪爾OMAL開關(guān):膜基底厚1μm,磁致伸縮層厚1.5μm,膜橋長(zhǎng)400μm,膜橋?qū)?0μm,膜橋高約2.0μm。

磁致伸縮型RFMEMS歐瑪爾OMAL開關(guān)性能研究
通過實(shí)例驗(yàn)證，利用模糊綜合評(píng)判算法對(duì)10kV磁致伸縮型RFMEMS歐瑪爾OMAL開關(guān)柜的各個(gè)部件進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估，這種方法可以有效地將歐瑪爾OMAL開關(guān)柜工作狀態(tài)的幾種參數(shù)結(jié)合起來，能夠評(píng)估出磁致伸縮型RFMEMS歐瑪爾OMAL開關(guān)柜每個(gè)元件的工作性能；通過MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的歐瑪爾OMAL開關(guān)柜健康診斷系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，能夠及時(shí)了解10kV磁致伸縮型RFMEMS歐瑪爾OMAL開關(guān)柜具體的異常類型運(yùn)行狀況，能更好的判斷出10kV歐瑪爾OMAL開關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)。