基于AVR单片机的高精度光学测厚系统设计

对薄膜测厚系统进行了详尽剖析,从整体上论述了膜厚测量系统,研究了测厚系统中薄膜测厚仪的关键硬件电路,对薄膜测厚仪的软件流程进行了离散设计。以AVR单片机为核心处理器进行了数据采集和处理,设计并生产出了在线式光学薄膜厚度测量与监控系统。通过与实际膜厚进行对比实验,验证了薄膜测厚系统具有高精度、高稳定性和高可靠性,可应用于实际工业生产。     

基于对数二阶微分极小峰值时间的测厚方法研究

本文提出了一种反射式脉冲红外热波技术中采用对数温度-对数时间二 阶微分极小峰值时间作为特征时间进行缺陷深度定量测量的方法. 首先, 介绍了反射式脉冲红外热波技术的基本原理, 在半无限厚平板解的基础上得到了对数温度-对数时间二阶微分极小峰值时间与缺陷深度平方的关系式. 其次, 利用不锈钢和铝材料制作平底洞试件并得到红外热图序列, 提取对数二阶微分极小峰值时间. 该特征时间与缺陷深度平方实验结果显示其具有很好线性关系, 该线性关系可用于实际缺陷深度定量测量, 并讨论了与应用广泛的对数二阶微分极大峰值法相比的优缺点.关键词：红外热波定量测量缺陷深度极小峰值     

基于超声回波重组相位分析的颗粒粒径测量方法

将超声波作用于沉降的颗粒时,由于颗粒的移动,超声回波会出现相位差异。该文通过对测量杯中某一确定深度处的回波信号进行相位分析和重组,发现重组后信号的频率可以计算出粒径;并分别对两种不同粒径分布的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球悬浮液进行了超声波信号采样重组和去噪的实验,实验结果经小波时频方法分析后,证实了颗粒粒径分布与重组信号频率构成的确存在很高的相关性。     

基于聚焦换能器的超声透射CT技术*

超声透射CT技术能够重建物体横断面的图像,为了重建高质量图像,分别从换能器和图像重建算法两个方面展开研究。分析了弧形线聚焦换能器焦域处聚焦切片尺寸与换能器几何尺寸的关系及其对CT检测的影响。搭建了超声透射CT检测系统,以等角扇形束的扫描方式获取投影数据,并利用滤波反投影和最小二乘正交分解两种算法重建图像,对比发现最小二乘正交分解算法通用性更强,成像质量更佳。实验结果表明,利用聚焦换能器并结合最小二乘正交分解算法对物体进行CT检测,能够取得较好的成像结果,检测分辨力可达毫米量级。     

基于超声射频信号的支持向量机双参量B线识别方法*

肺超声中的特殊征象B线对于临床诊断肺水肿等肺部疾病有重要意义,但诊断结果依赖于医生的主观判断,为了客观、自动地识别B线,提高诊断准确率,本文提出了一种基于超声回波射频信号的肺脏超声特殊征象B线识别方法。本文首先选取了射频信号的排列熵、信息熵、峰度、偏度、能量作为特征参数,利用独立样本t检验和单参数贝叶斯分类的方法检验超声射频数据中B线以及非B线所对应射频数据的各个参量的差异性以及各参数与B线识别的相关性。然后将不同的双参量组合输入非线性支持向量机（SVM）中进行分类,比较各个组合的分类效果。结果显示信息熵与排列熵参数组合基于射频信号的分类效果最好,分类灵敏度为90.521%,特异性为98.106%,准确率为96.328%,AUC等于0.95。在引入后处理算法后,B线识别效果有进一步提升,得到分类平均灵敏度为95.23%,平均特异性为97.22%,平均准确率为96.88%。研究结果表明基于射频数据的SVM双参量B线识别方法对辅助临床诊断具有重要价值,信息熵和排列熵的组合可以有效的对特殊征象B线进行高精度识别。     

基于超声干涉测量的光声断层成像方法性能优化*

生物组织声学参数的不均匀性是光声断层成像技术面临的棘手问题,基于超声干涉测量的光声断层成像方法已被初步证明可以适用于声参数不均匀情形,但对如何取得最佳成像效果缺少深入研究。针对这一问题,该文将基于超声干涉测量的光声断层成像方法应用于同时含有声速不均匀和随机声散射现象的复杂成像媒质模型,并对如何优化成像效果开展相关研究。该文首先验证了该方法在数值模型中的有效性,随后针对相关测量参数与成像质量之间的关系开展定量研究,提出了优化成像效果的方法。结果表明,设计适合的波形滤波器、合理选择干涉测量过程中超声信号的中心频率均可优化成像效果,该文的相关研究结果可为进一步拓展基于超声干涉测量的光声断层成像的应用范围提供参考。     

超声检测中常用激励波形的高精度相控发射实现

超声无损检测根据不同的检测需求使用不同的激励波形,而超声相控阵技术的应用则要求各通道的激励波形能够相控发射。分析了不同检测对象、不同检测方法对激励信号的波形类型要求,研究了基于FPGA主控的数字式超声检测平台下实现单通道方波脉冲、尖脉冲、正弦波形和任意波形等的发射方法,以及以上各种波形在多通道高精度相控发射时的实现方法。实验表明,各种波形的激励信号都实现了高精度相控发射,最高可达1ns的延时精度。     

基于数据融合的风电机组噪声预测

根据风电机组噪声信号检测复杂的情况,研究风电机组非声学参数的信息熵特征,对机组噪声进行多源数据融合预测。分析基于信息熵的非声学参数的特征提取方法,并对传统的基于遗传算法的支持向量机回归(GA-SVR)的缺陷提出改进,结合实际应用的非声学参数的信息熵特点平衡遗传算法(GA)的终止条件。通过统计分析完成了输入变量的筛选,去除了对预测影响较大的共线性因素,并实现了输入降维提高预测精度和速率。最后应用数据的信息熵特征,训练改进的GA-SVR建立最终的多源数据特征级融合预测模型。通过对比表明基于多源数据融合的预测方法精度最高,预测结果的相对误差平均值为0.7757%,具有实际可行性。     

基于FPGA的高精度时间间隔测量技术研究

为了对时间间隔进行高精度测量,设计了基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的时间数字转换器.整个系统分为“粗”测量模块和“细”测量模块两部分.“粗”测量模块的基本原理为直接计数法,“细”测量模块利用了FPGA内部的进位链构造了延迟链.采用了位置约束和多链联合测量的方法对延迟模块进行了优化.最后经过实物测试得知时间数字转换...     

Ultrasound biomicroscopy measurement of skin thickness change induced by cosmetic treatment with ultrasound stimulation

Moisturizing creams and lotions are commonly used in daily life for beauty and treatment of different skin conditions such as dryness and wrinkling, and ultrasound stimulation has been used to enhance the delivery of ingredients into skin. However, there is a lack of convenient methods to study the effect of ultrasound stimulation on lotion absorption by skin in vivo. Ultrasound biomicroscopy was adopted as a viable tool in this study to investigate the effectiveness of ultrasound stimulation on the enhancement of lotion delivery into skin. The forearm skin of 10 male and 10 female young subjects was tested at three different sites, including two lotion treatment sites with (Ultrasound Equipment – UE ON) and without (UE OFF) ultrasound stimulation and a control site without any lotion treatment. 1 MHz ultrasound with a duty cycle of 1.7%, a spatial peak temporal peak pressure of 195 kPa and an average power of 0.43 W was used for the stimulation. The skin thickness before, immediately after (0 min), and 15 and 30 min after the treatment was measured by an ultrasound biomicroscopic system (55 MHz). It was found that the skin thickness significantly increased immediately after the lotion treatment for both UE ON (from 1.379 ± 0.187 mm to 1.466 ± 0.182 mm, p < 0.001) and UE OFF (from 1.396 ± 0.193 mm to 1.430 ± 0.194 mm, p < 0.001) groups. Further comparison between the two groups revealed that the skin thickness increase of UE ON group was significantly larger than that of UE OFF group (6.5 ± 2.4% vs. 2.5 ± 1.3%, p < 0.001). Furthermore, it was disclosed that the enhancement of lotion delivery by ultrasound stimulation was more effective for the female subjects than the male subjects (7.6 ± 2.3% vs. 5.4 ± 2.0% immediately after treatment, p = 0.017). In conclusion, this study demonstrated that ultrasound biomicroscopy was a feasible method for studying the effectiveness of lotion treatment in vivo, and ultrasound stimulation was effective to enhance the rate of lotion absorption into skin.     

舰炮武器系统光电传感器与雷达数据融合及应用

目标参数的质量直接影响武器系统的命中概率,因此,光电、雷达传感器数据的选优尤为重要,数据融合解决了这一问题。针对舰炮武器系统雷达及光电传感器的数据融合,建立了数学模型,并根据所建立的模型提出工程实践,提高了武器系统的命中率。     

超声频谱法在换热器内管壁厚测量中的应用

本文研究了超声频谱测厚方法在换热管壁厚测量中的应用，介绍了处理方法的基本原理以及硬件系统的构成，并对一些实验测厚结果进行了分析。     

Characterization of solid hydrogen targets

In experiments using the TRIUMF solid hydrogen target system, the knowledge of the target thickness and uniformity is often essential in order to extract physical parameters from the data. We have characterized the thickness and uniformity of frozen targets using the energy loss of alpha particles. An accuracy of 5% was achieved, a limit imposed by the uncertainty in the stopping powers: The details of the method are described, and the thickness calibration of the target is presented.     

On measures of information and inaccuracy

The Kullback relative-information measure and Kerridge's inaccuracy measure and their generalized forms are consequences of different forms of the branching property that these measures are required to satisfy. We consider a seemingly more generalized form and show that it does not lead to new measures. We also form a functional equation in two variables through this generalized branching property and show that this leads to the same result.     

基于区域特性量测的图像融合方法

在图像融合过程中,融合规则及融合算子的选择对于融合的质量至关重要,也是图像融合中至今尚未很好解决的难点问题。本文给出了一种新的融合规则——基于区域特性量测的融合规则,即在对某一分解层图像进行融合处理时,为了确定融合后的像素不仅要考虑参加融合图像中对应的各像素,而且要考虑参加融合像素的局部领域。