基于个体张量分解与模态的头相关传输函数重构

远场头相关传输函数(HRTF)随声源方向、频率以及个体变化。完整HRTF的数据量很大,且测量或计算每个人的高方向分辨率HRTF是很困难的。本文提出一种从少量方向的测量或计算重构高方向分辨率HRTF的方法。基于HRTF张量分解,远场HRTF可分解为方向模态、频率模态和少量个体模态的张量组合。通过对已有的基线HRTF数据库进行统计分析,可得到与个体无关的方向模态矩阵和频率模态矩阵。而对于任何新的个体,只要少量方向的测量或计算HRTF即可估计出个体模态的变化,并重构出高方向分辨率的HRTF数据。对两个HRTF数据库的计算表明,采用11个个体模态即可表示超过98%的个体相关的HRTF能量变化,并从大约30个方向的测量或计算HRTF重构出高方向分辨率的HRTF幅度。心理声学实验验证了提出的方法。该方法可用于简化个性化HRTF的测量或计算。     

直读光谱法测定析出锌中铅、铜、铁、镉、锡、铝的含量

研究了湿法冶炼产出的析出锌,经过冲床冲压脱模、马弗炉高温熔化、模具浇铸成型、车床切削等过程,于直读光谱仪上测定析出锌中铅、铜、铁、镉、锡、铝含量的方法。通过实验确认了仪器的工作条件、熔样器皿、熔样温度、析出锌取样位置,并对熔样铸锭后铅、铜、铁、镉、锡、铝的偏析情况进行了分析,铅最大偏差达到30%,经玻璃棒搅动后保温,铅的偏差消除,拟定了直读光谱法测定析出锌中铅、铜、铁、镉、锡、铝含量的方法,应用后可以快速出具分析结果,指导生产。     

单晶硅AFM加工过程的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法对AFM针尖加工单晶硅进行了研究.工件内部硅原子间相互作用力采用Tersoff多体势计算,工件原子和金刚石针尖原子的相互作用力采用Morse对势计算.本文分析了在不同切削深度下系统势能和牛顿层温度变化情况,对切削力、切屑、侧向流原子跟切削深度的关系进行了系统研究,并在此基础上,对金刚石针尖在单晶硅上的切削机理进行了讨论.     

芯片毛细管电泳用于人乳头瘤病毒分析的研究进展

人乳头瘤病毒（human papillomavirus,HPV）是一种常见的球形DNA病毒,目前已报道其可以导致6种类型的癌症发生,因此HPV病毒检测方法的研究引起了人们的重视。芯片毛细管电泳（MCE）,作为一种芯片实验设备,结合各种信号放大技术为HPV分型检测提供了简单、快速、高灵敏度和易便携化的检测方法。该文综述了MCE在常规HPV分型检测中的最新研究进展,主要分为MCE技术和MCE结合核酸扩增技术两个部分。综述的第一部分介绍了MCE系统、MCE芯片结构设计和电泳分离方法。典型的MCE系统包含了高压电源、分离芯片、电解液池、进样系统、检测系统等。该文还介绍了近年来应用最广泛的4种芯片通道,包括分离直通道、T型通道、蛇形通道以及双通道,并分别对它们的优缺点进行了比较。第二部分主要介绍芯片电泳在HPV检测中的应用和发展。由于MCE技术的应用,HPV目标物的分离时间,从以前的几个小时缩短到几分钟,极大地提高了分离速度。重点介绍了各种核酸扩增技术结合MCE检测HPV的方法。对聚合酶链式反应（PCR）和MCE结合用于HPV的检测技术、环介导等温扩增（LAMP）技术的HPV检测方法、基于PCR结合限制性片段长度多态性（RFLP）技术用于HPV分型的DNA检测、基于核酸序列扩增（NASBA）技术检测HPV mRNA、巢式PCR等进行了比较分析。其次,对HPV其他检测方法进行了总结,其中包括PCR结合傅里叶变换红外光谱法（FT-IR）、纳米技术、DNA探针结合电化学方法、亚铜粒子氧化还原锌掺杂的二硫化钼量子点结合T7外切酶电化学发光法和基于CRISPR/Cas12a的环介导等温扩增法。在这些非MCE方法中,电化学传感法,如阻抗法、脉冲伏安法和流动生物传感器,由于背景信号低、时间控制能力强,是一种比较理想的方法。最后,虽然近年来MCE技术得到了发展,所开发的设备得到了应用,但目前在MCE技术、方法和应用方面仍然存在一些挑战。MCE技术在HPV分型检测应用中面临的第一个挑战是,MCE本身无法对HPV核酸进行信号放大,从而不能在HPV的高灵敏和高选择性分析中得到很好的应用。第二个挑战是,虽然有一些研究者已经成功地将PCR和MCE集成在一个芯片上,但该技术的广泛应用仍面临困难,目前仍然没有真正集成的PCR-MCE芯片用于HPV检测。第三个挑战是目前MCE技术无法实现小型化、自动化器件的制造。最后,文章就MCE在HPV分型检测中开发更自动化、更快速以及更稳定可靠的检测技术提出了一些观点和见解,希望能对感兴趣的读者提供一些启发。     

含螺环结构农药研究进展

综述了近年来含螺环结构化合物在农药方面的研究进展, 详细介绍了部分螺环化合物的合成方法, 总结了螺环农药的结构特征. 对该类化合物的应用前景进行了展望.     

钛合金表面类金刚石碳梯度薄膜的摩擦磨损性能研究

与Ti6Al4V合金／超高分子量聚乙烯摩擦副对比,考察了Ti6Al4V合金表面类金刚石碳梯度薄膜／超高分子量聚乙烯摩擦副在干摩擦以及Hank’s溶液和生理盐水润滑下的摩擦磨损性能,采用扫描电子显微镜观察试样磨损表面形貌,并进而分析磨损机理。结果表明,类金刚石碳梯度薄膜具有良好的减摩抗磨性能,其体积磨损率约为相同条件下Ti6Al4V合金体积磨损率的50％,相应的超高分子量聚乙烯偶件的磨损率亦较低,类金刚石碳梯度薄膜的磨损呈现轻微磨粒磨损特征,而超高分子量聚乙烯可抑制类金刚石碳梯度薄膜的磨粒磨损。     

流致振动能量收集的钝头体几何设计研究

流致振动蕴含着可观的能量, 通过能量收集技术可将其转化为电能. 为提高低速流场中能量转化效率, 本文实验研究了不同截面下钝头体以及它们的宽厚比(W/T)对流致振动能量收集特性的影响, 并通过计算流体动力学(computational fluid dynamic, CFD)仿真分析了尾流特性. 流致振动能量收集装置由压电悬臂梁和不同截面的钝头体构成. 首先搭建了流致振动能量收集风洞实验平台, 钝头体的截面分别设置为矩形、三角形和D形, 宽厚比分别设定为1, 1.3, 1.8和2.5. 然后利用实验方法分析不同形状钝头体的宽厚比(W/T)对位移响应和电压响应的影响规律. 最后通过计算流体动力学模拟揭示实验结果的内在力学机理. 实验结果表明, 当钝头体截面为矩形时, 增大宽厚比可以显著提高电压输出峰值; 当钝头体为三角形和D形时, 增加宽厚比将使系统呈现“驰振”→“驰振 + 涡激振动”→“涡激振动”响应特性变化趋势, 提高了低风速时的能量收集效果. CFD结果解释了实验现象, 即随着宽厚比增加, 钝头体尾流会产生更加强劲的涡街, 显著提高流致振动能量收集效果. 相关结果可优化流致振动能量收集装置结构, 为提高低速流场的能量收集效果提供理论和实验依据.      

单点金刚石飞切KDP晶体表面缺陷深度的研究

基于印压断裂力学理论分析了磷酸二氢钾晶体表面缺陷面积与中位裂纹深度的关系.在刀具参量和主轴转数一定的情况下,采用不同切削深度和进给速率对磷酸二氢钾晶体进行单点金刚石飞切加工实验,并计算晶体表面单位面积缺陷的占比系数.实验结果表明,晶体表面缺陷深度与面积占比系数成正相关,与理论分析结果相符,进而提出了利用计算晶体表面缺陷占比系数估测缺陷深度的方法.最后基于该方法得到高效率切削步骤,并加工获得了表面粗糙度算术平均值优于5nm的超光滑晶体表面.     

近场头相关传输函数的多声源快速测量系统设计与验证

近场头相关传输函数(HRTF)是双耳听觉科学研究和虚拟听觉重放应用的重要基础数据。近场HRTF测量系统要求具有高的测量效率、精度和重复性,以至于目前未见文献解决真人受试者的近场HRTF测量困难。本文研究并实现了一种计算机控制的近场HRTF的高效测量系统,并提出系统的快速校准方法,首先实现了真人受试者的近场HRTF测量。通过声学、机械与电子硬件和软件的综合设计,提高了测量效率。通过准确校准声源、受试者和双耳传声器的位置,提高了测量精确度和重复性。系统可用于1.0 m范围内不同声源距离的真人受试者以及人工头的近场HRTF测量,单个声源距离的全空间近场HRTF测量时间减少至20 min以内。测量结果表明,系统测量精度满足实际需求,可用于科学研究和个性化近场HRTF测量及数据库建立。      

集成聚焦式测头的纳米测量机用于台阶高度标准的评价

利用集成聚焦式测头的纳米测量机实现了高精度的台阶高度标准评价,该系统的测量范围可以达到25mm×25mm×5mm.描述了纳米测量机的工作原理,通过内嵌激光干涉仪和角度传感器的实时测量与反馈,实现高精度定位与扫描.聚焦式测头只作为零点传感器,与3个激光轴交于一点,避免了阿贝误差影响.通过将聚焦式测头的输出信号引入到纳米测量机的数字信号控制器中,实现定位系统的辅助测量,减小了聚焦式测头的非线性对测量结果的影响.根据ISO 5436-1:2000的评价方法对经过标定的台阶高度进行评价,14次测量的均方根(RMS)偏差为0.237nm.