基于灰度直方图的MR脑组织的提取方法

根据脑磁共振图像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)的灰度直方图中不同峰值对应不同的脑组织灰度分布的特点,提出了一种基于灰度直方图提取MR图像中脑组织的方法。首先,为了克服传统方法主观选择门限阈值等方面的不足,利用多项式曲线拟合灰度直方图获取区域生长门限阈值确定最优种子点,并结合形态学重构方法进行颅骨分离,对脑MR图像进行了预处理。然后,结合K均值聚类算法通过对灰度直方图多峰值的选取确定初始聚类中心,将颅骨剥离后的脑组织图像高效、精确地细化分割出脑脊液、灰质、白质。文中分别使用了模拟脑MRI数据以及真实脑部MRI数据进行测试,对分类结果进行定性、定量的分析,并与模糊C均值算法进行比较。结果表明,该方法提高了提取脑组织的工作效率和准确度。     

γ-氨基丁酸和苯甲酸共晶体及其形成条件的振动光谱分析

使用太赫兹时域光谱(THz-TDS)、傅里叶红外光谱(FTIR)和傅里叶拉曼光谱(FT-Raman)技术在室温下对γ-氨基丁酸(GABA)、苯甲酸(BA)及其研磨和溶剂共晶体进行表征分析。FTIR,FT-Raman及THz光谱都能够分辨原料物质及GABA-BA共晶体。其中THz实验结果显示了GABA-BA研磨和溶剂共晶体位于0.93,1.33,1.57THz的吸收峰明显区别于原料物质,这体现了不同物质在THz波段具有明显的指纹特征。为确认GABA-BA共晶体的晶型结构,分别采用FTIR和FT-Raman光谱进行光谱归属。通过FTIR的光谱归属推断GABA-BA共晶体由GABA中的氨基H_23和BA中的羰基O1构成第一个氢键,氨基中的N18结合BA中的羟基H15形成第二个氢键。FT-Raman光谱中,原料物质GABA中位于576,886,1 250,1 283,1 337,1 423和1 470cm~(-1)处归属于—CH_2,—NH_2弯曲振动的Raman散射峰在GABA-BA共晶体内消失,判定GABA中的氮原子N18亦可作为氢键受体,从而验证了GABA-BA共晶体的晶型结构。此外,为了进一步说明溶剂pH值对GABA-BA共晶体的形成条件的影响,利用THz-TDS,FT-Raman光谱确认了该共晶体在溶剂条件2.00≤pH≤7.20可稳定地生成。这一研究结果同时也为利用THz-TDS,FTRaman光谱技术辨别固体物质晶型结构、晶型形成条件提供了实验及理论依据。     

CdS/ZnO纳米复合结构制备及荧光特性研究

为增强CdS纳米粒子的荧光强度,以及稳定性,研究了Cd,S不同质量比,有无稳定剂等条件下CdS纳米粒子的制备及荧光特性。在碱性条件下,利用水热法合成了CdS/ZnO的纳米复合结构,并对所有样品进行了XRD、荧光光谱和SEM表征。测试结果表明所制备的CdS纳米粒子和CdS/ZnO的纳米复合结构粒子成分单一且纯净;ZnO复合在CdS表面;在紫外光(328.5 nm)激发下,CdS/ZnO纳米复合结构的发射峰位于463 nm处,峰形窄而对称,CdS/ZnO纳米复合结构的荧光强度比CdS纳米粒子的荧光强度有显著增强,且CdS和ZnO物质量之比为1∶1条件下,荧光强度最高,其荧光效率比单一CdS纳米粒子高出11%。通过第一性原理计算结果表明,CdS能带结构中,Cd-4d,S-3p和Cd-5s能带分别由5条、3条和1条能级构成,对比不同轨道的分态密度强度,看出CdS的导带边主要由Cd-5s轨道贡献,而价带边主要由S-3p轨道贡献,能量在-7 eV附近的电子态主要由Cd-4d轨道贡献。而ZnO上价带主要由O-2p电子构成,靠近费米能级的价带区域则主要由Zn-3d电子贡献,在导带部分,主要来源于Zn-4s和O-2p电子。由于在两种材料的复合结构中Zn-3d电子的能级和S-3p电子的能级接近,存在着二型带阶结构使能带变窄,容易形成跃迁,减小电子-空穴的复合,从而促进复合结构荧光效率的提高。     

电控EGR阀综合性能测试系统的研制

电控EGR阀是废气再循环技术中重要部件,主要包括步进电机式、电磁式和直流电机式,目前针对电控EGR阀测试系统研究尚不充分。为了实现对电控EGR阀各项技术指标的测试,研制了一套电控EGR阀综合性能测试系统。系统由驱动单元、控制单元、测试单元组成。驱动单元以电控EGR阀驱动器为驱动核心,控制单元以可编程控制器为控制核心,测试单元由各项指标的测试模块组成。通过对各项技术指标测试工艺流程设计,系统实现了对电控EGR阀流量特性、内漏性能、响应时间和阀内位置感应器性能的自动测试。实验结果表明,该系统稳定可靠,各项参数的机器能力指数Cmk均超过1.67,满足技术要求。系统提供了一种针对电控EGR阀综合性能的测试方案,并成功应用于某企业电控EGR阀生产测试车间。     

热力膨胀阀感温包刚度测试系统设计

针对工业中热力膨胀阀感温包刚度测试自动化程度低,检测效率低,结果不准确等缺点,设计了一套以PLC为核心控制器的新型热力膨胀阀感温包刚度测试系统。提出了测试系统的设计目标和系统结构,并详细阐述了硬件设计和软件设计。实验结果表明：各项参数均达到预期的设计目标,系统具有较好的准确性、稳定性和工位间一致性。     

超导磁共振主磁体励磁测控系统设计与开发

医用超导磁共振主磁体在励磁过程中出现的交流损耗和传导漏热等情况,是超导磁体失超的根本原因;为了控制和保证励磁过程的稳定性、可靠性和安全性,开发和完善励磁的测控系统就显得格外重要;设计并开发了基于LabVIEW平台的超导磁共振主磁体励磁测控系统;系统数据通过在虚拟仪器平台上调用动态链接库文件(DLL),控制泰克公司KE2700系列集成式采集卡采集得到;传感器选择根据相应功能需要配置;操作台仪器控制、数据采集程序和人机界面由LabVIEW编写;搭配保护电路,保护超导线圈,降低失超损失;实现数据采集、参数控制、失超保护、匀场测试等功能。系统满足设计开发目的,平台搭建稳定可靠;功能相对完善,具体操作简易,交互界面友好,后期修改和功能扩展灵活;经工程实际运行测试验证,提高了研究和工作效率,达到设计要求,有实际应用价值。     

改进的3D Canny算子在MRI乳腺图像分析中的应用

摘要：为了突破Canny算子普遍适用于二维图像的局限性和实现大批量三维MRI乳腺图像的精确边缘提取,结合了基于二维Canny算子和三维边缘检测方面的相关知识,提出了一种基于二维非极大值理论的三维非极大值抑制新方法和迭代法自适应双阈值选取的方法。现有的三维边缘检测算子在非极大值抑制方面选取像素点,考虑x,y,z三个轴的信息,通过比较该像素点与梯度方向上两个点的幅值大小。为了简化模型,在三维空间内寻找一个角,用它取代与三个轴的梯度方向角,在此基础上实现线性插值。根据图像二维直方图的形状,采取迭代法双阈值的方法,避免了传统的人工选取阈值的繁琐。通过主观评价对边缘检测结果进行分析,结果表明,改进的3D Canny应用在MRI乳腺图像中也能达到比较好的结果。     

太瓦飞秒脉冲激光峰值功率测量装置及测量不确定度分析

超短超强脉冲激光（飞秒强激光）具有极高的峰值功率,在激光惯性约束聚变、高能物理、激光微加工等领域具有广阔的应用前景。飞秒脉冲激光峰值功率是评价超短超强脉冲激光系统性能的重要参数。介绍了基于光谱相位相干直接电场重构法的太瓦量级飞秒脉冲激光峰值功率测量方法、测量装置组成和工作原理,搭建了一套太瓦量级的飞秒脉冲激光峰值功率测量装置,分析和讨论了影响太瓦激光峰值功率测量结果的测量不确定度分量来源和主要因素。测量峰值功率的重复性为2.9%,测量不确定度达到17.6%(k=2),有效解决了太瓦量级飞秒激光峰值功率测量问题。     

铝板结构兰姆波阵列瞬时相位包络成像及补偿*

针对板结构中多裂纹缺陷的识别和定位问题,提出了瞬时相位全聚焦成像的包络算法,同时提出了一种基于激励信号脉冲时长的波速补偿方法,通过数值仿真验证补偿后的瞬时相位包络全聚焦成像对多缺陷的识别和定位能力。与幅值全聚焦成像相比,可以有效减小噪声、直达波、端面回波引起的虚像,提高缺陷的识别率。与相位全聚焦成像相比,可以实现缺陷处的单峰值聚焦,更便于缺陷的定位。实验结果表明,所提出的波速补偿瞬时相位包络全聚焦成像在 的铝板上对实现了5个缺陷的成像和定位,其定位的平均误差为12.24 mm。     

基于游标效应的级联法布里-珀罗传感器温度特性

理论和实验研究了基于游标效应的级联法布里-珀罗干涉型传感器的温度特性,该传感器是将一段空芯光纤熔接在两段单模光纤之间制作而成的,其中空芯光纤的长度与末端单模光纤的长度相近.仿真结果表明:当温度升高时,传感器的一些反射光谱向长波方向漂移,而另一些反射光谱向短波方向漂移.分析结果可知,光谱的移动方向和级联的两个法布里-珀罗干涉仪的自由光谱范围的差值有直接关系,在温度升高的情况下,自由光谱范围差值的正、负决定了传感器的光谱是向长波还是向短波方向漂移.此外,自由光谱范围差值的大小对传感器灵敏度的高低起决定性作用,其绝对值越小对应的传感器的灵敏度越高.实验制作了两个温度传感器,其自由光谱范围之差分别为0.055nm、-0.456nm,对应的温度灵敏度为163.8pm/℃、-75pm/℃,实验结果与仿真结果一致.通过调整空芯光纤和末端单模光纤的长度可进一步提高灵敏度,从而实现低成本、结构紧凑、高灵敏度的温度传感.