交叉分段差分进化支持向量回归的气体超声 流量计测量方法

为了进一步提高全量程气体超声流量计的测量精度,基于多通道声波到时和实时温度,提出了一种交叉分段差分进化(Differential Evolution)支持向量回归(Support Vector Regression)DE-SVR模型。考虑到气体在不同流量条件下的流体状态不同,提出了交叉分段处理的方法,采用DE算法优化选取SVR参数。实验结果表明,对于16~1600m3/h全量程,交叉分段DE-SVR和传统积分方法计算气体流量的平均相对误差分别为0.00447和0.02781,前者较后者降低了83.93%;对于16~160m3/h小流量,交叉分段DE-SVR和无分段DE-SVR算法计算结果平均相对误差分别为0.00436和0.03214,前者较后者降低了86.43%。该方法有效避免了声道长度、探头角度以及管道直径等参数不确定性对流量计算的影响,为全量程气体流量的高精度测量提供了保障。     

基于有限元模拟的超声应力系数标定及分析*

应力系数的标定作为超声应力检测最为关键的环节,直接决定应力检测结果的准确性。传统的应力系数试验标定对于被测物的表面粗糙度、耦合剂厚度、声匹配块与被测物接触力等因素十分敏感,但缺少基本参照值。基于COMSOL建立多物理场耦合的超声应力检测模型,施加不同的拉伸载荷,计算临界折射纵波到达时间与不同应力值之间的关系,模拟标定45#钢的超声应力系数为13.7MPa/ns。单轴水平拉伸试验标定的45#钢应力系数为16.5MPa/ns。结果表明,通过两种方法标定的应力系数较为接近,试验标定的应力系数偏大,这是由于有限元方法能够消除试验过程中各种不确定因素对声时精确测量所造成的影响,能够更加纯粹的反映材料的声弹性效应,因此具有作为基础数据的参考价值。有限元方法作为传统试验方法的补充,可以减小试验标定数据的离散性,提高超声应力检测结果的可信度。     

蝙蝠喉部发声组织建模及发声机理*

建立蝙蝠发声组织模型对超声机理研究及在智能设备的应用具有重要意义。根据蝙蝠喉部发声组织结构特点,通过有限元方法构建了蝙蝠的3种不同发声组织模型,分析了尺寸、材料力学参数、组织结构和张力4个因素对发声组织特征频率的影响。结果表明,如果用人类声带,按比例缩小构建蝙蝠喉部组织模型,蝙蝠无法发出超声波。构建组织结构含甲状软骨和声带的半鼓状模型和只含声带的条状模型,两种模型的特征频率相近且在合理的参数域内均无法达到超声范围。而含膜条状模型的特征频率可以通过张力进行超声频率的调节,这与文献的实验结果一致。因此,可基于含膜条状模型对蝙蝠喉管发声组织进行建模及其发声机理研究。     

高频聚焦超声声场和温度场的仿真研究*

为探究临床常用的7 MHz高频聚焦超声在多层生物组织中的声传播以及毫秒级时间内的生物传热规律问题,基于Westervelt方程和Pennes传热方程,使用有限元方法建立高频聚焦超声辐照多层组织的非线性热黏性声传播及传热模型。首先分析了线性模型和非线性模型之间的差异,然后在非线性模型下探究换能器的参数对声场和温度场的影响。仿真结果显示：在7 MHz频率下,当换能器输出声功率超过5 W时,声波传播的非线性效应不可忽视(p <0.05);当声功率从5 W增大到15 W时,非线性模型与线性模型预测的温度偏差从20%增加到34.703%;高频聚焦超声波的非线性行为比低频更加显著,基频能量向高次谐波转移的程度增大,声功率为10 W和15 W时4次谐波与基波之比分别达到7.33%和12.12%;高频换能器参数的改变对组织中声场和温度场分布的影响较大,换能器焦距从12 mm减小到11.2 mm,焦点处最高温度增加了77%。结果表明,7 MHz聚焦超声的非线性声传播需要考虑到4次谐波的影响。该文提出的多层组织非线性仿真模型可为高频聚焦超声换能器参数优化及制定安全、有效的术前治疗方案提供理论参考。     

圆柱类构件超声相控阵聚焦模型

在利用平面相控阵超声换能器对圆柱类构件检测时,受曲界面结构引起的入射波和回波时延的影响,扫描声束的波阵面产生弯曲,在利用传统迭代遍历算法计算延迟时间时效率低,无法发挥相控阵换能器检测优势。针对上述问题,建立了一种基于圆柱类构件特征和耦合介质特性的超声相控阵扫描成像的聚焦模型。该模型基于换能器、耦合介质、圆柱类构件材料特性和几何关系以及声线模型和折射定律,建立了耦合介质及被检构件的声速、曲面曲率半径、阵列与曲面间的距离等关联的延迟时间聚焦控制模型。利用该模型计算出的延时时间,对各阵元发射时间进行控制,从而实现扫描声束的聚焦。该文以液体和有机玻璃制介质楔块为例,对圆柱钢曲面的相控阵声束聚焦进行了仿真实验,结果表明该文方法计算效率显著提升,同时声束可以在预设位置实现聚焦,验证了该模型在计算效率上的优势与有效性。     

灵芝中灵芝三萜的提取方法研究

采用溶剂浸提、超声提取、快速溶剂萃取三种提取方法,每种提取方法分别加入无水乙醇、75%乙醇水、50%乙醇水、25%乙醇水、水进行提取,LC-MS/MS检测提取物中灵芝酸A、灵芝酸D、灵芝烯酸D、灵芝酸F、灵芝酸G的含量。结果表明,50%乙醇溶液超声提取液中灵芝酸A、灵芝酸D、灵芝烯酸D、灵芝酸F、灵芝酸G的含量最高。灵芝酸A的含量为25.05μg/g,灵芝酸D的含量为14.75μg/g,灵芝烯酸D的含量为7.40μg/g,灵芝酸F的含量为22.56μg/g,灵芝酸G的含量为17.22μg/g。最终确定50%乙醇水溶液超声提取为灵芝三萜类化合物的提取方法。     

皮秒量级的快速率可重构光混沌逻辑运算

基于垂直腔表面发射激光器(VCSEL)自身的光反馈以及线性电光调制效应,设计了一种实现动态可重构的光混沌逻辑运算的技术方案.归一化注入电流被调制为逻辑输入,横向电场被调制为控制信号,逻辑输出通过对VCSEL输出的x偏振光光强的均值与阈值做差进行解调.通过转换控制信号与逻辑输入的逻辑运算关系,系统就能在基本的逻辑运算如N...     

高频超声诊断踝关节外侧副韧带损伤及评估沙床康复训练效果

本文探讨高频超声诊断踝关节外侧副韧带损伤及采用沙床康复训练的临床价值。选取120例踝关节外侧副韧带损伤患者作为研究对象,其中78例患者采用保守康复治疗联合沙床康复训练(保守组),42例患者采用手术联合沙床康复训练治疗(手术组)。高频超声诊断保守组患者距腓前韧带损伤程度与MRI诊断损伤程度差异无统计学意义(P>0.05);保守组有34例患者出现跟腓前韧带损伤,高频超声诊断跟腓前韧带损伤程度与MRI诊断损伤程度差异无统计学意义(P>0.05);高频超声诊断手术组患者距腓前韧带、跟腓前韧带损伤程度与手术中所见结果差异无统计学意义(P>0.05);高频超声评价痊愈组患者的踝关节功能显著优于有效组(P<0.05)。高频超声诊断踝关节外侧副韧带损伤与MRI诊断及手术术中所见结果差异不大,高频超声作为术前诊断踝关节外侧副韧带损伤病情及判断踝关节功能恢复具有一定的临床价值。     

MRI对运动性半月板损伤的诊断及术后康复效果的评估

本文探讨磁共振成像(MRI)诊断中青年运动性半月板损伤程度及判断患者术后康复效果的价值。选取98例运动性半月板损伤患者进行回顾性研究,患者术前均接受了高频超声和MRI检查,所有患者均接受关节镜手术修复治疗。结果显示,MRI诊断膝关节半月板损伤的灵敏度为90.00%、特异度为88.16%,MRI诊断膝关节韧带损伤的灵敏度为76.79%、特异度为97.02%;术后3个月、6个月患者的膝关节半月板MRI损伤分级较手术前均显著降低,差异具有统计学意义(P<0.05);术后6个月患者的膝关节功能分级与MRI半月板恢复分级呈正相关(r=0.850,P<0.001)。MRI诊断中青年运动性半月板损伤具有较高的诊断学价值,同时可以对患者术后康复效果进行评价。