基于电磁差动涡流传感器和FPGA的金属板探伤研究

为了研究电磁涡流无损检测技术在金属板损伤探测上的应用,根据电涡流检测原理,设计了基于电磁差动传感器和FPGA的检测系统,实现对涡流传感器的正弦激励和阻抗分析.对不同长度、深度和材质的缺陷金属板进行了实验探测.通过对采集信号的相敏解调发现了阻抗变化的特征值与金属缺陷特征的对应关系.理论分析和实验测试表明该系统能较准确地检测出金属表面及内部的损伤.

基于FPGA和DSP的高精度多通道信号检测系统硬件设计

针对电磁检测、电能质量检测应用领域中,大量传感器或参数需要实时检测处理的问题,对检测过程中采样时刻的设定、检测通道的选择、采样速率的设定、检测精度、数据处理能力进行了分析研究,对采样方式、控制策略、系统运行效率等进行了总结。提出了一种以DSP为主机,FPGA为从机的双CPU硬件结构,并将其应用到了检测系统的硬件设计中。系统中通过FPGA完成了数据采集相关的通道选择,采样时刻、采样速率设定等工作;通过DSP完成了工作参数配置,检测数据处理,以及与上位机通讯等工作;通过工作分工建立了控制主机与检测通道、采样时刻、检测数据之间的联系,实现了数据的采集、存储、处理及显示。研究结果表明,该双CPU结构的检测系统具有检测通道选择、采样时刻控制灵活、检测精度高、数据处理方便的优点。

工科物理化学教学融入人文精神的尝试

为了提高物理化学课程的教学质量与学生的学习效率,我们在课堂教学中适度引入人文元素,展示物理化学的哲学内涵,营造轻松愉快的课堂教学氛围,激发学生的学习兴趣。教学实践表明,在丰富和深化教学内容、拓宽学生的知识面、培养学生的思维能力等方面均取得了良好的教学效果。

西部地方综合性大学化学拔尖创新人才“进阶式”贯通培养模式的探索与实践

西北大学立足于地方综合性大学的特点,针对西部地方高校化学拔尖人才贯通培养过程中存在的主要教学问题,凝练了“化材灯火”奋斗精神,明晰了“价值引领-思维涵养-精神塑造”“三聚焦”立德铸魂实施新路径,构建了“立体化课程体系-系统化专业训练-开放化创新实践”“三化一中心”人才培养体系和“学校-学院-社会-导师-学生”五位一体质量保障体系,形成了独具特色的化学拔尖创新人才“进阶式”贯通培养新模式,满足了本硕博不同学位类型、不同专业基础创新人才培养的需要,有力支撑了西部经济社会发展。本文介绍了西北大学化学研究生教育改革的举措和成效。

人才培养和学科发展的支撑和保障:西北大学化学国家级实验教学示范中心建设的探索与实践

作为支撑人才培养和学科发展的重要基地,西北大学化学国家级实验教学示范中心通过构建起三层次的实验课程体系,配合以四阶段的实践教学环节,有效提升了学生的科研能力和创新思维;并且中心的大型科学仪器平台为化学及相关学科的研究提供先进的技术支持,加速了科研成果的产出,促进了学术交流与合作。同时,中心强化了实验室安全管理,为师生提供了可靠的研究与学习空间;此外,中心积极开展科普活动和对外交流,提升了公众的科学素养,展现了化学学科的社会价值。面向未来,中心将继续优化教学模式,提升科研服务水平,为培养高素质化学人才和推动化学学科的发展做出更大的贡献。

堆积的腺嘌呤体系新失活通道的动力学模拟

采用半经典动力学方法模拟了激光诱导下π堆积的腺嘌呤体系最低激发态的失活过程.模拟激光脉冲仅作用于一个腺嘌呤分子.发现随着激发态腺嘌呤分子(A)与基态腺嘌呤分子(A′)之间距离的缩短,它们的相互作用显著增强.分子间的相互作用导致了一条新的失活通道,即C2原子与C2′原子靠拢成键,形成"成键的激基复合体"的中间体.中间体的寿命约为390fs.C2原子的畸变和H2′原子的环面外振动导致中间体失活.失活后C2-C2′断裂,释放的键能转化为分子动能,腺嘌呤分子恢复基态的平面结构.

堆积的胸腺嘧啶体系光物理失活的动力学模拟

采用半经典动力学方法模拟了π堆积的胸腺嘧啶体系最低激发态的光物理失活过程.设置激光脉冲仅作用于一个胸腺嘧啶分子T,另一胸腺嘧啶分子T'保持基态.模拟发现由于T与T'之间存在π堆积相互作用,导致电荷转移,形成T带负电荷、T'带正电符的激基复合物.由于相邻分子的空间效应阻碍了激发的T分子到达圆锥相交所必需的强烈扭曲,激基复合物的寿命比单体增长.当分子间距离缩短至0.3 nm后,T分子C_5—C_6键扭曲程度最大,此时发生电荷重组,两个胸腺嘧啶分子均恢复电中性.电荷重组诱导T'分子发生畸变,并在C_5'—C_6'扭曲最大时避免相交,体系衰减至基态,T和T'分子均恢复平面构型.

数字EMT系统中的多频正交序列解调研究

在正交序列解调技术的基础上提出了一种多频复合解调技术.在理论上,提出并论证了多频解调技术的原理与实现算法,给出了该算法的频域解释;在实验上,基于MATLAB软件和构建的EMT硬件平台,验证了多频解调技术的可行性和准确性.研究结果表明:多频正交序列解调具有更丰富的幅值和相位信息,是一种准确可行的数字解调技术.

分子动力学模拟飞秒激光对C_(60)光裂解反应机理的影响

基于半经典分子动力学方法模拟超快激光诱导的C60光裂解反应.选择能量为2.0eV,半峰全宽(FWHM)分别为40和500fs的激光作用于C60分子,调节脉冲强度使其发生裂解反应,比较长短脉宽飞秒激光对C60裂解反应机理的影响.通过分析产物分布、原子平衡指数、温度以及吸收能量(包括动能、势能和电子能量),证实飞秒激光脉冲下C60的光裂解主要由电子激发态控制,非热力学效应在该反应中起重要作用.激光场的作用时间和强度均影响光裂解反应过程,而电子吸收能量饱和后光场强度的作用则变得不明显.

CaSH分子高精度电子结构计算及用于激光制冷目标分子的理论分析

作为非对称多原子分子制冷的一个重要目标分子,CaSH的冷却有望打破双原子分子及线性三原子分子在激光冷却中的技术局限.本文使用高精度的EA-EOM-CCSD(electron attachment equation-of-motion coupled cluster singles and doubles)方法,通过cc-pVXZ/cc-pCVXZ(X=T,Q)系列基组外推至基组极限,得到了CaSH基态和3个最低激发态精确的几何结构及基态到激发态的跃迁能.其中,基态X^(2)A′几何结构参数分别为RCaS=2.564A;RSH=1.357A;∠CaSH=91.0°;从X^(2)A′到A^(2)A′,B^(2)A"和C^(2)A′的垂直激发能分别为1.898,1.945和1.966 eV,与已有实验符合得很好.进一步,在3ζ级别基组上,计算了该分子4个最低电子态的势能面,并通过求解核运动方程给出CaS键伸缩、CaSH弯曲两个振动模的频率.最后,理论计算给出的X^(2)A′(0,0,0)态到激发态A^(2)A′(0,0,0),B^(2)A"(0,0,0)和C^(2)A′(0,0,0)跃迁的Frank-Condon(FC)因子分别为0.9268,0.9958和0.9248.结合Frank-Condon因子和激发态寿命分析,本文给出了可能用于CaSH冷却的光学循环,为CaSH的激光冷却提供了理论参考.

基于时域和频域信号综合分析的金属探伤研究

电磁涡流检测技术是在当前航空航天、制造等多个领域被广泛应用的一种无损检测技术。为了研究电磁涡流检测技术在金属探伤方面的应用,利用前期设计好的基于现场可编程门阵列(FPGA)的电磁探伤系统,进行了不同长度、深度和材质的缺陷金属板的探测实验,获取了电磁传感器划过缺陷区域的时域信号;通过对采集数据实部和虚部的时域与频域分析,发现了金属裂纹特征与时域和频域信号幅值变化存在着的对应关系。研究结果表明,通过综合分析时频信号和频域信号的特征,该探测装置可以应用于金属内部裂纹的探测,并且能更准确地检测出金属表面及内部的损伤。

对化学键理解的两个层级:以超价分子的化学键模型为例

化学键是整个化学领域的核心概念之一,但必须清楚的是,化学键是人为抽象出来的概念,而不是物理现实。为正确描述化学键,历史上各种化学键模型或者理论被提出,其中基于经验规则的电子对成键模型和杂化轨道理论目前最广为接受。然而,经验规则毕竟有其适用范围,譬如对于超价分子的解释就存在不合理之处。我们建议在教学中以超价分子为例,对低年级学生明确指出经验规则在化学成键描述中的不足,高年级时运用分子轨道理论或现代价键理论开展成键分析的专题讨论。期望学生在掌握化学键概念的同时,对分子成键行为的见解持开放态度,培养其科学求知的精神。

H型电磁测厚涡流传感器的时域仿真研究

针对3种典型激励方式(正弦波、三角波及方波)对H型传感器在金属铝板测厚性能方面产生不同影响的问题,提出了先利用Ansoft Maxwell软件的瞬态磁场求解器对H型传感器进行时域仿真分析,然后用基于数据采集卡的测厚系统进行验证的方法。首先采用了Ansoft Maxwell软件的瞬态磁场求解器对H型传感器和金属铝板的建模,分别求解出在3种不同激励信号及不同铝板的厚度下的传感器的感应差压信号,比较分析了所得到的差压信号;然后采用基于凌华DAQ-2205数据采集卡的测厚系统和H型传感器对不同厚度的金属铝片进行试验验证。实验以及研究结果表明:实验涡流测厚系统获得的数据与仿真计算的结果基本相符,由此表明通过利用Ansoft Maxwell软件的瞬态磁场求解器对H型传感器进行时域仿真分析的方法可以获得H型差动式传感器在金属铝板测厚中的最佳激励信号。

胆总管切开探查后一期缝合

长期以来,对肝外胆管结石胆总管切开探查后是否放置T管引流一直有争议。我院从2002年开始对胆总管没有高度扩张及明显炎症病例积极采用胆总管切开探查后一期缝合的术式,取得了良好的治疗效果,并与同期T型管引流病例进行对比,报道如下。

超大硅胺基氯锗宾的反应性与立方四锗卡宾的成键解析

超大硅胺基取代的低价锗化合物可以构建新颖的化学结构,提供有学术价值的新发现。二配位的超大硅胺基氯锗宾Ge(N(SiiPr_(3))_(2))Cl(1)具有空的4p轨道和孤电子对。针对这2个特点,研究了化合物1的热构型转换和菲醌氧化加成反应。1的温热分解生成了立方四锗卡宾Ge_(4)(NSiiPr_(3))_(4)(2),与菲醌(L)定量氧化加成生成了胺基一氯菲二酚合锗:[Ge(N(SiiPr_(3))_(2))(L)Cl](3)。表征了2个产物的单晶结构与组成。四锗卡宾2本质上是锗异腈的四聚体,分子呈现出畸变的立方体构型,4个Ge原子和4个N原子构成了中心立方体的8个顶点。其中Ge—N键长为0.2036(3)nm,N—Ge—N与Ge—N—Ge的键角分别为85.51(18)°和94.32(16)°,立方体的侧面接近平行四边形。理论计算首次揭示了四锗卡宾2的成键面貌。自然键轨道(NBO)给出Ge_(4)N_(4)骨架上的20个分子轨道。轨道定域化的计算结果完好地呈现出4对Ge孤对电子、12个Ge—N键和4个Si—N键的定域轨道,能量分别为-12.22、-15.12和-20.12 eV。Ge孤对电子主要保留了4s电子的特性,而Ge—N键主要由N的2s轨道(18.4%)和2p轨道(71.3%)、Ge的4s轨道(0.75%)和4p轨道(9.43%)综合贡献形成。在化合物3的分子中,Ge^(Ⅳ)采取sp^(3)杂化,由于空间位阻与非对称配位,与另外4个配位原子形成非对称四面体构型。

新型多功能水声应答器电子系统设计

水声应答器是现代海军舰船声纳系统的重要辅助设备,它通过产生声纳回波信号来模拟静止或高速移动目标,供声纳设备功能性能测试及实验。本系统借助先进的通信技术及处理平台,将应答器和声纳设备连接组网。通过实时共享声纳信号、应答信号、定位数据、航行数据等信息,实现了声纳测试系统的一体化、智能化、多样化应用。相对于功能单一、信息封闭的水声应答器,本系统改进了传统声纳试验方法,提高了设备检验、检测效率。

主动声呐相控信号源的研究与实现

针对主动声呐相控发射的应用需求,提出一种基于单片FPGA的相控信号源方案。该相控信号源采用单片FPGA内部构建单个DDS和多个RAM来实现,DDS用来产生正弦信号,RAM用来实现延时输出,且RAM的存储深度只与通道间最大延时量有关。经Modelsim功能仿真和实际测试表明,所提相控信号源方案具有相控精度高、资源占用少、控制简单灵活等特点,适合于工程应用。

面向阵列式换能器的4通道压控放大滤波电路

针对阵列式换能器信号检测特点,提出相应的后置放大电路设计指标,设计一款4通道压控放大滤波电路。搭建测试平台,对所提电路的4通道一致性、电路固定增益、可调增益及工作频带等指标进行测试。结果表明,电路4通道具有良好的一致性,频带内增益起伏小,固定增益约为40 dB,带外增益衰减明显,可调增益范围为-20~20 dB,工作频带为10.6~15.5 kHz,工作频带存在高频偏移现象,其他指标满足设计要求。4通道压控放大滤波电路设计对阵列式换能器动态小信号检测具有参考意义。

先天伏寒与外寒对脾胃病影响

先天伏寒为秉承于父母且伏藏于体内之寒,致病特点为病位深,反复发作,迁延难愈。广义之外寒,包括外感寒邪、饮食生冷等,其致病特点为病位浅,易根治。在临床中,两者均为脾胃疾病形成的常见病因,通过对任继学教授的先天伏寒理论和刘铁军教授治疗脾胃病临床经验的探索,得出先天性伏寒更易导致难治性脾胃病癥瘕积聚症候的出现,中医辨证治疗优势显著。