基于SQUID传感器的超导单通道磁力仪研制

针对地球物理勘探中高精度磁场信号测量与靶目标大小方位检测难题,本文基于SQUID传感器研制了一种超导单通道磁力仪。首先,介绍了超导磁力仪工作原理,重点设计了其总体结构框架、控制单元、XYZ单元、无磁杜瓦瓶和供电模块;然后,提出了自适应滤波算法用于抑制运动磁场噪声干扰,静磁学逆向求解算法用于反演靶目标大小及方位;最后,采用半径0.2 m的圆铁球和边长5 m的地表立方空洞体进行检测实验,实验结果表明:本文超导磁力仪稳定可靠并满足地下勘探要求。

武陵山区4种块根类淀粉的糊化特性和冲调性质分析

目的:探究葛根、蕨根、百合、凉薯4种块根类植物淀粉的糊化特性与冲调特性。方法:采用扫描电子显微镜(SEM)、快速黏度分析仪(RVA)、差式量热扫描仪(DSC)等分析淀粉的微观形态和糊化特性;对4种淀粉进行冲泡,并分析淀粉糊的透明度和表观形态等。结果:葛根、蕨根、凉薯淀粉的颗粒形态较为相似,大多为球形;百合淀粉颗粒较大,且形态为纺锤形。糊化特性表明,百合淀粉的峰值黏度最高,为(7.00±0.03) Pa·s;葛根和百合淀粉的回生值较大,表明其易于回生。热力学特性表明,蕨根淀粉的起始糊化温度最低,为59.4℃,表明其容易糊化;百合淀粉的糊化焓值最高,为15.64 J/g,表明其糊化时需要更多的热量。冲调特性表明,葛根淀粉糊的透明度最好,其透光率为29.11%;而百合淀粉糊的透光率仅为12.25%;冲调后,葛根淀粉糊和百合淀粉糊易于形成凝胶,但流动性较差;蕨根淀粉糊和凉薯淀粉糊凝胶能力较差,易于流动。结论:百合淀粉和葛根淀粉的冲调性质相似,具有冲调类食品的开发潜力;蕨根淀粉和凉薯淀粉回生值较低,糊的流动性较好,可用于抑制食品的回生。

SQUID二阶磁梯度计标定系统的空间位置优化

超导量子干涉器件(SQUID)是利用磁通量子化与约瑟夫森效应这两种特性而形成的超导器件,可以分辨极微弱磁场变化,在磁信号灵敏探测方面应用广泛。因此,为确保其输出映射的准确性与使用质量,对使用过程中其进行定期校准至关重要。本文针对SQUID二阶磁梯度计在使用过程中的标定系统优化问题展开讨论,以标定线圈圆心为中心点建立笛卡尔坐标系,固定Y轴方向的相对位置,首先从Z轴方向移动标定线圈找到电流灵敏度最大位置范围,之后进一步精确标定位置,在X轴方向找到对Z轴方向移动最不敏感的相对位置,为标定中可能出现的人为误差提供更大的容错范围。并通过解析模型与有限元仿真模型相互验证,为后续实验提供了理论依据与先行性。利用解析模型与有限元模型及实测数据确定SQUID二阶磁梯度计在使用中的校准系数均为1.107,并对所提出的标定方法所产生的不确定度进行分析,为梯度计在低噪声环境条件下进行标定提供了更大的鲁棒性。

基于心磁信号的电流密度分析方法研究

电流密度向量分析是心磁图仪临床应用中的关键诊断技术,其重构与分类效果将直接影响心脏疾病筛查的准确度。研究一种电流密度分析方法,包括电流密度重构逆向算法,并提出一种电流密度自动分类新算法。将该电流密度分析方法应用于27例健康志愿者和75例心肌缺血患者的临床验证:首先,使用四通道心磁图仪SQUID传感器采集36个测量点位心磁信号源数据,采用标准Ⅱ导联心电数据同步化心磁信号源数据;其次,应用基于傅里叶变换的逆向求解算法,重构每例受试者电流密度分布,自动计算3项电流密度分类参数CDI、IPCD、ERT,并通过多元线性回归模型确定自动分类算法中健康组和心肌缺血组的线性判别函数;最后,借助基于KL熵值计算和线性判别函数的自动分类新算法,对重构后的电流密度进行自动分类。结果表明:健康组与心肌缺血组间3项分类参数CDI、IPCD、ERT显著性差异分别为2.0×10^-11、2.7×10^-5和3.0×10^-4;CDI、IPCD、ERT诊断心肌缺血的敏感性分别为73%、81%和60%,特异性分别为100%、65%和73%;自动分类结果的敏感性、真阳性率、特异性、假阳性率和真阴性率分别为89.33%、100%、100%、0%和76.47%。实验说明,所述电流密度分析方法可靠、准确度高,可用于临床心肌缺血诊断。

基于DSP技术研制的心血管功能无创检测仪

目的:研制一种心血管功能无创检测仪,通过采集人体指端容积脉搏信号对人体心血管功能进行实时监测,借助DSP强大的运算能力,快速分辨脉搏波的起始点,提取脉搏波波形特征参数并计算血流动力学参数,从而可间接地对人体心血管功能进行评价。方法:采用TI公司DSP2812高性能数字信号处理器,DSP心血管功能检测仪在硬件电路上设计了波幅增益自动调节、电源管理、基线抑制等模块,软件中设计了自动判波、基线拟合功能,可获得高信噪比的脉搏波信号。结果:该仪器可实现增益自动调节、多模式数据存储和远程数据通信等功能,它还具有处理速度快、功能齐全、工作稳定可靠等特点。结论:DSP心血管功能检测仪不仅可应用于医院和科研院所,同时在社区医疗和家庭保健中具有广阔的应用前景。

超导磁梯度张量探头结构优化方法研究

针对传统超导磁梯度张量探头中多个磁梯度计间的噪声互扰会降低系统灵敏度的问题,本文提出了一种基于二维傅里叶变换的磁梯度张量探头结构优化方法。通过二维傅里叶变换及逆变换将磁场矢量Z分量沿着Z轴方向的二阶空间导数Bzzz转换为磁场矢量的3个分量以及一阶磁梯度张量的5个独立元素,把通常至少需要6个SQUID一阶平面磁梯度计的探头结构简化为只需要1个二阶SQUID磁梯度计的探头结构,消除了磁梯度计之间的噪声干扰,系统灵敏度提高了1个数量级。实验结果表明该探头具有良好的探测能力,证明了这种优化方法的可行性。

基于SQUID磁梯度仪的金属未爆炸物探测方法研究

安全、准确又快速地探测金属未爆炸物是一个全球安全治理难题。磁法是当前未爆炸物探测的一个主要手段,超导量子干涉器(SQUID)作为新兴的磁探测设备具有巨大潜力。SQUID磁梯度的基本特点是灵敏度极高、噪声低,在弱磁场探测领域发挥重要作用。作者提出将SQUID应用于金属未爆炸物探测领域的方法,通过SQUID磁梯度仪样机对未爆炸物模型的测量实验和仿真计算,得出其测量结果准确可靠且反演结果与实验设置吻合,初步验证了SQUID应用于金属未爆炸物探测领域的可行性和研究价值。

无线光通讯系统

无线光通信是光纤通信与无线通信相结合的产权。它以大气为媒质，通过激光或光脉冲来传送数据信号。该系统的技术特点：