基于多目标优化算法的大量程涡流传感器探头优化设计

在大量程涡流位移传感器测量系统中,探头线圈的几何参数直接关系到整个测量系统的性能。针对大量程涡流位移传感器探头线圈的优化设计,提出了一种基于多目标优化算法的设计方法。首先,通过COMSOL有限元仿真软件建立传感器探头模型,计算不同参数下线圈的归一化灵敏度和分辨力;其次,采用BP神经网络建立归一化灵敏度、分辨力与线圈参数之间的模型;最后,利用遗传算法进行多目标优化,获得最佳线圈参数。实验结果表明:优化后的传感器线圈,其归一化灵敏度与分辨力分别提高了0.02/mm和0.94μH,证明了所提出优化算法可以有效提升涡流传感器探头的性能指标。

振荡电路式LVDT测量系统设计

针对传统LVDT测量电路中高成本模块较多且性能不足的问题,提出并设计了一种基于振荡电路的LVDT测量系统。测量系统将LVDT线圈作为谐振电感接入高性能LC振荡器,利用其谐振信号的频移获得待测位移,借助谐振器数学模型及理论分析改善测量系统线性度。样机实验结果显示,在满位移状态下频率范围可达到73~122 kHz,采样速率和分辨率可根据实际需求进行调整,其最高分辨率可达到16.7 bits,实现亚微米级测量,此时采样速率为200 Sps,非线性误差为0.14%FS。与传统电桥方法相比,该测量系统综合性能更优,且无需低失真激励及高精度解调模块,在电路成本和尺寸方面具有显著优势。

差压式电容传感器膜片的变形分析与优化设计

为研究差压式电容传感器测量膜片的受压变形,将经典的von Kármán薄板理论应用于受有预张力作用的弹性圆薄板问题,采用同伦分析法给出近似解析解.将求解结果与有限元软件ANSYS的仿真结果进行对比,表明两者吻合度较高.预张力大小对膜片在受压情况下的变形影响较大,从而影响传感器的电容输出特性.利用传感器性能测试验证了预张力对传感器非线性特性的影响.结果表明:选择合适的预张力可以有效提升传感器的线性度,适当降低膜片厚度可以提高输出的灵敏度.分析结果对差压式电容传感器的膜片设计具有重要的参考价值.

一种分区温控的实时荧光PCR快速热循环系统设计

热循环系统是实时荧光聚合酶链式反应(PCR)仪的关键组成部分,决定了核酸检测效率和结果准确性.针对传统PCR检测系统的热循环耗费时间长、温度控制复杂的问题,设计了一种分区温控的实时荧光PCR热循环系统,包括热循环系统硬件电路和机械结构,通过控制试液在不同恒温区切换实现快速热循环,采用增量式比例积分微分算法控制恒温区温度,控制精度达到±0.1℃.使用Fluent建立传热模型,分析试液热延迟现象预估试液变化规律.通过搭建PCR样机进行实验验证,试液升降温速率分别为3.8和4.4℃/s,证明了所提出PCR热循环系统能有效提高检测效率.

LCL-S型注入信号式能量与信号共享通道ICPT系统研究

针对感应耦合电能传输(Inductive Coupled Power Transfer,ICPT)系统应用场景中的信号反向传输需求,提出了一种基于LCL-S谐振拓扑的注入信号式ICPT电能信号共享通道系统。运用交流阻抗法对所提出的系统的电能通道与信号通道分别进行了理论分析,建立了数学模型。以负载得到的电压恒定为前提,兼顾信号调制解调结构的影响,分析计算了系统参数,并搭建了MATLAB/Simulink验证模型。仿真结果表明,信号传递电路引入后,负载可以实现恒压,系统能量传输正常,在保证能量传输的情况下,可以实现信号的反向传输。最后按照仿真模型搭建了实际电路,验证了所提出的系统的可行性。

电磁超声换能器的阻抗测试方法研究

电磁超声换能器(ElectromagneticAcousticTransducer,EMAT)由于其诸多的优点,逐渐被无损检测界所采用。设计其相应的电路对换能器的特性应有足够的认识。介绍了一种简单的EMAT阻抗测试方法,它无需用高质量的阻抗测量仪,就可测得EMAT的电抗(感抗或容抗)和电阻。

理筋手法配合穴位注射治疗神经根型颈椎病256例临床观察

目的观察何氏理筋手法配合穴位注射灯盏细辛治疗神经根型颈椎病的疗效。方法对256例神经根型颈椎病患者经何氏理筋手法配合穴位注射灯盏细辛治疗后的疗效进行分析。结果 256例患者中痊愈219例,好转32例,无效5例,治愈率85.54%,总有效率98.05%。结论何氏理筋手法配合穴位注射灯盏细辛注射液治疗神经根型颈椎病疗效显著,可在临床推广应用。

铁磁材料中基于电磁声换能器的超声发射机理研究(英文)

基于适当的假设和近似 ,通过分析电涡流的分布、洛伦兹力、磁致伸缩力和磁化力 ,研究了在铁磁材料中用电磁声换能器 (EMAT)的方法产生超声的耦合机理 ,并针对有实用意义的结构参数进行了数值计算以解释换能器的性能 .结果表明 :对于铁磁性材料 ,在磁场强度较低、材料磁化未达到饱和时 ,磁致伸缩效应在EMAT超声波的产生中起主导作用 ;但是 ,随着偏置磁场的逐渐增强而使材料达到磁化饱和时 ,磁致伸缩逐渐消失 ,对产生超声不再有贡献作用 ,洛伦兹力变成是激发超声的惟一原因 .因此 ,为获得优化的设计 ,计算洛伦兹力和磁致伸缩力以及选择合适的工作方式变得尤为重要 .

组合磁化用于增强铁磁材料脉冲涡流检测的灵敏度

脉冲涡流检测是近些年涌现出的一种新型无损检测技术。针对铁磁性材料的脉冲涡流检测,本文提出了一种组合磁化的方法。通过附加一个直流磁场对试件磁化,改变材料的磁导率,在加载脉冲激励时,可获得更高的检测灵敏度。理论分析和实验证明了组合磁化对检测灵敏度产生的影响。

基于最小值选中次数的分离谱加权算法的超声信号处理方法研究

在脉冲式超声无损检测中,超声脉冲反射回波信号常受到电子噪声和结构噪声的干扰,信噪比往往较低。针对海底管道超声检测信号处理的问题,介绍一种基于最小值分离谱方法中最小值选中次数的统计加权算法。试验证明,该方法稳定性和信噪比较好,具有一定自适应能力。

分布式数据采集系统及其在坦克发动机测试中的应用

在内燃机的测试中 ,发动机缸体和缸盖的测试对于保证系统的正常运转至关重要。本文介绍一种采用分布式结构的数据采集系统 ,它特别适用于大型非运动部件的应力 (场 )、温度 (场 )、振动等各种参数的实况测试。文章最后给出了实际测试的结果和几种发动机异常诊断的方法。

盾构隧道施工阶段管片接头刚度试验研究

以广州地铁盾构隧道管片为对象,通过室内足尺试验对施工阶段盾构隧道管片接头的抗弯刚度进行研究,结果表明管片接头刚度呈线性变化,且与管片接头的构造形式密切相关,并随接头内力组合的不同而变化。

山岭隧道岩爆起因及防治初探

以秦岭隧道工程为背景,分析了山岭隧道在开挖过程中岩爆的起因,提出了相应的防治措施,不但确保了施工安全,而且为类似工程的研究提供了可借鉴的经验。

基于残差比阈值的迭代终止条件匹配追踪稀疏分解方法

基于传统的迭代终止条件,应用匹配追踪(MP)稀疏分解方法分解高噪信号,研究了固定迭代次数及阈值迭代终止条件的不足.引入相邻残差之比,规格化相邻残差之差,减少了噪声的干扰,设计了残差比阈值迭代终止条件.采用残差比阈值迭代终止条件,对高噪声超声信号进行稀疏分解,分解过程会根据噪声成分的水平自适应地终止迭代,克服了传统迭代终止条件无法选择迭代终止阈值的问题.理论推导与实验都证明了残差比阈值迭代终止条件具有很强的鲁棒性.

兰姆波的电磁超声磁致伸缩式激励及其特性

研究了采用电磁超声探头在铁磁材料中激励兰姆波的换能结构和机理模型,磁致伸缩机制是在弱磁化状态下影响换能效率的主导机制,而Lorentz力和磁性力机制在此情况下的作用相对要小得多.对模型进行数值分析后得到,声波产生的幅度受磁致伸缩应变系数和磁导率的共同影响,并且随提离距离的增大而减小.

一种新的超声无损检测回波信号的识别方法

由于超声回波信号受到噪声干扰或者到达时间混叠,故超声无损检测信号很难鉴别缺陷的大小.文中提出一种新的超声回波信号到达时间的识别方法.该方法首先把原始采集的回波信号进行经验模态分解,得到若干个固有模态函数,通过确定能量临界值,选择几个固有模态函数重构信号,重构信号的峰值包络表明了各个回波信号的到达时间.由衍射时差法(TOFD)实验信号验证了该方法的可行性及准确性.实验结果表明,可以识别的最小时间间隔为0.1μs,平均误差为80 ns.

广州市轨道交通地下空间开发的实践与体会

分析世界城市地下空间开发的历程和发展趋势,针对广州市轨道交通地下空间开发利用的情况,总结经验、教训及思路、方法,提出地下空间开发的建议:第一要符合城市总体规划要求,第二要纳入到线网建设规划中去,第三要重视交通客流与商业客流的有效组织,第四要满足安全、节能要求。

黄鳝血清转铁蛋白多克隆抗体的制备及检测

为实现黄鳝血清转铁蛋白基因的原核表达并制备其多克隆抗体,利用基因特异性引物从黄鳝肝脏cDNA中扩增黄鳝转铁蛋白的C端序列,亚克隆至原核表达载体pET-28a(+)中,构建pET/Tf-C重组表达载体;转化大肠杆菌BL21(DE3)后进行IPTG诱导。利用Ni离子亲和层析技术纯化Tf-C蛋白,并免疫新西兰兔制备多克隆抗体;通过间接ELISA技术和组织蛋白印迹对制备的多克隆抗体进行检测。试验结果表明,成功构建pET/Tf-C原核表达载体,并实现了蛋白的表达和纯化;制备的多克隆抗体效价大于1∶25 600,并能特异性地识别来源于黄鳝不同组织的血清转铁蛋白。研究结果对黄鳝血清转铁蛋白功能的研究奠定了基础。

弹性层中的SH板波传播特性及电磁超声激励方法的研究

研究水平剪切波(ShearHorizontal,简称SH波)的传播特性及激励接收方法对该波在无损检测和声弹性技术范围内的工程应用有着重要的价值。首先,SH波在弹性层中传播的多模态、频散特性在文中作了详细的分析,同时重点研究了电磁超声技术在非铁磁性材料波导中产生SH波的探头结构和基础理论,并以试验的方法验证了其部分电声特性,结果表明,SH板波具有其他类型波所没有的独特特性,而电磁超声技术在SH波的激励接收方面有着很大的优势。

基于FPGA的高速大容量数据采集系统设计

在利用超声波进行长距离输油管道无损检测过程中,检测系统需要对采集到的多通道高速、大容量数据进行实时存储。本文介绍了一种基于FPGA控制的超声信号实时采集系统设计,该系统能在脱离PC机CPU及总线方式下由FPGA直接控制IDE硬盘,实现对高速、大容量数据的实时存储,并在检测完成后可以通过上位机接口对硬盘进行离线访问分析。目前,在工程实践应用中,硬盘记录的平均速度可达到5 MB/s以上。