阿仑膦酸修饰的水凝胶负载柚皮素骨靶向系统构建及其增强成骨分化作用

目的中药黄酮类单体存在水溶性较差、生物利用度低等特点,低效率全身给药的方式限制其在治疗骨疾患的应用,本研究旨在改善黄酮类单体治疗骨质疏松局限现状。方法本研究制备了阿仑膦酸修饰的水凝胶负载中药骨碎补活性黄酮单体柚皮素的凝胶载药系统,通过活体荧光技术验证其骨靶向性能,并进一步采用PCR、WB等技术探究了该凝胶载药系统的促进成骨分化效用。结果制备的凝胶载药系统促进成骨且稳定性好,释药部位集中于大鼠骨组织,干预成骨细胞MC3T3-E1细胞后,其成骨因子及相关蛋白表达明显增强。结论阿仑膦酸修饰的水凝负载柚皮素可实现骨靶向大鼠骨组织,且能有效促进成骨分化,从而可潜在实现治疗骨质疏松。

张曦老中医骨伤学术经验总结

张曦老中医长期从事骨伤科临床工作,学贯中西,形成了衷中参西,知常达变的临床思维,总结了许多成效显著的内外治方法。在内治思想上,张教授在辨证论治的基础上尤其注重气血双治,阴阳调和,兼顾脾胃。在外治方法上,张教授强调精妙的手法是整复骨折脱位及关节紊乱的关键,其精妙体现在灵活的正骨思路和精巧的手法运用。张教授在正骨时及正骨后均重视筋骨并治,动静结合,促进功能恢复。本文探索总结张教授的骨伤临床学术经验,旨在更好地为临床服务。

基于EMD与神经网络的超声栓子信号分类研究

栓子的准确检测能为早期脑血管疾病诊断提供可靠的依据,不同大小的微栓子对脑血管造成的损伤不同。针对微栓子大小问题,使用三种直径大小分别为0.08、0.15、0.25 mm的尼龙颗粒模拟血液中的栓子,并提出经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)结合BP神经网络模式识别的超声栓子信号分类方法。首先对不同直径大小的微栓子回波信号进行EMD处理,得到各阶的固有模函数(intrinsic mode function,IMF),再分析IMF分量和栓子回波信号的相关性,将相关性较高的前五阶IMF分量在时域和频域的特征参数共20个输入BP神经网络进行识别分类,其中神经网络输入节点对应特征值,输出节点对应不同直径大小的微栓子。实验结果表明该方法能准确对三种不同直径大小微栓子进行识别与分类,且识别率达到98.3%。

基于空气耦合超声对储油罐液位的检测

随着石油在国民生产生活中的广泛应用,对储油罐油品液位的无损检测技术要求越来越高。针对储油罐罐壁厚度为5 mm的钢制储油罐为对象,探讨空气耦合超声检测技术对储油罐检测的可行性。利用数值计算和试验分析两种方法,使用空气耦合超声换能器激励出钢板中不同模态的兰姆波,对储油罐内不同介质中兰姆波传播进行模拟,分析不同参数对接收信号幅值以及储油罐内不同介质接收到泄漏兰姆波幅值大小的影响。结果表明,使用空气耦合超声泄漏兰姆波对几种不同介质的界面在10 mm范围内能够进行良好区分,其检测结果满足实际检测需求,可以利用泄漏兰姆波A0模式对储油罐液位进行检测。

钢轨踏面的空气耦合超声检测方法

该文针对钢轨踏面浅表面裂纹提出非接触空气耦合超声类瑞利波的检测方法。首先利用半有限元法求解了CHN60型钢轨的振动模式,抽出了钢轨轨头踏面的振动模态结构和频散曲线,并搭建实验系统,根据Snell法则和声源在空气中的声场分布确定了检测参数,最后从理论和实验两方面着手对钢轨踏面浅表面裂纹的有无及裂纹大小进行了实验分析和数值计算,其结果非常吻合,证明了空气耦合超声导波检测方法的可行性和可靠性。

空气耦合超声金属/非金属粘结缺陷检测

为提高SRM粘结结构脱粘缺陷检测效率,实现大面积快速自动检测,基于漏兰姆波检测原理,提出使用空气耦合超声兰姆波检测技术,对钢/树脂/橡胶粘结结构进行检测研究。使用二维傅里叶变换识别粘结结构中兰姆波模态,从兰姆波波结构出发分析了不同模态兰姆波对于脱粘缺陷的敏感性;使用空气耦合检测系统对不同尺寸缺陷进行定量检测,最后使用概率损伤成像算法对缺陷进行成像。结果表明:兰姆波幅值随脱粘缺陷的尺寸增大而增大,不同兰姆波模态检测灵敏度不同,检测灵敏度高的模态其离面位移更大,使用800 kHz频率的S0模态检测灵敏度高于A0模态,兰姆波成像算法能够快速准确的对脱粘区域进行定位成像。空气耦合超声兰姆波技术能够快速有效地对SRM脱粘缺陷进行检测,提高了检测效率,为非接触超声的实际应用提供了有益探索。

基于空气耦合超声对泡沫材料探伤的应用研究

针对传统的超声穿透式异侧检测法受换能器布置方式的影响且需要较高灵敏度的检测装置,对于厚度较大试件的检测信号幅值较低。提出了一种基于穿透式同侧检测模式(v透射法)的非接触空气耦合超声波无损检测技术应用于泡沫材料的检测中。首先简要阐述了空气耦合超声波v透射法检测模式的基本原理,其次介绍了利用v透射法对泡沫材料进行非接触空气耦合超声声速测量以及对其内部缺陷的检测,成功检出了传统超声波检测方法难以检测的泡沫材料缺陷并成像;最后使用空耦超声同侧v透射法点采集方式将探头沿着两个互相正交的方向对损伤进行同步线性扫查,得到缺陷区域幅值曲线并使用6 dB法对其定量结果表明使用空耦超声同侧v透射法定量精度较高,误差在20%以下,满足实际的检测精度。

短空间二维傅里叶变换对铝板的损伤定量研究

针对Lamb波对铝板损伤定量难的问题,使用短空间二维傅里叶变换的方法对其进行了研究。首先,使用空气耦合超声在铝板中激励Lamb波并进行线性扫查获取其时间-空间波场信号;然后,对信号进行短空间二维傅里叶变换获取扫查区域的Lamb波空间-波数曲线,并从中得到损伤的位置、长度和深度信息;最后,根据相速度-频厚积曲线反推出损伤的深度。结果表明,所提方法能够同时对扫查区域的板厚以及损伤的位置、长度和深度进行评估。其中,板厚定量误差最大为5.50%,损伤长度和深度的定量误差最大分别为6.00%和6.67%。

基于空气耦合超声的激光焊缝质量评估

随着激光焊接技术在汽车及轨道交通上的广泛应用,对激光焊缝的无损检测技术要求越来越高.针对3 mm以下的两层金属薄板激光焊缝为对象,探讨了空气耦合超声检测技术对激光焊缝检测的可能性.利用数值解析和试验分析两种方法,在空气中对铝板激励兰姆(Lamb)波,通过Lamb波在激光焊缝试件中的传播模拟,分析了激光焊缝的宽度以及焊缝的良否对反射率及透射率的影响,解明了Lamb波在激光焊缝试件中的传播规律.结果表明,可以利用Lamb波A0模式对激光焊缝的质量进行评估.

基于虚拟时间反转的空气耦合超声板材腐蚀缺陷概率损伤成像

为达到导波非接触式自动化检测,基于空气耦合超声检测技术,利用A0模态lamb波对铝板中预置的0.5 mm和1 mm深度的凹槽模拟的腐蚀缺陷进行正交扫查以获取缺陷的位置信息,分别以lamb波波包的能量和lamb波虚拟时间反转重构信号与原始信号的相关系数为损伤指数来表征缺陷大小,最后基于概率损伤成像方法,使用全乘法对缺陷损伤指数进行融合成像。成像结果显示使用虚拟时间反转算法成像结果要比常规的能量算法成像效果好,结果显示缺陷的位置和形状与实际情况较吻合,对缺陷的深度有较好的区分能力。

基于空气耦合超声导波法对开闭器水层厚度的研究

针对传统接触式超声检测高压电线杆开闭器水层厚度存在漏电风险问题,提出使用非接触式空气耦合超声导波技术对开闭器中水层厚度进行测量。对开闭器水中导波传播过程进行仿真并计算水层厚度;搭建开闭器实验室平台,控制水层厚度,改变换能器之间距离,对回波信号进行分析并计算水层厚度;控制换能器之间距离,改变水层厚度,对回波信号进行分析并计算水层厚度。通过仿真与实验使用几何声学对水层厚度进行计算得出关系式,将仿真与实验两者结果进行对比,有高度一致性,验证空气耦合超声导波法对开闭器中水层厚度测量的可行性与准确性。该方法可为测量开闭器中水层厚度提供新思路。

混凝土的合成孔径聚焦成像

由于超声波在混凝土中传播时指向性很差、衰减也大,传统的检测方式很难准确检测出其内部缺陷。为了得到清晰的得到内部缺陷的位置信息,应用合成孔径聚焦成像的方式对混凝土的3个方向进行成像。经过试验得到了混凝土内部缺陷3个方向视图,每个视图得到缺陷的一个位置形状信息。综合3个方向的成像信息,可以较清晰的得到混凝土内部的位置信息。

基于EEMD-VMD的空气耦合超声储油罐乳化层液位检测

运用A0模态Lamb波对罐内原油乳化层进行非浸入式液位检测。为滤去杂波,用信号EEMD分解得到的IMF1分量的能量值作为特征参数来衡量罐内不同液体介质对Lamb波能量泄漏的影响程度;为避免EEMD分解时频率失真,对信号进行EMD分解,用前4阶IMF分量的过零点数作为特征参数来衡量罐内液体介质对Lamb波频率分量的影响;针对EMD分解和EEMD分解的不足,对信号进行2阶VMD分解分离出A0模态Lamb波,用IMF分量的中心频率作为特征参数来表征罐内不同介质对A0模态和非A0模态频率分量的影响。用信号的特征参数和其对应的液体介质作为样本,建立BP神经网络液位识别模型,测试结果显示对水-乳化层界面和乳化层-原油界面的识别误差分别为0.2%和13.8%,达到较好的液位检测效果。

空气耦合斜入射非线性检测方法研究

针对金属板结构微观缺陷难以检测的问题,提出一种基于空气耦合超声斜入射非线性微观缺陷的检测方法。首先通过数值分析的方法分别对垂直入射钢板与斜入射钢板时的透射率进行对比,并对3 mm厚钢板进行不同入射角的透射率对比试验。试验证明在斜入射条件下,超声波在钢板中因发生模态转换导致透射率增大。其次,利用空气耦合激励斜入射方法,对3 mm厚的钢板进行空气耦合超声非线性检测试验,其结果表明在入射角为5°时检测信号幅值提高24%,得到最大二阶非线性系数,此时透射率达到最大。因此,空气耦合超声非线性对钢板的检测不仅具备可行性,且在斜入射时可明显提高其检测效果,给检测金属板结构微观缺陷提供一定参考。

非接触空气耦合超声谐振法测厚

提出了非接触空气耦合超声谐振法测量结构厚度的方案,将空气耦合超声波发射到测试体后,对构件中反复叠加产生的谐振信号进行傅里叶变换,求得频率,由频率与测试体厚度的关系式可以推算出测试体的厚度。从空气耦合探头向不同厚度的钢板发射超声波,通过谐振法对钢板进行了厚度测量,误差在0.2mm以内。结果表明,不同厚度的测试体产生谐振的频率是不同的,超声谐振法可以准确地检出表面不同形状的缺损厚度。

改良线性调频脉冲压缩在空耦超声混凝土检测中的应用

针对空气耦合超声检测混凝土时检测信号强度低、信噪比低、以及使用普通线性调频脉冲压缩方法可能会产生波形畸变等问题,提出一种改良的线性调频脉冲压缩信号处理方法。阐述了改良线性调频脉冲压缩原理。制备有通孔树脂块试件,使用空气耦合V透射法对试块通孔检测,对比普通脉冲压缩和改良脉冲压缩方法对信号处理结果,验证该方法正确性、稳定性;制作混凝土试样,对比普通脉冲压缩和改良脉冲压缩方法信号处理结果。结果表明:相较于传统超声和普通脉冲压缩方法,使用改良的线性调频脉冲压缩方法后超声信号的灵敏度、信噪比、空间分辨率得到改善。

空气耦合超声波的位移测量

非接触测量距试件表面几十毫米处的距离或位移时,激光是主要的检测手段。然而,当检测容易吸光的黑色橡胶、表面反射很弱的透明材料以及表面反射和底面反射重合在一起的半透明材料时,激光检测方法就无能为力了。非接触空气耦合式超声无损检测技术很好地弥补了激光检测技术的不足。利用空气耦合超声表面发射法,只需测量试件的表面反射波即可测量任何材料试件的距离或位移。使用表面反射法,选用2 MHz的空气耦合点聚焦探头,在空气中对试件位移进行了实时测量,试验结果表明,温度变化在0.1℃范围内时,检测精度能达到0.01mm。

基于EMD的神经网络空耦超声储油罐液位检测

由于仅从信号时域幅值的大小信息虽然能够判断储油罐中不同介质的液位,但是获得的特征信息非常有限,为获得更多储油罐中不同介质信号的特征信息来提高液面识别率,针对储油罐罐壁厚度为5 mm的钢制储油罐为对象,采用空气耦合超声兰姆波同侧相向检测法,并使用A0模态对储油罐进行检测。利用经验模态分解(EMD)对采集储油罐中的不同介质信号进行EMD处理,求得各阶本征模函数(IMF)。通过分析各阶IMF分量的时域、频域信号与原始信号的相关性,并且以各IMF分量的时域、频域信号为特征值输入到BP神经网络进行决策。实验结果表明,使用该方法能准确地对储油罐不同介质液位在10 mm范围进行识别与分类,识别率可达99%,其检测范围满足实际检测需求。

基于空气耦合超声兰姆波技术的固体火箭发动机脱粘检测研究

为提高粘接结构超声无损检测效率,实现SRM粘接结构非接触快速质量检测,采用空耦超声兰姆波技术进行研究。使用同侧兰姆波对粘接结构中兰姆波传播过程进行模拟,结合仿真和实验分析了不同脱粘缺陷尺寸对信号幅值影响以及不同模态兰姆波对缺陷的灵敏度,并使用异侧兰姆波法对不同尺寸缺陷进行检测;使用正交方向线扫查信号采集方式得到脱粘区域幅值曲线,并使用6 dB法进行缺陷定量;使用同侧兰姆波概率损伤算法和异侧兰姆波自动扫查技术对脱粘缺陷进行定位成像,并使用C扫描对结果进行验证。结果表明:使用同侧兰姆波幅值随缺陷尺寸增大而增大,仿真与实验结果基本一致,检测灵敏度高的兰姆波模态离面位移分量大,而使用异侧兰姆波时缺陷会导致信号能量急剧衰减;使用6 dB法当缺陷尺寸较大时误差较小,而当缺陷尺寸较小时误差较大,总体上幅值趋势曲线能够表征缺陷区域;概率成像和异侧兰姆波扫查技术能够快速、有效地对缺陷进行定位,缺陷轮廓清晰,对比C扫描成像提高了成像质量。所研究内容为空耦超声实际检测提供良好基础。

基于空耦超声的复合材料黏弹性评价方法

复合材料的黏弹性是表征其内在阻尼机制的重要力学特性,而内在阻尼机制是材料安全性能的一个重要评价指标。该文提出了空气耦合超声波的材料黏弹性评价方法。首先讨论了黏弹性进行评价的相关理论,利用接触式超声波底面回波法与空气耦合超声波透射法对比验证,其结果基本一致,证明了空气耦合超声对材料黏弹性检测的有效性。并且对一批不同铺层方向的碳纤维复合材料进行了评价,其结果与期望值完全相符,验证了该方法的可行性和准确性,为复合材料的动态力学特性评价和安全评价提供了新的思路。