超声背散射统计参数成像评价儿童脂肪肝的新方法

目的超声零差K分布是最具物理意义的背散射包络统计模型,探讨超声零差K成像评价儿童脂肪肝的可行性。方法改进基于神经网络的零差K分布参数估算方法,采用特征值的理论值训练估算模型,将并行计算引入背散射统计参数成像。利用中心频率3.5 MHz的探头采集儿童的背散射信号,将改进后的背散射统计参数成像应用于儿童脂肪肝的评价,分析Nakagami成像m参数、零差K成像k参数和log10(α)参数诊断儿童脂肪肝的性能,包括3种二分类(G0 vs.G1~G3、G0~G1vs.G2~G3、G0~G2vs.G3)。结果共得到393例儿童脂肪肝超声背散射信号,其中正常G0共165例,轻度G1共33例,中度G2共78例,重度G3共117例。并行计算法的超声Nakagami成像和超声零差K成像的平均运行时间均比滑动窗口法明显缩短,并行计算法的运算速度约是滑动窗口法的3倍。log10(α)参数在3种二分类中,均获得了最高的曲线下面积、特异性和准确度。结论本研究设计基于并行计算的超声背散射统计参数成像方法,可提高成像速度,超声背散射统计参数成像能用于儿童脂肪肝的定量评价,特别是早期检测,研究结果可为儿童脂肪肝的定量超声评价提供新思路和新方法。

漫反射式零差正交激光测振仪

漫反射式零差正交激光测振仪是在零差正交激光测振仪的基础上研制的,测量光的传输采用透镜组方式代替传统的直接反射形式,即测量光聚焦在振动物体表面形成漫反射光,通过透镜组汇聚与参考光形成干涉。该测量方法克服了传统零差正交激光测振仪难调整,干涉效果长期稳定差,对实验环境要求高的缺点,在20 Hz^4 k Hz频率范围内实现了0.1%100 m/s2的振动激光绝对法测量。同时相比外差激光测振仪,该方法还具有可降低硬件成本的优点。

超低频振动国家计量基准装置的研究与建立

根据超低频振动标准装置的研究现状和应用需求，研究和建立了国家振动幅值和相位基准装置，其频率为0．002Hz～160Hz、振幅为峰峰1m、承载30k、加速度波形失真度〈1％。介绍了装置的结构组成，描述了大行程水平振动台的设计方案、反馈控制技术、管线拖曳系统和激光测振系统，给出了装置的主要技术指标和比对实验数据。解决了我国超低频振动计量的溯源问题。

0.1Hz～50kHz直线振动幅值和相位国家计量基准系统的研究

描述中国计量科学院在直线振动幅值和相位测量的理论研究和技术实现方面取得的最新进展。简要介绍了国家高、中、低频振动基(副基)准幅相特性测量装置的系统构建、测量原理和技术实现,以及装置达到的主要技术指标。提出振动基(副基)准优化提升中关键的技术创新点,如自主提出了改进的外差正弦逼近法和基于波峰波谷的外差时间间隔法,在压电高频(2kHz～50kHz)振动台上,首次在国内外实现了(1nm～500nm)振幅范围内的纳米级振动传感器灵敏度幅值和相移的测量。中国计量科学研究院(NIM)与德国物理技术研究院(PTB)在10Hz～10kHz范围内开展的标准加速度计灵敏度幅相特性国际双边比对验证了国家基准的测量不确定度。

改进的零差时间间隔法振动幅相特性校准技术

详细描述了一种改进的基于虚拟仪器技术的时间间隔法。按照该方法建立的振动幅相特性校准系统,使用普通迈克耳孙激光干涉仪和双通道同步数据采集卡,能够在800 Hz频率范围内实现加速度传感器复灵敏度的精确校准,满足相关国际标准的不确定度指标要求,幅值不确定度0.5%,相移不确定度1°(k=2)。利用加速度仿真试验和振动标准套组比对试验,验证了该改进方法的正确性,并对其相关特性进行了较深入的分析。改进的时间间隔法具有软件算法简单高效、硬件平台通用经济的优势,尤其适于在发展中国家的计量院和国内的激光绝对法振动校准实验室推广应用。

基于Labview的光纤传感器相位解调技术

介绍了相位调制型光纤传感器解调原理以及当前常用的解调方法,详细论述了基于3×3耦合器的无源零差对称解调原理及基于Labview软件开发平台的相位解调方法.实验结果显示该方法可实现对相位调制信号的准确解调.与传统硬件解调方法相比,该方法具有易于开发、便于实现微机处理等突出特点.

基于延时自零差光相干接收机的激光器相位噪声测试系统

在相干光通信系统中,激光器相位噪声是影响接收机灵敏度的重要因素。针对相干光通信中的激光光源相位噪声测试提出并研究了表征激光器相位噪声的3个关键指标,分别是电场的功率谱密度、相位误差方差和FM噪声谱线,建立了基于延时自零差相干接收技术的窄线宽激光器相位噪声测试系统,实现了系统仿真,并对一窄线宽激光器进行了相位噪声测试,相比传统的自外差线宽测量技术,此方法在满足测试分辨率要求的同时能够更全面表征激光器相位噪声特性。

面向大振幅、长周期振动校准的零差正交激光干涉测振方法

针对零差正交干涉测量应用于超低频超大振幅标准振动台性能测试时非正交相移误差补偿困难、所需采样率极高的问题,提出了一种欠采样零差正交激光干涉测振方法。在设计消偏振分光测量光路的基础上,提出波片偏航调整方法,进行非正交相移误差的硬件实时补偿;提出基于运动状态预估的卡尔曼正交信号解调算法,对深度欠采样的干涉条纹进行相位信号解调,以大幅降低所需的采样率及产生的数据量。实验和仿真结果表明,文中方法可大幅降低零差正交干涉的非正交相移误差及其对波片角度偏差的灵敏度,且在测量超低频振动时,卡尔曼正交信号解调算法所需的采样率和每通道数据采集点数降低至奈奎斯特采样定理的0.056%。文中提出的欠采样零差正交激光干涉测振方法较好地满足超低频超大振幅标准振动测试的需求。

新型零差激光干涉仪振动测量系统

针对传统零差激光测振光路调试困难,提出一种简单的零差测振光学系统。采用二象限(或四象限)探测器作为该系统的探测器,由于两个象元处于干涉条纹的不同部分,探测器输出两路非正交多普勒信号,利用最小二乘法把两路非正交多普勒信号校正成正交信号,利用微分相除积分操作处理正交信号,最终解调出振动信号。实验表明:该振动测量系统调试简单,具有良好的线性特性;利用本文信号处理方法完全可以把振动信号从多普勒信号中解调出来,测得的扬声器800 Hz振动信号与驱动信号吻合。

零差激光测振系统中含噪多普勒信号处理方法

针对零差激光测振系统中多普勒信号的噪声导致信号正交校正困难、增大测量误差的问题,提出了含噪多普勒信号处理方法。首先利用平滑滤波对两路含噪多普勒信号进行降噪处理,再通过最小二乘法对非正交多普勒信号进行校正,然后采用单位圆校正算法二次校正成正交信号,最后利用微分相除积分操作解调出振动信号。实验结果表明,本文方法能有效解调振动信号,当信噪比(SNR)达到10dB时频率测量误差小于3%,降低了新型零差激光测振系统对测量环境的要求。

一种用作武器的高亮度光纤激光器实现方案

由于光纤激光器较之其他固体激光器在体积、重量、散热等方面有明显的优势,故提出了一种实现武器级光纤激光器的方法。采用大有效面积低数值孔径的掺镱光纤作为光纤激光器,利用弯曲光纤和非稳腔抑制粗芯光纤中的高次模来获得单芯输出6kW的单模功率。用零差法控制和调节19路光纤激光器的相位并使19束激光形成相干叠加。从而得到100kW的合成光束。