基于改进目标场法梯度线圈的感应式磁声磁粒子浓度成像研究

感应式磁声磁粒子浓度成像(MACT-MI)是一种基于磁声耦合效应的磁性纳米粒子(MNPs)浓度成像新方法。由于其磁声信号的信噪比低,导致系统成像质量不佳,该文提出一种改善MACT-MI信噪比的新思路:首先,基于经典目标场法(TFM)设计梯度线圈的思路,将最小化磁场相对误差定义为适应度函数,并采用鲸鱼优化算法对电流密度系数进行优化,设计了一种结构灵活、激励简单的高质量梯度磁场线圈;其次,为研究梯度磁场空间分布特征对MACT-MI的影响,该文构建不同的MNPs分布模型,并利用多物理场仿真软件COMSOL对MACT-MI的物理过程进行数值求解,得到成像区域的磁力和声压分布。仿真结果表明,磁力和声压的有效波动范围与梯度磁场均匀空间的大小成正比,且随着均匀空间的缩小,磁力和声压的峰值也随之衰减,通过提高磁场的均匀度可以有效提高磁声信号的信噪比,改善系统成像质量。研究结果可为成像装备的设计以及MACT-MI的后续实验应用提供研究基础。

基于声磁复合的磁异常探测与定位

为提高在低信噪比条件下复杂水下环境中磁异常物体的位置探测精度,采用声呐系统提供初始目标定位,将磁强计按照一定配置排布以获得磁异常测量数据。将目标视为磁偶极子,磁异常在一个方向的梯度可以由3个线性无关的函数组合而成,据此可以利用声呐提供的位置初始值,结合总场磁强计提供的数据,使用L-M算法解算出偶极子的位置信息。为了降低噪声对位置解算的影响,本文对2个传感器之间噪声的相关性对数据进行预处理,进而推导出了磁异常物体位置的精确计算公式。结果表明,当信噪比为-10 dB时,该方法的求解相对误差小于5%,可为复杂环境下磁异常精密探测提供理论依据。

外军舰船声磁监测主要做法及启示

舰船声磁特征已成为现代海战中发现、识别和攻击舰艇的重要依据,是影响舰船生存能力和作战效能的重要特性参数。论文介绍了舰船声磁特性的定义及其影响,在此基础之上,进一步阐述了外军舰船声磁监测的主要做法及相关启示。

相同极性永磁体对感应式磁声磁粒子浓度成像过程影响的仿真

感应式磁声磁粒子浓度成像(MACT-MI)是一种基于磁声耦合效应的磁性纳米粒子(MNPs)浓度成像新方法,为降低激励源幅值、增大磁声信号的信噪比,该文提出一种加入相同极性永磁体的MACT-MI新思路。根据Langevin顺磁理论,研究加入相同极性的永磁体后MACT-MI的电磁学与声学特性,进而对磁体系统进行设计,同时构建浓度渐变模型,采用多物理场仿真软件COMSOL对MACT-MI的物理过程进行求解,得到磁通密度、磁力和声压的二维分布及其对应的一维曲线。研究结果表明,加入相同极性永磁体后,MNPs受到的磁力更强,从而激发信噪比更大的磁声信号,有利于声信号的获取,在所设计的磁体系统激励下,MNPs产生的声压呈上下对称分布且方向相反,浓度均匀模型中声压的峰值出现在浓度边界处,浓度渐变模型声压的峰值出现在渐变中心处。研究结果可为成像装备的设计以及MACT-MI的后续实验乃至临床应用提供研究基础。

基于ARM Cortex-M3的声磁商品电子防盗系统设计

针对普通EAS系统存在抗干扰性能差、检测灵敏度低、检测范围小、误报率高等缺点,设计了一种基于ARM Cortex-M3的声磁EAS系统;介绍了声磁EAS系统的工作原理和硬件结构框图,分析了声磁标签信号在时域和频域上的特征,提出了FFT信号频谱分析、信号互相关、最小二乘法拟合直线求取斜率、计算信号峰值数及峰值方差运算等多种检测声磁标签信号的算法,并详细描述了系统软件算法的设计;实验验证,系统具有抗干扰性能强、检测灵敏度高、检测范围宽、误报率低等特点。

基于ARM Cortex-M3的声磁EAS设计

针对普通EAS系统存在抗干扰性能差、检测灵敏度低、检测范围小、误报率高等缺点,设计了一种基于ARM Cortex-M3的声磁EAS系统。介绍了声磁EAS系统的工作原理和硬件结构框图,分析了声磁标签信号在时域和频域上的特征,提出了FFT信号频谱分析、信号互相关、最小二乘法拟合直线求取斜率、计算信号峰值数及峰值方差运算等多种检测声磁标签信号的算法,并详细描述了系统软件算法的设计。经过实验验证,本系统具有抗干扰性能强、检测灵敏度高、检测范围宽、误报率低等特点。

声磁防盗系统的识别原理及应用

介绍电子商品防盗系统(EAS)的特点,阐述声磁防盗系统的特性和组成。根据磁致伸缩效应的可逆性,结合铁镍合金的磁致伸缩和磁机械耦合系数,围绕产生共振的三要素:材料、结构和磁场,解析声磁系统的识别原理。指出声磁标签的共振信号是一种声磁复合信号,以及谐振曲线是卓越性能的基础。

基于矩阵式线圈的感应式磁声磁粒子浓度成像研究

感应式磁声磁粒子浓度成像(MACT-MI)是一种基于磁声耦合效应的磁性纳米粒子(MNPs)浓度成像新方法,为降低激励源幅值,产生更加稳定的声压信号,该文提出一种基于矩阵式线圈的磁声磁粒子浓度成像系统,采用天牛须-鱼群优化算法对矩阵式线圈进行优化设计,根据优化结果采用多物理场仿真软件COMSOL对MACT-MI的物理过程进行求解,并将结果与Maxwell线圈进行对比,同时基于实际生物组织环境中的MNPs分布,构建浓度渐变模型,得到了成像区域的磁力、声压分布。结果表明,该文设计的矩阵式线圈能在较小的激励下产生大小相等且分布更为均匀的梯度磁场,从而产生更为稳定的声压信号;根据所构建的浓度渐变模型,MNPs所受磁力和声压波形宽度均与渐变区域宽度成正比,声压峰值与渐变区域的浓度梯度成正比。研究结果可为成像装备的设计以及MACT-MI的后续实验乃至临床应用提供研究基础。

基于人工鱼群优化SVM的声磁标签信号检测研究

为了提高声磁EAS系统的检测率,增强系统抗干扰性,研究了一种改进人工鱼群算法(IAFSA)与支持向量机(SVM)相结合的声磁标签信号检测算法(IAFSA-SVM).分析了支持向量机和传统人工鱼群算法的优势和缺陷,并提出了改进方案.实验表明:改进人工鱼群算法相比人工鱼群算法、遗传算法和粒子群算法收敛速度更快、寻优精度更高;IASFA-SVM算法相比传统的声磁标签检测算法体现出了检测率高、检测距离远和误报率低等优势,并且可以满足系统实时检测要求.

基于激光声磁技术的钢轨踏面缺陷检测

针对传统钢轨踏面缺陷检测效率和检测精度等都难以满足实际应用的要求难题,提出基于激光声磁技术的踏面缺陷检测系统。利用脉冲激光检测效率高、定位准的优势,设计了以激光探头和数据信号处理模块为主要硬件构成的主体结构,然后采用小波变换消除激光回波信号的噪声干扰,采用FFT算法提取表面波信号中的缺陷特征,识别出各种不同的钢轨踏面缺陷类型和损伤程度,最后检测结果表明,系统的钢轨踏面缺陷检测精度高,而且适用性十分广泛。

声磁传感器及其频谱检测技术研究

声磁传感器基于材料的磁致伸缩效应,当对其施加交变磁场激励信号,并且交变激振信号的频率与材料的固有频率相等时,材料将产生磁力共振。接收装置检测到材料由于共振而产生的声波信号,并经过处理得到声磁传感器的共振频率及响应幅值。由此,可以研制应用于物品识别、电子防盗等领域各种不同功能的声磁传感器。其基本结构组成包括偏磁元件、振动元件及壳体等。影响该类传感器灵敏度与精度的主要因素有振动元件的结构参数、偏磁元件的剩磁场,以及振动元件材料的物理性质等。

空化声磁耦合防蜡器在准东油田的试验应用

超声波"空化效应"已经广泛应用于工业中,尤其在工业防垢除垢方面。空化声磁耦合防蜡器利用超声波产生的"空化效应"进行油井防蜡,首次将超声波"空化效应"应用于油井防蜡,为油井防蜡工艺提供了技术支持。2007年在新疆准东油田进行现场试验,取得较好防蜡效果。现场实施55口井,有效率100%,有效期最长已达一年以上并且至今仍然有效。从空化作用入手,探讨了空化声磁耦合防蜡器的防蜡机理,同时总结了该防蜡装置在准东油田的试验应用效果。

基于DSP的声磁EAS系统设计

针对射频EAS系统的低检测灵敏度、高误报率等缺陷,设计了一种基于DSP的声磁EAS系统。阐述了系统检测装置的硬件结构及工作时序,分析了声磁标签信号的特征,提出了一种声磁标签信号的检测方法。经过实验测试,系统的抗干扰性能、检测率、误报率等特性都比射频系统有显著的改善。

声磁复合探测系统设计及算法研究

简述了多模引信声磁探测系统.通过声模块设计提出了一种比较适合单片机系统的频率提取方法,并对比了它与过零检测法和傅立叶变换的优缺点;通过磁模块设计提出了频率分析法,对比了在确定最佳炸点时与阀值法和能量比较法的优缺点;通过高速SOC单片机的设计完成了算法实现.从理论上分析和证明了频率提取法和频率分析法在本探测系统中的工程可行性.

热处理对声磁防盗标签性能的影响

本文采用熔融快速淬火制备了Fe24Co11.82Ni47.3Si1.47B15非晶条带,经不同条件退火处理以提高其响应性能,研究了退火条件对条带用于磁机械电子监视系统时声磁性能的影响。结果表明退火温度在320℃时具有最大共振幅值,另外,磁场垂直于条带面退火有利于增强条带的声磁性能。

磁场退火对声磁防盗标签性能的影响(英文)

采用熔融快速淬火制备了电子商品监视系统用的Fe24Co11.82Ni47.3Si1.47B15非晶条带,经不同条件退火处理以提高其响应性能,研究了退火条件对条带用于磁机械电子监视系统时声磁性能的影响。结果表明退火温度在340℃时具有最大共振幅值,退火磁场垂直于条带面有利于增强条带的声磁性能。

单辊法制备Fe_(26.8)Co_(11)Ni_(57.6)Si_(0.81)B_(3.79)声磁标签用非晶合金

利用单辊熔融快淬法制备了Fe26.8Co11Ni57.6Si0.81B3.79声磁标签用非晶合金薄带,研究了铜辊转速、喷嘴至铜辊表面距离和氮气喷压三个参数对Fe26.8Co11Ni57.6Si0.81B3.79合金薄带厚度、表面质量和显微组织的影响。结果表明,铜辊转速、喷嘴至铜辊表面距离和氮气喷压对薄带厚度有重要影响。在较高转速下,薄带为完全的非晶态,随着铜辊转速降低,开始出现晶化现象;在较小嘴距下,薄带是完全的非晶态,随着嘴距的增加,薄带明显晶化;在较低氮气喷压下,薄带为完全的非晶态,随着喷压增加,薄带出现晶化。在铜辊转速为1 800 rpm,喷嘴至铜辊表面距离为0.1 mm和氮气喷压为0.05 MPa情况下制得的薄带响应距离最远为25 mm。

声磁降粘技术的原理及在锦州油田的应用

声磁降粘技术将声、磁降粘技术有机结合,在生产过程中对稠油进行连续处理,能够达到很好的降粘效果。经过室内实验与现场应用,该技术已经成为锦州油田稠油区块一种有效的、成功的开采工艺。本文主要介绍了声磁降粘技术的技术原理、装置结构以及其技术特点、技术优势、应用效果和应用前景。

基于SVM的声磁标签检测系统设计及其FPGA实现

针对强电磁干扰环境下,传统声磁EAS系统存在检测距离近,误报、漏报率高等缺点,提出了一种基于支持向量机(SVM)的声磁EAS系统,并以FPGA芯片作为实现平台。通过快速傅里叶变换(FFT)法提取标签、噪声信号频域特征,将其作为SVM算法训练样本。SVM训练模型对数据帧做有标签和无标签二分类,训练部分在MATLAB上进行;分类计算部分在FPGA内部实现,采用三级并行计算结构,算法用时小于0.5 ms。测试结果表明:有干扰环境下,硬标签最远检测距离可达1.45 m,识别率最高可达99.4%;软标签最远检测距离可达0.75 m,识别率最高可达98.9%。与传统声磁EAS系统相比,检测距离明显增大,识别率提高。该系统为复杂环境下EAS系统的稳定运行提供了一种解决方案。

声磁技术在校园笔记本电脑防盗系统中的应用探讨

本文介绍了一种适用于大学宿舍笔记本电脑防盗的技术。系统将广泛应用于商场、图书馆等场所的声磁防盗技术创新地用于宿舍电脑防盗领域,解决了长久以来大学生宿舍的笔记本电脑容易失窃这一棘手问题。此外,本项目还可以推广到其他与学生宿舍类似环境的场所。