换能器焊点对声场分布影响的研究

在换能器设计和生产过程中,焊接点作为电声转换元件实现信号输入输出的接点,它的大小和位置不但会引起换能器的固有频率变化,也会引起换能器的振动变化,从而影响其辐射声波的声场分布。本文选择在聚焦超声换能器辐射面上的固定位置处,添加不同质量的锡丝,构成焊点;然后利用纹影法获取换能器声束聚焦的形态图像,以此分析焊点对声场分布的影响。多组实验表明,随着换能器配重的增加,引起的换能器振动分布越不均匀,其声束聚焦的形态偏离理想形态的程度越严重。     

用PVDF压电传感器对高强度聚焦超声声功率实时监测的实验研究

本实验研究旨在探索一种实时监测高强度聚焦超声(HIFU)声功率的方法.用PVDF压电膜制成传感器,安装在HIFU换能器声场中某一固定位置.换能器工作过程中用示波器检测PVDF压电传感器的电压输出信号.结果显示示波器可稳定检测出PVDF压电传感器的输出电压,该电压正比于换能器的驱动电压.这表明换能器的声功率输出与PVDF压电传感器的电压输出呈正相关关系,证明PVDF压电传感器可用于实时监测HIFU治疗过程中换能器的声功率输出,从而保证HIFU治疗的安全性和有效性.     

抑制宽带双激励换能器发射响应起伏的电学方法

针对双激励宽带换能器发射响应起伏较大的问题,本文提出了在前后压电陶瓷堆分别串联电阻来降低换能器工作频带内的发射电压响应起伏,拓展换能器工作频带的方法.推导了双激励换能器的等效电路,计算了在前后压电陶瓷堆分别串联不同电阻时换能器发射电压响应起伏随频率的变化关系,并通过有限元数值仿真证明,在前后压电陶瓷堆上串联合适的电阻,可以有效降低换能器发射电压响应在工作频带内的起伏.最后制作了工作频带在14~34 kHz的双激励超声换能器,测试了该换能器在串联不同电阻时的发射电压响应随频率的变化关系.实验测试结果表明在前后压电陶瓷堆串联电阻,可以有效地降低换能器的发射响应起伏,换能器在14~34 kHz的工作频带内发射电压响应的起伏由原来的12 dB降低到7.3 dB,换能器工作频带内的发射响应起伏得到明显的改善.研究结果对双激励宽带换能器的设计具有一定的意义.     

初始分布非均匀的疏散行人流实验研究和数学建模

针对初始分布非均匀的行人流疏散问题,通过定义行人在行走过程中的方向模糊可视域,充分考虑了行人在方向可视域选择上的差异性;通过引入出口处行人密度,有效实现了建筑物内初始分布非均匀的行人流动态疏散演化过程;通过定义和标准化处理影响转移概率的因素,改进了场域元胞自动机模型,并将仿真结果与相关已知模型做了对比分析,研究结果表明,改进模型避免了对影响转移概率相关因素的权重依赖;系统疏散时间与方向模糊可视域和出口处行人分布区域大小有关;如果行人在疏散过程中拥有一个较大的视野,系统能够在出口处适中区域内通过电子屏、语音提示等方式实时提供行人密度,就能够有效提高整个系统的疏散效率.     

不确定概率分布下的重要性测度及其稀疏网格解

针对基本输入变量概率分布信息不可准确预知的情况，对基本变量基于方差的重要性测度进行分析，建立了随机不确定性分布参数，区间不确定性分布参数以及随机和区间混合不确定性参数条件下的3种重要性测度指标．该指标体系能够反映3种不确定性分布参数条件下，输入变量对结构系统输出性能的影响．由于基于方差的重要性测度计算量大，文中采用稀疏网格方法在每一分布参数实现值处进行计算．针对3种不确定性分布参数情况，分别利用稀疏网格方法和稀疏网格方法结合遗传算法对所提的重要性测度指标进行计算．通过数值算例和工程算例说明所提指标的合理性和所采用方法的高效性．     

超声固体测温中的二维温度场重建算法研究

高分辨率的温度场重建算法是制约超声波无损探测固体内部温度分布的重要因素之一.本文基于多路超声探测方法,建立了超声测量二维固体结构内部温度分布的理论模型;从射线声学角度建立了二维声传播路径预测方法;在此基础上,从直接求解热/声耦合反问题角度入手,将二维瞬态非均匀温度场的重建问题转化为传播路径预测和等效热边界的反演问题,发展了一种高分辨率的结构内部二维非均匀温度场重建方法,并通过数值仿真分析了传播路径随温度的弯曲特性、算法的精度与抗噪性、测点位置分布对重建精度的影响规律等.数值对比表明,本文所建算法精度高、抗噪性强、适用性好,为实现超声固体测温中的二维温度场的高分辨率再现奠定坚实基础.     

基于输出时滞方法的采样数据系统故障估计

从时滞系统角度率先研究了一类非均匀采样数据系统的故障估计问题.首先,基于输出时滞方法将采样数据系统建模成具有时变时滞输出的连续时间系统;然后,通过分析自适应诊断观测器不再适用于此类连续时滞系统的原因,提出了一种能够保证估计误差指数收敛的增广故障估计滤波器设计新方法;并进一步研究了具有噪声干扰的采样数据系统的时变故障估计问题;最后,通过对某型飞控系统的仿真实验结果验证了所提方法的有效性.     

一种参数化的机载雷达最优处理新方法

雷达目标检测中, 最优处理器能够自适应地调整权值以跟踪环境的变化, 而最优权值的计算则需要依赖大量独立同分布(i.i.d.)的干扰样本. 因此在机载雷达非均匀的杂波背景中, i.i.d.样本数不足常导致最优处理性能的恶化. 文中在考虑杂波内部波动的基础上, 形成了一种修正的多普勒分布式杂波(DDC)模型, 并以此提出了一种参数化的最优处理新方法. 区别于现有方法, 新方法将最优权值计算转换为对DDC模型的参数估计, 即估计角频率中心和扩展. 并采用一种低复杂度的非线性能量算子实现上述参数的估计. 通过理论分析和仿真实验表明新方法对i.i.d.样本数的要求显著下降, 并具有运算量小、易于实现的优点.     

STPV系统中辐射吸收器热分析及优化

对太阳能热光伏系统中的能量吸收装置进行了数值模拟,研究了太阳光不平行度对其聚光性能的影响,对不同入口条件下辐射器空腔内的流场分布及壁面温度进行了对比,发现在开口系统中,空气自然对流对辐射器壁温有很大影响,从开口处泄漏的空气会带走壁面及辐射器空腔中的热量,使得壁面温度降低,从而减小了电池的输出功率．最后提出在辐射器开口处布置一种优化设计的选择性薄膜,可减少辐射损失,有效提高辐射器温度及系统输出电功率．     

基于薄膜拍打型摩擦纳米发电机的风能收集研究

大量无线传感器网络节点的能量供给是目前限制物联网技术发展的一个瓶颈.作为新型能量收集技术,摩擦纳米发电机在环境能量收集方面有着显著优势,为解决无线传感节点供电问题提供了技术思路.本文基于摩擦纳米发电机和风致振动原理,提出并系统研究了一种薄膜拍打型摩擦纳米发电机(FF-TENG),实现了风能高效收集.本文采用仿真软件分析了薄膜拍打过程中的电场分布,利用流场显示方法展示了薄膜的运动状态.同时,研究了薄膜材料、风速、薄膜长度、薄膜串联对FF-TENG输出性能的影响规律.研究发现:随着风速提高,薄膜拍打频率增加,摩擦纳米发电机输出的短路电流增大,而输出电压和转移电荷量在风速超过4.7 m/s之后保持稳定.随着薄膜长度的增加,其拍打频率降低较快,单位长度上的发电性能呈现先增后减的规律.在双薄膜FF-TENG实验中,上游薄膜的扰动导致下游薄膜的拍打幅度更大,这使得两个短薄膜的输出电压比单个长薄膜提升了45%.通过演示实验,本文设计的薄膜拍打型摩擦纳米发电机成功地驱动了温度传感器,并点亮了至少300盏LED灯,表明其在无线传感器供电领域有着广阔的应用前景.     

超声波检测技术研究进展

超声检测技术是无损检测领域中的一种非常重要的方法。本文简单介绍了超声检测的方法、基本原理及其应用领域。对非接触超声检测方法进行了比较,对当前超声无损检测技术的应用进行了总结,展望了今后的发展趋势与前景。     

蚁群算法中参数设置对超声回波估计性能的影响

摘要针对超声回波参数估计问题存在着耗机时长,估计结果严重依赖于初始值的缺点,本文将蚁群算法应用到超声回波参数估计中,结合超声回波的非线性高斯模型,提出了基于蚁群算法的超声回波参数估计算法,并就蚁群算法在超声回波估计中参数的优化组合设置进行了分析研究通过数值仿真,在信噪比为10dB条件下计算了蚁群算法中各参数的不同取值对估计结果的不同影响,包括计算时间、估计精度和算法稳定性,得出了算法中各参数的组合优化设置,给出了最优参数下的超声回波参数估计结果,并通过与其他算法的比较验证了蚁群算法在超声回波参数估计问题中的有效性．该研究有助于提高超声回波估计的精度和算法的稳定性,缩短蚁群算法的计算时问,以达到优化算法性能的目的．     

耗能减震技术在基于位移的结构设计中的应用

随着基于性能抗震设计理论逐步被地震工程界所认同,对其研究已成为当前地震工程界的热点。基于位移的抗震设计是实现基于性能抗震设计思想的一务有效途径,其主要目的是使结构构件在不同地震危险水平下满足不同的位移目标要求,耗能减震技术的运用为这个目标的实现提供了切实可行的技术手段。通过系统地归纳总结国内外的研究成果,介绍了工程结构耗能减震控制的原理、基本形式及典型的工程应用,指出耗能减震技术在结构的性能设计中占有重要的地位,研究如何将耗能减震技术行之有效地应用到基于位移的抗震设计方法中具有重要的现实意义。     

稀疏化的压缩传感超声图像重构特性研究

传统医学超声成像射频信息存储数据量大,传输耗时且成本高.基于稀疏化的压缩传感技术,研究超声图像的稀疏特性,利用离散余弦变换(DCT)对原始超声图像进行稀疏变换,在稀疏域内进行压缩采样获得降采样数据,然后通过求解L1范数重构原始图像.理论和实验表明,该方法可以很好地应用到超声图像的重构中,且随着稀疏度的减小和测量值的增加,重构图像的峰值信噪比(PSNR值)增加,重构图像的视觉效果较好.     

基于ANSYS的二次优化方法的实例探究

基于有限元分析技术的优化设计是一种全新的优化技术,其中的有限元分析技术能够满足用户对零部件满应力分布的需要,结构优化技术能够为零部件的设计提供更合理的设计尺寸,用ANSYS软件对模型进行参数化建模、静力学分析、并在此基础上进行多参数同时优化的传统的优化设计方法,可以得到符合工程应力要求的结构模型、合理的结构形式和优化尺寸,实现了结构轻量化的目标,但是却并不一定是最节省材料的优化方法,使其在达到要求性能的条件下,最大限度地减少材料,为了更高效的节省材料,可以采用二次优化方法来解决这个问题。本文通过一个石油机械中马达座的优化例子来说明二次优化方法的优越性,它能有效提高建模速度,提高模型质量,对工程技术人员来说意义十分重大,结果表明,运用ANSYS进行优化设计问题的求解,可以很大程度上减少设计成本,使产品设计更为科学合理。     

Dauerüberwachung der fetalen Herzaktionen unter der Geburt mittels Ultraschall

Summary The report concerns a new method for continuous observation of foetal heart frequency during delivery. The apparatus uses ultrasonic energy according to the Doppler-effect. The equipment is compact, reliable and relatively inexpensive. The ultrasonic energy used, is far below the intensities required to produce harmful effects in biological structures.

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Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft und der Paul-Martini-Stiftung der Medizinisch-pharmazeutischen Studiengesellschaft e.V. Frankfurt a. M.     

Bariumtitanat-Druckgeber für Dekompressionsversuche

Summary The properties and advantages of barium titanate transducers for pressure registrations have been described. If the rate of pressure change is less than 10^–3 s, a barium titanate transducer with a cathode ray oscilloscope as commonly used is sufficient. Pressure changes with a duration of up to 1 s can be recorded by means of a barium titanate transducer, cathode follower with open grid, and D.C. oscilloscope. This arrangement can be adapted to the registration of processes of even longer duration by a shunt capacity. The sensativity of the transducer used was in the order of 2 V per 1 atm.     

Measuring migratory restlessness in captive birds by an ultrasonic system

Summary A new simple ultrasonic system is described with which whirring and hopping, expressions of noctural migratory activity in captive birds, can be measured. Pronounced differences are found if the results are compared with those from the most often used perch-microswitch system, which responds only to hopping.     

基于VC的多波束声纳数据处理

多波束声纳系统是20世纪70年代兴起、80年代中、未期又得到飞速发展的一项全新的海底地形精密勘测技术。其声纳数据的处理,是一个研究热点。本文在基于对MB—System系统的分析的基础之上,提出了一种基于VC的多波束声纳数据处理方法。以SeaBeam2000数据为例,基于MB-system系统,分析了其数据格式,将其移植到Windows平台下,实现自定义数据格式的灵活输出,能够满足研究人员对于多波束数据的不同需求。     

基于函数调用路径的软件实现与设计一致性验证

软件系统开发完成后,验证其是否完成了软件设计说明书的所有功能并且与设计算法一致,是软件测试的一项重要工作.通过人工遍历分析源代码来完成实现与设计的一致性验证是复杂费力的,并且需要测试人员具备丰富的编程经验和较强的算法分析能力.论文提出了一种基于函数调用路径的软件实现自动验证方法.从设计文档和源代码两个方面出发,分别分析其函数调用关系,提取函数调用路径,生成功能簇模型.其中文档方面通过人工理解设计文档,确定函数调用关系,然后自动生成标准功能簇模型;源代码方面通过静态分析,自动获取函数调用关系,提取功能点特征,利用这些特征提取功能点的具体实现算法,自动生成软件的实际功能簇模型.对比两个功能簇模型,验证软件实现与设计的一致性.实验结果表明：算法能够准确获得软件系统的功能结构及实现算法特征,对软件实现与设计的一致性做出有效判定,为软件实现与设计的一致性自动化测试提出一种新的思路.