轴向超声振动辅助钻削机理与试验研究

针对传统钻削过程中经常出现断屑、排屑困难以及加工质量差等问题, 提出了轴向超声振动辅助钻削加工方法,并研究了其运动特性和断屑机理.利用自行设计的轴向超声振动辅助钻削系统对45号钢进行了传统钻削与轴向超声振动辅助钻削的对比试验.从孔的粗糙度、表面微观形貌、切屑形态等方面进行研究.结果表明,相对于传统钻削,轴向超声振动辅助钻削能有效降低孔表面粗糙度,改善孔表面微观形貌.另外,对试验结果进行方差分析,结果显示主轴转速和超声振幅对孔表面粗糙度有显著影响,其中当振幅在20μm,主轴转速在450r/min时加工效果最好.     

基于计算机图形学的干涉SAR成像几何仿真

为了提高干涉sAR成像几何经典仿真算法的精度和效率,把计算机图形学引入干涉SAR成像几何仿真中,利用OpenGL图形库和Z缓冲算法来完成目标的阴影区计算,利用像素操作和图形变换法完成目标采样点的插值和坐标计算.最后,利用典型几何体和不同大小场景进行干涉成像几何仿真精度和效率的分析,结果表明该方法具有高精度、高效率的特点.     

The preparation and application of microbubble contrast agent combining ultrasound imaging and magnetic resonance imaging

Encapsulated gas microbubbles are well known as ultrasound contrast agents （UCAs） for medical ultrasound （US） imaging. With the development of shell materials and preparation technologies, the application of microbubbles has been enormously popular in molecular imaging, drug delivery and targeted therapy, etc. The objective of this study is to develop Fe3O4 nanoparticle-inclusion microbubble construct. The in vitro US imaging experiment indicates that the Fe3O4 nanoparticle-inclusion microbubbles have higher US enhancement than those without Fe3O4 nanoparticle-inclusion. According to the microbubble dynamic theory, the acoustic scattering properties can be quantified by scattering cross-section of the shell. The scattering study on Fe3O4 nanoparticle-inclusion microbubbles of different concentration shows that within a certain range of concentration, the scattering cross-section of microbubble increases with the addition of Fe3O4 nanoparticles. When exceeding the concentration range, the ultrasonic characteristic of microbubbles is damped. On the other hand, since Fe3O4 nanoparticles can also serve as the Magnetic Resonance Imaging （MRI） contrast agent, they can be potentially used as contrast agents for the double-modality （MRI and US） clinical studies. However, it is important to control the concentration of Fe3O4 nanoparticles in the shell in order to realize the combined functions of US and MRI.     

超声辐照无皂乳液聚合制备P(AMPS-MMA)/Pd纳米复合乳液

利用超声波分散、乳化、引发、还原等作用,及单体2.丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)的特有结构,实现了超声引发AMPS、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和氯化钯(PdCh)的两相同步原位无皂乳液聚合,制备了纳米P(AMPS-MMA)/Pd复合粒子,考察了反应过程中pH、超声时间、超声功率对单体转化率的影响规律,并借助于F1-IR、TEM、XRD等相关分析方法对产物进行了表征.     

MRIgHIFU治疗的热损伤阈值研究

研究基于磁共振T-Map的等效热剂量积分法监控高强度聚焦超声治疗的可行性.并筛选出高强度聚焦超声损伤组织的热剂量阈值.运用磁共振导航高强度聚焦超声治疗系统,使用1 MHz、焦距为150 mm、直径150 mm的聚焦超声换能器,用不同辐照声功率和辐照时间定点辐照深度为20 mm的新鲜离体牛肝脏,辐照过程中用磁共振的测温序列采集各体素随时间变化的温度值并计算各体素的Eq43值,比较计算结果与发生凝固性坏死的Eq43参考阈值,判断该体素是否发生坏死,得到发生凝固性坏死的热剂量区域轮廓和面积.辐照结束后沿凝固性坏死最大面剖开牛肝组织,测量凝固性坏死的面积.选择不同的Eq43参考阈值,并将热剂量计算得到的坏死面积与实际坏死面积进行比较.筛选出离体牛肝组织发生凝固性坏死的最佳热剂量参考阈值.结果表明,基于磁共振T-Map的等效热剂量积分法得到的凝固性坏死的面积值能很好地反应实际发生凝固性坏死的情况,当Eq43参考阈值选为31.2 min时,各辐照声功率和辐照时间下两者大小均无统计学差异.热剂量法为HIFU治疗提供了一种新的判断凝固性坏死发生的方法,这种方法可以实时地反馈控制超声辐照剂量,提高了治疗的安全性和有效性.     

聚焦超声治疗129/J小鼠外阴上皮内瘤变模型的实验研究

为探讨聚焦超声治疗对小鼠外阴上皮内瘤变的影响,研究治疗前后VEGF表达变化,采用苯甲酸雌二醇注入40只129/J型鼠腹部皮下,7周时建立外阴上皮内瘤变轻到中度不典型增生(Vulvar Interaepithelial Neoplasia,VIN Ⅰ～Ⅱ)小鼠模型.随机分为聚焦超声治疗组和假照组,治疗前后检测皮肤病理及VEGF表达变化.建立VIN Ⅰ～Ⅱ小鼠模型16例.结果显示聚焦超声治疗组7例皮肤基本恢复正常,VEGF表达降低.与假照组相比差异均有统计学意义(P<0.05).由此得出,聚焦超声治疗小鼠外阴内上皮瘤样病变具有无创性、安全性和有效性.     

无扫描三维成像激光雷达原理分析与成像仿真

介绍了无扫描三维成像激光雷达的系统结构及成像原理.无扫描三维激光雷达是一种不需要扫描机构的三维成像系统,由信号调制、信号发射、微通道板调制、信号积分接收等模块组成.发射的激光信号经过正弦调制,利用回波信号与本地振荡器的相位差计算得出目标上各点距离,这种测距方法称为面阵相位法.与传统的扫描式激光雷达相比,无扫描三维成像激光雷达具有结构简单、成像速度快、可靠性高等优点,同时对激光脉冲频率的要求很低,因此在武器的末制导、车辆的主动防撞、机器人视觉等方面有着广阔的应用前景.本文介绍了无扫描三维成像激光雷达的系统结构以及面阵相位测距法的基本原理,并在Matlab环境下针对点目标、面阵目标对成像算法进行了仿真.验证了面阵相位法的测距原理及无扫描三维成像激光雷达的成像原理,并分析了可能存在的信号功率误差和CCD读数时的末位不稳定对成像精度的影响,为无扫描三维成像激光雷达的设备研制提供了有益的参考.     

标准超声换能器辐射电导的电学法测量

基于串联共振等效电路得到的超声功率表达式,阐述了用4192A型阻抗分析仪测量标准超声换能器辐射电导的方法.将电学法测量的辐射电导与基于辐射压力法的毫瓦级超声功率国家基准装置的测量结果进行了比较,结果表明:标称频率为2.5、5.0 MHz的石英晶体标准换能器的辐射电导的测量误差分别为0.35%和2.11%,在电压表误差≤1%的情况下,可以保证换能器辐射的超声声功率误差≤3%.实验研究证实该方法是一种简便、准确可靠的方法,不但可以对使用辐射压力法所得到的结果进行比对,也可以作为新的计量基准或标准使用.     

标准换能器辐射电导的电学法测量研究

本文基于串联共振等效电路得到的声功率表达式,阐述了用4192A型阻抗分析仪测量标准超声换能器辐射电导Gr的方法。将电学法测量的辐射电导与辐射压力法的毫瓦级超声功率国家基准装置所测量结果进行比较,结果表明,标称频率为2.5MHz、5MHz的石英晶体标准换能器的辐射电导的误差分别为0.35%和2.11%,在电压表的误差小于或等于1%的情况下,可以保证换能器辐射的超声声功率的误差≤5%。实验研究证实该方法是一种简便、准确可靠的方法,不但可以对辐射压力法所测换能器声功率的标准换能器进行比对检验,也可以作为新的计量基准或标准使用。     

SAR实时成像处理平台的设计与实现

针对合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)实时成像处理中数据量大、数据吞吐率高、成像算法实现复杂等特点,提出了一种适合于SAR实时成像处理的共享存储器的分布式耦合系统架构,设计了高分辨率SAR实时成像中大IO带宽、高处理能力、大存储容量等解决方案.给出了详细的硬件实现以及成像处理平台的测试结果,并用实测雷达回波数据进行了实时成像验证.