医用电阻抗成像系统的模块化设计

电阻抗成像是一种新的无损伤的功能成像技术．采用模块化设计,建立一种基于物理模型的医学电阻抗成像硬件系统．该系统主要有恒流源模块、驱动模块、测量模块、信号处理模块、控制和成像模块组成．该系统通过测量被测目标表面电信号并进行分析和处理,再通过逆问题求解,重构出电阻抗分布图像．实验表明,该系统设计合理,工作稳定,具有实时检测、使用方便及扩展性强等特点．     

基于小波变换肺部气血阻抗分离及能量分析

肺部血管搏动信号与呼吸信号对于肺部疾病或心血管疾病的鉴定有重要意义,为了提取这2种信号,根据人体生物阻抗测量特点,设计了阻抗测量平台,可实现20,kHz和200,kHz的混频激励.针对测得的气血阻抗信号,利用小波变换实现了气血阻抗信息分离,结合能量分析法,气血变化规律可表征人体不同体位和呼吸状态,为肺部疾病的精确诊断奠定基础.     

生物电阻抗法颅内压无创检测仪的研制

根据Cole-cole三元件模型,分析了病变时颅内压与脑阻抗的相应变化情况,开发了基于生物电阻抗法的颅内压无创检测仪。该检测仪主要包含两大部分——测量系统的硬件部分及数据处理、图形显示和数据管理的软件部分。在计算机的统一控制下通过对人脑阻抗进行连续监测,利用颅内压与脑阻抗的对应关系,实现了颅内压的无创检测。实验中运用最小二乘法对数据进行处理,并采用多次测量及抗干扰技术来提高系统的测量精度。     

基于光子技术的实时频率测量方法

研究了一种基于光子技术的实时频率测量方法,该方法利用两个级联强度调制器构成光子混频结构.通过理论分析与模拟仿真,设计了光通道与射频通道延时差,以优化测量带宽,同时保证测量精度.由于测量系统对微波信号实现混频后,输出的直流光功率与频率存在对应关系,利用光功率计对直流光功率进行监测,便可实现实时频率测量.该系统未采用光电探测器,极大地降低了系统成本.实验结果表明,在1~6GHz频率下,测量误差低于±0.12GHz.     

四端对固体介质电容器容量的扩展频段计量

基于四端对阻抗的测量定义,开发了四端对固体介质电容器频率响应的传递测量系统,频率为10 kHz~1 MHz.测量系统由四端对电容器组、四端对宽频比率网络、四端对阻抗测量仪等组成.原理采用1∶10量值传递法,即在同一测量频率下,测量系统分别对定值电容器和被测电容器进行测量(两电容器的标称值是1∶10),将测量结果进行比较获得被测电容器的频率响应值.测量系统能严格按照四端对阻抗的测量定义进行工作,有效减小了系统误差,更适用于扩展频段四端对固体介质电容器容量的计量.     

生物电阻抗测量中的信号发生模块设计

生物电阻抗测量因其低廉的成本,丰富的信息获得了诸多研究者的关注。在生物电阻抗测量中,信号激励模块有着非常重要的作用。文中采用Xilinx FPGA连同高速DAC搭建了高速通用型生物电阻抗信号发生模块,同时使用LabView系统进行了用户软件开发。     

基于涡流传感器的非接触式金属板厚度测量系统

利用涡流无损检测方法对金属板材进行厚度测量时,由于电涡流传感器探头线圈的阻抗表达式过于复杂,金属板材的电导率、磁导率和厚度等因素对探头阻抗的影响难以通过探头线圈的阻抗变化进行观察。针对这一问题,介绍了一种基于涡流传感器的非接触式金属板厚测量系统。该系统利用PSD技术实现涡流阻抗信号的正交分解,采用STM32单片机对数据进行处理,最后进行人机操作、液晶显示和数据存储。整个系统具有较高的检测精度和灵敏度,能够在强噪声背景的干扰下实现阻抗信号的二维信息检测。     

基于虚参考点的生物阻抗测量方法

针对常规生物电阻抗测量容易引入相位误差的问题,提出了一种基于虚参考点的生物阻抗测量方法,利用虚参考点,通过简单计算可获得被测阻抗的电压信号相对虚参考点的幅值和相位,并根据参考电阻与被测阻抗在矢量空间的对应关系,可计算被测阻抗的模和相角,依据该方法构建了原型机,通过与Agilent4294A阻抗分析仪进行对比,证明该方法可明显地改善人体阻抗测量精度和准确性.     

电阻抗测量在脑水肿检测中的应用

生物电阻抗是反映生物组织、器官、细胞或整个生物机体电学性质的物理量,生物电阻抗分析法应用于人体组成成分检测是近年来才发展起来的一种新方法.该技术是利用生物组织与器官的电特性及其变化提取与人体生理、病理状况相关的生物医学信息的一种无损伤检测技术.具有无创、廉价、安全、无毒无害、操作简单和功能信息丰富等特点,医生和病人易于接受.目前无创性脑电阻抗双道检测系统和脑电阻抗地形图系统已经进入了临床实验阶段,非接触磁感应断层成像作为一种新的、更为有效的测量方式被广为关注.     

基于车载网络的汽车数字仪表系统设计

随着控制单元数目的不断增多,汽车电控系统结构日趋复杂.针对某天然气城市客车设计了一种基于车载网络的灵活性强、可靠性高的数字仪表系统,该系统开发采用了组件化设计方法,基于HCS12嵌入式处理器,通过CodeWarrior软件开发平台和Vspy3故障诊断平台实现系统的快速开发.系统中包括基于CAN的仪表信息模块和步进电机式仪表盘,不仅可以直观地显示车辆运行信息,还能够通过总线接口实现故障诊断.试车运行结果表明,该系统达到了良好的运行效果,稳定可靠.     

基于小波变换分析阻抗胃动力信息

研究了基于小波变换提取胃运动信息的新方法,运用小波多分辨分析对采集的体表胃阻抗信号进行分解,去掉呼吸阻抗信号和血流阻抗信号,提取近似成份作为胃收缩信号.该方法能够提取胃运动的信号和同步胃电信号,可对提取信号的主频进行不同频带的分类,计算功率谱参数、描绘动态谱,从而研究胃动力情况.应用小波变换可以有效消除叠加到阻抗信号中的各种干扰,通过与同步胃电信号共同验证,该方法能完成阻抗信号提取,为临床胃动力信息研究提供一种体表无创伤新途径.     

特征提取在工况监测与故障诊断中的应用

随着信息技术和计算机网络技术、虚拟仪器等在企业的普及和应用，基于网络技术的未来企业全球制造化模式的建立，使日趋大型化、复杂化集成化生产设备的远程工况监视，远程故障诊断成为重要的研究课题。生产现场工况信息的自动检测、数据采集和存储是故障诊断系统的基础和起点，而对检测信息进行加工、变换和特征分析，提取敏感的故障征兆是诊断系统实现故障可靠诊断的关键之一。阐述了机械故障诊断的理论方法及特点，分析了信号的特征分析方法——时域分析方法，频域分析方法，联合时—频分析方法等多种信号处理方法的特征分析特点及其在机械工况监到与故障诊断分析过程中的工程应用。简要介绍了工况监测中特殊的时变性随机机械故障信号的分析与处理方法。     

基于磁感应的呼吸信号测量的可行性实验

基于磁感应测量生物阻抗变化的原理,提出了一种通过测量胸腔电导率变化来检测呼吸信号的方法.首先根据呼吸运动的特点,假定人体胸腔为电导率均匀的球体,建立磁感应测量呼吸信号的理论模型;通过仿真研究,分析阻抗与胸腔容积变化的关系,以及线圈传感器半径对测量结果的影响;最后通过实验研究探讨线圈传感器参数、盐溶液电导率和容积、测量距离、呼吸行为对测量电路的影响.实验结果表明,基于磁感应的呼吸信号测量为非接触式、长期的呼吸信号测量提供一种解决方案,具有进一步研究价值.     

基于虚拟仪器的导航雷达回波信号采集器设计与实现

信号采集的目的是了后续雷达成像和海浪信息提取。基于虚拟仪器技术,对单脉冲体制导航雷达设计了一套数据采集系统。以计算机和PXI-9820数据采集卡为硬件,以VC++6.0软件作为开发平台,构建了基于Windows平台的数据采集系统,雷达回波信号采集单元采用多路信号同步采集的设计方案,并指出了系统实现过程中的多通道同步采集的关键技术问题。东海某海域的岸基采样实验证明了基于虚拟仪器技术的数据采集器设计的可行性及系统运行的可靠性。     

基于LabVIEW的虚拟信号频谱分析仪设计

设计了基于LabVIEW的虚拟信号频谱分析仪,并成功地进行了运行检测.利用NI公司的PCI6251数据采集卡,虚拟信号分析仪能够分析信号频率小于50 kHz,最大幅值小于5V的电压信号的频谱;采集到的波形通过相应的程序处理模块处理,能够得到波形的频率、幅值、平均值和均方根等信息;波形信号、信号参数信息及波形的频谱分析结...     

采用数据辅助的单通道同频混合信号参数估计方法

在非合作卫星通信中,针对具有固定帧长及帧同步序列的单通道同频混合信号的参数估计问题,提出了一种基于数据辅助的参数估计算法。该算法先对帧长及帧头起始位置进行估计,并提取帧同步数据构建辅助函数。在与混合信号做相关运算后去除干扰项,峰值搜索得到频率偏移的精确估计值;使用辅助函数简化混合信号,随后基于最大似然估计理论,实现对信号初相信息的提取。在算法研究的基础上,推导了单通道同频混合信号参数估计的修正克拉美罗界,为算法的性能分析提供了理论依据。仿真结果表明,当帧同步信号达到一定数量时,频率偏移估计方差达到10-7,初相估计方差达到10-3,性能接近MCRB理论界。     

基于均匀相位采样提高阻抗谱测量精度的研究

周期性信号采样中,等效采样利用较低采样频率的A/D转换实现高频周期信号的采集,一定程度上弥补欠采样测量精度低的缺陷。本文提出一种基于等效采样思想的均匀相位采样的阻抗谱测量方法,有效地提高高频测量中阻抗谱测量精度与稳定性。在利用单片机共时钟基准的DAC与ADC模块,在完成激励信号产生、输入输出信号同步采集的基础上,合理设计激励信号频率、采集频率与信号重构方法,实现高频信号单周期内均匀相位分布的等效高频采样,同时为克服常规A/D转换速度条件下难以准确实现高频阻抗谱测量的问题提供了新思路。从误差假设与拟合算法的角度,理论上分析证明了该方法降低误差的原因;并通过两种等效电路模型的阻抗谱测量对比实验,表明该方法在所设计的20k-100kHz高频段上,阻抗测量精度与稳定性得到了显著的提高。     

基于遗传算法的波阻抗混合反演处理系统

提出一种基于遗传算法的波阻抗混合反演处理新方法,应用Visual C 集成的MFC类库建立了基于遗传算法的波阻抗混合反演处理系统.文中简述了遗传算法混合反演的基本原理、系统结构及功能,介绍了系统的主要特点,用数值模型与实际地震信号检测了系统中f-x去噪、目标函数子波提取、混合反演处理的正确性.结果表明波阻抗混合反演处理系统处理效果明显,同时提高了应用遗传算法实现波阻抗反演处理的效率.