基于PVDF非均匀曲率半径结构的高灵敏度电子听诊器（英文）

电子听诊器是利用电子技术收集处理心肺音,并依此辅助判断病人身体状况的一种仪器。针对传统电子听诊器灵敏度低、低频响应差等缺点,基于PVDF非均匀曲率半径的弯曲夹紧结构,提出了一种高灵敏度的电子听诊器设计方案。通过建立相应的非齐次弦振动模型,理论分析比较证明了非均匀曲率相比均匀曲率的灵敏度有显著提高,并优选非均匀曲率半径结构灵敏度最大的参数研制出一款新型电子听诊器拾音器。实验测试结果表明,该拾音器的灵敏度达到1.7mV/Pa,相较近年来研究的均匀曲率半径PVDF与硅胶衬底组合结构的拾音器灵敏度提高了13.3%。该拾音器能在2-2kHz频带范围中保持平坦的频响特性,涵盖心肺音采集的频响范围,为较完整地获取心肺音信号提供有力保障。     

简易心肺音信号检测与分析系统设计

针对现有医疗系统心肺音检查系统价格昂贵、数据直观性不足等缺点,提出一种简易心肺音检测与分析系统。该系统以虚拟仪器为数据分析平台,以计算机声卡为模数转换装置,通过听诊器与声音传感器组成的电子拾音器进行心肺音信息采集,利用虚拟仪器直观的设计特点,解决原有系统的不足,可作为心肺疾病的诊断及未出现明显病例特征前的心肺疾病在心肺音特征上的反映,达到疾病早期诊断及心肺音症状可视化存储的目的,通过对正常心音信号、正常肺泡呼吸音及病态的大湿罗音和主动脉瓣狭窄伴关闭不严密心音信号实测并进行音频信号的功率谱分析发现,简易心肺音信号检测与分析系统运行正常,达到了设计目的。     

基于电子听诊器的心音分类系统

为解决传统听诊器的局限性,设计基于STM32F103单片机的新型电子听诊器,并设计心音分类软件,有利于临床听诊。医疗工作者可使用3.5mm耳机或者蓝牙播放设备进行听诊,并设置0～10dB的音量增益。通过对数字滤波器截止频率的设定,该听诊器分3种听诊模式,可实现全频带、心音和肺音听诊。心音数据通过TCP/IP协议传输到心音分类软件,构成局域网系统。通过决策树模型实现心音的异常判别,准确率高达91.24%,灵敏度98%。该听诊器的听诊音清晰易识、佩戴感舒适、功耗低,可实现数字化听诊及心音的异常判别。     

PVDF传感器在整体叶盘叶片模态试验中的应用

为了研究某型发动机整体叶盘涡轮叶片的动态特性,分别采用了聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,简称PVDF)压电薄膜传感器、小质量加速度传感器以及非接触式的电涡流传感器进行了模态试验分析和频率检验,并通过有限元软件进行了仿真计算.试验结果与仿真计算结果表明,PVDF压电薄膜传感器具有附加质量小、灵敏度高、频响宽,易于安装、操作简便和成本低等特点.对于单个轻质薄壁构件或是零件分布较密集的复杂结构进行模态试验分析时,采用PVDF压电薄膜传感器具有明显的优越性.     

基于PVDF压电薄膜的冲压模具凸模监测方法

利用PVDF压电薄膜厚度薄、耐冲击、频响范围宽等特性,提出了一种能够监测冲压加工中细小凸模折断的监测方法.理论分析和模拟实验证明该方法非常适合对冲压加工中的凸模进行监测.     

基于频响函数的结构损伤检测

对一拉索结构的正常状态及两种损伤状态进行了模态测试 ,用频响函数的曲率来进行损伤检测。结果表明 :频响函数的曲率对损伤非常敏感 ,不仅反映出了损伤位置 ,而且能够表示损伤程度。     

接触面的曲率变化对超声检测灵敏度的影响

使用不同晶片尺寸的硬膜直探头或斜探头对带有不同曲率的工件进行超声检测时,由于检测面曲率的不同,对检测灵敏度的影响是不同的。为了找出检测过程中影响检测灵敏度的实际规律,采用了几种经常使用的常规探头在带有不同曲率的凹、凸圆柱面试块上进行测试,并针对具体不同型号的探头,将测试结果绘制成了专用曲率修正系数（即灵敏度补偿）与检测面曲率半径之间的关系曲线,为实际检测过程中设定检测灵敏度补偿提供实测依据。     

五轴NURBS插补中的速度前瞻控制方法

为提高五轴非均匀有理B样条的插补精度,减轻段间转接时对机床的机械冲击,提出了一种速度前瞻控制处理方法.采用曲率圆逼近的方法建立了插补误差计算模型,并推导出满足插补误差要求的最小曲率半径与进给速度间的关系.采用数值分析方法预先计算出减速点的参数值,对样条插补进行了加减速前瞻规划处理.实时插补时对样条曲线上曲率半径较小的地方进行减速处理,以提高插补曲线的逼近精度.实例证明,该方法能有效降低插补误差和段间转接时的加速度,具有良好的实时性,可以应用到实际的数控系统中.     

基于速度平滑控制的高效非均匀有理B样条曲线插补算法

为提高曲面加工的质量和效率,提出了一种基于冗余误差和速度平滑控制的非均匀有理B样条曲线插补算法.该算法先按照曲率大小将非均匀有理B样条曲线分段,再根据数控机床最大加速度调整分段.消除了曲率突变对加工的负面影响.同时为每个分段分别设置合适的编程进给速度,提高了加工效率.最后提出两段速度平滑控制方法,使速度过渡更为平滑.模拟试验证明了该算法的有效性.     

基于表面粗糙度均匀性的曲面磨削研究

针对曲面磨削中不同曲率处的表面粗糙度不均匀的问题,基于等残留高度法,分析了砂轮圆弧半径、砂轮进给速度、工件转速以及工件曲率对残留高度的影响.结果显示,为得到较小的残留高度,应尽量保持低的砂轮进给速度,并且提高工件转速.曲率半径越小,粗糙度差异越大,改变砂轮进给速度可改善这一问题.砂轮的进给速度与曲率半径大小成正比.采用金刚石滚轮法以及砂轮变速进给可有效改善曲面磨削的表面粗糙度均匀性.     

可穿戴式电子织物仿生皮肤设计与应用研究

为满足电子仿生皮肤的穿戴舒适度,提出了一种电容式柔性织物压力传感器,采用丝网印刷工艺,以织物为柔性基体,炭黑填充型复合弹性电介质和有机硅导电银胶制备柔性压敏触觉单元。介绍了压敏单元的结构设计与感知机理,研究了炭黑含量与温度对织物触觉单元性能的影响,改善了该电子织物的输出线性度与重复性,实现了0~700 k Pa量程范围迟滞误差为5.6%,动态响应时间为89 ms,灵敏度为0.025 36%/KPa,同时,引入温度补偿以提升触觉感知准确性。通过将织物压敏单元应用于足底压力信息的时空分布研究和机械手的软抓取实验,其足底压力分布及触觉感知实验结果表明,该电容式柔性织物压力传感器具有良好的工作稳定性与触觉感知功能,为可穿戴式人工皮肤的研究提供了一种设计方案。     

Limitations in the use of median frequency for lung sound analysis

The aim of this paper is to investigate methods of standardizing lung sound analysis, with a view to supplementing traditional spirometric air flow measurements to help in the diagnosis of asthma and to provide a measure of the effectiveness of treatment. Lung sounds were measured in nine patients with asthma and five control subjects, alongside air flow measurements of forced expiratory volume (FEV1) and forced vital capacity (FVC). The patients were administered the bronchodilator, salbutamol, to assess how effective these measurement techniques were for quantifying its effect. The results agree with previous studies, that analysis of lung sounds is a potentially useful tool for indicating air flow changes. The results, however, also demonstrate that the emerging standard of 'F50' or 'median frequency' should be treated with great caution because of its high sensitivity to the measurement frequency range. F50 is very unlikely to provide a reliable single indicator of lung condition.     

Microscopic abnormality classification of cardiac murmurs using ANFIS and HMM

Auscultation of heart dispenses identification of the cardiac valves. An electronic stethoscope is used for the acquisition of heart murmurs that is further classified into normal or abnormal murmurs. The process of heart sound segmentation involves discrete wavelet transform to obtain individual components of the heart signal and its separation into systole and diastole intervals. This research presents a novel scheme to develop a semi‐automatic cardiac valve disorder diagnosis system. Accordingly, features are extracted using wavelet transform and spectral analysis of input signals. The proposed classification scheme is the fusion of adaptive‐neuro fuzzy inference system (ANFIS) and HMM. Both classifiers are trained using the extracted features to correctly identify normal and abnormal heart murmurs. Experimental results thus achieved exhibit that proposed system furnishes promising classification accuracy with excellent specificity and sensitivity. However, the proposed system has fewer classification errors, fewer computations, and lower dimensional feature set to build an intelligent system for detection and classification of heart murmurs.     

复杂度在心音信号分析中的应用

有效提取心音信号中的第1、2心音(S1和S2)一直是心音信号分析的关键点。结合心音信号自身特点,把复杂度引入到心音信号分析中,成功地提取了S1和S2,并获取了3项医学指标:心率、第1心音与第2心音幅值比(S1/S2)和舒张期与收缩期时限比(D/S),同时给出了复杂度运算过程中2个关键指标的参考值。经过验证对比,该方法对幅度变化具有较好的鲁棒性,不依赖于信号的频率特征,能较好区分信号不同成分,为后期工作带来便利。     

不同种类肺音信号的双谱分析

本文根据肺音信号非高斯随机特性,应用高阶累计量技术对肺音信号进行双谱估计,揭示了常规功率谱估计不能表现的重要信息,如不同肺音信号的高斯偏离程度,二次相位耦合情况等,同时参数双谱估计可以提取肺音源和肺胸系统传递函数,实验结果表明双谱估计能够很好地区分由于肺部机能异常引起的肺音信号的变化,揭示肺胸系统的声传输特性,是一种更有判别力的分析工具。     

航空用苯基硅橡胶生胶的合成及性能研究

为探究生胶结构与应用性能之间关系，设计合成不同苯硅比(Ph/Si)的二苯基硅橡胶生胶和甲基苯基硅橡胶生胶。生胶的DSC分析表明：在苯基改性的硅橡胶生胶中，含苯基硅氧链节的摩尔数量是影响硅橡胶低温结晶、熔融的主要因素；同样苯硅比5%的二苯基硅橡胶生胶是结晶橡胶，而甲基苯基硅橡胶生胶则是非结晶橡胶。硅橡胶硫化胶的物理力学性能分析表明：苯基硅橡胶经热空气老化试验后拉伸强度和拉断伸长率得到较显著的提高，苯基硅氧链节结构形式对耐热影响不显著。硫化胶的低温DMTA分析表明：苯基硅橡胶硫化胶的玻璃化转变温度与苯硅比有关，而与苯基硅氧链节的结构形式关系不大，且随苯硅比的增大，玻璃化转变温度向高温方向移动。压缩耐寒系数分析表明：在相同的苯硅比5%下，非结晶的甲基苯基结构硅橡胶具有更优异的低温性能，结晶的二苯基硅橡胶由于低温结晶使其在较长时间压缩状态下失去橡胶弹性。     

基于关联维数的心音分析研究

本文提出利用关联维数来定量地对心音信号的复杂程度进行描述。对四种状态下的心音信号进行关联维数计算，结果表明：心音信号为确定的非线性动力系统并且不同的病变心音关联维数有显著区别，因此关联维数可以作为心音识别的重要依据，对心音的检测以及心血管疾病的诊断具有重要的意义。     

带预紧硅泡沫垫层减振结构的动力特性

针对工程设计所提出的要求，在动力工况下，预紧接触式垫层结构的垫层和与之接触的内层刚体以及外层壳体之间应始终处于接触状态。介绍了一种带预紧硅泡沫垫层的接触式减振结构，分析了影响包括部件间接触状态在内的结构动力响应的主要控制因素，基于垫层材料的粘超弹性本构关系，建立了结构动力学响应的数值模型。进行了改变预紧量、粘性因素以及激励外载的实例计算，考察了结构的动力学特性，对主要控制因素对结构固有频率、接触状态所产生的影响进行了分析，分析结果可为工程设计提供依据。     

基于MEMS的V型梁结构设计和性能测试

为了研究不同弯曲曲率对V型梁结构具有不同的影响,提出了以LCP柔性材料为衬底的V型梁弯曲的力学模型,并通过软件仿真和实验验证了弯曲曲率对柔性V型梁器件的影响.从对比结果可得,当柔性衬底的曲率从0逐渐增大到33.3 m-1时,V型梁的驱动电流也随之增大,实测值与仿真值的最大误差低于6.0％,很好地揭示了柔性衬底弯曲曲率对...