基于Labview平台的耳声发射综合检测系统的研制

耳声发射(OAE)是一种产生于内耳耳蜗,经中耳传导释放到外耳道的能被检测到的微弱音频能量。OAE的发现证明了耳蜗不仅能被动接收声信号,也能主动释放音频能量,从而确立了耳蜗是一个双向换能器的学说。根据刺激声的有无,可将OAE分为自发耳声发射(SOAE)和诱发耳声发射(EOAE)两大类,而不同的刺激声也会诱发出不同的耳声发射。为了检测并分析多种耳声发射,本课题组开发了一个综合多功能的耳声发射检测系统。该系统使用NI公司的USB6211数据采集卡进行信号的A/D和D/A变换,运行于Labview平台,实现了对SOAE、SSOAE(同步SOAE)、TEOAE和DPOAE的检测,并能进行响应的对应OAE的信号分析。     

基于声发射的活塞环-缸套摩擦润滑特征研究

活塞环-缸套系统摩擦润滑过程产生的声发射信号是湮没在强背景噪声下的非稳态弱信号,特征难以提取和分析.为了有效抑制强噪声,提出一种基于信号物理特征的自适应阈值小波包降噪算法.根据小波包时频分析确定摩擦声发射的最佳特征提取频段,构建基于活塞速度廓形曲线的自适应小波包阈值函数,实现了对表征摩擦润滑的声发射信号的有效提取.将该算法用于分析发动机燃烧试验测得的声发射信号.使用三种不同润滑油(10W30、15W40和旧机油)验证算法的有效性.结果 表明,该算法能有效地抑制由阀门开关、燃烧和喷油过程产生的大幅值的噪声.声发射特征值随着润滑油的黏度增大而增大,含有颗粒物的旧机油的声发射特征值随着转速的增大而明显增大.为实现在线监测和诊断活塞环-缸套系统健康状态进而评估润滑油的品质提供了可行的方法.     

基于光纤传感器的声发射检测系统性能测试

作为最有潜力替代常规压电传感器的光纤声发射检测方法之一,光纤布拉格光栅(FBG)传感器由于其体积小、抗电磁干扰、易实现分布式检测等特点,已成为国内外研究热点,并出现了商用FBG声发射检测产品。为了更深入地理解FBG传感器的检测效果和应用特性,采用落球实验作为测试用的声发射源,分析了FBG传感系统的声发射信号检测性能,并对比了FBG传感器和压电传感器2种声发射检测系统的时频域响应特性。实验结果表明,信号采样频率范围偏低是制约FBG光纤检测技术在声发射检测上应用的最大障碍。     

基于光纤光栅阵列和MVDR算法的声发射定位

基于光纤光栅(FBG)传感器网络构建了声发射检测系统,并提出了最小方差无失真响应(MVDR)的声发射源定位方法。构建的系统由7个FBG传感器组成传感器线阵列,采用未经平坦的放大自发辐射(ASE)光源边缘滤波实现信号解调。利用Shannon小波变换从频散复杂的声发射信号中提取窄带信号,并基于MVDR算法扫描整个监测区域获取空间谱。根据空间谱函数计算输出值,并将计算的输出值作为像素值。最后,通过提取空间谱中的最大值的坐标确定声发射源的位置。在LY12铝合金板上进行了实验验证。结果表明,该方法在400mm×400mm的区域内,声发射定位的最大误差为9.4mm,平均误差为7.2mm,耗时小于3s。该系统具有较高的实时性和定位精度,是一种声发射源定位的新方法。     

基于小波变换的管道泄漏声发射检测信号处理

针对管道泄漏声发射检测信号中含有大量噪声导致定位精度低这一实际,研究了基于小波变换的声发射检测信号降噪技术,利用小波函数阀值降噪法对泄漏系统所采集的信号进行滤波处理,以保证采集到的瞬态信号有效性,并采用互相关分析法对泄漏点定位.10种工况下实验结果表明,采用小波变换对声发射检测信号处理处理后,管道的定位精度在5％之内,满足工程实际需要.     

基于声发射理论的安全阀气体内漏信号特征研究

基于声发射理论,研究安全阀气体内漏情况下的信号特征。设计搭建了安全阀内漏模拟试验台和安全阀内漏声发射信号检测系统,通过理论分析和试验研究的方法,模拟了安全阀密封面划伤、密封面出现单个漏孔、密封面出现多个漏孔等内漏情况,研究了这些情况下声发射信号的频谱特征,泄漏率对于声发射信号特征参数平均信号电平(ASL)的影响,以及泄漏率与平均信号电平之间的量化关系,为实现安全阀内漏在线监测奠定基础。     

基于声发射技术的水轮机裂纹检测系统研究

研究了利用声发射技术实时检测水轮机叶片的裂纹的检测系统。重点介绍了检测系统软、硬件设计中的关键问题,以硬件描述语言(VHDL)设计出FPGA芯片来实时接收声发射信号的特征参数,来实现对水轮机叶片进行实时动态的裂纹检测。     

结构声发射的数值模拟及实验研究

由于声发射源产生的瞬态弹性波会在传播过程中产生各种频率和模态的声发射信号,这给应用声发射技术进行无损检测带来一定困难。针对声发射信号在实际介质中传播的复杂性,为了研究弹性波的传播对波形的影响,提出了利用有限元方法模拟声发射信号在薄铝板的传播及几何形状边界反射过程,得到声发射波形的时域特征,进一步分析了声发射信号在铝板中的传播特性;搭建了与有限元模型相应的声发射断铅实验系统来采集断铅信号。试验及研究结果表明,利用声发射断铅实验系统获得的信号与有限元计算方法得到的模拟信号基本吻合,说明有限元数值计算方法可以作为分析声发射信号传播过程的一种手段;该结果为基于声发射的结构缺陷检测技术提供了数值模型,同时声发射技术用于无损检测也有了更精确的理论基础。     

基于Sagnac光纤声发射传感器研究

基于光纤Sagnac干涉效应,建立一套光纤声发射传感系统,并分析其系统构成和测量原理,建立标准声发射采集系统并进行室内实验,完成对三个声源信号:断铅信号、摩擦信号和敲击信号的采集测试。实验结果表明,与传统声发射检测系统相比,新型光纤Sagnac声发射检测系统具有整体简单,操作简易,设备体积小等优点。     

基于小波包和HHT变换的声发射信号分析方法

针对声发射管道泄漏检测过程中的噪声干扰问题,对基于小波包和经验模态分解(EMD)的声发射信号处理方法进行了研究.采用小波包分解算法和经验模态分解都可以对管道泄漏声发射信号进行分解,但分解结果却存在一定区别.EMD是近年来非平稳信号分析领域的一个突破,对管道泄漏声发射信号进行EMD分解后,选择包含声发射特征的若干固有模式函数(IMF分量)进行重构,可以提取到管道泄漏声发射信号的本质特征,消除噪声信号的干扰.相对小波包分解方法而言,对根据IMF分量重构的声发射信号进行相关分析计算,得到的管道泄漏点的位置更为精确.     

Transcranial stimulation of the motor cortex to produce motor-evoked potentials

Monitoring of the nervous system using evoked potentials is a developing tool. A new evoked potential, the motor-evoked potential (MEP), based on a traditional test, uses brain stimulation to monitor the motor system. The MEP complements the existing modalities, which are wholly sensory. The MEP can be prompted by direct stimulation of the motor cortex, but, in a more general way, by transcranial stimulation. Electric or magnetic means can be used. One electric system involves placement of an electrode on the scalp over the motor cortex, paired with a cathodal plate on the roof of the hard palate. Recording electrodes are placed over the spinal cord, peripheral nerves, and muscles. Signals are recorded with a standard, evoked-potential, signal-averaging computer. Animal studies indicate that the electric stimulus activates primarily the pyramidal system to produce a descending evoked potential in the ventral and dorsolateral spinal cord. It is more sensitive than the sensory-evoked potential to spinal cord injury produced by the weight-drop method in cats. The peripheral nerve responses, much more sensitive to injury than the cord responses, can be altered by metabolic abnormalities. To date, the MEP has been an accurate indicator of ambulation in chronic spinal cord injury in animals. Parallel clinical development in the operating room has shown that the test is valuable; and it monitors brainstem or cortex manipulation, as well as cord manipulation. Safety studies are encouraging. The MEP is developmentally and technically demanding, but it has produced high quality signals.(ABSTRACT TRUNCATED AT 250 WORDS)     

基于表情辅助的假手脑控方法

针对传统纯意念运动想象脑控范式和稳态视觉诱发脑控范式存在范式训练难度高、设备集成复杂及高成本、不易随身携带等问题,借助表情辅助脑电信号适应性广、识别率高和易于便携化系统集成的优势,提出了基于表情辅助的假手脑控方法;研究构建了一种基于表情辅助的假手便携可穿戴脑控系统,包括硬件选型设计与系统组建,及表情辅助脑电信号分类识别算法和假手控制算法的设计研究与软件模块开发等,实现提眉、皱眉、左撇嘴和右撇嘴4种辅助表情脑电信号的检测识别,对应完成假手的手指张开、手指闭合、手腕内旋和手腕外旋4个动作的控制,并进行在线实验验证。结果表明：基于表情辅助的假手脑控方法不仅优于传统的稳态视觉诱发脑控范式（去掉了系统中原所必须的稳态视觉诱发器）,而且优于纯意念运动想象脑控范式,平均在线识别与控制准确率高于85%。     

植物电位信号采集系统的开发与应用

植物电位是由生物体发出的不稳定的微弱电信号,其幅值变化有时只有10～20μV[1,2],信号采集过程中,其有效信息很容易被噪声所淹没.根据植物电位的高内阻源特性,在硬件采集系统中,设计了植物信号仪器放大器,该仪器以INA114和OP27组成屏蔽驱动一级放大电路,以TLC2654和OP27构造稳零和二级放大电路;采用UFA42组成硬件陷波电路抑制信号中的50Hz工模干扰,应用小波降噪技术对信号进行降噪处理.以4周大的黄瓜幼苗为实验对象,试验表明,该植物电位采集系统可有效地记录植物微弱的电信号,植物动作电位的波动周期为0.01～0.02s,可监测的幅值最低可达15μV.     

视觉诱发电位脑-机接口实验范式研究进展

近年兴起可实现人脑直接对外信息交流和控制、让"思想"立即变"行动"的脑-机接口(BCI)新技术已在脑科学、神经计算、人工智能与机器人等多领域显示诱人前景。实验范式设计是研究与开发BCI系统的首要关键步骤。针对常见的各类视觉诱发电位(VEP)实验范式,从首个传统反应式VEP-BCI实验范式入手介绍了其诱发平台、实验流程和整体性能研究现状与存在问题及发展瓶颈;比较分析了近些年研究开发的多种改进型VEP-BCI实验范式,并展望了可能的实验范式发展新动向,希冀为研究开发高性能BCI提供新思路。     

Dynamic structural changes of synaptic contacts in the visual system of insects

The visual system of insects provides an excellent model to study processes of transduction and transmission of photic information, synaptogenesis, synaptic plasticity, and wiring between photoreceptors and their visual interneurons in the optic lobe. This review describes synaptic contacts between photoreceptors and other neurons in the visual system of insects, especially in the fly's first optic neuropile (the lamina), and summarizes changes observed in the synapses of visual cells that have been reported both in phylogeny and ontogeny, and also examples of synaptic plasticity in adult insects that have been evoked by intrinsic and extrinsic factors. Plasticity observed in synapses of the insect's visual system seems to exemplify not only synaptic contacts in insects but, given that similar examples of plasticity have been found in other animal groups, may also be a general phenomenon in the nervous system.     

小波相关分析在脑-计算机接口系统中的研究

脑电信号本身很微弱、并伴有很强的背景噪声，但其中蕴藏着多种生理现象，有着非常重要的临床价值。针对特定思维诱发脑电信号的特点，提出一种确定其分布情况及提取其波形的方法。首先使用离散小波变换对诱发脑电信号进行多层分，解，然后使用小波奇异点理论和小波相关分布，准确地确定诱发脑电信号的分布情况，并根据分析的结果重构出诱发脑电波形。在实际的脑-计算机接口系统中，为确保系统的准确性提供了有利的保证。     

假肢手恒定力量输出的诱发肌电反馈控制研究

肌电假肢手的连续动态控制有益于提高假肢手的使用性能和用户对假肢手的交互控制能力,产生持续稳定的力量是假肢手需要完成的一种常见任务,但是疲劳、注意力分散等诸多因素都可能导致肌电信号发生变化从而影响假肢手稳定力量输出。本文提出了一种基于电刺激诱发肌电的假肢手稳定力量输出控制方法,通过电刺激尺神经诱发肌电信号对假肢手恒定力量输出进行持续控制。为验证方法可行性,招募了7名健康被试,首先测试了稳定抓握过程中注意力分散对屈肌肌电活动水平的影响,并确定电刺激强度与诱发肌电(M波)幅度的关系模型;在此基础上,测试了电刺激在注意力分散过程中是否能诱发出预期的肌电信号。结果表明注意力分散会引起肌电信号幅度下降,通过电刺激方法可以得到恒定的肌电输出;同时,通过调节刺激参数可以控制诱发肌电强度,可为肌电假肢手的稳定力量输出提供有效的控制信号。     

CAN总线及其在油田通井装备中的应用

介绍了基于现场总线CAN的油田深井智能通井装备监控系统的组成结构、基于C8051F043高速混合MCU井下测控微系统的软硬件设计。该监控系统是对传统电动通井系统的技术改造与升级,适用于因各种工艺措施造成堵塞,各种添加剂和工作液造成损害性堵塞和因温度、压力、pH值及矿化度等热力学条件的变化而形成的乳化堵、无机盐堵及井内析出高分子形成的有机物质堵塞的注水井。     

Organization of the human superior olivary complex

The distinctive morphology of the human superior olivary complex reflects its primate origins, but functional evidence suggests that it plays a role in auditory spatial mapping which is similar to olivary function in other mammalian species. It seems likely that the well-developed human medial olivary nucleus is the basis for extraction of interaural time and phase differences. The much smaller human lateral olivary nucleus probably functions in analysis of interaural differences in frequency and intensity, but the absence of a human nucleus of the trapezoid body implies some difference in the mechanisms of this function. A window on human olivary function is provided by the evoked auditory brainstem response (ABR), including its binaural interaction component (BIC). Anatomical, electrophysiological, and histopathological studies suggest that ABR waves IV and V are generated by axonal pathways at the level of the superior olivary complex. Periolivary cell groups are prominent in the human olivary complex. The cell groups located medial, lateral, and dorsal are similar to periolivary nuclei of other mammals, but the periolivary nucleus at the rostral pole of the human olivary complex is very large by mammalian standards. Within the periolivary system, immunostaining for neurotransmitter-related substances allows us to identify populations of medial and lateral olivocochlear neurons. The human olivocochlear system is unique among mammals in the relatively small size of its lateral efferent component. Some consideration is given to the idea that the integration provided by periolivary cell groups, particularly modulation of the periphery by the olivocochlear system, is an extension of the spatial mapping function of the main olivary nuclei.