监护用脉搏式血氧饱和度检测模块的研制

基于单片机技术的脉搏式血氧饱和度检测模块,可实时、连续、无创对动脉血氧进行监测.该模块采用透射型血氧饱和度传感器.给出了光信号发生电路及脉搏式血氧监护模块的原理结构图.模块在硬件和软件上均增加了自然光和电噪声消除功能,可更准确地反映血氧饱和度和脉率.另外,选用内含多个12位A/D、10位D/A且运算速度很高的C ignal公司的C8051单片机作为主控制和处理器,不需外接A/D和D/A,既提高了运算速度,又降低了产品成本,简化了电路设计.经实验证明,该模块结构简单,性能稳定,具有较强的抗干扰能力,准确性高.     

红外探测血液参量技术的研究

本文报导了用于检测人体血液血氧饱和度、脉搏等参量的红外探测技术,给出的基本理论计算方法.可用于设计仪器时软件的开发,还给出了已转化为产品的光电传感器之实测性能数据.     

无创脉搏血氧饱和度监护仪参数调整的模糊控制算法

在血氧仪的工作过程中,要想准确地计算出血氧值和脉率,仪器需得到较好的信号,能有效地设定传感器发光管的发光强度、放大器的放大倍数、对信号直流分量的抵消量值等参数。详细介绍无创脉搏血氧饱和度监护仪参数调整的模糊控制算法。     

一种血氧仪的模糊控制算法及实现

为保证血氧仪测试的精确性,针对血氧仪信号抗干扰性差的问题,分析了影响血氧饱和度测量中的各种因素,构建了典型的测量电路,利用电路参数的模糊控制方法,对电路参数进行有效的控制,给出了一种从测量信号识别脉搏波形并计算出脉率的有效算法。实验表明该识别算法较常规算法具有更高的可靠性。     

基于环绕式血氧探头的睡眠呼吸暂停综合征检测装置原型设计与开发

设计制作了基于环绕式脉搏血氧探头的睡眠呼吸暂停综合征(SAS)检测装置原型,与临床上商用指夹式血氧探头进行了外周血氧饱和度(SpO2)测量的实验对比,并通过模拟呼吸暂停对SAS进行了初步检测和结果分析。数据表明,环绕式探头SpO2测量误差均在±1%以内,为SAS自动检测模型提供可靠的数据来源。此装置原型为实现SAS的自动筛查提供了一种新方法。     

无线生理参数监测方法与系统设计

利用MAX30102设计了一种无线人体生理参数的装置,该装置以STM32系列单片机为核心,通过MAX30102模采用光电容积脉搏描述法(PPG)采集食指末梢动脉的脉搏波信号,然后将源信号进行数字滤波处理和标度转换,得到血氧和心率等测量值,并且可以与手机进行蓝牙通信.通过标定对比,血氧饱和度测量范围35％～100％(正常人体动脉血的血氧饱和度为98％),分辨率为1％,精度为70％～100％±2％,小于70％无定义,在脉搏充盈度为0.4％时,能正确显示血氧饱和度,心率测量范围0～150次/min(成人正常心率为60～100次/min),误差不超过1％,体温范围0～50℃,分辨率0.1℃,误差不超过0.2％.     

无线生理参数监测方法与系统设计

利用MAX30102设计了一种无线人体生理参数的装置,该装置以STM32系列单片机为核心,通过MAX30102模采用光电容积脉搏描述法(PPG)采集食指末梢动脉的脉搏波信号,然后将源信号进行数字滤波处理和标度转换,得到血氧和心率等测量值,并且可以与手机进行蓝牙通信.通过标定对比,血氧饱和度测量范围35％～100％(正常人体动脉血的血氧饱和度为98％),分辨率为1％,精度为70％～100％±2％,小于70％无定义,在脉搏充盈度为0.4％时,能正确显示血氧饱和度,心率测量范围0～150次/min(成人正常心率为60～100次/min),误差不超过1％,体温范围0～50℃,分辨率0.1℃,误差不超过0.2％.     

无损伤血氧饱和度测量系统研究

本文介绍了脉搏血氧测定法的测量原理，以及采用指套式传感器、数字信号处理器TMS320C50芯片和A/D转换器等构成的无损伤血氧饱和度测量系统的电路及程序。     

基于LPC1114的无创血氧检测仪的设计

设计一种以ARM LPC1114单片机为核心的人体血氧饱和度检测仪.利用红外线装置对人体手指进行透射,采集透射后红外线的变化情况,并进行整形,放大,最后转化成数字量,利用扩散理论推导出的脉搏血氧饱和度计算公式得到血液中的含氧量,让使用者了解身体状况.测试表明,该样机在准确性和稳定性方面是比较理想的.     

空谱联合的核光谱角异常检测及GPU实现

针对高光谱图像空间信息利用不充分影响检测性能的问题,本文提出结合高光谱图像空间信息与光谱信息的异常目标检测算法。该算法无需假设背景模型,通过计算待检测像元与其空间邻域像元的核光谱角累加和,初步得到每个像元的异常程度。利用扩展形态学的腐蚀操作进行异常修正,有效去除噪声干扰,并降低虚警率,从而得到最终的异常检测结果。为提高算法的执行效率,本文进一步提出了基于GPU/CUDA模型下的并行优化处理方法。通过仿真实验证明,该算法在保证较高检测精度的同时,充分利用GPU的并行特性,明显缩减了检测时间。     

基于脉冲位置调制的扭振信号分析方法

针对发动机轴系的扭转振动会导致发动机、传动系统和车架的振动,激发噪声,从而影响汽车行驶的安全性和平顺性的问题,在扭振信号分析的基础上,研究如何从脉冲位置调制信号(PPM)中获取角速度的波动量,并提出一种利用插值法进行离散傅立叶变换(DFT),实现扭振信号频谱分析的方法.在台架实验中,借助于虚拟仪器技术和Matlab工具,对实测的扭振信号进行处理与分析.通过与专业扭振测试仪器的测试结果对比,证实了该方法的可行性.     

凯瑟窗改进谐波法测电力电容器介质损耗因数

针对基于快速傅里叶变换(FFT)的传统谐波分析法测电力电容器介质损耗因数(tanδ)时会由于非同步采样和非整周期截断造成频谱泄露和栏栅效应的问题,依据凯瑟(Kaiser)窗函数主瓣和旁瓣衰减比例自由选择的特性,采用基于凯瑟窗的相位校正的改进谐波算法测量电力电容器介质损耗因数.在电网基波频率变化、介损角真值发生变化以及白噪声干扰等3种条件下,仿真分析该算法和基于Hanning窗、Blackman窗的插值算法的测量误差,并通过实验进行验证.结果表明,该算法与Hanning窗和Blackman窗插值算法相比能更有效地克服基波频率波动及白噪声等对电力电容器tanδ测量的影响.基于Kaiser窗函数的改进谐波算法抑制频谱泄漏效果好,准确度高,满足电力电容器介质损耗因数tanδ在线监测的要求.     

频率标准瞬态稳定度的精密测量

为解决常用数字化计数测量信号瞬态噪声和短期稳定度精度不高的问题,采用创新的相位重合检测技术来测量频率源的瞬态稳定度．多个不同分辨率的重合检测线路的状态可以转换成为相位起伏的幅度信息．测量的分辨率取决于重合检测电路的不稳定性．实验中采用的标准信号是超高稳定度晶体振荡器,被测信号分别为高稳定度的晶体振荡器和指标明显差的恒温晶体振荡器,利用相位重合检测技术均能够正确反映出实际稳定度情况．频率源的瞬态稳定度的测量对于频率源实时短期不稳定度以及远端相位噪声的描述具有重要的作用．     

基于全相位FFT的电磁法有效相位信息提取

电磁法的相位相比于振幅,变化的幅度更大,在一定地质条件下具有更高的分辨能力。以往的研究一般采用传统加窗FFT(Fast Fourier Transformation)方法提取相位信息,该方法存在2个方面的缺点,首先是测量精度受频谱泄漏的影响比较严重,其次需要严格的“同步采样”。在实际应用中抗噪能力较差,导致无法获得有效的相位信息。为了提高抑制频谱泄漏能力,同时不受“同步采样”以及频率偏离的影响,采用全相位傅里叶变换方法进行了类脉冲、类充放电三角波、类方波以及高斯白噪声等典型干扰波形的仿真实验,结果表明:在同步采样的情况下,无论是否存在噪声干扰,传统的FFT方法与全相位傅里叶变换方法的相位测量误差均小于1%;而在非同步采样的情况下,传统FFT方法无法获得准确的相位值,而全相位FFT方法无论是否含有噪声干扰均能获得有效相位信息。因此,全相位FFT法具有传统加窗FFT法所具有的优点,能有效地抑制高斯噪声,对电磁法典型的干扰波噪声有着良好的抑制效果。     

工业场景电磁噪声测量及建模分析

工厂环境的电磁噪声会对以低功耗无线传感设备为核心的工业物联网技术产生巨大的影响.为此,应用对数周期天线与频谱仪,从时域和频域2个角度在某汽车厂的焊接车间和办公区测量电磁噪声.频域测量得到了0.3~3 GHz频段工厂中电磁噪声的频点、功率等信息,噪声频谱呈现尖峰形状,可运用截断拉普拉斯分布进行建模分析.时域测量采集了315、779、916 MHz几个频点的噪声数据,提取了噪声的幅度概率分布、脉冲持续时间分布、脉冲间隔时间分布3个参数.测量结果表明,天线水平、垂直极化方式测得噪声信号相近;办公区受噪声影响比焊接车间内部小.     

Pulse Signal Recovery Method Based on Sparse Representation

Pulse signal recovery is to extract useful amplitude and time information from the pulse signal contaminated by noise.It is a great challenge to precisely recover the pulse signal in loud background noise.The conventional approaches,which are mostly based on the distribution of the pulse energy spectrum,do not well determine the locations and shapes of the pulses.In this paper,we propose a time domain method to reconstruct pulse signals.In the proposed approach,a sparse representation model is established to deal with the issue of the pulse signal recovery under noise conditions.The corresponding problem based on the sparse optimization model is solved by a matching pursuit algorithm.Simulations and experiments validate the effectiveness of the proposed approach on pulse signal recovery.     

基于脉冲反射法电缆故障定位脉冲源的设计

在电力生产和运行过程中,电线或电缆的精确测长及参数突变点定位,对于电力施工、电缆故障检测、高阻接地故障诊断以及电缆的生产管理等都有着重要的意义.然而,对于用脉冲反射法进行电缆故障定位,脉冲源的质量决定了脉冲反射法电缆故障定位的准确程度.本文提出了一种用于电缆故障准确定位的脉冲源设计方法,并给出了具体的电路设计,该电路能够产生脉冲宽度可调,脉冲电压幅值可调的纳秒级低压脉冲,并对该脉冲源进行了测试并用于电缆故障准确定位.实测结果表明,设计的脉冲源能够产生脉冲宽度50~100 ns,幅值5~15 V可调的窄脉冲,对测试结果分析之后能够将测量盲区控制在5 m以内,满足电缆故障准确定位设计要求,为低压纳秒级脉冲源的生成提供了一个新思路,并为相关技术领域提供了一个新方法.     

基于峭度和时域能量的局放脉冲提取算法

提出了一种针对电力电缆局部放电脉冲的提取方法,首先根据信号峭度的变化定位局部放电脉冲峰值所在位置,然后根据信号能量的变化采用滑动能量搜索的方法以局部放电脉冲峰值为中心向两边计算搜索局放脉冲的边沿,从背景噪声中准确提取局放脉冲信号。该方法可以将局部放电检测信号中纯噪声信号部分与包含局部放电脉冲信号的部分区分开来,且不受局部放电脉冲个数和脉冲所在位置的限制,并具有步骤简洁、计算量小的特点。通过与小波阈值去噪、经验模态分解（EMD）两种主流电力电缆局部放电脉冲提取方法的仿真实验对比和实际实验对比,验证了该方法的有效性与准确性。     

基于LMS算法消除瞬变压力检测系统中的噪声

瞬变压力检测系统有较宽的通频带,使得先验知识未知的噪声容易混入系统,所以消除噪声对于准确及时地检测工程设备中的压力突变极为重要.介绍了LMS算法和自适应消除噪声的原理,基于LMS算法设计出了用于瞬变压力检测系统噪声的自适应滤波器.仿真结果表明,所设计的方法可以在缺少噪声先验知识的情况下有效地消除噪声干扰.