高强度聚焦超声肿瘤治疗仪控制系统设计及功能测试

用高强度聚焦超声(HIFU)治疗肿瘤近年来受到越来越多的关注。目前已有的HIFU肿瘤治疗仪采用的是湿式设计，将病灶部位浸入水槽内，探头由下至上进行治疗。这样不仅不方便且对一些特殊部位——如颈部无法进行治疗。文章介绍的HIFU肿瘤治疗仪成功采用干式设计，将探头放入一水囊内，由上至下经水囊耦合对病灶区进行治疗，增加了对控制系统的控制精度、速度与可靠性的要求。文章首次设计了一块DSP电路板作为可独立运行的HIFU前端控制器，在该板上集成了控制步进电机、脉冲编码器、超声功率放大器及实时控制策略运算等HIFU肿瘤治疗所有控制功能。DSP板可通过：RS232接口与后端PC主机通讯，并经过光电隔离、电平转换后与步进电机等外围器件连接。该仪器已通过了功能测定，并已进行了离体试验，测定与试验结果令人满意。     

一种基于PCI8602的压力传感器检测系统设计

本文提出了一种压力传感器自动化检测系统,由工业用计算机、PCI8602数据采集卡、压力变送器、待检传感器组等部分构成,检测过程中利用数据采集卡驱动充气、放气电磁阀实现检测气道压力的自动控制,利用数据采集卡完成待检传感器组中所有传感器检测压力和压力变送器标准压力的读取,引入批次检测结果和标准压力间的欧式距离作为批次质量的评判标准,在对每个传感器检测的基础上完成进行批次传感器质量分析控制。     

基于新型传感器阵列的声全息测试分析方法研究

针对声全息技术在实际工程应用中的扫描相位误差和有限测量孔径的问题,通过改进测试阵列和算法优化两种途径对其进行分析和解决.使用基于数字麦克风的面阵进行快照法测量,代替了传统的扫描测量,规避了扫描引入的相位误差;从理论上分析了有限孔径下近场声全息重构误差产生机理,并提出了"有限孔径空间扩展+波数域迭代滤波"的声全息算法,选用简谐激励作用下四周为无限大障板的简支钢板为对象,与传统声全息算法结果对比,验证了算法的有效性,并分析了全息面数据空间补零长度和迭代循环次数对声场重构的影响;使用转子台作为被测设备,模拟已知故障,通过单参考源下传感器阵列扫描测量结果验证了算法可以准确地定位模拟故障的空间位置.     

基于支持向量机改进算法的船舶类型识别研究

利用船舶目标辐射噪声DEMON谱特征,采用改进的支持向量机算法,实现了对船舶目标的分类识别研究。针对支持向量机算法对噪声比较敏感和最优分类面求解时约束较多不利于支持向量机最优分类面寻优的问题,在保持支持向量稀疏性和应用径向基核函数的条件下,对支持向量机算法在松弛变量和决策函数两方面进行了改进,提出了基于径向基核函数的齐次决策二阶损失函数支持向量机改进算法,并应用于利用船舶目标辐射噪声DEMON谱进行船舶目标类型分类识别实验。理论分析、数据仿真与实验结果表明,该改进算法实现了在二次规划中的较少约束条件下最优分类面求解,具有模型参数寻优空间广阔、总体分类性能优的特点,其分类性能优于原支持向量机算法,是一种适合于船舶辐射噪声DENOM分类识别的有效的支持向量机改进算法。     

用Terfenol-D驱动的凹筒型换能器

文章介绍了自行研制的用稀土超磁致伸缩材料作为激励器的凹筒型换能器。这是一种新型弯张式发射换能器,具有频率低、功率大、尺寸小等可贵特性。采用Terfenol-D棒径向开槽结构可有效降低材料中的涡流损耗;采用钐钴稀土磁钢提供永久型偏置磁场,从而避免了常用的直流偏磁结构中因激励线圈过热损害而带来的不可靠因素;采用特殊工艺措施保证6根应力螺杆上施加足够且均匀的应力。研制的换能器最大外型尺寸为Φ130mm×250mm,谐振频率为990Hz,发射电流响应级为170dB(0dB=1μPa·m/A),声源级为190dB(0dB=1μPa at 1m)。在1kHz附近谐振点的等效电阻为13.6Ω。     

声纳换能器的新进展

换能器对整个声纳系统的性能有很大影响。随着科学技术的迅速发展，水声换能器在分析方法、设计理论、材料和制作技术上都有了很大的发展，从而使换能器性能有了很大提高。超磁致伸缩稀土换能器、高性能电致伸缩陶瓷换能器、压电复合材料换能器、矢量水听器、低频大面积PVDF水听器、光纤水听器等是当前换能器研究的热点。文章回顾了20世纪80年代以来，以上几种换能器的最新进展情况。     

250KHz多普勒计程仪二维相控基阵设计

将平面基阵的振动基元通过特定的布阵技术分别在二维方向上各构成四个子基阵,并利用两组带中心抽头的变压器移相电路消去各子基阵指向性图中的主瓣和第二栅瓣,形成由第一栅瓣构成的二维±23.58°方位上波束宽度为3°的两对定向发射笔形波束.该声基阵设计新颖、结构紧凑、性能优良、工作可靠.基阵外壳直径仅158mm,特别适合浅海或内河航船上计程仪导航设备应用.     

数字式主动声纳发射机的研究与设计

针对常规主动声纳发射机的缺点,设计了全数字式声纳发射机。信号发生器、波束形成、PWM产生、死区设置等模块集中在FPGA中,改进了D类功率放大器的控制方式,减小了发射机的复杂度,提高了设备可靠性。FPGA利用数字延时线实现发射波束形成,延时后的采样信号通过数字比较器生成PWM信号。设计死区时间控制电路,实现了死区时间的在线精确调整。实验室测试及湖上试验表明,全数字式主动声纳发射机设计方案可行有效。     

带智能接口的数字清纱器的设计应用

随着新型半自动络筒机的出现，对电子清纱器的设计提出了新的要求。文章在分析了新型半自动络筒机的功能需求之后，给出了带智能接口的数字电子清纱器的实现思路和解决方案。     

一种图像声呐数据采集与处理系统

介绍基于TMS320C30和PC/104工控机的一种图像声呐数据采集与处理系统。重点讨论硬件构成、采集与处理过程和Windows操作环境下的图像显示技术。系统具有结构紧凑、操作灵活、功能丰富和可扩展性强等特点。