挡板对陶瓷干法造粒气-固两相流混合过程的影响

为探究陶瓷干法造粒气-固两相流混合过程挡板对粉体混合效果影响,构建欧拉气-固两相流模型分析空气与粉体相互作用,简化造粒区域并建立粉体混合过程三维物理模型,采用滑移网格法、多重参考系法模拟造粒室旋转运动,修正RNG离散模型分析湍流状态.根据径向及轴向粉体体积分数分布、速度场探究不同挡板对粉体混合影响,并改进挡板位置和结构以提高粉体混合程度.结果表明:当造粒室内分别含矩形壁挡板、矩形底挡板、半圆形壁挡板时,粉体轴向体积分数高于0.27的区域分别占总面积29％、40％、37％;粉体径向体积分数高于0.29的区域分别占总面积24％、15％、33％;粉体轴向平均速度分别为0.4 m/s、0.5 m/s、0.6 m/s;对不同粒径的粉体进行密度测定实验,当造粒室内含矩形壁挡板时,粉体密度基本为1.9 g/cm3,一致性较好.该结果显示矩形壁挡板造粒室内的粉体堆积程度最低,粉体混合性能最优,该模型及结果能够有助于提高对陶瓷干法造粒室气固两相流流场的理解,并对造粒室挡板设计优化提供一定理论指导.     

基于振镜扫描的生物芯片荧光信号光强校正

鉴于传统生物芯片检测装置结构较复杂,共聚焦逐点扫描速度较慢,设计了一种使用激光光源、二维高速振镜和冷却型CCD相结合的新装置,并且建立相应的检测数学模型。新装置以STM32为控制核心,采用弓字型扫描方式采集载玻片上的荧光信号。实验对同一片载玻片上的Cy5荧光染料进行五个不同位置的扫描,并由冷却型CCD曝光采集图片。经实验得到了五个相应位置的灰度图像,通过公式推导建立了检测数学模型并用其进行图像灰度校正,校正后的图像灰度误差在2%以内,可以满足光强一致性的要求。     

基于STM32的便携式家用心电检测仪的设计

设计了一种基于STM32的便携式家用心电检测仪。心电电极采集体表单导联心电信号,经预处理电路对心电信号进行放大、滤波和电平抬升后,送至STM32中进行模/数转换和数字处理,在液晶屏上实时显示心电波形、心率和分析结果。实验表明,该心电仪能有效提取心电信号的特征点,准确测得心率,分析出4种常见心率失常症状,并可测得HRV的时域参数。     

基于FPGA的嵌入式图像边缘检测系统设计

为了提高数字图像的处理速度,提出了用FPGA来设计嵌入武Sobel边缘检测系统的方法.构建了嵌入式边缘检测系统的结构框图,设计了Sobel加速器的内存访问策略和存取数据的方式,减少了存取数据时占用的内存带宽.设计采用并行处理结构和流水线技术,大大提高了图像的处理速度.设计的Sobel加速器自带控制寄存器,与嵌入式系统互动性能好,能够准确地配合处理器对其进行的操作.     

基于VOF方法的多孔陶瓷快速成型喷嘴流场数值分析

为改善多孔陶瓷坯体中泥料开裂、分层现象,利用VOF方法和层流模型,以等效的二维网格模型对多孔陶瓷快速成型喷嘴流场进行数值分析,分析泥料进口速度对速度分布、压力分布和泥料体积分数的影响。结果表明:泥料进口速度为0.001 m/s时,喷嘴内速度分布均匀,没有出现空气涡;进口速度为0.002 m/s时,喷嘴内部存在压力差,在喷嘴轴线1/5处出现约占喷嘴总面积0.5%的空气涡;进口速度为0.003 m/s时,空气涡约占喷嘴总面积6%;数值分析和实验结果基本吻合,误差在12.5%以内,在用快速成型技术制备多孔陶瓷时,泥料进口速度需控制在临界值0.002 m/s以下。     

单芯大功率LED匀光照明阵列的设计

为构造大功率LED激发Cy3/Cy5荧光染料的均匀面照明系统,选择单芯大功率LED芯片PT54TE设计了红绿双通道匀光照明阵列。首先通过分析单芯大功率LED芯片PT54TE辐射强度的分布,建立大功率LED环形照明阵列的模型;然后为提高光线利用率,在LED外侧建立柱面镜反射结构,并通过斯派罗法则求解该结构的参数;最后由Tracepro仿真验证。研究表明,分别由4颗红/绿PT54TE构成的环形阵列在目标平面(30mm×30mm)内的光照均匀度大于95.4%,光通量大于700lm,比未配置柱面镜反射结构的环形阵列的光通量至少提高了52.5%。     

HPV基因芯片检测装置的匀光照明设计

人乳头瘤病毒(HPV)基因芯片检测装置可读取与分析HPV芯片的杂交点信号值,进而区分不同的HPV病毒类型,而检测装置照明的均匀性关系到HPV芯片图像处理算法的可靠性与难度。为实现均匀照明,优化了矩形LED阵列排布并配置匀光扩散板。首先,分析单个LED灯珠的辐射强度分布,建立矩形LED阵列的理论模型;然后,在仿真软件中建立4行8列的矩形LED阵列模型;最后,搭建HPV基因芯片检测装置进行实验测试。实验结果表明,该照明系统能使70 mm×20 mm的目标被照面的灰度均匀度达到95.6%,满足了HPV基因芯片检测装置均匀照明的要求。