Semiempirical and ab initio conformational analysis of 2-methylene-8,8-dimethyl-1,4,6,10-tetraoxaspiro[4.5] decane with application of GIAO-SCF methods to NMR spectrum interpretation

The GIAO-SCF method for calculating isotropic nuclear magnetic shielding values has been utilized to explain certain features in the ¹H-NMR spectrum of 2-methylene-8,8-dimethyl-1,4,6,10-tetraoxaspiro[4.5] decane. Population distributions of the low-energy conformers based on their ab initio energies were used to produce weighting factors for the individual calculated shielding values to calculate the weighted average of the shielding values for a complete set of conformers. The differences in ¹H chemical shifts between the hydrogens of the two methyl groups and between the axial and equatorial hydrogens in 2-methylene-8,8-dimethyl-1,4,6,10-tetraoxaspiro[4.5] decane were shown to be due to energy differences between the chair and boat orientations of the six-membered ring and contribution from a twist-boat conformation. Results suggest a hypothesis that intramolecular differences in chemical shift might be calculated to a greater degree of accuracy than chemical shifts calculated relative to a standard.     

基于DSP的核磁共振测井用高速数据采集系统的设计

高速数据采集电路的设计是实现核磁共振信号数字化获取的关键。本文描述了一个以数字信号处理器（DSP）系统为核心,以高速流水线式A/D转换器、可编程逻辑门阵列（FPGA）、数控振荡器（NCO）为主体的核磁共振测井用高速数据采集系统。它根据核磁共振测井数据采集频率高,但具有间歇性的特点进行了专门设计,使用两片先入先出队列芯片（FIFO）进行A/D转换数据的缓冲,提高了系统对突发性数据的采集能力。并且使用两片FIFO交替写入数据的方式,为在DSP中实现数字正交检波提供了便利。该系统理论上具有每0.05μs进行一次A/D转换的能力。目前,它稳定地进行了每0.1μs一次A/D转换的数据采集实验,满足了核磁共振测井系统的要求。     

金属环境对谐振式无线电能传输系统的影响分析

根据磁耦合谐振式无线电能传输原理,建立两线圈的磁耦合谐振式电路模型,通过金属材料相对磁导率的引入,分析了不同金属环境对无线电能传输系统的自感、互感、传输效率的影响.采用Maxwell磁场计算软件计算无金属环境及不同金属环境下收发线圈参数,再利用Maxwell和Simplorer联合仿真分析电磁屏蔽效果;利用联合仿真探究了金属环境对系统传输特性的扰动并实验验证.铁磁性屏蔽板铁、镍的存在有效约束了空间磁场分布,具有很好的电磁屏蔽作用,减少电磁干扰;同时使得无线电能传输系统的收发线圈电感增大,而金属铜、铝环境中对无线电能传输系统几乎无影响,与无金属环境结果相同.最后通过实验验证实验结果与理论分析的一致性.     

数据挖掘技术在核磁共振谱谱图库中的应用

数据挖掘是一门新兴的极具创新性的学科,在许多领域具有广泛的应用,在化学计量学领域的应用也越来越受到人们的重视。本文将数据挖掘技术应用于核磁共振谱的研究,通过相应的挖掘方法将核磁共振谱与有机化合物结构间的关系,表示为特征范围——子结构之间的关联规则,并给出相应的挖掘算法。     

电磁屏蔽技术的分析与设计

在现实生活中由于干扰普遍存在,人们为避免干扰而想尽了各种屏蔽方法,但效果并不理想。本文在分析各种干扰源性质的基础上,分别对电场屏蔽和磁场屏蔽进行了详细的介绍,以实现最佳的抗干扰效果。最后对电子仪器的屏蔽进行了设计。应用表明,屏蔽具有良好的效果。     

Experimental Concatenation of Quantum Error Correction with Decoupling

We experimentally explore the reduction of decoherence via concatenating quantum error correction (QEC) with decoupling in liquid-state NMR quantum information processing. Decoupling provides an efficient means of suppressing decoherence from noise sources with long correlation times, and then QEC can be used more profitably for the remaining noise sources. PACS: 03.67.Lx, 03.65.Bz     

Experimental Simulation of Spin Squeezing by Nuclear Magnetic Resonance

We report on the experimental simulation of spin squeezing using a liquid-state nuclear magnetic resonance (NMR) quantum information processor. This was done by identifying the energy levels within the symmetric subspace of a system of n spin-1/2 nuclei with the energy levels of the simulated spin-(n/2) system. The results obtained for our simulations of spin-1 and spin-3/2 systems are consistent with earlier theoretical studies of spin squeezing, and illustrate interesting relations between the degree of squeezing and the strength of the correlations among the underlying spin-1/2 particles.     

微型核磁共振传感器实时监测汽轮机油老化状态

汽轮机油被广泛应用于火力发电厂汽轮机的调节系统,随着使用年限的增加,其润滑性能和电气性能会随之下降。针对汽轮机油老化状态缺少简单有效的实时监测手段这一问题,提出用核磁共振技术进行检测,并设计了一种方便实时监测的微型核磁共振传感器。传感器尺寸为30 mm ×30 mm ×36 mm,重107 g,可以浸泡在汽轮机油中对其进行检测。通过对来自两个发电厂的不同使用年限的汽轮机油进行测量实验发现：汽轮机油的核磁共振参数有效横向弛豫时间T2ef与纵向弛豫时间T1随着其使用年限的增加而减小。该传感器制作成本低,尺寸微小,操作方便,使得实时监测汽轮机油的老化状态成为一种可能。     

核磁共振陀螺仪研究进展

核磁共振陀螺仪(NMRG)是基于量子原理的、目前世界上体积最小的导航级陀螺仪,具有加速度不敏感、抗干扰能力强且没有运动部件等优势,有望在与微机电陀螺仪同等体积、成本下达到光学陀螺仪的精度,受到了国内外广泛关注.介绍了核磁共振陀螺仪基于核磁共振技术的基本工作原理,然后回顾了核磁共振陀螺仪自20世纪60年代起的发展历史,重点分析了21世纪以来国内外研究机构在核磁共振陀螺领域取得的重大研究成果,并对国内外核磁共振陀螺仪的最新研究进展进行了跟踪,美国Northrop Grumman公司已经率先研制出了面向军事领域的微小型导航级核磁共振陀螺仪.最后对核磁共振陀螺仪未来发展的方向进行展望,将进一步向高精度、低成本和小体积方向发展,同时分析了核磁共振陀螺可能应用前景,将广泛应用于民用领域以及军用领域.     

基于纹理分析的磁共振图象区域分割

本文介绍了一种用于医学磁共振脑部图象中的主要解剖结构区域分割的纹理分析方法.利用纹理的二阶统计参数和局部分形维数,组成特征空间后,对象元进行两步分类:首先利用K平均方法进行二值决策分类,然后采用概率松弛方法获得象元对各类的隶属概率.     

Chopping of a weak magnetic field by a saturable magnetic shield

A method for measuring a weak magnetic field with a Hall sensor is described. This method consists of chopping the magnetic field to be measured with a magnetic shield surrounding the Hall sensor. The magnetic shield is periodically driven into saturation by means of an excitation coil. Thus, the Hall device is alternately exposed to/shielded from the d.c. or slowly varying external field to be measured. During the time intervals when the magnetic shield is saturated, the external field passes and is detected by the Hall sensor. When it is not saturated the Hall sensor is shielded from the external field. This chopping method yields a magnetic measurement unaffected by 1/ƒ noise and offset errors of the Hall sensor, therefore improving its detectivity.     

Multiple RF Coil Nuclear Magnetic Resonance Quantum Computing

Recent work has demonstrated the feasibility of using an array of quantum information processors connected via classical channels (type II quantum computer) to implement a quantum lattice-gas algorithm. This paper describes work towards constructing a new experimental set-up for a type II quantum computer. This set-up has new hardware and software specifications but does follow previously published approaches of operation encoding the initial mass density onto a twoqubit processor and using standard pulse techniques to step through the algorithm. New hardware for this system includes the ability to read both qubits at once, effectively reducing the processing time by twofold. Hardware changes also include the use of multiple coils controlled by a single spectrometer and a hardware switch. New software includes a top level control system for the spectrometer for quick experimental configuration as well as configurable modeling software to verify results. Results are presented here from a system with the final software implementations and the two channel spectrometer configuration run on a single prototype coil. Progress towards the final multi-coil implementation is described.     

一种用于随钻核磁共振测井的钻柱运动监测电路

在随钻核磁共振测井过程中,钻井过程产生的横向振动会对测井结果产生严重干扰,结合测井过程中仪器的振动位移对测井回波数据进行分析,可有效提高测井结果的准确性。设计了一种使用压电式加速度计的运动监测电路,实时监测测井仪器的横向振动。该电路设计了恒流源供电电路、加速度信号处理电路、多路模数转换电路和基于DSP+FPGA结构的时序控制与信号处理电路,并在155℃的环境下测试了关键电路的性能。振动试验结果表明：本电路在强振动环境下具有良好的采集性能,加速度测量偏差在0.3g以下,满足随钻测井仪器振动测量的要求。     

基于灰度分布匹配的多模态脑部MR图像肿瘤分割算法

针对多模态核磁共振(MR)脑肿瘤图像的分割问题,提出一种基于灰度分布匹配的分割算法。首先,学习图像灰度强度的非参数模型分布,来描述当前图像的正常区域。然后,计算肿瘤图像中各区域之间的全局相似性,从中寻找灰度分布与学习模型最匹配的子区域,同时利用平滑操作来避免存在孤立区域。最后,对FLAIR模态图像进行处理,以分离出脑水肿区域,最终获取脑肿瘤区域的准确边界。在多模态脑肿瘤图像数据库BraTS 2012上进行实验,结果表明该算法能够准确且完整的分割出肿瘤区域。     

The Real Density Matrix

We introduce a nonsymmetric real matrix which contains all the information that the usual Hermitian density matrix does, and which has exactly the same tensor product structure. The properties of this matrix are analyzed in detail in the case of multi-qubit (e.g., spin = 1/2) systems, where the transformation between the real and Hermitian density matrices is given explicitly as an operator sum, and used to convert the essential equations of the density matrix formalism into the real domain. PACS: 03.65.Ca; 03.67-a; 33.25.+k; 02.10.Xm     

旋转磁矢量场发生器研究

为了在实验室环境下对飞行器滚转角测量装置进行调试,研究了一种旋转磁矢量场模拟试验装置;采用ANSYS软件对磁屏蔽筒的屏蔽效应及亥姆霍兹线圈的磁场分布进行了数值模拟,并采用TMS320F2809-100型DSP芯片和TIDSPBIOS实时操作系统实现矢量信号的发生;结果表明:磁屏蔽筒能有效屏蔽外界磁场,产生近似的零磁空间;亥姆霍兹线圈中心区域磁感强度为变化缓慢的均匀区,可作为被测装置的工作区;测量数据与模拟器输出信号的理论值的差值小于6%,DSP的CPU运算能力裕度大于50%;用磁屏蔽筒、亥姆霍兹线圈、矢量信号发生器可以构成用于飞行器滚转角测量的模拟实验装置。     

面向原油总氢物性预测的数据扩增预处理方法

针对原油总氢物性回归预测中核磁共振光谱数据不足的问题,结合深度学习相关理论,提出一种光谱数据扩增预处理方法.根据样本输入和标签的相关系数,在原始样本中加入随机噪声以生成虚拟样本;处理样本数据结构以利于卷积神经网络特征提取,并加入数据冗余改进该结构以进一步提高数据特征提取的完整性;搭建实现原油总氢物性回归预测的卷积神经网络(Regression forecasting convolutional neural network,RF-CNN).实验结果表明,对于总氢物性的回归预测,该数据扩增预处理方法不但可以解决原始数据训练中的过拟合现象,而且相比于传统的偏最小二乘(PLS)回归方法,更具稳定性和精确性.     

基于多层GMR材料的电流传感器设计与实验研究

将磁芯和两个磁屏蔽层引入GMR电流传感器,以提高其灵敏度和精度;并在磁芯中加入偏置绕组以提供偏置磁场。建立了传感器的数学模型,用于分析闭环电流传感器的影响因素。基于分析和仿真结果,设计了样机。测试并对比分析了磁滞对传感器的影响、测量范围、频率响应以及电流传感器的相对误差。所设计的电流传感器具有灵敏度高,精度高,相对误差小(0.8%)的优点。在被测电流值为20 A情况下,被测电流的频率范围高达300 kHz。     

有机化合物中碳原子化学环境的分类

进行碳－１３ＮＭＲ波谱模拟的一种常用方法为线性回归，其数学模型则由已知结构所测得的化学位来建立。显然，每一数学模型仅可用于某种相似的化学环境。因此，为了进行化学环境的分类，本文提出权重层次位图法和分子连接性指数法两种方法以进行一些参数的计算，同时采用多元分析手段，如主成分分析和聚类分析，以进行多维空间数据点的显示，所得结果比较满意，从而可为碳－１３波谱模拟中回归方程的选择提供理论依据。     

瞬态磁共振弹性成像的仿真与算法研究

磁共振弹性成像技术可以量化人体组织弹性属性。磁共振弹性成像的弹性波激励方式有稳态和瞬态两种。由于人体组织的特殊性,弹性波在组织中传播情况复杂。文章通过建立一个磁共振弹性成像的有限元仿真平台,对瞬态磁共振弹性成像技术进行数值建模,并针对瞬态磁共振弹性成像设计了基于到达时间的弹性重构算法。通过 MATLAB编程处理仿真得到的瞬态磁共振弹性成像数据,最终导出瞬态磁共振弹性成像的结果。数值平台仿真的稳态和瞬态磁共振弹性成像对比实验表明,瞬态磁共振弹性成像对于反射和衍射具有较好的抗干扰能力,对于深处的小尺寸组织,具有较高的灵敏度和较好的精准度,而基于到达时间的算法能够实现瞬态磁共振弹性成像的弹性重构。