二次谐波成像及其在生物医学中的应用

二次谐波成像是近年发展起来的一种三维光学成像技术，具有非线性光学成像所特有的高空间分辨率和高成像深度，可避免双光子荧光成像中的荧光漂白效应，是一种理想的非侵入生物活体成像方法．生物组织的病变往往会引起微观结构的变化，而二次谐波信号对组织的结构对称性变化高度敏感。因此二次谐波成像对于某些疾病的早期诊断或术后治疗监测，具有很好的生物医学应用前景．介绍二次谐波成像的发展现状，生物组织中二次谐波信号的产生机理，二次谐波成像的实现手段及其在生物医学领域的应用．     

超声波色差对二次谐波成像影响的研究

为了分析超声波中色差对二次谐波成像的影响,通过理论分析和仿真实验研究组织谐波成像中的色差问题.仿真结果显示,在有色差存在的情况下,二次谐波的能量产生主要集中在近场附近,谐波声束剖面与色差的基波相似,尽管二次谐波是在较深的深度产生的,它仍然会经历较大的色差,背散射声束在经过体壁传输时会使脉冲产生更严重的色差,并且随着频率的增加,非线性部分平滑振幅波动的能力减弱,从而使得色差幅度更严重.     

非均匀组织医学超声非线性传播仿真

为了实现仿真医学超声波在非均匀组织中的传播过程,建立超声非线性传播计算模型.由软组织中一阶非线性波动方程推导得出"声压-质点振动速度"耦合超声非线性波动方程以降低求解复杂度.采用k空间方法对非线性波动方程组求解,在保证数值计算精度的同时降低计算的内存占用量和计算时间.通过与一维问题的解析解和二维问题的时域有限差分(FDTD)求解结果对比,验证所述模型的精度.在空间采样率为声波波长的1/9、Courant-Friedrichs-Lewy(CFL)数为0.3的情况下,所述模型的平方误差为0.012 5%,而时域有限差分方法(FDTD)的平方误差为42.5%.利用体腹壁组织数字模型,进行医学超声谐波成像仿真,验证谐波成像较基波成像能够提高深部组织区域的图像质量.     

低压配电网三次谐波电流的检测与分析

随着低压配电网非线性负荷的增加,各相线非线性负荷产生的三次谐波电流在中线中叠加,使得中性线中电流大幅提升,从而影响了整个供电系统的电能质量和安全。通过对石家庄某居民小区进行实际检测,分析三次谐波电流对电网电能质量的影响,并对串联型三次谐波滤波器对已击穿设备的影响进行分析。得出三次谐波电流主要影响电流畸变和低压配电网的畸变功率。     

配电系统的谐波问题与对策

配电系统中大量的非线性负荷是产生谐波的主要原因.结合配电系统实际,分析了谐波的危害,针对不同类型的谐波源,给出了一些常用的谐波治理措施.其中包括减少非线性负荷产生的谐波量和设置交流滤波器等,并简要地说明了各种措施在使用中应该注意的问题.     

考虑谐波互作用的行波管自洽非线性理论和主要结果

在瞬时带宽为倍频程以上时，非线性注波互作用将导致谐波的产生以及谐波与基波的相互耦合等现象的出现，从而对管子特性有极为重要的影响。文中旨在推广行波管非线性理论，以便能考虑这些现象。利用文中所导出的大信号方程组对某实用宽带行波管的基波和谐波特性进行了数值分析，计算结果与实测结果十分吻合。     

医学超声编码激励技术研究进展

超声编码激励通过发射具有编码形式的超声信号,可以有效提高医学超声成像系统的信噪比、帧频和探查深度等性能指标.为了给医学超声成像系统的研究与设计提供参考,对目前编码激励的研究成果进行了总结.在介绍编码激励基本原理和发射编码序列基本特性的基础上,介绍了编码激励在信噪比增益、激励码型和组织非线性效应方面的理论研究进展,之后针对编码激励技术在传统B型成像、弹性成像、高频超声成像、高帧频成像、合成孔径成像、血流成像、谐波成像及消除超声图像杂斑等多个技术方面的应用情况进行了评述,最后对编码激励技术的发展前景进行了展望.     

超声横波反射三维成像技术及在水工混凝土缺陷诊断中的应用

水利工程在长期运行的过程中,其混凝土构件会出现磨蚀、裂缝等损伤,如不及时进行处理,将会严重影响水利工程的安全运行。本文以混凝土内部缺陷所导致的波阻抗差异为基础,采用超声横波反射三维成像法探测。该方法具有横波探测、阵列式耦合、相控阵成像、合成孔径聚焦等特点,在多发多收的配置下,可实现对地下目标高信噪比、强分辨力、强穿透力、高工作效率的探测。通过将超声横波反射三维成像法应用于水工混凝土地面和蜗壳内部侧墙的混凝土裂缝精细化检测,为后续维护、维修提供有效的数据服务和决策支持。实践证明,超声横波反射三维成像技术在裂缝、脱空等水工混凝土缺陷诊断中具有良好的应用效果,值得在同类案例中进行应用和推广。     

P91钢高温热损伤的非线性超声检测

基于非线性超声理论,对经过不同温度热处理的P91钢试样进行了非线性超声检测试验.分析了相同激励条件下基波和二次谐波信号的频谱特性,计算出了不同温度P91钢试样的非线性系数.结果显示,随着热处理温度的升高,非线性系数逐渐增大.逐级加大激励电压,基波幅度的平方和二次谐波幅度显示了良好的线性关系,同时也表明实验测得的超声非线性系数仅与试样本身的性质有关.试验结果证明,通过对非线性系数的测量,可以对材料早期的高温损伤进行无损评价.     

基于DSP有源电力滤波器的实验研究

在深入分析了基于瞬时无功功率理论基础上,提出了高次谐波和无功电流检测的方法,其在实践中进行了全数字化的有源电力滤波器的方案,说明此系统能够有效的消除由非线性负载产生的谐波以及具有无功补偿的功能。     

一种基于非线性超声谐波幅值比的微裂缝探测方法

超声波穿过受损材料后，都会产生一定程度的非线性效应，如谐波．利用非线性波动理论中二阶谐波幅值与基波幅值的关系，探讨了通过测试谐波比关系的变化，获得材料非线性特征改变，进而判断材料损伤的方法，并进行了试验研究．试验中制作了两组水泥砂浆试棒，采用了相同活性碱骨料砂、相同水灰比，其中一组中通过碱骨料反应引入不同程度的微裂缝；另一组保持无损状态．两组水泥砂浆试验的对比试验结果表明，材料经碱骨料损伤后，其超声非线性特征变化十分明显．证明本方法对混凝土材料微裂缝的探测非常敏感，对于水泥基材料而言，是一种极具潜力的材料退化评估方法．     

一种基于非线性超声谐波幅值比的微裂缝探测方法

超声波穿过受损材料后,都会产生一定程度的非线性效应,如谐波.利用非线性波动理论中二阶谐波幅值与基波幅值的关系,探讨了通过测试谐波比关系的变化,获得材料非线性特征改变,进而判断材料损伤的方法,并进行了试验研究.试验中制作了两组水泥砂浆试棒,采用了相同活性碱骨料砂、相同水灰比,其中一组中通过碱骨料反应引入不同程度的微裂缝;另一组保持无损状态.两组水泥砂浆试验的对比试验结果表明,材料经碱骨料损伤后,其超声非线性特征变化十分明显.证明本方法对混凝土材料微裂缝的探测非常敏感,对于水泥基材料而言,是一种极具潜力的材料退化评估方法.     

并网逆变器功率和合成谐波阻抗联合控制策略

为了抑制电网中因非线性负载和电力电子器件的大量使用而产生的谐波,给出了并网逆变器的给定功率和合成谐波阻抗联合控制策略.该策略能够根据给定的有功功率和无功功率控制系统,并且在电流环电压环上加入了谐波阻抗环.Matlab/Simulink结果显示,该控制策略能够在实现并网逆变器并网的同时起到有效抑制电网谐波的作用.仿真结果表明,此方法能够抑制电流谐波,也使得电网电压谐波得到有效抑制,并避免了电网线路上的谐振.     

实时求解特定消谐方程组的新算法

基于特定消谐脉宽调制技术，建立了消除特定谐波的非线性超越方程组，重点研究了实时求解非线性超越方程组的新算法，该算法在DSP控制器上运行和仿真，实现了消除特定谐波的非线性超越方程组的实时在线求解，文中给出了仿真和实验结果。     

浅析电弧炉炼钢中的谐波及其抑制

综合治理谐波并同时考虑电网的无功功率补偿问题,是电力企业当前面临的一大课题。但是要消除谐波污染,除了电力系统中大力研究高效的滤波措施外,还必须在设计、制造和使用非线性负载(如电弧炉)时,采取有力的措施抑制谐波,减小谐波侵入电网,从而真正减少由于谐波污染带来的巨大经济损失。文章针对电弧炉炼钢中谐波的产生及其危害,归纳总结了目前电力系统中进行谐波检测及其抑制的常用方法,提出了双向检测双重滤波的思想,这对改善电能质量有一定的促进作用。     

基于快速傅立叶变换的电力谐波分析与程序实现

采用FFT（快速傅立叶变换）算法在电网中进行应用,方法简单、可靠、精度较高,可以对谐波进行准确分析.利用FFT算法编写谐波分析程序对三相电进行数据采样,采样频率为3 200 Hz,将采样到的数据进行FFT变换.利用FFT的结果求出对应点的幅值,计算基波的频率、幅度,及其有效值;对其他频率的幅值可通过阈值进行判断,超过阈值可认为是谐波信号,并提取其幅值、频率;最后利用提取出来基波和谐波的信息计算谐波次数和谐波的有效值、谐波畸变率等参数.     

谐波水印信号的模式

在探索数字水印算法多样性的基础上,提出了一种新的数字水印算法。该算法以几个谐波迭加构成嵌入图像中的水印信号,检验时对提取出来的水印信号估计其中的谐波频率,以此来验证与原始水印的相似性。由于采用的谐波估计算法能抵抗复杂加性噪声,使得该水印算法具有较为理想的鲁棒性,仿真实验验证了这一点。实验结果表明:本文的算法可以抵抗剪切、jpeg压缩以及高斯噪声的污染,说明了谐波恢复数字水印技术中的成功应用。     

静态气体靶室中氖的高次谐波辐射

利用0．5TW的商用飞秒激光器,研究了超短脉冲强激光场中高次谐波辐射,报道了120fs／795nm的Ti：sapphire飞秒激光在静态气体靶室中利用稀有气体氖作为非线性介质的5—17次高次谐波辐射,实验中重点观察了单脉冲能量为38．5mJ线偏振激光驱动下谐波辐射谱随气压变化情况．     

单相有源滤波器的设计与实验

为了消除由电力电子装置产生的谐波,提出了一种基于有功能量平衡控制的单相有源滤波器的设计方法．该方法不需要应用传统的检测方法,只需对电源电流和滤波器直流侧电压进行采样控制即可实现谐波补偿．对方案的双闭环控制系统进行了校正分析,应用Saber仿真软件对该方案进行了验证,并设计了实验样机．仿真与实验结果表明该方法可将谐波畸变率控制在10％以内．