钢结构桥梁焊缝缺陷超声相控阵监测系统的研究

研制了针对钢结构桥梁焊缝缺陷扩展的超声相控阵监测系统。系统选用线阵密排式相控阵探头，通过计算优化了探头参数。设计了发射和接收电路，通过计算机控制实现探头各晶片阵元的延迟发射与接收。采用RS485和RS232总线实现检测数据的长距离传送。实验模拟和现场测试证明，该系统稳定可靠，有很高的实用价值。但该系统无法对长缺陷进行全面监测，可在此基础上进行二次开发。     

Using static suffix array in dynamic application: Case of text compression by longest first substitution

Over the last decade, enhanced suffix arrays (ESA) have replaced suffix trees in many applications. Algorithms based on ESAs require less space, while allowing the same time efficiency as those based on suffix trees. However, this is only true when a suffix structure is used as a static index. Suffix trees can be updated faster than suffix arrays, which is a clear advantage in applications that require dynamic indexing. We show that for some dynamic applications a suffix array and the derived LCP-interval tree can be used in such a way that the actual index updates are not necessary. We demonstrate this in the case of grammar text compression with longest first substitution and provide the source code. The proposed algorithm has O(N²)$O(N^2)$ worst case time complexity but runs in O(N)$O(N)$ time in practice.     

微震定位系统中拾震器布阵研究

对微震监测中拾震器阵列进行科学有效的布置是保证微震定位系统能有效运行的一个关键条件,设计了4种拾震器阵列布设方案,使煤矿中微震定位监测系统运行得更加科学有效.首先建立复杂地质模型,利用微变网格射线追踪正演模拟出微震源起震到拾震器阵列接收信号的过程,然后在施加随机扰动的情况下,利用粒子群-神经网络算法(PSO-BP)反演推算出震源位置,最后通过震源位置的误差来分析各个布阵方案的特点,同时分析了阵列中拾震器数量的合理值.研究结果表明,在微震监测系统中拾震器利用率最高的情况下,可以给出准确、合理、有效的拾震器布阵方案.     

基于空心微针阵列的连续监测葡萄糖传感器

研制了一种基于空心微针阵列并可微痛刺入皮下实时连续监测人体血糖浓度的葡萄糖传感器.微针阵列由等间距的三根微针组成,分别作为工作电极、辅助电极和参比电极,其中工作电极与辅助电极采用表面溅射了Ti/Pt的空心不锈钢微针来制作,采用戊二醛-牛血清白蛋白交联法将葡萄糖氧化酶固定并仅置于作为工作电极的针尖通孔处;参比电极采用Ag/AgCl实心微针制作.测试结果表明:葡萄糖浓度在0～21 mmol·L-1范围内传感器输出电流为线性,灵敏度为0.575 μA/(mmol·L-1),响应时间为16s,且具有很好的抗干扰性.     

独立光伏系统中超级电容充电控制策略研究

针对应用在独立光伏系统中的超级电容模组,提出采用Buck变换器对其进行充电,在充电过程中,进行过压保护,未达到额定电压时采用扰动观察法对光伏阵列进行最大功率点跟踪（MPPT）控制,仿真结果表明了充电过程中能跟踪光伏阵列的最大功率点,且具有过压保护功能。     

基于阵列扩展的宽带DOA估计算法

导向矢量的频率不一致性不利于宽带信号的DOA估计。为此,首先提出宽带直接空间谱估计算法,但是其限制条件过于苛刻;然后利用宽带信号的时延性质对阵列进行扩展,提出一种新的宽带DOA估计算法,新算法不需要DOA预估计;最后分析了梳妆谱和连续谱两种情形下如何使用新算法的问题。仿真实验结果表明,在信噪比较高的条件下,与传统算法相比,新算法的估计成功率更高,估计误差更小。     

基于最速下降法的恒定束宽阵设计

水听器是一种用于将水声信号转换为电信号的水下声电传感器.为了实现对水下目标的定位识别,需要用多只水听器构成传感器基阵.文中给出了一种实现恒定束宽传感器基阵的设计方法.它从求解无约束最优化问题出发,根据描述基阵实际空间响应和预成空间响应之间差异的数学表达式构造了相应的目标函数,然后依据此目标函数的特性,利用最速下降法获得实现恒定束宽阵所需频域加权矢量.针对均匀线阵和圆弧阵进行的计算机仿真结果表明,该方法不但具有很高的计算精度,而且适用于不同的阵型.     

心肌细胞电位传感器在海洋生物毒素检测中的研究

目前海洋毒素对人类健康的威胁越加严重,尤其是麻痹性毒素。提出了一种基于细胞电位传感器检测贝类的生物毒性的新方法,采用心肌细胞与微电子加工技术的微阵列芯片（MEA）相结合,构建了新型的心肌细胞电位传感器。通过心肌细胞与MEA芯片的紧密耦合,实现了实时监测心肌细胞电位的变化,输出稳定和一致性好的胞外场电位信号。通过检测海洋中危害较大的石房蛤麻痹性毒素（STX）,分析细胞的信号特征参数,实验结果表明,STX毒素对心肌细胞的电生理活动有明显的抑制作用,对脉冲幅值和脉冲频率有明显的浓度依赖性抑制作用。常规标准的生物毒性检测方法小鼠生物法的检出限为40 g/100 g,而心肌细胞电位传感器可检测的下限为1.004 ng/mL,检测范围为25 nmol/L~1600 nmol/L,通过对比表明该方法具有较好的检出限且检测方法相对简单,易于规范化和标准化。通过进一步的完善,该方法在海洋毒素的快速检测应用方面具有良好的发展前景。     

一种阵列式探空温度传感器设计

为降低传统探空温度传感器的横梁尾流热污染误差,设计了一种基于热电偶阵列的探空温度传感器。该传感器由铂电阻,四个热电偶组成的阵列,高精度测量电路等部分组成。采用计算流体动力学（CFD）软件FLUENT对探空温度传感器进行数值分析仿真计算。搭建了一套高空环境模拟实验装置。实验结果表明,使用阵列式热电偶作为探空温度传感器,可将横梁热辐射误差降低至横梁升温量的0.43%~8.72%,实验测量结果与仿真结果相差-3.02%~5.44%,吻合度较高。阵列式低辐射误差探空温度传感器和传统探空温度传感器相比,降低了横梁尾流在上升过程中对传感器探头的影响,具有较低的辐射误差。     

采用面积采样的反走样字符旋转算法

目的 针对现有字符反走样算法中灰度分配不准确导致的字符抖动、实时性较差等问题,提出一种高效的反走样算法.方法 首先,算法基于面积采样原理,根据周围邻域的像素点来分配灰度,使像素点的坐标定位更加准确,从而解决了字符动态显示时抖动的问题;其次,通过反向坐标变换消除了字符旋转后出现的空洞现象;最后,算法充分利用了FPGA的并行计算能力,在时间和空间上都做到了优化.结果 实验结果表明,本文算法很好地解决了字符抖动问题,并且新算法的仿真速度约为传统算法的6倍以上,比五株排列算法提高了30%.结论 相比其他算法,新算法的优势体现在两个方面,一是字符的灰度过渡平滑,反走样效果更好;二是速度快,实时性高,新算法适用于工程中各种场合下点阵字符的显示,尤其是实时性要求高的环境.