摘要：针对目前各大行业对钢管直径在线测量精度的需求,设计提出了一种基于亚像素的双CCD测量钢管直径的系统方法。该系统利用双CCD横向拍摄钢管,利用摄像机标定确定钢管、相机及其他相关设备的相对坐标,以及测量系统的内、外参数,对两相机采集到的图像利用差分法确定大致边缘区域,利用边缘区域亚像素边缘检测方法确定精确钢管边缘。根据得到的坐标值做外接四边形,采用最小二乘法求其内切圆的圆心坐标(即钢管的圆心坐标),最终确定钢管的直径。实验结果表明:本文直径测量方法抗振性能强、精度高,钢管直径的精度误差≤0.2%。利用亚像素方法的钢管直径测量技术,测量精度高,抗振性能强,适用于工业高速在线测量。

摘要：描述一种能够测量远处物体的位移或者挠度的远距离激光位移/挠度测量系统,并对该系统的结构、工作原理以及硬件和软件部分进行了详细的介绍,给出了实验测试结果.该系统由一个激光光源和一个线性测量系统组成.激光光束首先经过校准,然后聚焦在测量系统上来进行长距离精确测量.激光光源和测量系统之间的相对位移反映出了物体的位移或者挠度.该系统使用了一定的信号和图像处理方法来提高系统的精度和准确性,并且使用了长距离无线数字通信,提高了信号传输的稳定性、安全性,避免了长距离信号线布线的繁琐.该系统还使用单片机系统和8位数码管结合的方式进行数据计算和显示,不再依赖计算机,使测量系统具有更好的便携性.由于该测量系统具有高精度、高准确度的特点并且结构简单、成本低廉,将有良好的应用前景.

摘要：探索下肢运动想象（MI）和运动执行（ME）的神经机制以便能用于指导脑卒中患者神经康复,设计同一视频引导的下肢MI和ME比较实验,采集10名被试（6男4女）脑电数据,通过时频图、能量频域变化曲线图及ERD量化的方法对采集脑电（EEG）的节律特性进行对比分析。结果表明,在alpha和beta频段下肢MI和ME均产生ERD现象,其能量曲线变化趋势相近。下肢MI与ME的alpha特征频段重叠区为9-11 Hz,其beta特征频段重叠区为18-20 Hz。下肢MI和ME在alpha频段的平均特征频率分别是9.7、9.9 Hz,在beta频段平均特征频率分别是20.3、21 Hz。下肢MI与ME的特征频段重叠程度较大,其特征频率显著相关（p=0.0003〈0.05,r=0.95〉0.5）,ERD均值也显著相关（p=0.0002〈0.05,r=0.755〉0.5）。表明下肢MI和ME的EEG节律特性相似,可激活相似的神经网络,本文研究成果可为脑卒中患者下肢康复治疗提供相关EEG节律特性的有效评估依据。

摘要：推导了准稳态下横向抽运的脉冲染料激光放大器的简化速率方程,提出了双侧横向抽运方式的脉冲染料激光放大器的设计原则和设计方法.应用高功率脉冲染料激光放大器的物理设计结果,研制了输出功率为50 W的脉冲染料激光放大器的实验装置.采用铜蒸气激光(CVL)作为抽运光,在此染料激光放大器上进行了实验研究,获得染料激光输出功率为52 W,抽运激光功率提取效率为41%.给出了染料激光波长、注入染料激光功率以及抽运激光的时间和空间匹配特性与染料激光放大器输出激光功率和抽运激光功率提取效率的相互关系,讨论了染料溶液浓度对双侧横向抽运方式的脉冲染料激光放大器的输出光束质量的影响.

摘要：为了提高脑—机接口的分类正确率和实时性,本研究提出基于时频分析的个性化脑—机接口设计方案。通过对多导联EEG数据进行离线谱图分析,量化不同导联EEG信号在想象左右手运动时,其各个频带能量随时间的变化规律。然后将各导联EEG信号不同频带能量变化特征在左右手运动想象时的差异进行脑地形图成像。进而根据特征差异在大脑皮层的分布为不同用户的最佳电极位置选择和特征频带的确定提供直接依据。实验结果证明,该方法有效减少了特征提取的盲目性,用最少的导联,最少的特征向量,较简单的特征提取和分类算法,取得很好的分类效果,具有较高实用价值。

摘要：设计一套基于事件相关同步电位(Event related desynchron ization,ERD)和事件相关去同步电位(Event related synchronization,ERS)脑电信号反馈控制功能电刺激仪系统。当大脑想象残肢运动中,出现ERD/ERS脑电信号,经过特征提取和特征分类转换为控制命令去触发功能电刺激系统,实现对相应残肢的电刺激。实验结果成功实现了对残肢的电刺激。

摘要：为了实现对新生儿苯丙酮尿症(PKU)的早期诊断与快速筛查,提出了一种基于荧光法的苯丙氨酸快速检测方法,并根据此原理设计了新生儿苯丙酮尿症荧光筛查系统.介绍了以超亮紫外发光二极管为激发光源,两种不同材料构成的Y型光纤作为传光光路的光学检测系统.设计了平行双轨道结构,步进电机驱动的标准96孔微孔板精密扫描装置和以嵌入式PC为核心的硬件电路控制系统.临床试验表明:本系统性能稳定,操作简单,结果准确,成本低,满足临床筛查要求.

摘要：为了提高脑机接口的分类正确率,设计了一种基于三同心圆环的拉普拉斯电极,此电极能够快速测量4阶精度的头皮拉普拉斯电位(LEEG),具有极高的空间分辨率和定位性能.基于九点法表面拉普拉斯电位估算理论,推导了此三同心圆环拉普拉斯电极直接测量LEEG的原理.通过与传统EEG测量对比实验表明,此三同心圆环拉普拉斯电极在左右手运动想象的脑机接口中能够显著地提高分类正确率,并且简单易用,具有很大的实用价值.

摘要：超疏水表面上的液滴合并诱导弹跳现象在冷凝传热、除霜防冰、自清洁等领域具有广阔应用前景.先前研究表明,液滴弹跳速度遵循毛细-惯性标度定律,无量纲弹跳速度vj*≤0.23,自弹跳过程效率低下,能量转化率η≤4%.为研究微尺度表面结构对液滴弹跳的影响,突破跳跃速度限制并诱导液滴扫掠,提高液滴清除效率,设计制备了棱角β=135°和β=90°的V型槽超疏水表面.利用高速显微技术记录了两种V型槽表面上液滴聚合过程中的形态演化.实验结果表明,两种V型槽表面都突破了平壁表面的毛细-惯性标度定律,无量纲最大弹跳速度分别为vj*=0.51和vj*=0.61,跳跃方向与表面法线最大夹角分别为36°和60°.与β=135°相比,β=90°的V型槽具有更高的面内速度,有利于提高液滴扫掠效率,清除更多凝结液滴.使用格子玻耳兹曼方法数值模拟合并液滴动力学,包括合并期间液滴速度和基底驱动力的演变,以及液滴内部压力分布和瞬时速度矢量.此外,利用仿真数据计算液滴合并过程中的不同方向液体动量,以及液滴总动能、弹跳动能和振荡动能.仿真结果表明,V型槽的β=90°槽角诱导液滴在收缩过程中的两侧液体回流方向,从几乎相向改变为趋近合并液滴弹跳的同一方向.β=90°槽角抑制了水平方向的液滴振荡,降低了黏性耗散,使更多过剩表面能转化为弹跳动能.

摘要：针对可调谐半导体激光吸收光谱一次谐波信号中具有背景信号及较大的基线信号,提出一种新型的背景消除与基线校正的处理方法.分析了一次谐波背景中的激光器相关强度调制信号,电子学噪声和光学干涉条纹,采用无吸收谱线区域检测谐波方法消除背景信号.给出了激光器不同工作温度时的电流和强度之间的关系曲线,由此设计出消除背景后剩余基线的校正方法.文中给出了背景搜索方法的原理以及LabView软件流程图.设计了检测氟化氢气体的实验系统,根据谱线选取原则确定吸收谱线为1312.59 nm,设置激光器的工作温度为27.0?C,对应的背景温度为30.2?C.一次谐波信号经过背景消除和基线校正后,信号的畸变得到明显改善,基线得到校正,验证了该方法在激光器其他工作温度(26.7—27.2)是有效的,并对HF气体浓度精度的改善进行了定量分析,为一次谐波信号的后续处理提供了方便.