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耳膜激振式人工中耳压电作动器设计与实验

机械设计与研究 2024年第2期40卷 225-229,240页

作者：寇寅欣刘后广刘稳刘兆海贺志恒杨善国中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116 徐州医科大学附属医院耳鼻咽喉科江苏徐州221000 江苏省人工听觉实验室江苏徐州221000

针对现有耳膜激振式人工中耳的作动器存在不能适应患者个体耳道尺寸差异、高频增益不足、受电磁干扰的问题,设计了一种新型悬浮式压电作动器。首先,结合人耳解剖结构,对作动器的机械结构及宏观尺寸进行了初步设计;其次,针对压电叠堆存... 详细信息

针对现有耳膜激振式人工中耳的作动器存在不能适应患者个体耳道尺寸差异、高频增益不足、受电磁干扰的问题,设计了一种新型悬浮式压电作动器。首先,结合人耳解剖结构,对作动器的机械结构及宏观尺寸进行了初步设计;其次,针对压电叠堆存在输出位移不足的问题,引入了位移放大器,并采用粒子群优化算法对其位移放大倍数进行了优化;随后,构建了压电作动器-人耳耦合力学模型,分析了金属壳体的质量和压电叠堆的层数对作动器听损补偿性能的影响,并确定了最佳的设计参数;最后,基于优化的参数制造出作动器样机,并对其听力补偿性能进行了测试。结果表明,该作动器具有工作频带宽(0.2 kHz~10 kHz)、谐波失真低(THD≤2%)、高频性能优越的优点。该作动器适用于耳膜激振的听损补偿,为听力损失的临床治疗提供了新的解决方案。

关键词：人工中耳耳膜激振压电作动器位移放大器听力补偿

压电式人工中耳设计参数对圆窗激振性能的影响

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华中科技大学学报（自然科学版） 2023年第6期51卷 91-97页

作者：刘后广刘兆海王杰杨建华中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116 首都医科大学附属北京同仁医院耳鼻咽喉头颈科学教育部重点实验室北京100730 北京市人工听觉工程技术研究中心北京100730

为了总结圆窗激振式人工中耳压电作动器设计的优化准则,分析了压电作动器关键设计参数对圆窗激振听力补偿性能的影响.首先,采用集总参数法构建了考虑作动器内部结构的压电作动器-人耳耦合力学模型;然后,通过与实验测量的正向、逆向传声... 详细信息

为了总结圆窗激振式人工中耳压电作动器设计的优化准则,分析了压电作动器关键设计参数对圆窗激振听力补偿性能的影响.首先,采用集总参数法构建了考虑作动器内部结构的压电作动器-人耳耦合力学模型;然后,通过与实验测量的正向、逆向传声下的镫骨速度进行对比,验证了所建模型的可靠性;最后,基于该耦合力学模型,系统分析了压电作动器的质量、耦合层刚度、支撑刚度及初始压力对圆窗激振等效声压级的影响.结果表明:压电叠堆质量及作动器外壳质量的增加都会恶化作动器高频补偿性能,耦合层刚度的增加会提升中高频段的补偿性能,支撑刚度的增加则会提升作动器低、中频段的等效声压,初始压力对圆窗激振性能影响相对较小.

关键词：人工中耳压电作动器圆窗激振听力损伤设计参数动力学分析

基于MEMS-FPI片上光谱芯片的多组分痕量气体检测系统

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基于MEMS-FPI片上光谱芯片的多组分痕量气体检测系统

作者：刘兆海南京信息工程大学

学位级别：硕士

多组分痕量气体检测在医疗、环保、工业和国防军事等领域具有重要价值。现今多组分气体检测方法主要分为非光学检测与光学检测,其中光谱检测技术因其灵敏度高、选择性好、使用寿命长等优点,引起人们的广泛关注。以可调谐激光吸收光谱法(... 详细信息

多组分痕量气体检测在医疗、环保、工业和国防军事等领域具有重要价值。现今多组分气体检测方法主要分为非光学检测与光学检测,其中光谱检测技术因其灵敏度高、选择性好、使用寿命长等优点,引起人们的广泛关注。以可调谐激光吸收光谱法(TDLAS)为标志的气体光谱检测技术由于激光光源带宽限制,在进行多组分气体检测时难以兼顾宽波段与高精度检测需求。因此,兼顾高集成度、高速度、高稳定性和宽波段的多组分痕量气体检测技术一直是科研界研究的热点。本文以TDLAS技术为基础,设计并搭建了一套多组分痕量气体检测系统,具体工作如下:(1)基于气体分子吸收光谱理论与Beer-Lambert定律,对TDLAS-WMS(波长调制)技术进行分析,确定各目标组分气体的吸收谱线。针对多组分气体检测系统中时分复用(TDM)方法检测耗时过长与频分复用(FDM)方法系统结构复杂的不足。引入具有可调谐滤波功能的微机电法珀干涉(MEMS-FPI)片上光谱芯片,通过MEMS-FPI光谱芯片的寻址滤波功能实现对不同波段吸收谱线信号的高速、高精度检测。(2)基于TDLAS-WMS技术对多组分气体痕量检测系统进行设计。根据气体吸收谱线,选用对应中心波段的可调谐DFB激光器组成多光谱激光光源。利用MEMSFPI片上光谱芯片探测带宽窄(5 nm)、工作波长可精准调控、滤波效率高等优势,实现与多光谱激光光源的同步探测,有效抑制了交叉气体的相互干扰。并结合WMS技术,通过单路锁相放大器对不同组分气体吸收谱线的二次谐波信号解调后进行数字采样分析。完成对甲烷、二氧化碳、丙酮等七种目标组分气体的快速痕量检测(识别速度2 s以内)。(3)通过多组分气体检测实验,对系统检测下限与稳定性进行测试。实验表明,系统对甲烷的检测下限达到了0.2 ppm,其余各目标组分气体检测下限为:二氧化碳(10 ppm)、丙酮(2 ppm)、乙烯(1 ppm)、硫化氢(1 ppm)、氨气(5 ppm)、氯化氢(4 ppm),检测下限相比于传统宽光谱直接测量方法(0.02%)降低了一千倍,同时长时间测量误差均小于±3.1%。满足双碳背景下低浓度温室气体监测、医疗领域中人体呼出气体检测等一系列痕量级多组分气体检测的应用需求。

关键词：多组分痕量气体检测 TDLAS MEMS-FPI光谱芯片近红外光谱

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燃气锅炉掺氢燃烧氮氧化物排放机理数值模拟

化工进展 2023年第11期42卷 5637-5647页

作者：赵巧男刘雪敏刘峰徐洪涛刘兆海廖晓炜上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 中国特种设备检测研究院国家市场监管重点实验室(特种设备安全与节能) 北京100029 唐山冀东石油机械责任有限公司河北唐山063200

工业燃气锅炉掺氢燃烧可减少含碳燃料的使用,但会引起NO_(x)排放的增加。本文针对现有工业用HL75-2.5/260-Q型锅炉燃气掺氢燃烧特性展开详尽研究,探究NO和N_(2)O的生成规律及减少路径,为后续掺氢燃烧低氮燃烧器开发提供依据。首先,基于... 详细信息

工业燃气锅炉掺氢燃烧可减少含碳燃料的使用,但会引起NO_(x)排放的增加。本文针对现有工业用HL75-2.5/260-Q型锅炉燃气掺氢燃烧特性展开详尽研究,探究NO和N_(2)O的生成规律及减少路径,为后续掺氢燃烧低氮燃烧器开发提供依据。首先,基于甲烷详细反应机理Gri-mesh 3.0,对0~90%掺氢比的燃气燃烧特性及污染物生成特性进行模拟研究。其次,利用Chemkin建立该锅炉内部的化学反应器网络模型,研究了最佳掺氢比下的NO和N_(2)O的生成路径、敏感性及生产速率特性。结果表明:在过量空气系数为1.2的情况下,随掺氢比增加炉膛内火焰高温区域增大,出口温度升高,出口NO由85.59mg/m^(3)逐渐增多到249.85mg/m^(3);N_(2)O呈现先减少后增加趋势,在掺氢比为0.2时N_(2)O排放最少为0.16mg/m^(3);NO主要来源于基元反应R179(N+O_(2)=NO+O)和R180(N+O_(2)=NO+O),N_(2)O主要来源于基元反应R185[N_(2)+O(+M)=N_(2)O(+M)]。

关键词：燃气锅炉氢氮氧化物敏感性分析生产速率分析数值模拟

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莫索湾垦区棉花脱叶剂喷施技术

农村科技 2022年第2期 14-16页

作者：王德云王淑玲刘兆海新疆生产建设兵团第八师一四八团农业发展服务中心新疆石河子832048

棉花化学脱叶是实现机械采棉的一项重要技术环节,可改善田间通风透光状况,促进棉铃开裂,可实现一次性机械采摘。本文根据2013年—2021年对莫索湾垦区棉花化学脱叶后的调查分析,从脱叶剂选择、使用剂量、使用时间、使用方法、施药机械等... 详细信息

棉花化学脱叶是实现机械采棉的一项重要技术环节,可改善田间通风透光状况,促进棉铃开裂,可实现一次性机械采摘。本文根据2013年—2021年对莫索湾垦区棉花化学脱叶后的调查分析,从脱叶剂选择、使用剂量、使用时间、使用方法、施药机械等方面总结适合莫索湾垦区的棉花脱叶剂喷施技术,供种植户参考。

关键词：棉花脱叶剂喷施技术

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温湿度独立控制新风处理机组工作特性研究

温湿度独立控制新风处理机组工作特性研究

作者：刘兆海西安建筑科技大学

学位级别：硕士

本文提出了一种可用于温湿度独立控制(THIC)空调系统的新型新风处理机组,并对机组的工作原理进行了详细阐述。该新风机组主要由空气处理单元、压缩机、室外侧空气换热器和节流装置组成,空气处理单元包含两个与新风直接进行换热的换热器... 详细信息

本文提出了一种可用于温湿度独立控制(THIC)空调系统的新型新风处理机组,并对机组的工作原理进行了详细阐述。该新风机组主要由空气处理单元、压缩机、室外侧空气换热器和节流装置组成,空气处理单元包含两个与新风直接进行换热的换热器,在全年运行过程中,可以满足多种新风处理要求。在冷却除湿模式下,新机组对新风进行两级冷却除湿,故能提高制冷除湿模式下制冷系统的性能系数(COP)。为了研究新机组中两级冷却除湿方式对换热器换热面积和机组性能系数的影响,建立了蒸发器稳态仿真模型,基于Matlab平台编制了蒸发器的设计计算程序和仿真计算程序,并通过与文献数据的对比验证,确定该仿真软件的精度满足实际工程需要。在低温蒸发温度为(1)°C、高温蒸发温度为(126)°C及空气处理中间干球温度为(204)°C的设计工况条件下,设计结果表明:双级冷却除湿方案制冷系数(COP)比单级系统提高8.22%3.13%,蒸发器的换热面积为单级系统的85.67%74.55%。在相同的空气处理中间温度下,随着低温蒸发温度、高温蒸发温度的升高,制冷系数(COP)均会提高,同时换热面积也会增加。在高温、低温蒸发器的蒸发温度不变的条件下,随着空气处理中间温度的升高,制冷系数(COP)和换热面积均会下降。以西安地区为例,在定风量、定空气出口含湿量条件下对新风机组空气处理单元进行仿真,结果表明:双级冷却除湿机组运行过程中的制冷系数比单机系统高22.7%4.9%,平均提高23.8%。在相同的两级蒸发温度以及空气中间温度下,可以认为系统的性能系数是室外干球温度的单值函数。

关键词：新风处理机组两级冷凝除湿蒸发器结构设计稳态仿真运行特性

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大型教学医院洗涤中心临床化管理

重庆医学 2012年第33期41卷 3559-3561页

作者：丁福雷寒刘兆海重庆医科大学附属第一医院护理部 400016 重庆医科大学 400016

医院洗衣房是医疗后勤保障系统的组成部分,也是院内感染控制工作的第一道防线。由于洗衣房管理不善而影响医院正常运转,甚至发生院内感染的事例时有发生[1]。本院为了使洗衣房管理适应医院发展,确保为临床一线提供安全、优质的布类用品,... 详细信息

医院洗衣房是医疗后勤保障系统的组成部分,也是院内感染控制工作的第一道防线。由于洗衣房管理不善而影响医院正常运转,甚至发生院内感染的事例时有发生[1]。本院为了使洗衣房管理适应医院发展,确保为临床一线提供安全、优质的布类用品,自2007年9月始,对洗衣房管理模式进行了彻底改革,摒弃了由总务处管理洗衣房的传统模式,改由护理部直接管理,并整合相关资源,成立了洗涤中心。

关键词：管理模式教学医院洗涤中心临床后勤保障系统感染控制工作洗衣房院内感染