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一种声悬浮换能器的辐射头结构参数优化分析

应用声学 2024年

作者：常钦王晓振吴鹏飞林伟军中国科学院声学研究所中国科学院大学

声操控技术可以对高温熔融物进行非接触式的悬浮与检测。通常要求悬浮节点尽量远离换能器，以便留出空间安装各类检测设备。该文针对上述需求，为了解决对换能器距离增加且调节范围受限导致悬浮能力下降的问题，提出了一种仅通过改良变... 详细信息

声操控技术可以对高温熔融物进行非接触式的悬浮与检测。通常要求悬浮节点尽量远离换能器，以便留出空间安装各类检测设备。该文针对上述需求，为了解决对换能器距离增加且调节范围受限导致悬浮能力下降的问题，提出了一种仅通过改良变幅杆几何外形即可提高换能器远距离悬浮性能的优化策略。该文利用有限元方法对不同参数组合的变幅杆进行振动模态仿真，得到了组合中最优的变幅杆几何设计，并通过对数值结果的进一步地分析，解释了参数影响变幅杆优化的机理。

关键词：声操控稳定性变幅杆有限元

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声悬浮高温小球轴向稳定性研究

声学学报 2024年第1期49卷 129-136页

作者：王晓振常钦吴鹏飞徐德龙王祥达张丽林伟军中国科学院声学研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 中国核电工程有限公司北京100840 乳源瑶族自治县东阳光实业发展有限公司韶关512721

针对驻波声悬浮高温小球的轴向稳定性,建立了声−热−流−重力场耦合的物理模型,采用有限元方法计算了高温小球周围空间的不均匀温度场和声场,分析了驻波声场中直径2 mm的氮化硅小球在300~2000 K温度区间的轴向悬浮稳定性,并通过常温下声... 详细信息

针对驻波声悬浮高温小球的轴向稳定性,建立了声−热−流−重力场耦合的物理模型,采用有限元方法计算了高温小球周围空间的不均匀温度场和声场,分析了驻波声场中直径2 mm的氮化硅小球在300~2000 K温度区间的轴向悬浮稳定性,并通过常温下声悬浮实验验证了仿真模型的准确性。结果表明在初始悬浮间距满足谐振并保持不变的条件下,随着悬浮小球的温度升高,小球的平衡位置降低,并且存在能保持稳定悬浮状态的温度最大值。在小球升温的过程中,通过反馈调节发射端−反射端间距和发射端激励电压,可以在一定程度上保持高温小球的轴向悬浮稳定性。

关键词：声悬浮高温小球非均匀温度场轴向稳定性

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基于环形阵列的医学超声成像系统设计

仪器仪表学报 2024年第6期45卷 198-207页

作者：莫笑海苏畅孔超蒋乐康林伟军中国科学院声学研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

针对传统手持式医学超声扫描成像视野狭窄、非标准化等问题,设计并实现了一套基于环形阵列的超声成像系统,包括512阵元超声环形阵列、256/1024通道超声采集电路、基于PCIe总线的数据传输模块以及相应的采集控制和快速成像软件。多通道... 详细信息

针对传统手持式医学超声扫描成像视野狭窄、非标准化等问题,设计并实现了一套基于环形阵列的超声成像系统,包括512阵元超声环形阵列、256/1024通道超声采集电路、基于PCIe总线的数据传输模块以及相应的采集控制和快速成像软件。多通道采集电路由8个32/128超声收发控制模块组成,可控制512个环阵阵元在12 s内完成全矩阵数据采集和高速传输,实测数据传输效率达1.2 Gb/s。系统具备0.16~15 MHz的频带宽度,以及12.5~100 MHz 4档可调的A/D采样率,有利于适配更广泛的临床和实验需要。采集控制软件可设置多模式超声数据采集,实现快速成像监测和全矩阵数据存储,用于后续的图像精细重建。仿组织体模和活体成像实验表明,系统成像范围大于10 cm×10 cm,能够分辨1 mm的异常,可准确重建生物组织中脂肪、肌肉、骨组织等界面,验证了该系统可以实现大视野的标准化医学超声影像。

关键词：医学超声超声成像系统环阵换能器数据采集系统

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EMS在海上油气田电网的升级应用

今日制造与升级 2024年第3期 125-127,175页

作者：林伟军胡盼吴杰中海石油(中国)有限公司湛江分公司广东湛江524057

与陆地电网不同,海上油气田电网总装机容量小、可调控负载裕量有限,因此对稳定性要求特别高。当电网出现类似发电机跳机、电网解列、线路过载或故障、变压器过载等影响电网稳定的因素时,需要一种稳定的控制策略,来调控电网的发电机出力... 详细信息

与陆地电网不同,海上油气田电网总装机容量小、可调控负载裕量有限,因此对稳定性要求特别高。当电网出现类似发电机跳机、电网解列、线路过载或故障、变压器过载等影响电网稳定的因素时,需要一种稳定的控制策略,来调控电网的发电机出力与负荷相平衡。某海上油气田通过电网改造,实现多电站并网运行,构建的大电网既扩大了整个电网容量,又提高富余电力的利用率。同时,电网基于原有PMS的硬件基础,通过工控网络重构与扩容、PLC点数扩容、Case策略重规划的方式,升级为EMS。应用了EMS进行管控的电网,具有多电站并网运行、电力统一智能、抗干扰能力强和后期风力发电机并网扩容简易等诸多优点。

关键词： EMS 能量管理系统 PMS 优先脱扣安稳策略卸载

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基于环形阵列的肌骨超声高分辨率断层成像

仪器仪表学报 2024年第6期45卷 208-218页

作者：武小晴李玉冰苏畅蒋乐康林伟军中国科学院声学研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

超声断层成像技术因具有非侵入性、成本效益高、无辐射危害和设备便携等优势,正快速成为医学成像领域快速发展的焦点。然而,超声波在肌骨组织等声阻抗对比度较高的介质中传播时往往会产生复杂的散射现象,导致接收信号的波形畸变与幅度衰... 详细信息

超声断层成像技术因具有非侵入性、成本效益高、无辐射危害和设备便携等优势,正快速成为医学成像领域快速发展的焦点。然而,超声波在肌骨组织等声阻抗对比度较高的介质中传播时往往会产生复杂的散射现象,导致接收信号的波形畸变与幅度衰减,进而限制了超声断层成像的分辨率和精度。为此,采用环形阵列针对肌骨组织(包含数字体模和在体组织)进行了全矩阵数据采集,实现在大孔径条件下采集反射、透射、多次散射等多种模式的超声信号,然后运用多种算法重建目标截面的结构和参数图像。其中,延时叠加被用于对强反射界面的结构成像;渡越时间断层成像则有助于重建目标截面的低分辨率声速分布图像;而全波形反演则可在渡越时间断层成像的基础上,通过求解非线性反演问题生成更高分辨率的声速分布图像。通过仿真与实验测试,验证了结合渡越时间断层成像和多尺度频域全波形反演的方法,能够精确重建目标截面的不同组织成分,如皮肤、脂肪、肌肉和骨骼等,且分辨率达到0.4 mm。本文工作扩展了超声在医学成像领域的应用范围,对肌骨疾病的精确诊断具有重要的临床价值。

关键词：超声断层扫描仪医学超声肌骨成像全波形反演

基于SVMD-EWT的超声组织谐波成像算法研究

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仪器仪表学报 2024年第6期45卷 231-239页

作者：范淼淼赖宁磊晏张平林伟军刘晓宙南京大学声学研究所人工微结构科学与技术协同创新中心近代声学教育部重点实验室、南京大学南京210093 成都海克医疗设备有限公司成都610041 声场声信息国家重点实验室中国科学院声学研究所北京100190

针对超声组织谐波成像中宽带射频回波信号的谐波分离问题,提出了一种基于逐次变分模态分解(SVMD)和经验小波变换(EWT)的信号滤波算法,简称SVMD-EWT。其对信号进行逐次变分模态分解,收集窄带模态的中心频率。结合经验小波变换中自适应频... 详细信息

针对超声组织谐波成像中宽带射频回波信号的谐波分离问题,提出了一种基于逐次变分模态分解(SVMD)和经验小波变换(EWT)的信号滤波算法,简称SVMD-EWT。其对信号进行逐次变分模态分解,收集窄带模态的中心频率。结合经验小波变换中自适应频谱曲线局部极小值寻找方法对模态进行分类。将判定为基波成分与谐波成分相互混叠的模态的能量作为优化经验小波变换模态边界的参数,设计经验小波滤波器对超声射频回波信号做滤波处理。仿真和实验表明相比传统的人为给定截止频率的带通滤波器和将发射反相位信号得到的回波信号相加滤波的脉冲反转法,本文提出的方法具有更好的滤波性能和稳定性。带通滤波器和本文方法滤波后生成的乳腺肿瘤谐波B超图对比度分别为15.77 dB和20.78 dB。

关键词：组织谐波成像谐波分离变分模态分解经验小波变换

NPR锚索对跨断层软岩大变形隧道控制技术研究

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隧道建设（中英文） 2024年第S01期44卷 113-123页

作者：陶志刚林伟军李勇孙滢滢熊弋文陈明亮中国矿业大学(北京)隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083

为探究NPR锚索对东马场跨断层软岩大变形隧道控制效果,首先对NPR锚索进行静力拉伸试验,验证其恒阻大变形的能力和具有良好的抵御外力的效果;随后开展NPR锚索对东马场隧道围岩变形控制的三维物理模型试验。试验现象和数据表明:在开挖过程... 详细信息

为探究NPR锚索对东马场跨断层软岩大变形隧道控制效果,首先对NPR锚索进行静力拉伸试验,验证其恒阻大变形的能力和具有良好的抵御外力的效果;随后开展NPR锚索对东马场隧道围岩变形控制的三维物理模型试验。试验现象和数据表明:在开挖过程中,隧道围岩也没有出现较大垮落和坍塌,NPR锚索对软岩隧道围岩有较好的支护效果。在加载完成后,NPR锚索对非断层处的隧道围岩最大位移约为14 mm,断层处的围岩最大位移约为21 mm,隧道区域所受应力分布的不规律性,导致隧道围岩出现挤压变形,位移曲线呈振荡状。在NPR锚索的支护下,围岩应力最大发生在左拱肩,围岩临空面3 cm处切应力最大(0.3 MPa),隧道未出现大规模的不对称破坏现象,隧道总体呈现出“小塌而不垮”,变形总体可控。

关键词：断层隧道软岩大变形 NPR锚索物理模型试验

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某平台海管置换淡水实施方案

设备管理与维修 2024年第19期 104-107页

作者：张海荣班德智汪渊武林伟军中海石油(中国)有限公司湛江分公司广东湛江524057

介绍某平台新铺海管淡水置换方案的成功实践,说明该方案内容和技术要点以及风险控制措施,对类似作业具有很好的指导、参考价值。

关键词：海管置换淡水实施方案

绿色建筑的智能监测和安全运维关键技术研究与应用

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中国科技期刊数据库工业A 2024年第10期 0166-0169页

作者：曹纪兴蒋超强林伟军陈亚晓张安台州学院浙江台州318000 中建三局集团有限公司湖北武汉430000 台州建工集团有限公司浙江台州318000 台州市黄岩城市建设投资集团有限公司浙江台州318000

随着可持续发展的全球推进,智能监测和安全运维技术在绿色建筑中的应用越来越受到重视。这些技术通过实时数据监控和先进的分析方法,不仅提高了建筑的能效和安全性,还优化了操作效率和居住舒适度。然而,尽管有诸多益处,这些技术的实施... 详细信息

随着可持续发展的全球推进,智能监测和安全运维技术在绿色建筑中的应用越来越受到重视。这些技术通过实时数据监控和先进的分析方法,不仅提高了建筑的能效和安全性,还优化了操作效率和居住舒适度。然而,尽管有诸多益处,这些技术的实施也面临高初始成本、技术复杂性及数据安全等挑战。本文综合探讨了智能监测和安全运维技术在绿色建筑中的效果与局限性,并提出了未来发展的展望,指出了持续技术创新和改进的必要性。

关键词：智能监测安全运维绿色建筑可持续发展人工智能数据安全