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Overhauser磁力仪功能设计与实现

Overhauser磁力仪功能设计与实现

作者：师晨帅吉林大学

学位级别：硕士

Overhauser质子旋进磁力仪是一种用于测量磁场强度的标量磁力仪。它具有高采样率、高灵敏度和低功耗等特点,在地质勘探、火山与地震预测、考古发掘、航空航天、国防军事等领域得到广泛应用。由于其研制长期受到国外垄断,国家制定了实施... 详细信息

Overhauser质子旋进磁力仪是一种用于测量磁场强度的标量磁力仪。它具有高采样率、高灵敏度和低功耗等特点,在地质勘探、火山与地震预测、考古发掘、航空航天、国防军事等领域得到广泛应用。由于其研制长期受到国外垄断,国家制定了实施重大技术装备攻关工程的战略部署。为推动国产Overhauser磁力仪的产业化,弥补国产磁力仪在功能性方面与国外的差距。本文对自主研制的JOM-5SF陆地便携式和JOM-HJ1海洋基站式Overhauser磁力仪功能进行了设计和开发,推动了自研Overhauser磁力仪朝着商业化标准迈进。针对JOM-5SF陆地便携式系统在多种应用场景中的需求,本文为其设计了多种测量模式(基站模式、移动模式模式)的人机交互界面和测量时序。为了精确控制测量时序并避免潜在的冲突,综合采用了外部中断和直接内存访问(DMA)技术,高效地对Larmor信号的频率和幅度进行了实时分析计算。通过对比实验,深入探究了多台磁力仪时间同步误差对测量结果的影响,研究结果表明,时间同步误差越小,同步法得到的灵敏度值更加接近于在弱磁计量站进行的评估结果。为了提升多台磁力仪协同工作时的时间同步精度,开发了两种时间同步方法,分别基于串口通信和北斗/GPS(Global Positioning System)系统。将授时误差成功控制在10微秒以内,从而显著提升了多磁力仪系统的整体测量性能。经过专业机构检验,JOM-5SF磁力仪在所有测量模式下均表现出稳定的工作性能,且灵敏度达到商用仪器水平(0.0063n T@3s,0.0193n T@1s)。针对JOM-HJ1海洋基站Overhauser磁力仪系统在应用场景中的低功耗需求,设计实现了JOM-HJ1在60s采样周期时的低功耗测量模式。在此模式下,利用实时时钟(RTC,Real Time Clock)模块产生的周期性唤醒中断,结合微控制器的停止模式(Stop Mode),实现了一种智能的电源管理策略。通过精确调校硬件与软件参数,这一节能方案能够在确保磁力仪维持其高灵敏度(0.015n T@60s)的同时,将仪器平均功率从500m W降低到80m W以下,极大增强了其在极端条件下的可持续监测能力。最后,为了增强磁力仪在实际应用中的操作便捷性和用户体验,本文还为磁力仪系统设计了信号质量评价功能,磁场值图形显示功能,数据存取功能,上位机通信功能等。这些功能的集成不仅提升了磁力仪的测量性能,还极大地简化了用户的操作流程,保证了高效、精准的地磁数据采集与分析。本文通过以上研究工作,提高了Overhauser磁力仪系统成熟度,加速了国产Overhauser磁力仪系统产业化进程,为地震预测、地质勘探、考古发掘、海洋勘探等领域提供了重要的装备支持。

关键词：地磁探测 Overhauser磁力仪 Larmor信号嵌入式软件设计

变革与重构:影视行业革新中Sora技术的驱动效应研究

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电影文学 2024年第20期 148-156页

作者：帅立伟王苹内蒙古师范大学新闻传播学院内蒙古大学文学与新闻传播学院

在影视行业,Sora技术以“类世界模型”引领影视制作革新,其文生视频大模型技术开创了新纪元,推动着“天人智一”的认知融合。该技术促进了内容生态的生产力转型,实现了影像创意平权,形塑了新型媒介文化。然而,信息冗余或抑制创造力。因... 详细信息

在影视行业,Sora技术以“类世界模型”引领影视制作革新,其文生视频大模型技术开创了新纪元,推动着“天人智一”的认知融合。该技术促进了内容生态的生产力转型,实现了影像创意平权,形塑了新型媒介文化。然而,信息冗余或抑制创造力。因此,在数智时代,平衡技术与人文艺术,建立行业标准及道德伦理框架至关重要。随着Sora技术的完善与应用,影视行业将在智能内容经济驱动下,迈向创新、开放的发展阶段,保障创作生态多元可持续,丰富人类的艺术体验与文化生活。

关键词： Sora 传媒生态数智时代通用人工智能(AGI) 生成式人工智能(AIGC)

影像组学在肝细胞癌TACE治疗中的研究进展

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影像科学与光化学 2024年第1期42卷 71-76页

作者：帅师唐艳隆大理大学第一附属医院放射科云南大理671000

近年来,影像组学在各种良恶性肿瘤的非侵入性诊断、治疗方案选择、疗效和预后评估等方面的应用发展迅速,成为最近几年影像医学的发展新方向和研究热点。影像组学是通过将影像特征转化为数据特征,通过大量数据特征探索影像与组织病理、... 详细信息

近年来,影像组学在各种良恶性肿瘤的非侵入性诊断、治疗方案选择、疗效和预后评估等方面的应用发展迅速,成为最近几年影像医学的发展新方向和研究热点。影像组学是通过将影像特征转化为数据特征,通过大量数据特征探索影像与组织病理、生理的关系,进而达到诊断疾病、预后评估等目的。本文主要阐述影像组学在肝细胞癌(HCC)患者经导管肝动脉化疗栓塞(TACE)治疗中的应用,包括影像组学在TACE术后的疗效预测、筛选不适合TACE治疗的患者、目前影像组学应用于HCC患者TACE治疗的局限性及未来的展望和研究方向等。

关键词：影像组学肝细胞癌经导管肝动脉化疗栓塞预后预测疗效预测

基于时空特征融合的鱼类摄食行为量化系统研究与实现

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基于时空特征融合的鱼类摄食行为量化系统研究与实现

作者：谷立帅大连海洋大学

学位级别：硕士

在水产养殖的过程中,精准投喂对控制成本和保障鱼类健康成长至关重要。准确量化鱼类的摄食行为是实现精准投喂的核心。目前,鱼类投喂工作依赖于鱼类摄食过程中不同摄食行为呈现出的空间特征或随时间变化下的运动特征,按单一特征进行指... 详细信息

在水产养殖的过程中,精准投喂对控制成本和保障鱼类健康成长至关重要。准确量化鱼类的摄食行为是实现精准投喂的核心。目前,鱼类投喂工作依赖于鱼类摄食过程中不同摄食行为呈现出的空间特征或随时间变化下的运动特征,按单一特征进行指导投喂,这可能会使量化结果不够准确,进而导致饲料的浪费或不足。为解决特征提取不足、相邻摄食强度之间差异较小等问题,基于时空特征的基础上,开展了水面信息对鱼类摄食行为量化作用研究、时空特征高鲁棒性融合研究和改进注意力机制研究。研究内容及创新点如下:(1)基于动能模型和灰度共生矩阵的鱼类摄食行为量化方法。针对大西洋鲑鱼摄食时会引起水面剧烈波动的特点,传统方法忽略水面特征导致特征提取不足、结果不够准确等问题。为获取水面运动特征,引用的改进动能模型采用Gunner Farneback光流法提取水面混乱程度及鱼群运动速度;为获取水面纹理特征,去掉以往利用灰度共生矩阵(GLCM)提取纹理特征中的前景分割步骤;为避免光照等因素影响特征融合效果,提出了一个自适应特征融合方法;为验证方法的有效性,设计了水面运动特征对比实验、水面纹理特征对比实验和特征融合有效性实验。实验结果表明,F1值达到了88.82%,精确率为88.91%,召回率为88.75%;本方法通过增加水面运动特征、水面纹理特征和合适的时空特征融合方法可精准量化鱼类摄食行为。(2)基于TSM和改进注意力机制的鱼类摄食行为量化算法(TCA-ResNet50)。针对在细粒度量化鱼类摄食强度时,相邻摄食强度之间差异较小,识别不够准确的问题。采用视频作为模型的输入数据,分析目前主流动作识别模型的差异,选择适合鱼类行为识别的2D CNN作为骨干网络;为弥补2D CNN缺乏时间建模能力,采用时间位移模块(TSM),使模型可以获取鱼类摄食的时空特征;为避免输入特征过多,导致相邻摄食强度之间的细微差别被掩盖,提出改进注意力机制(Convolutional Attention,CA),其可在通道、时间和空间三个维度压缩不重要信息,重点关注相邻摄食强度之间的细微差异。为验证模型的有效性,分别设计了消融实验、动作识别领域先进模型对比实验和同领域先进模型对比实验。实验结果表明,TCA-ResNet50模型在F1值、精确率和召回率上分别达到了90.95%、90.46%和91.4%,相较于Improved S3D,F1值提升了2.52%,精确率提升了1.6%,召回率提升了3.08%,证明本文所提方法有效性。(3)鱼类摄食行为量化系统设计与实现。本文设计了一套鱼类摄食行为量化系统,其中包含两种不同方法,分别命名为“GLCM-MKEM”和“TCA-ResNet50”方法。不同客户可根据数据形式选择合适的方法,前者适用于图片作为输入数据,后者适用于视频作为输入数据,输入相应数据后系统即可判断鱼类摄食行为强度并给出投喂建议。此外,为使系统操作更方便,添加了相关参数设置等可视化操作。

关键词：水产养殖深度学习计算机视觉摄食行为量化行为识别

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膈肌超声在老年稳定性冠心病患者中的应用

中国康复医学杂志 2024年第1期39卷 117-120页

作者：刘小曼贾杰魏栋帅刘新立付丛会杨颖徐英上海市金山区众仁老年护理医院上海市200000 复旦大学附属华山医院康复医学科苏州高新区人民医院康复医学科国家老年疾病临床医学研究中心

随着老龄化的加剧,越来越多的老年人多病生存,多种功能障碍并存,老年患者的功能障碍问题成为医疗康复的重点和挑战。有研究显示,老年患者发生呼吸道感染并发症的风险增加[1],这一现象的部分原因可能是膈肌功能的下降[2]。膈肌是人体主... 详细信息

随着老龄化的加剧,越来越多的老年人多病生存,多种功能障碍并存,老年患者的功能障碍问题成为医疗康复的重点和挑战。有研究显示,老年患者发生呼吸道感染并发症的风险增加[1],这一现象的部分原因可能是膈肌功能的下降[2]。膈肌是人体主要的吸气肌,就像其他肌肉一样,随年龄的增长,膈肌和相应的呼吸肌的功能也会发生一定程度的下降[3-4]。

关键词：感染并发症吸气肌老年患者功能障碍膈肌功能呼吸肌医疗康复呼吸道

扁桃体鳞状细胞癌临床病理分析及全外显子测序分析

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临床与实验病理学杂志 2024年第1期40卷 66-71页

作者：陈星帅立雄展瑞苏州市吴中人民医院放射科苏州215128 苏州大学附属第二医院病理科苏州215004 苏州大学附属苏州九院病理科苏州215200

目的探讨扁桃体鳞状细胞癌(tonsil squamous cell carcinoma,TSCC)的临床病理学特征、全外显子突变和肿瘤突变负荷(tumor mutational burden,TMB)。方法回顾性分析10例TSCC临床病理特征,采用EnVision两步法检测CK(AE1/AE3)、CK5/6、p63、p40、p16和Ki67等蛋白的表达,并对其中3例TSCC病例行全外显子组测序及TMB分析。结果10例患者中,男性6例,女性4例,年龄43~76岁,光镜下癌细胞呈巢状和不规则条索状浸润至隐窝上皮下,伴有粉刺样坏死,见细胞间桥及多少不一的角化,异型性明显,核分裂象易见。随访6~45个月,9例存活。免疫表型:CK(AE1/AE3)、CK5/6、p63和p40均阳性,3例p16弥漫强阳性,Ki67增殖指数40%~90%。3例TSCC的全外显子组测序结果显示ARID1B、LRP6等为常见的癌症易感基因,WDFY4、ZFHX4基因表现出较高的突变比例,均为3/3。TMB分析结果显示3例突变中1例TMB值>9 mut/Mb。结论TSCC早期症状不明显,容易漏诊误诊。全外显子组测序结果显示WDFY4、ZFHX4基因存在较高的突变率。TMB结果提示TSCC部分患者可在免疫治疗中获益。

关键词：扁桃体鳞状细胞癌外显子测序临床病理免疫组织化学

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基于零磁通原理的宽量程电流互感器传变特性

南方电网技术 2024年

作者：张鼎衢杨路肖勇宋强王保帅王岩邢立坤南方电网科学研究院广东电网有限责任公司计量中心广东省电网智能量测与先进计量企业重点实验室

“双碳”背景下新能源分布式电源大规模并网，由于其间歇性和宽量程负荷的特点，使新能源并网点处的电流信号呈现宽动态变化范围的特征。传统电流互感器在一次电流远小于额定电流时容易因为铁芯励磁不足和初始磁导率低而发生误差越限，... 详细信息

“双碳”背景下新能源分布式电源大规模并网，由于其间歇性和宽量程负荷的特点，使新能源并网点处的电流信号呈现宽动态变化范围的特征。传统电流互感器在一次电流远小于额定电流时容易因为铁芯励磁不足和初始磁导率低而发生误差越限，在一次电流超过额定电流时又因为可能进入铁芯饱和区而导致精度降级，难以实现电能的准确计量。为使电流互感器同时满足高精度和宽量程，提出了一种基于电动势补偿的无源零磁通复合铁芯电流互感器，通过二次绕组在主、辅铁芯上的不等匝数绕制和补偿绕组的引入，并根据主、辅铁芯的磁场分布特征选取不同的铁芯结构和材料，使主铁芯工作在近似零磁通的状态。推导该结构电流互感器的控制框图和传递函数，并结合仿真分析和实验验证，结果表明该种结构的电流互感器在一次额定电流的0.1%～200%范围内均满足0.1级电流互感器的精度要求，为新能源背景下电力系统中宽动态变化范围电流信号测量提供一种可能的解决方案。

关键词：电流互感器宽量程零磁通电动势补偿复合铁芯

复杂工况条件下刮板输送机永磁半直驱系统机电耦合特性研究

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第7期55卷 2538-2551页

作者：崔红伟苏兴涛师理智廉自生曹保林冯浩帅刘志郝斌太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 太原理工大学煤矿综采装备山西省重点实验室山西太原030024 山西维达传动科技有限公司山西太原030032

提出一种由永磁同步电机和行星减速器组成的刮板输送机永磁半直驱系统。基于Adams和Matlab/Simulink搭建刮板输送机机械系统多体动力学模型和永磁半直驱控制系统模型,完成机电耦合系统的联合仿真。对刮板输送机空载、轻载和重载等多种... 详细信息

提出一种由永磁同步电机和行星减速器组成的刮板输送机永磁半直驱系统。基于Adams和Matlab/Simulink搭建刮板输送机机械系统多体动力学模型和永磁半直驱控制系统模型,完成机电耦合系统的联合仿真。对刮板输送机空载、轻载和重载等多种工况进行仿真分析,得到各工况下永磁电机的输出特性和刮板输送机的动力学特性。研究结果表明:永磁半直驱系统能够实现低速大扭矩的快速输出,转速输出波动小,转矩输出具有良好的跟随性;永磁半直驱系统具有良好的启动性能和传动平稳性。刮板输送机机头转速、链环速度、链条张力在链轮多边形效应影响下呈周期性波动,受多边形效应影响链环在啮合过程中发生滑移,使得接触力呈波动变化,负载转矩和链条张力的波动随负载增大而加剧,随链轮转速增大而增大。

关键词：刮板输送机永磁同步电机半直驱系统机电耦合动力学特性

永磁限矩减速驱动的刮板输送机冲击动态特性研究

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煤炭科学技术 2024年

作者：冯浩帅崔红伟廉自生师理智曹保林苏兴涛刘志太原理工大学机械与运载工程学院太原理工大学煤矿综采装备山西省重点实验室山西维达传动科技有限公司

刮板输送机作为煤矿综采工作面核心装备，不断向大运量、长运距、大功率方向发展，传统的刮板输送机驱动系统多采用“异步电机+软启动装置+减速器”的方式来实现低速大扭矩驱动，智能化程度的提高及极端恶劣的工作环境使得其发生故障的... 详细信息

刮板输送机作为煤矿综采工作面核心装备，不断向大运量、长运距、大功率方向发展，传统的刮板输送机驱动系统多采用“异步电机+软启动装置+减速器”的方式来实现低速大扭矩驱动，智能化程度的提高及极端恶劣的工作环境使得其发生故障的概率显著增加，严重影响开采效率。因此，设计研发了一种新型的永磁限矩减速装置，高度集成了永磁同步电机、二级行星减速器和柱面摩擦限矩器，运用ADAMS和MATLAB/Simulink软件建立了刮板输送机及行星减速器的动力学仿真模型、柱面摩擦限矩器关键部件的刚柔耦合模型和永磁电机的控制模型，实现了机电耦合系统的联合仿真。仿真分析了新型永磁限矩减速装置驱动的刮板输送机在冲击载荷工况下永磁同步电机的转速、转矩、三相电流和刮板机链传动系统的速度、张力、转矩以及行星传动的转速、转矩、啮合力等动态响应。结果表明，有无限矩器保护下的冲击负载电流分别为稳定运行时的2.9倍和7.7倍，冲击故障下电机输出功率降低约48%，柱面摩擦限矩器的存在很好的降低了负载端冲击载荷对电机的影响；当冲击载荷过大时，链传动系统各部件之间受到较大的力作用，此时限矩器会立刻打滑，系统进行卸载，对各传动部件起到过载保护作用；过大的冲击载荷也会导致减速器齿轮之间冲击增大，限矩器能起到快速、准确的保护，传动系统所受负载冲击减少约78%，证明该永磁限矩减速装置能很好地满足低速大扭矩的工程应用。研究内容可为提高刮板输送机传动系统的可靠性及推进煤机装置智能化奠定基础。

关键词：永磁限矩减速驱动刮板输送机冲击载荷动态特性机械保护