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多光谱反射成像方法研究非均匀组织仿体光学特性

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多光谱反射成像方法研究非均匀组织仿体光学特性

作者：杨博赞天津大学

学位级别：硕士

生物组织是一种混浊介质,对可见光和近红外光表现出强的散射特性。通过准确测量混浊介质样品在该波段光照射下的弹性散射光信号,在此基础上进一步确定其光学特征参数和光谱数据,一直是光学研究领域极具吸引力的课题。本课题采用反射成... 详细信息

生物组织是一种混浊介质,对可见光和近红外光表现出强的散射特性。通过准确测量混浊介质样品在该波段光照射下的弹性散射光信号,在此基础上进一步确定其光学特征参数和光谱数据,一直是光学研究领域极具吸引力的课题。本课题采用反射成像方法研究非均匀组织仿体的光学特性,为未来新型生物组织检测仪器的研制和开发进行理论基础探索。本论文使用多光谱反射成像方法对非均匀生物组织仿体进行了实验研究,主要分为以下两大部分:1、在恒定入射光条件下测量不同材料的反射光强图像,采用像素灰度窗平均值法量化获取曝光时间t与测量得到的反射光强图像像素值之间的关系,基于最大曝光时间下的像素灰度值进行归一化处理,得到一条只与拍照CCD相机有关而与材料材质及入射光均无关的曝光时间校准曲线r(t),使快速获得高动态范围的反射光强图像并测量反射率图成为可能。2、使用5个不同的非均匀组织仿体进行实验,在500 nm40 nm波段内测量其反射图像数据并计算反射率图;同时使用漫反射标准板对照射于仿体样品表面的光分布进行标定,其结果将作为辐射传输理论与Fresnel公式框架下并行蒙特卡罗(Monte Carlo)仿真软件iMC的输入,模拟不同光学参数条件下的仿真反射率图像。综合比较实验与仿真得到的反射率图像,分析了实验及仿真过程中各参数对实验结果的影响,验证了利用多光谱反射成像结合Monte Carlo逆运算测量非均匀混浊介质光学特征的可行性。最后,对多光谱反射成像方法研究非均匀组织仿体的过程及结果进行了总结,分析了研究与实验过程中的不足之处,对该方法以后的完善及改进提出了意见。另外,本论文还对该方法在未来的应用作了展望。

关键词：多光谱反射成像非均匀混浊介质 iMC 并行算法曝光时间校准曲线

镍铁氢氧化物-磷化钴复合电极电催化分解水研究

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无机材料学报 2024年第4期39卷 374-382,I0003-I0006页

作者：杨博吕功煊马建泰中国科学院兰州化学物理研究所羰基合成与选择氧化国家重点实验室兰州730000 中国科学院大学北京100049 兰州大学化学化工学院兰州730000

本研究采用水热-磷化-电化学沉积法在磷化钴表面构筑了金属氢氧化物层,制备了NiFeOH/CoP/NF复合电极,考察了复合电极电解水制氢的性能。在1.0 mol/L的KOH介质中,NiFeOH/CoP/NF复合电极表现出良好的催化电解水性能。在电流密度为100 mA/c... 详细信息

本研究采用水热-磷化-电化学沉积法在磷化钴表面构筑了金属氢氧化物层,制备了NiFeOH/CoP/NF复合电极,考察了复合电极电解水制氢的性能。在1.0 mol/L的KOH介质中,NiFeOH/CoP/NF复合电极表现出良好的催化电解水性能。在电流密度为100 mA/cm^(2)时,NiFeOH/CoP/NF复合电极电催化析氢(HER)和析氧反应(OER)所需的过电势分别为141和372 mV。在电流密度为10 mA/cm^(2)时,NiFeOH/CoP/NF同时用作阴极和阳极电解水所需电压仅为1.61 V。NiFeOH保护层增强了CoP在电解水反应中的活性和稳定性,NiFeOH/CoP/NF复合电极在恒电流电解中表现出高的HER和OER稳定性,活性可维持60000 s,性能未见明显衰减。将NiFeOH/CoP/NF两电极电解池与GaAs太阳能电池组成光伏-电解水系统,该系统在100 mW/cm^(2)模拟光照条件下,太阳能至氢能转化效率达到18.0%,并可稳定运行200 h。

关键词：磷化钴金属氢氧化物保护层电催化水分解稳定性

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驱动温度可调的依序自滚动液晶弹性体

高分子学报 2024年第5期55卷 614-623页

作者：周筱睿杨博郑宁浙江大学化学工程与生物工程学院化学工程联合国家重点实验室杭州310058

传统的自驱动液晶弹性体,受限于单一的材料化学设计,仅能在特定条件(或温度范围)下实现自主运动.为了解决这一限制,本研究基于扭曲带状的自驱动液晶弹性体,通过调节网络的交联密度和引入非液晶共聚单体的方法,成功实现了对自驱动液晶弹... 详细信息

传统的自驱动液晶弹性体,受限于单一的材料化学设计,仅能在特定条件(或温度范围)下实现自主运动.为了解决这一限制,本研究基于扭曲带状的自驱动液晶弹性体,通过调节网络的交联密度和引入非液晶共聚单体的方法,成功实现了对自驱动液晶弹性体工作温度的精确设计.在进一步优化材料的驱动性能和力学性能后,获得了工作温度范围不同的自驱动液晶弹性体,分别实现了不同软体驱动器在升温和降温过程中的按需依次滚动.这种可调工作温度的自驱动液晶弹性体将显著拓展软机器人材料的设计应用领域.

关键词：液晶弹性体软体驱动器自主运动

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非均匀混浊介质多光谱反射成像的仿真与实验研究

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光电子．激光 2014年第12期25卷 2437-2446页

作者：杨博赞杨春梅撒昱丁俊华李梅花梁晓会冯远明胡新华天津大学生物医学工程系天津300072 东卡罗莱纳大学计算机科学系北卡罗莱纳州格林维尔27858 军事医学科学院实验仪器厂北京100850 东卡罗莱纳大学物理系北卡罗莱纳州格林维尔27858

提出了一种采集高动态范围多光谱反射率的实验方法,并通过测量5个非均匀混浊介质样品在全视场照射条件下和500-940nm波长范围内的反射图像数据证明了本方法的可行性。同时采用在辐射传输理论框架下建立的并行iMC蒙特卡罗仿真模型,通过... 详细信息

提出了一种采集高动态范围多光谱反射率的实验方法,并通过测量5个非均匀混浊介质样品在全视场照射条件下和500-940nm波长范围内的反射图像数据证明了本方法的可行性。同时采用在辐射传输理论框架下建立的并行iMC蒙特卡罗仿真模型,通过使用漫反射标准板准确记录入射光束能量分布,输入至iMC仿真程序,获得可与反射率测量数据相比较的反射率仿真图像数据。本文工作为求解根据反射率确定非均匀混浊介质样品的光学特征与几何参数的逆问题提供了实验与理论工具。

关键词：混浊介质光散射反射成像

深层砂岩储层孔隙结构特征及影响因素——以银额盆地拐子湖凹陷为例

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北京大学学报（自然科学版） 2024年第2期60卷 249-264页

作者：彭谋李江海杨博北京大学地球与空间科学学院北京100871 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249

以银额盆地拐子湖凹陷巴音戈壁组深层砂岩为研究对象,在探究储层基本特征的基础上,采用恒速压汞法区分孔隙与喉道,定量地表征孔喉特征参数;通过扫描电子显微镜和铸体薄片,定性地表征孔喉形态特征,分析微观孔隙的结构差异;结合孔喉分形... 详细信息

以银额盆地拐子湖凹陷巴音戈壁组深层砂岩为研究对象,在探究储层基本特征的基础上,采用恒速压汞法区分孔隙与喉道,定量地表征孔喉特征参数;通过扫描电子显微镜和铸体薄片,定性地表征孔喉形态特征,分析微观孔隙的结构差异;结合孔喉分形维数划分孔隙类型,探讨影响储层孔隙发育的主要因素。研究结果表明,该区储层岩石类型以长石岩屑砂岩为主,成分成熟度较低,平均孔隙度为10.8%,平均渗透率为1.17 mD,属于低孔低渗型储层。储集空间类型主要为原生粒间孔、溶蚀孔和微裂缝,孔隙半径平均值为195μm,喉道半径平均值为3.5μm,储层的孔隙结构类型分为微孔小喉型、小孔小喉型和大孔粗喉型。研究区储层孔喉比总体上较大,良好的孔喉配置关系是影响储层物性的重要因素,影响孔隙发育的主控因素则是早期成岩作用、有机酸溶蚀和烃类充注的综合作用。经过相对较弱的压实作用和胶结作用改造后,原始碎屑为后期溶蚀提供了物质和空间基础,储层顶部和底部巨厚的富有机质泥岩提供了有机酸溶蚀和烃类充注的物源。

关键词：深层砂岩恒速压汞储层特征孔隙结构

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基于单元辐射叠加法的水下矩形板声场重建

哈尔滨工程大学学报 2024年第5期45卷 922-929页

作者：高塬杨博全郭强时胜国哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001 广东智能无人系统研究院(南沙) 广东广州511458 哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室黑龙江哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工程大学) 黑龙江哈尔滨150001

为解决等效源法在水下结构声源声场重建中存在的虚拟等效源配置位置难以确定、求逆过程中传递矩阵病态性过大的问题,本文提出了基于单元辐射叠加法的水下结构声源声场重建方法。该方法利用结构声源边界元法建模思想与声场波叠加原理,建... 详细信息

为解决等效源法在水下结构声源声场重建中存在的虚拟等效源配置位置难以确定、求逆过程中传递矩阵病态性过大的问题,本文提出了基于单元辐射叠加法的水下结构声源声场重建方法。该方法利用结构声源边界元法建模思想与声场波叠加原理,建立了声源表面振动与辐射声场之间的振声传递关系,得到可快速计算的振声传递函数,并利用该函数作为传递算子进行声场重建。通过对矩形板的声场重建仿真,验证了本文方法相比等效点源近场声全息具有更高的重建精度,且具有更大的有效全息距离。通过在不同阵元数、信噪比情况下的仿真分析,进一步证明了本文方法能够改善水下结构声源的声场重建精度。

关键词：单元辐射叠加法声场重建结构声源近场声全息振声传递函数求逆问题矩阵病态性参数分析

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钢轨交流闪光焊液桥爆破演化行为

焊接学报 2024年第2期45卷 105-112,I0009页

作者：杨博邓佳荣刘新吕其兵西南交通大学材料科学与工程学院成都610031

钢轨闪光焊接过程中焊件的加热、端面的保护、氧化物及污物的清除等都是由液桥的形成和爆破过程完成的.该文分析液桥在焊接过程中的演化行为,对于理解钢轨闪光焊接过程,深入研究焊接加热与保护机理有重要作用.通过特殊设计的钢轨接头和... 详细信息

钢轨闪光焊接过程中焊件的加热、端面的保护、氧化物及污物的清除等都是由液桥的形成和爆破过程完成的.该文分析液桥在焊接过程中的演化行为,对于理解钢轨闪光焊接过程,深入研究焊接加热与保护机理有重要作用.通过特殊设计的钢轨接头和常规钢轨接头的闪光焊接试验,利用高速摄影采集钢轨交流闪光焊的液桥形成与爆破过程图像,并对图形进行计算与分析.结果表明,液桥的形成和爆破时间处于毫秒级范围,产生大量有利于端面保护和液桥爆破的高压金属蒸气,爆破后的高温金属射流速度超过90 m/s;液桥在形成长大过程中在钢轨端面上动态移动,影响钢轨端面均匀加热;液桥爆破并不是在液桥初始形成的位置;焊接过程中熔体会出现“二次爆破”现象;不仅动端钢轨的送进能够形成液桥,端面熔融金属层的震荡也有利于形成液桥.

关键词：钢轨闪光焊液桥爆破演化行为高速摄影

磷化镍修饰磷掺杂氧化镓可见光催化水分解产氢

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无机化学学报 2024年第4期40卷 736-750页

以Ga_(2)O_(3)半导体为前驱体,用浸渍加低温磷化法制备了P掺杂Ga_(2)O_(3)表面修饰Ni_(2)P光催化剂(x-Ni_(2)P/Ga_(2)O_(3)-P_(y),x代表Ni^(2+)和Ga_(2)O_(3)的物质的量之比,y代表NaH_(2)PO·H_(2)O与Ga_(2)O_(3)的物质的量之比)。5%-Ni_(2)P/Ga_(2)O_(3)-P_(6)催化剂展现出在纯水中光催化析氢的高活性,在430 nm光照下的光量子效率为0.22%。机理研究结果表明Ni_(2)P修饰和P掺杂扩展了催化剂的光响应范围,同时提升了载流子分离迁移效率,其长周期光催化反应稳定性明显优于未磷化催化剂。

关键词：氧化镓磷掺杂磷化镍光催化产氢

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高压共轨柴油机国产芯片控制系统研究

西安交通大学学报 2024年第6期58卷 43-52页

作者：杨博吴欣宸董霈刘兵西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

针对现有高压共轨柴油机电控单元高度依赖进口芯片、自主不足的问题,提出了基于全国产芯片的高压共轨柴油机电控单元方案。所设计的国产控制单元选用兆易创新的GD32F450芯片为控制核心,承担发动机数据采样、处理、存储与控制任务。首先... 详细信息

针对现有高压共轨柴油机电控单元高度依赖进口芯片、自主不足的问题,提出了基于全国产芯片的高压共轨柴油机电控单元方案。所设计的国产控制单元选用兆易创新的GD32F450芯片为控制核心,承担发动机数据采样、处理、存储与控制任务。首先,采用Boost升压电路提供喷油器峰值电流,利用分立器件设计双边驱动与电流反馈电路,在不依赖进口专用芯片的条件下,对喷油器驱动电流进行闭环控制;然后,基于FreeRTOS操作系统,开发高压共轨柴油机底层驱动软件,实现对不同任务调度周期的精准控制;最后,对所设计的电控单元进行了实验验证。结果表明,所设计的国产高压共轨柴油机电控单元功能齐全、工作稳定,双边驱动电路典型峰值电流为22 A,维持电流为10 A,最小喷射间隔时间为200μs,多次喷射性能与Bosch系统相当。发动机不同转速条件下任务调度周期精准、实时性好,研究证实了高压共轨柴油机电控单元全国产化方案的可行性,对推动发动机电控技术自主可控提供了有益参考。

关键词：高压共轨柴油机电子控制单元国产芯片底层软件 FreeRTOS操作系统

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