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高精度人体皮肤温度分布测量装置的设计

高精度人体皮肤温度分布测量装置的设计

作者：汤汉超西安电子科技大学

学位级别：硕士

在临床医学中,人体体表温度是关键的生理参数之一,患者的体表温度可以为医生提供重要的生理状态信息。目前用于人体温度测量的设备主要应用于常规的医学检查,测温精度较低,都不优于0.100℃,且无法实现对温度分布状况的测量。然而在某些... 详细信息

在临床医学中,人体体表温度是关键的生理参数之一,患者的体表温度可以为医生提供重要的生理状态信息。目前用于人体温度测量的设备主要应用于常规的医学检查,测温精度较低,都不优于0.100℃,且无法实现对温度分布状况的测量。然而在某些病理分析和中医寒热辨证等场合不仅需要对人体温度进行高精度的测量,还需要对人体的皮肤温度分布状况进行检测,以作为疾病诊断的依据。因此,设计一种可以实现高精度人体皮肤温度分布测量的装置,对于医学领域检测诊断的发展与研究具有重要的应用价值。本文为满足临床医学领域高精度的温度分布测量需要,设计了一款128通道的高精度人体皮肤温度分布测量装置,实现了在30.000℃～42.000℃的测温范围内,测温精度优于±0.010℃。论文主要进行了以下工作和研究:(1)设计了测温装置的总体方案,依据测量精度要求,选择了NTC(负温度系数)热敏电阻温度传感器和Σ-Δ型ADC(模数转换器)的高精度温度采样方式,给出了恒压源驱动测温电桥的方式、基于测温电桥和模拟开关阵列的多通道测温方法。(2)基于恒压源驱动测温电桥的方式,设计了一个恒压源电路,用于驱动测温电桥和对ADC的参考电压供电,实现了电压波动不大于10μV的高精度恒压源;针对高精度温度信号的采集问题,采用24位的高精度ADC芯片AD7714,设计了采样转换电路,完成了信号在硬件上的共模和差模滤波处理和软件上消除随机干扰的卡尔曼滤波算法,实现了ADC采样精度优于±5μV的指标参数。(3)针对测温装置的温度信号校准处理问题,设计和实现了基于等差数列处理的温度查表法,解决了NTC热敏电阻温度传感器的非线性问题和多个传感器的一致性校准问题。(4)应用高精度的恒温油槽,对设计的高精度测温装置进行了校准和测温性能的实验验证。结果表明测温装置的测温精度指标在30.000℃～42.000℃的温度范围内优于±0.010℃,能够满足临床医学诊断领域高精度的测温需求。

关键词：人体温度测量高精度温度分布恒压源查表法

中医人体寒热虚实体质客观化检测方法与技术研究进展

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世界科学技术-中医药现代化 2023年

作者：郭宏福周臣汤汉超白峻恺赵百孝西安电子科技大学电波研究所北京中医药大学

中医人体体表寒热虚实的判断是中医诊断的基本方法之一，本文分析了现有寒热虚实的客观化检测方法与技术，讨论了现有方法的优缺点、总结了目前寒热虚实客观化研究存在的问题。提出了寒热虚实的诊断技术发展思路：以传统中医学八纲中“... 详细信息

中医人体体表寒热虚实的判断是中医诊断的基本方法之一，本文分析了现有寒热虚实的客观化检测方法与技术，讨论了现有方法的优缺点、总结了目前寒热虚实客观化研究存在的问题。提出了寒热虚实的诊断技术发展思路：以传统中医学八纲中“寒热虚实”鉴别要素为基本点，从中医寒热虚实的症状分析角度出发，分析寒热虚实症状表现的物理现象，通过对人体寒热虚实表现各种物理现象的分析，提取这些现象背后本质的物理参量和呈现的特征，为后续分析与提取寒热虚实的物理特征参数，探索辨识寒热虚实的客观化检测方法和技术建立理论基础、提供思路与方案。

关键词：寒热虚实中医诊断检测技术客观化

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基于车-桥耦合的系杆拱桥吊杆疲劳损伤分析

西南交通大学学报 2024年

作者：彭仪普汤致远陈立李剑李子超中南大学土木工程学院

为研究高速列车经过钢管混凝土系杆拱桥时，对吊杆造成的疲劳损伤，依托广西钦州钦江大桥为背景开展现场动载试验，对桥梁模态、位移、加速度和动应力进行测试；利用有限元软件ANSYS建立桥梁模型，通过对比实测频率、振型来验证桥梁有... 详细信息

为研究高速列车经过钢管混凝土系杆拱桥时，对吊杆造成的疲劳损伤，依托广西钦州钦江大桥为背景开展现场动载试验，对桥梁模态、位移、加速度和动应力进行测试；利用有限元软件ANSYS建立桥梁模型，通过对比实测频率、振型来验证桥梁有限元模型的正确性；将桥梁模型与多体动力学软件SIMPACK建立的CRH2列车模型结合，实现车-桥耦合并进行联合仿真，通过将相同工况下的模拟计算结果与实测结果对比，验证车-桥耦合振动系统的可靠性，并在此基础上依据Palmgren-Miner线性疲劳损伤准则，研究不同行车速度和轨道平顺度对吊杆的疲劳损伤。结果表明：联合仿真计算效率高，其计算结果具备可靠性；系杆拱桥短吊杆相较于长吊杆，对不同车速、轨道平顺度造成的耦合振动更为敏感，列车以190km/h过桥对1#吊杆的疲劳损伤为7#吊杆的3.5倍；吊杆疲劳损伤度随着车速的增加，呈现波浪式递增趋势而非持续递增，且存在接近桥梁固有频率下的临界速度；桥梁轨道平顺度的优化与恶化成倍影响着吊杆的疲劳损伤。

关键词：疲劳损伤系杆拱桥车-桥耦合动载试验铁路桥梁

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非分散红外分析仪设计建模分析和应用

光学学报 2024年

作者：张猛刘洋盛训超汤玉美胡源中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室合肥中科环境监测技术国家工程实验室有限公司国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室

本文阐述了基于气体相关滤波的非分散红外检测技术(NDIR)。首先,依据非分散红外技术原理建立了仿真模型，利用模型仿真构建了系统核心件参数与探测信号之间的关系，得出了参考光路和测量光路的光强比值，为后续放大电路设计提供参考。... 详细信息

本文阐述了基于气体相关滤波的非分散红外检测技术(NDIR)。首先,依据非分散红外技术原理建立了仿真模型，利用模型仿真构建了系统核心件参数与探测信号之间的关系，得出了参考光路和测量光路的光强比值，为后续放大电路设计提供参考。其次，通过系统响应函数评估了系统的测量误差最大不超过1 ppm，并定量评估了外界温度变化对系统造成的误差。外界温度变化10℃会导致反演的CO2气体浓度最大变化约9ppm，研究表明为了保证仪器的精度和漂移要求，对长光程测量气室的控温是必要的。研制的NDIR分析仪使用模拟参数，并采用恒温技术将测量气室温度控制在45±0.1℃，实际NDIR分析仪的测试结果表明仪器检出限达到0.075ppm，示值误差0.19%，精密度0.11%,24小时内零点漂移低于0.033%F.S.，且量程漂移也低于0.3%F.S..非色散红外技术测试结果和激光技术测试结果显著相关，其线性拟合度R2为0.94。实际设计的仪器测试结果表明该仿真方法具有一定应用价值。

关键词：非分散红外温度控制检出限漂移

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人体寒热虚实体质客观化方法与技术研究进展

世界科学技术-中医药现代化 2023年第3期25卷 863-870页

作者：郭宏福周臣汤汉超白峻恺赵百孝西安电子科技大学电波研究所西安710071 北京中医药大学中医学院北京100029

中医人体体表寒热虚实的判断是中医诊断的基本方法之一,本文分析了现有寒热虚实的客观化检测方法与技术,讨论了现有方法的优缺点、总结了目前寒热虚实客观化研究存在的问题。提出了寒热虚实的诊断技术发展思路:以传统中医学八纲中“寒... 详细信息

中医人体体表寒热虚实的判断是中医诊断的基本方法之一,本文分析了现有寒热虚实的客观化检测方法与技术,讨论了现有方法的优缺点、总结了目前寒热虚实客观化研究存在的问题。提出了寒热虚实的诊断技术发展思路:以传统中医学八纲中“寒热虚实”鉴别要素为基本点,从中医寒热虚实的症状分析角度出发,分析寒热虚实症状表现的物理现象,通过对人体寒热虚实表现各种物理现象的分析,提取这些现象背后本质的物理参量和呈现的特征,为后续分析与提取寒热虚实的物理特征参数,探索辨识寒热虚实的客观化检测方法和技术建立理论基础、提供思路与方案。

关键词：寒热虚实中医诊断检测技术客观化

基于DBO-VMD和IWOA-BILSTM神经网络组合模型的短期电力负荷预测

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电力系统保护与控制 2024年第8期52卷 123-133页

作者：刘杰从兰美夏远洋潘广源赵汉超韩子月临沂大学自动化与电气工程学院山东临沂276002 雅砻江流域水电开发有限公司四川成都610000

新能源在现代电力系统中占比不断提高,其负荷不规律性、波动性远大于传统电力系统,这就导致负荷预测精度不高。针对这个问题,提出了蜣螂优化(dung beetle optimizer,DBO)算法优化变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)与改... 详细信息

新能源在现代电力系统中占比不断提高,其负荷不规律性、波动性远大于传统电力系统,这就导致负荷预测精度不高。针对这个问题,提出了蜣螂优化(dung beetle optimizer,DBO)算法优化变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)与改进鲸鱼优化算法优化双向长短期记忆(improved whale optimization algorithm-bidirectional long short-term memory,IWOA-BILSTM)神经网络相结合的短期负荷预测模型。首先利用DBO优化VMD,分解时间序列数据,并根据最小包络熵对各种特征数据进行分类,增强了分解效果。通过对原始数据进行有效分解,降低了数据的波动性。然后使用非线性收敛因子、自适应权重策略与随机差分法变异策略增强鲸鱼优化算法的局部及全局搜索能力得到改进鲸鱼优化算法(improved whale optimization algorithm,IWOA),并用于优化双向长短期记忆(bidirectional long short-term memory,BILSTM)神经网络,增加了模型预测的精确度。最后将所提方法应用于某地真实的负荷数据,得到最终相对均方根误差、平均绝对误差和平均绝对百分比误差分别为0.0084、48.09、0.66%,证明了提出的模型对于短期负荷预测的有效性。

关键词：蜣螂优化算法 VMD 改进鲸鱼算法短期电力负荷预测双向长短期记忆神经网络组合算法

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生物基聚脲酰胺的制备及性能研究

中国塑料 2024年第1期38卷 1-6页

作者：潘伯超林晨熹汤栋霖华南理工大学材料科学与工程学院广州510640

采用一锅两步法熔融缩聚合成了高强高韧的生物基聚脲酰胺(PUA)材料。在无催化剂及无溶剂的条件下,先将尿素与1,10-癸二胺反应合成新型生物基单体二(氨基十亚甲基)脲(DADU),并进一步与1,10-癸二酸(DA10)、1,12-十二碳二酸(DA12)或二聚酸(... 详细信息

采用一锅两步法熔融缩聚合成了高强高韧的生物基聚脲酰胺(PUA)材料。在无催化剂及无溶剂的条件下,先将尿素与1,10-癸二胺反应合成新型生物基单体二(氨基十亚甲基)脲(DADU),并进一步与1,10-癸二酸(DA10)、1,12-十二碳二酸(DA12)或二聚酸(DmA)熔融缩聚制备了一系列高性能PUA。核磁共振氢谱和傅里叶变换红外光谱证明了PUA的链结构,由体积排阻色谱得出PUA的分子量为12~13 kg/mol。PUA可热压成型,并展现了良好的力学性能,拉伸强度和断裂伸长率分别为25~45 MPa和400%~700%。其中PUA-DA10的拉伸强度达到聚酰胺1010(PA1010)的水平,但断裂伸长率是PA1010的2倍以上,可见其韧性远超于PA1010。PUA-DmA的断裂伸长率不亚于PA-DmA,但是其拉伸强度高于PA-DmA,体现出更高的强度和韧性。本研究证实将脲基引入聚酰胺(PA)得到的PUA可以提高材料的力学性能,该方法十分适合生物基聚酰胺的性能改进和多样化设计与应用。

关键词：聚脲酰胺生物基高分子热塑性高分子尿素

经颅直流电刺激的不同刺激方式对脑卒中后吞咽障碍治疗效果的网状meta分析

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中国康复医学杂志 2024年第4期39卷 558-564页

作者：杜锦超张承栋雷俊芳骆美伊汤继芹潍坊医学院康复医学院山东省潍坊市261053 山东中医药大学康复医学院

随着脑卒中发病率逐渐增加,其目前在我国居民死亡原因中居于首位[1]。据统计,脑卒中患者仅有60%能够幸存,并且37%—78%的幸存者会伴有吞咽障碍[2],称为卒中后吞咽障碍(post stroke dysphagia,PSD)。虽然大多数患者的PSD能够自发改善,但... 详细信息

随着脑卒中发病率逐渐增加,其目前在我国居民死亡原因中居于首位[1]。据统计,脑卒中患者仅有60%能够幸存,并且37%—78%的幸存者会伴有吞咽障碍[2],称为卒中后吞咽障碍(post stroke dysphagia,PSD)。虽然大多数患者的PSD能够自发改善,但仍有11%—50%的患者,其PSD在脑卒中发生6个月后长期存在[2—3]。脑卒中发病后3个月内最容易引发吞咽障碍,若未能及时提供正确的干预措施,甚至会引发多种并发症,例如吸入性肺炎、脱水、营养不良等,进而使患者住院时间延长、医疗费用增加、产生心理和情绪障碍,甚至死亡率增加。

关键词：吞咽障碍脑卒中发病率吸入性肺炎居民死亡原因刺激方式脑卒中患者情绪障碍经颅直流电刺激

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数学工具在经济决策中的实际应用

中文科技期刊数据库（全文版）经济管理 2024年第2期 132-135页

作者：汤汉森中国人民大学北京100872

本文回顾了数学在经济学中的应用历程,从历史背景出发,介绍了数学如何逐渐渗透到经济学的各个领域,并在现代经济学中起到核心作用。文章详细描述了各种主要的数学工具,如微分、统计和线性规划,以及它们如何被用于实际的经济问题和决策,... 详细信息

本文回顾了数学在经济学中的应用历程,从历史背景出发,介绍了数学如何逐渐渗透到经济学的各个领域,并在现代经济学中起到核心作用。文章详细描述了各种主要的数学工具,如微分、统计和线性规划,以及它们如何被用于实际的经济问题和决策,如优化、风险评估、经济预测等。通过这些数学工具,经济学家可以更加准确地分析和解决经济问题,为政策制定和商业决策提供支持。此外,本文讨论了数学工具在企业级和宏观经济决策中的应用,分析其局限性,全面展示了数学在现代经济决策中的重要性,同时也指出了其潜在的挑战和风险。

关键词：经济决策数学工具微分统计推断