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面向非规则界面双层介质超声全聚焦成像

仪器仪表学报 2023年第12期44卷 307-315页

作者：康亚轩陈俊超龚真珍陈尧南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室南昌330063

为解决盲测工况下双层介质全聚焦成像困难的问题,提出了一种基于虚拟源(VS)的全聚焦(TFM)成像技术。首先,利用全矩阵数据集中的对角线信号一次界面回波飞行时间,在非规则双层介质界面建立一系列虚拟源点。通过对虚拟源点插值或拟合处理... 详细信息

为解决盲测工况下双层介质全聚焦成像困难的问题,提出了一种基于虚拟源(VS)的全聚焦(TFM)成像技术。首先,利用全矩阵数据集中的对角线信号一次界面回波飞行时间,在非规则双层介质界面建立一系列虚拟源点。通过对虚拟源点插值或拟合处理得到实现非规则介质界面的重建。最后,通过重构的界面寻找可能的折射点,以满足盲测条件下非规则界面双层介质TFM的成像条件。盲测条件下的结果表明,VS-TFM图像中的非规则界面和缺陷位置与实际吻合。与基于虚拟源的合成孔径聚焦技术(SAFT)相比,对于凸面试块,VS-TFM图像的信噪比提升了4.66~13.31 dB;对于凹面试块,VS-TFM图像的信噪比提升了4.74~12.8 dB,且API值基本相同,成像时间几乎不增加。因此,本文所提方法将全聚焦成像的应用对象拓展至盲测工况下非规则双层介质。

关键词：全聚焦成像虚拟源盲测工况非规则界面双层介质

常见双层介质材料γ射线照射量累积因子的计算与分析

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辐射防护 2022年第5期42卷 395-401页

作者：李华魏子洋赵原刘立业李会韦加富中国辐射防护研究院核药研发转化与精准防护山西省重点实验室太原030006

使用蒙特卡罗开源程序包Geant4设计并开发了用于双层介质材料累积因子计算程序,计算并建立了核设施现场常见材料水、铁、铅和混凝土两两组合下的照射量累积因子数据库,同时选取了部分计算结果与可靠性较好的经验公式相应模拟数据进行了... 详细信息

使用蒙特卡罗开源程序包Geant4设计并开发了用于双层介质材料累积因子计算程序,计算并建立了核设施现场常见材料水、铁、铅和混凝土两两组合下的照射量累积因子数据库,同时选取了部分计算结果与可靠性较好的经验公式相应模拟数据进行了比较,并分析了造成差异的主要原因。结果表明:基于Geant4模拟计算的双层介质材料照射量累积因子数据与经验公式计算结果相对吻合较好,其偏差大多数在10%以内,验证了累积因子数据计算结果的可靠性。此研究工作可为辐射防护相关模拟计算提供底层数据基础。

关键词：累积因子 Geant4 双层介质点核积分照射量

MC法模拟计算有限介质双层材料γ照射量累积因子

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核电子学与探测技术 2023年第3期43卷 521-527页

作者：魏子洋李华张宇龙徐增赵原宋佩涛李会中国辐射防护研究院核药研发转化与精准防护山西省重点实验室太原030006 中核工程咨询有限公司北京100073

基于Geant4模拟平台和有限介质模型,计算并建立了常见材料水、铁、铅和混凝土两两组合下的γ射线照射量累积因子数据库,对比分析了计算结果与通过可靠性较好的经验公式计算数据之间的差异,以及与目前常用的无限大介质模型下相应数据之... 详细信息

基于Geant4模拟平台和有限介质模型,计算并建立了常见材料水、铁、铅和混凝土两两组合下的γ射线照射量累积因子数据库,对比分析了计算结果与通过可靠性较好的经验公式计算数据之间的差异,以及与目前常用的无限大介质模型下相应数据之间的不同。实验结果表明,对于文中算例,相比于无限大介质模型,有限介质模型下的累积因子数据,使得点核积分计算结果与Geant4模拟结果之间的偏差缩小了约15%,能够有效地提升γ照射量点核积分计算结果的准确性。

关键词：累积因子有限模型 Geant4 双层介质照射量

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双层介质的电声脉冲法空间电荷波形恢复

中国电机工程学报 2016年第2期36卷 570-576页

作者：兰莉尹毅吴建东上海交通大学电子信息与电气工程学院上海市闵行区200240

基于双层介质电声脉冲法测试中压力波的形成和传播过程的分析,提出针对双层介质的电声脉冲法空间电荷波形恢复方法。理论分析表明双层介质的电声脉冲法测试中,压力波主要由界面处的介电常数不连续以及介质内的体空间电荷和绝缘界面处的... 详细信息

基于双层介质电声脉冲法测试中压力波的形成和传播过程的分析,提出针对双层介质的电声脉冲法空间电荷波形恢复方法。理论分析表明双层介质的电声脉冲法测试中,压力波主要由界面处的介电常数不连续以及介质内的体空间电荷和绝缘界面处的界面空间电荷引起。实际测量中,由于系统的非线性失真,压力波在有损介质中传播的幅值衰减和经过绝缘界面时的透射和反射等因素,使得测试信号发生畸变。文章提出以低电场下加压瞬间的测试结果作为参考波形,获取系统传递函数、衰减系数和标定系数,为双层介质的空间电荷波形恢复提供相应参数。通过对实测波形的处理发现,文中提出的方法不仅能恢复电极界面处的电荷峰,还能很好地恢复绝缘界面及介质体内的电荷分布,为双层介质中空间电荷特性的研究提供了基础。

关键词：电声脉冲法空间电荷双层介质波形恢复

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双层介质光线散射效果的实时绘制

计算机辅助设计与图形学学报 2007年第11期19卷 1423-1428页

作者：黄雷李军义张鑫彭群生湖南大学计算机与通信学院长沙410082 浙江大学CAD & CG国家重点实验室

实时绘制光线散射效果是计算机图形学中的一个难点.利用光线散射的特性,提出一种多项式近似的方法;通过解析双层介质光线散射公式,能实现实时地绘制双层介质中不同光源分布、不同介质特性下的光线散射效果.

关键词：双层介质光线散射实时绘制

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单双层浑浊介质光学特性参数的识别方法研究

单双层浑浊介质光学特性参数的识别方法研究

作者：刘宣君江南大学

学位级别：硕士

非侵入式测定浑浊介质的光学特性参数(吸收系数μ、散射系数μ、各向异性因子g、折射率n)在医疗诊断、食品安全性检测、材料性能测量方面有着广泛应用。生物组织结构具有复杂性和多样性,仅限于单层组织无法深入探究其内部结构,需要透过... 详细信息

非侵入式测定浑浊介质的光学特性参数(吸收系数μ、散射系数μ、各向异性因子g、折射率n)在医疗诊断、食品安全性检测、材料性能测量方面有着广泛应用。生物组织结构具有复杂性和多样性,仅限于单层组织无法深入探究其内部结构,需要透过表层组织检测下一层甚至更多层组织的光学特性来判断生物组织是否发生病变。因此,需要提取更多层组织的光学特性以更好地量化光在多层组织中的传播特性,更准确地实现对多层组织的无损、实时检测。这种非侵入式的光学检测方法在生物医学和食品安全等领域的应用至关重要。然而,现有的研究主要是识别单层或者双层浑浊介质吸收系数和降散射系数,鲜有涉及分层介质各层光学参数(μ,μ,g,n)以及层厚度d的识别。因此,针对该问题,本课题将利用多角度激发光下的漫反射光信号提高信息的丰富性,结合机器学习算法实现对分层浑浊介质中每层光学特性参数和层厚度的识别研究。论文的主要工作如下:1、浑浊介质漫反射信号生成研究。现有蒙特卡洛方法模拟光传输过程中,一般是将入射光当成直径为零的点来处理,但在实际应用中,入射光束的直径是非零的,并且入射光光束进入组织时难以做到严格的准直,存在一定的发散角。为了使模拟数据更加贴近实际,本文结合光纤的实际尺寸,考虑光纤的发散角,推导得出入射光投射到介质表面时光子的位置和方向角公式。选取合理的光学特性参数范围,设置合理的组织内部网格划分,最后使用蒙特卡洛方法模拟获取漫反射光强分布信息。2、单层介质光学特性多参数的识别。针对单层介质吸收系数、散射系数、各向异性和折射率难以获取及识别问题,利用多角度激发的漫反射光信号提高信息的丰富性,为参数估计带来更多的约束。目前在现有文献中已经证明了不同角度激发光下的漫反射光强曲线是线性无关的,可以采用多角度激发来增强数据的丰富性。同时,本文在考虑入射光束大小和发散角存在的情况下也验证了该理论的有效性。在构建残差神经网络的基础上,通过训练模型实现对浑浊介质吸收系数、散射系数、各向异性因子和折射率的识别。通过蒙特卡洛方法模拟各种条件下的漫反射光信号,并对本文提出的方法进行验证,在模拟过程中考虑了光纤尺寸和发散角的存在。当考虑光纤尺寸和发散角时,样本数据训练模型可以获得更为准确的介质光学特性参数的反演精度。通过在漫反射光强信号加入不同等级的噪声,可以提高网络的泛化能力和抗噪性能。结果表明,本文所提方法对浑浊介质的光学特性参数(μ,μ,g,n)识别的平均相对误差分别为8.6%,4.6%,1.7%,0.9%。通过对比不同模型对光学特性参数的识别结果,验证了本文所提方法的有效性。3、双层浑浊介质光学特性参数和层厚度的识别。针对现阶段仅对单双层浑浊介质吸收系数和降散射系数的识别研究,缺乏对每一层介质光学特性参数(μ,μ,g,n)以及层厚d的识别研究,并且随着层数的增加,未知参数的数量急剧增加,这给参数估计带来了困难。因此,论文将通过蒙特卡洛方法模拟获取光在双层浑浊介质中漫反射传播出来的光强分布信息,并对漫反射数据添加随机噪声进行数据增强处理。使用残差神经网络,以多角度激发下的漫反射光强信号为输入,对应的分层介质中各层的光学特性参数及层厚度为输出,训练并测试该网络,通过蒙特卡洛方法模拟验证了该方法的有效性。结果表明,本文所构建的方法对双层浑浊介质中每一层各个光学特性参数(μ,μ,g,n)和层厚度d识别的平均相对误差沿光子入射方向依次为8.33%、7.43%、3.01%、1.71%和15.20%;8.32%、7.42%、3.02%、1.72%和15.36%。通过不同模型,包括BP神经网络、卷积神经网络和残差神经网络,对双层介质各层5个参数(μ,μ,g,n,d)的反演结果对比发现,残差网络对光学特性参数的识别效果较优,并且还可以实现对介质层厚度的识别。

关键词：光学特性双层介质蒙特卡洛模拟机器学习无损检测

低密度聚乙烯/乙丙橡胶双层介质的界面空间电荷特性

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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中国电机工程学报 2015年第5期35卷 1266-1272页

作者：兰莉吴建东王雅妮尹毅上海交通大学电子信息与电气工程学院上海市闵行区200240

多层介质复合绝缘结构的物理界面往往比介质本体更容易积累空间电荷,进而发生绝缘劣化,因此被认为是绝缘当中的薄弱点。通过对低密度聚乙烯/乙丙橡胶双层介质的高场电导特性和空间电荷分布测试,分析了界面空间电荷的形成机制和影响因素... 详细信息

多层介质复合绝缘结构的物理界面往往比介质本体更容易积累空间电荷,进而发生绝缘劣化,因此被认为是绝缘当中的薄弱点。通过对低密度聚乙烯/乙丙橡胶双层介质的高场电导特性和空间电荷分布测试,分析了界面空间电荷的形成机制和影响因素。结果表明:低密度聚乙烯/乙丙橡胶双层介质的界面空间电荷由Maxwell-Wagner(M-W)极化引起的极化电荷和阴极注入的电子电荷共同组成。由于低密度聚乙烯和乙丙橡胶的电导率的电场依赖性不同,导致界面极化电荷的极性和电荷量均随外施电场的升高而变化;阴极注入的电子在外施电场的作用下向阳极迁移,通过界面进入乙丙橡胶中后被其表面的深陷阱捕获,形成负极性界面电荷的积累,导致实际的界面空间电荷特性偏离M-W极化模型的计算值。

关键词：空间电荷界面低密度聚乙烯乙丙橡胶双层介质 Maxwell-Wagner极化电荷注入

双层介质散射问题单轴优化PML方法的收敛性

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吉林大学学报（理学版） 2016年第5期54卷 983-988页

作者：杨孝英长春工业大学基础科学学院长春130012

提出一种解双层介质散射问题带小参数ε0的优化完美匹配层(PML)方法,通过在吸收函数中引入一个小参数ε0,使得散射问题优化PML方法的计算不依赖PML层的厚度δ.结果表明,只要参数ε0充分小,优化的PML解指数即收敛于原双层介质散射问题的解.

关键词：双层介质优化PML方法指数收敛

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一种双层介质宽带微带天线

一种双层介质宽带微带天线