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1. 項(xiàng)目概述本研究室長(zhǎng)期從事過(guò)程裝備流動(dòng)分析和測(cè)量技術(shù)研究，包括泵內(nèi)流場(chǎng)分析和外特性測(cè)量、閥門內(nèi)流動(dòng)分析和性能測(cè)試、漩流分離流場(chǎng)分析和分離效率測(cè)試、泵效率測(cè)試和評(píng)價(jià)、鍋爐燃燒室內(nèi)流動(dòng)分析、各種換熱器內(nèi)的流動(dòng)和傳熱分析評(píng)價(jià)。擁有ANASY、FLUENT、CFX等商用分析軟件，建有激光粒子圖像測(cè)速系統(tǒng)和流動(dòng)分析實(shí)驗(yàn)裝置、離心泵試驗(yàn)裝置、泵汽蝕性能試驗(yàn)裝置、漩流分離試驗(yàn)裝置、鍋爐燃燒室冷態(tài)流動(dòng)試驗(yàn)裝置等。可為過(guò)程工業(yè)裝置提供相關(guān)分析、測(cè)試和評(píng)價(jià)服務(wù)，為產(chǎn)品設(shè)備改造和新產(chǎn)品研發(fā)提供技術(shù)支持。2. 技術(shù)優(yōu)勢(shì)江蘇省流量專業(yè)委員會(huì)委員、江蘇省流體力學(xué)專業(yè)委員會(huì)委員單位

經(jīng)過(guò)熱加工（如鑄造、鍛壓、焊接）和壓力加工的金屬零件表面和內(nèi)部會(huì) 存在殘余應(yīng)力和變形。殘余應(yīng)力的存在對(duì)構(gòu)件是有害的，如降低工件強(qiáng)度和疲 勞極限、造成脆性斷裂、加快構(gòu)件在腐蝕大氣中的腐蝕速度等；分布不均的殘 余應(yīng)力會(huì)對(duì)構(gòu)件尺寸精度和穩(wěn)定性產(chǎn)生極為不利的影響。因此消除殘余應(yīng)力是 機(jī)械制造工業(yè)技術(shù)中的一項(xiàng)重要課題。 當(dāng)前，消除構(gòu)件殘余應(yīng)力的方法主要有自然時(shí)效、熱時(shí)效、振動(dòng)時(shí)效。振 動(dòng)時(shí)效較自然時(shí)效和熱時(shí)效具有投資少、效率高、污染少等優(yōu)點(diǎn)，已得到越來(lái) 越廣泛的應(yīng)用。但是，現(xiàn)有大部分的振動(dòng)時(shí)效系統(tǒng)具有掃頻速率較慢、易漏頻 等缺點(diǎn)，而且振動(dòng)時(shí)效機(jī)理尚未被解釋清楚。因此，開(kāi)發(fā)了基于頻譜分析法的 振動(dòng)時(shí)效系統(tǒng)，并在此系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，研究振動(dòng)時(shí)效機(jī)理。 頻譜分析法是將時(shí)域信號(hào)變換至頻域加以分析的方法，其目的是把復(fù)雜的 時(shí)間歷程波形，經(jīng)過(guò)傅里葉變換以獲得信號(hào)的頻率結(jié)構(gòu)。將此方法應(yīng)用到振動(dòng) 時(shí)效中獲取工件固有頻率，可克服傳統(tǒng)振動(dòng)時(shí)效中的缺點(diǎn)。此外，構(gòu)建振動(dòng)時(shí) 效控制系統(tǒng)的構(gòu)建采用 VB 和 MATLAB 混編，并結(jié)合數(shù)據(jù)采集卡、變頻器和激 振電機(jī)等硬件，具有開(kāi)發(fā)靈活性好、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，并且縮短了產(chǎn)品開(kāi) 發(fā)周期。經(jīng)過(guò)該系統(tǒng)處理的試件殘余應(yīng)力平均下降 46.62%，達(dá)到了振動(dòng)時(shí)效消 除殘余應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)。

便攜式智能多功能振動(dòng)測(cè)試分析儀是廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和復(fù)雜系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備工作可靠性分析和在線故障診斷的工具。研制成功的便攜式智能多功能測(cè)試分析儀，其主要特點(diǎn)：體積小、重量輕、連續(xù)工作時(shí)間及待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)，尤其是振動(dòng)測(cè)試分析儀，帶有動(dòng)態(tài)頻譜實(shí)時(shí)顯示功能，并可以進(jìn)行實(shí)時(shí)頻譜分析。測(cè)振筆的特點(diǎn)，除體積小、重量輕、連續(xù)工作時(shí)間亟待及時(shí)間長(zhǎng)外，更特別的是可以實(shí)現(xiàn)加速度、速度、位移三個(gè)振動(dòng)的參量的測(cè)量。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，航空航天、軍事國(guó)防、工業(yè)領(lǐng)域的系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，故障診斷已經(jīng)成為這些領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。因此，本項(xiàng)目的研究不僅對(duì)便攜式振動(dòng)測(cè)試分析儀器的研究，而且對(duì)于設(shè)備故障診斷方法的實(shí)用化和普及有著廣泛的實(shí)用價(jià)值，對(duì)復(fù)雜的大型系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備故障診斷有著廣闊的應(yīng)用前景。 本項(xiàng)目研究成果已經(jīng)通過(guò)北京市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)技術(shù)鑒定，具有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并已申請(qǐng)專利兩項(xiàng)。

便攜式通用精細(xì)智能信號(hào)采集分析系統(tǒng)根據(jù)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷的要求采集并記錄與設(shè)備工作過(guò)程相關(guān)的主要狀態(tài)參數(shù)的狀態(tài)信號(hào)，如振動(dòng)、噪聲、轉(zhuǎn)速、電流等，然后對(duì)這些參數(shù)和信號(hào)進(jìn)行快速處理和精密分析，提取反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的特征信息，快速準(zhǔn)確地給出設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的性能評(píng)價(jià)，為設(shè)備管理、診斷及維修提供依據(jù)，從而保障設(shè)備長(zhǎng)期安全可靠地運(yùn)行。

研發(fā)階段/n內(nèi)容簡(jiǎn)介：在工程現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試中，目前所用的數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)的硬件多依賴于臺(tái)式機(jī)，即使是基于筆記本電腦的數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，也必須配合專用的擴(kuò)展箱、接口箱等多種附件，由于儀器總體體積較大，給戶外現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集帶來(lái)很大的不便。本課題正是從這一點(diǎn)出發(fā)，旨在開(kāi)發(fā)一套基于筆記本電腦的小體積、高精度、適于野外現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試用的便攜式動(dòng)態(tài)信號(hào)采集分析系統(tǒng)。其主要研究?jī)?nèi)容是基于并行口的小型A/D轉(zhuǎn)換卡和小型電荷放大器等硬件的研制，以及基于Windows98/2000平臺(tái)的軟件系統(tǒng)。技術(shù)指標(biāo)：儀器總重量：≤6

全自動(dòng)控制顯微鏡圖像分析軟件系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)顯微鏡自動(dòng)控制載物臺(tái)的x、y、z軸的控制，實(shí)現(xiàn)顯微圖像的自動(dòng)聚焦、ROI目標(biāo)的自動(dòng)獲取、大視野顯微圖像自動(dòng)拼接（虛擬顯微切片）、多層圖像聚焦融合、聚焦深度顯微表面三維成像。該系統(tǒng)可應(yīng)用于顯微病理、解剖、工業(yè)材料、印刷電路板等領(lǐng)域的圖像處理、分析與三維成像。 國(guó)外相關(guān)產(chǎn)品從2000年以后開(kāi)始在市場(chǎng)上出現(xiàn)，但由于其昂貴的價(jià)格，很難為國(guó)內(nèi)用戶廣泛使用，限制了該技術(shù)的推廣。本系統(tǒng)為國(guó)內(nèi)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)開(kāi)發(fā)的軟件系統(tǒng)，可靈活外接各種顯微鏡和控制設(shè)備。 該軟件系統(tǒng)與顯微鏡硬件接合可實(shí)現(xiàn)小批量的生產(chǎn)，為醫(yī)學(xué)、工業(yè)等領(lǐng)域的科研和生產(chǎn)檢測(cè)提供的技術(shù)支持。

    目前,對(duì)于心臟進(jìn)行檢測(cè)的儀器主要有兩類:一類是基于心臟電學(xué)特性的心電圖類是基于心臟聲學(xué)特性的聽(tīng)診和心音圖。心電圖是現(xiàn)在醫(yī)院普遍采用的心臟監(jiān)測(cè)方式,它能夠較為準(zhǔn)確和全面的反映心臟的健康狀況。但是,有些心臟疾病,當(dāng)它在心音圖上反映出來(lái)的時(shí)候在心電圖上還沒(méi)有反映,所以,心電監(jiān)測(cè)較心音檢測(cè)有一定的滯后性。一個(gè)完整的心動(dòng)周期,心臟會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)聲音:第一心音(S1)和第二心音(S2)。有些情況下,比如幼年和老年的時(shí)候也會(huì)出現(xiàn)第三心音(S3)、第四心音(S4),但正常情況下,一般只能聽(tīng)到S1和S2。51的形成主要來(lái)自于心室收縮期開(kāi)始時(shí)二尖瓣和三尖瓣的關(guān)閉;S2的形成主要來(lái)自于心室舒張期開(kāi)始時(shí)主動(dòng)脈瓣和肺動(dòng)脈瓣的關(guān)閉。    許多心血管疾病,尤其是瓣膜類疾病,心音都是重要的診斷信息,在臨床醫(yī)學(xué)中有非常廣泛的應(yīng)用。但是,傳統(tǒng)的心臟聽(tīng)診容易受醫(yī)生經(jīng)驗(yàn)、聽(tīng)診水平的影響。因此,如何能夠利用先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)提取反映心臟健康狀況的定量的全方位的心音信息,已成為當(dāng)今研究和醫(yī)療應(yīng)用的熱點(diǎn)。便攜式心音分析儀不僅可以用于家庭的醫(yī)療保健,方便用戶進(jìn)行平時(shí)的心臟監(jiān)測(cè),提早發(fā)現(xiàn)和預(yù)防心臟異常;而且,可以通過(guò)心音各種特征參數(shù)的提取,為醫(yī)生的心臟診斷提供定量的依據(jù)。    技術(shù)原理與工藝流程簡(jiǎn)介:    軟件算法:短時(shí)傅立葉變換、小波變換等多種信號(hào)處理的時(shí)頻算法。    硬件平臺(tái):基于哈佛結(jié)構(gòu)的數(shù)字信號(hào)器較計(jì)算機(jī)相比更適用于數(shù)字信號(hào)處理算法的快速實(shí)現(xiàn),其體積小、功能針對(duì)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)更有利于產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)技術(shù)水平。    當(dāng)前最先進(jìn)的時(shí)頻分析算法。如小波變換,被譽(yù)為“數(shù)學(xué)顯微鏡”,不僅能夠分析心音各種成分的時(shí)間、頻率信息,而且能夠反映出頻率隨時(shí)間的變化情況。

本項(xiàng)目開(kāi)發(fā)了一套基于光學(xué)運(yùn)動(dòng)捕捉的、具有高性價(jià)比與實(shí)用性的二維步態(tài)分析系統(tǒng)軟件，以適合我國(guó)醫(yī)院臨床康復(fù)診斷與評(píng)價(jià)。該系統(tǒng)利用高速攝像機(jī)捕捉人體步行時(shí)腿部關(guān)節(jié)上各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的影像數(shù)據(jù)，同時(shí)配合肌電測(cè)試，檢測(cè)到人體步行過(guò)程中各種特征參數(shù)，開(kāi)發(fā)了相應(yīng)軟件對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行集成分析計(jì)算，獲取得各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)、肌肉群活動(dòng)等參數(shù)，從而進(jìn)一步對(duì)步態(tài)特征進(jìn)行分析。本項(xiàng)目對(duì)患者的狀況進(jìn)行定量的康復(fù)診斷與評(píng)估。本系統(tǒng)將由一組高速攝像機(jī)，足底壓力測(cè)試模塊、表面肌電模塊、圖像處理與運(yùn)動(dòng)分析軟件、康復(fù)評(píng)價(jià)軟件、計(jì)算機(jī)等組成。主要特點(diǎn)：二維運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)（可擴(kuò)展至三維）；高性價(jià)比、使用簡(jiǎn)便、便攜式；具有臨床實(shí)用性。