摘要:脉搏血氧饱和度代表现代医学中光学的无处不在的临床应用。最近的研究引起了人们对混杂因素的潜在影响的担忧,例如可变的皮肤色素沉着和灌注对脉搏血氧仪中血氧饱和度测量精度的影响。模拟幻影测试提供了低成本,控制良好的解决方案,用于表征设备性能并研究潜在的误差源,从而可以减少对体内昂贵的体内试验的需求。这项研究的目的是开发基于幻影的脉搏血氧仪的测试方法。材料光学和机械性能审查,选择和调整以达到最佳的生物学相关性,例如,含氧组织的吸收和散射,强度,强度,弹性,硬度以及代表人手指的几何形状和组成的其他参数,例如血管大小和分布和分布和灌注。相关的解剖学和生理特性总结并实施,以创建初步的手指幻影。为了创建初步的手指幻影,我们合成了一个具有散射器的高符合硅胶基质,用于嵌入柔性管,并研究了这些散射物在新颖的3D打印树脂中以进行光学性能控制,而无需改变机械稳定性,而不改变具有与生物学特征的幻象的产生。幻影实用程序。3D印刷幻象在生物学上相关的条件更加相关。这些初步结果表明,幻影具有强大的潜力,可以发展为评估脉搏血氧仪性能的工具。差距,建议和策略是为了持续的幻影开发而提出的。
摘要:在这项研究中,表现出亚毫升水平的精度k波段微波范围(MWR)设备,旨在通过空位(Leo Orbit(Leo)中的航天器形成(SFF)验证地球重力场(EGF)和数字高程模型(EGF)和数字高程模型(DEM)。尤其是,本文详细介绍了我们设计和开发的集成Beidou III B1C/B2A双重接收器,包括信号处理方案,增益分配和频率计划。与时间间隔计数器同步解决方案相比,接收器匹配MWR系统的0.1 NS精确同步时间频率基准,并通过静态和动态测试进行了验证。此外,通过使用不同的范围技术,可以深入探索MWR设备范围的精度。测试结果表明,使用同步的双双单向射程(DOWR)微波相蓄积框架,在测试过程中实现了40 µm和1.6 µm/s的精度,并在测试过程中实现了6 µm/s/s的范围速率速率精度。分析了整个MWR系统的范围误差源,而用于SFF相对导航设计的相对轨道动力学模型,用于编队场景的相对轨道动力学模型和自适应KalmanFulter算法。在高精度六个自由度(6-DOF)移动平台中,在硬件(HIL)模拟系统的硬件(HIL)模拟系统中测试了SFF相对导航的性能。使用MWR的自适应相对导航系统的最终估计误差约为0.42 mm(范围/rms)和0.87 µm/s(范围率/rms),这证明了EGF和DEM形成在太空中的未来应用的有希望的准确性。
冷原子干涉测量法的最新进展为量子惯性传感器的太空应用铺平了道路,随着太空中可进行的更长询问时间,量子惯性传感器的稳定性预计会大幅提高。本研究开发了一种马赫-曾德尔型冷原子加速度计的在轨模型。在不同的定位和旋转补偿方法假设下进行了性能测试,并评估了各种误差源对仪器稳定性的影响。本文讨论了空间原子干涉测量法的当前和未来进展,并从三种不同情景下研究了它们对卫星重力任务中量子传感器性能的影响:最先进情景(预计 5 年内准备好发射)、近期(预计在未来 10 到 15 年内发射)和远期情景(预计在未来 20 到 25 年内发射)。我们的结果表明,通过将静电加速度计放置在卫星的质心处,将量子加速度计放置在卫星的横向轨道轴上,可以实现最高灵敏度。我们表明,使用目前最先进的技术可以实现接近 5 10 10 m/s 2 / ffiffiffiffiffiffiffi Hz p 的灵敏度水平。我们还估计,在不久的将来和遥远的将来,太空中的原子干涉测量法预计将分别达到 1 10 11 m/s 2 / ffiffiffiffiffiffiffi Hz p 和 1 10 12 m/s 2 / ffiffiffiffiffiffi Hz p 的灵敏度水平。考虑到未来的量子加速度计的技术能力,提出了原子干涉测量法改进路线图,以最大限度地提高其性能。最后,讨论了在未来太空任务中使用超灵敏原子干涉测量法的可能性和挑战。2024 COSPAR。由 Elsevier BV 出版 这是一篇根据 CC BY-NC-ND 许可协议开放获取的文章(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)。
在轨服务(IOS)可以延长卫星的使用寿命,而实施主动碎片清除(ADR)以有效解决空间碎片问题的必要性已在航天界广为人知。在新一代传感器和控制系统的发展的推动下,实现此类任务的技术解决方案研究正在蓬勃发展。除了私营公司、航天机构和大学之外,欧洲航天局(ESA)几十年来一直在开发该领域的技术。多年来,人们提出了多种安全捕获轨道物体的解决方案,其中大多数依赖于机器人系统。一个有前途的选择是使用配备高度灵巧的机械臂的自主航天器(追逐者),该机械臂能够与驻留的空间物体对接。这一操作在接近阶段和接触后都带来了复杂的技术挑战。在这方面,设计一个有效、可靠、稳健的制导、导航和控制 (GNC) 系统对于确保安全执行任务起着关键作用,该系统可以实现多种算法架构和硬件配置。这项工作展示了由与 ESA 签订合同的大学联盟开展的研究活动的成果,该研究旨在开发 GNC 系统的导航和控制子系统,用于控制配备冗余机械手的追赶者。研究中考虑了捕获前的最终接近阶段和捕获后的目标稳定阶段。提出的解决方案旨在实施联合控制策略。采用稳健控制方法来设计控制律,以应对追赶者的不确定、非线性动力学以及捕获后完整的追赶者-目标堆栈。选择基于视觉的解决方案,即依靠主动/被动光电传感器,进行相对导航。用于相对和绝对导航的完整传感器套件是 GNC 系统的一部分,包括用于机器人关节测量的传感器。为了正确验证提出的解决方案,已经开发了一个完整的数值模拟器。该软件工具可以全面评估系统性能,考虑所有相关的外部干扰和误差源。真实的合成图像生成器也用于相对导航性能评估。本文介绍了设计解决方案和初步数值测试的结果,考虑了三种任务场景,以证明该解决方案的灵活性及其对各种操作情况的适用性。
确定积雪深度的空间分布不仅对于与饮用水供应或水力发电相关的民用目的至关重要,而且对于雪、水文和环境研究中的多种应用也至关重要。然而,积雪深度在空间和时间上都变化很大。因此,传统和最先进的积雪监测方法并不总是能够捕捉到如此高的空间变化,除非采用非常昂贵的解决方案。在这项研究中,我们提出了一种新方法,旨在通过利用地球科学研究环境中的两种低成本和新兴技术来提出解决问题的方法;运动结构 (SfM) 数字摄影测量和无人机 (UAV)。这些技术相结合的优点在于,它们可以以较低的运行成本和较少的工作量提供大面积的精确高分辨率数字高程模型 (DEM)。所提出的方法将利用这一资产,在地理参考雪面(雪 DEM)与其相应的底层地形(地形 DEM)之间进行减法,从而提供雪深分布图。为了在小规模上测试所提出方法的可行性和效率,在上述背景下调查了六个不同的积雪区域。这些区域的面积从 900 到 51,000 平方米不等,其中两个位于斯瓦尔巴群岛朗伊尔城附近,四个位于西格陵兰岛安登峡湾附近。调查在雪面类型、底层地形复杂性、亮度条件和所用设备方面有所不同,以评估该方法的适用范围。结果呈现为六张雪深分布图,并通过比较估计的雪深和一组质量控制点上探测到的雪深来验证。根据区域不同,探测到的雪深与估计的雪深之间的平均差异从最佳情况的 0.01 米到最坏情况的 0.19 米不等,同时空间分辨率范围从 0.06 到 0.1 米。彻底调查了每种情况的误差源,并评估了通过使用雪面和相应的底层地形中可见的公共地面控制点对 DEM 进行地理配准可以进一步减轻误差。在进行的测试中,该方法没有受到该区域的任何特定表面特征或任何调查条件的特别限制。尽管是在小规模区域进行测试,但通过考虑这些初步结果,该方法有可能成为一种简化程序,允许重复绘制雪动态图,同时降低运行成本,并且不会放弃获得高精度和高分辨率。
摘要响应于对各种工业过程中对更有效传热技术的需求不断增长的需求,纳米流体的发展已成为一种有希望的解决方案。与固体相比,传统的传热液(例如矿物油,乙二醇和水)的热导电性相对较低,从而限制了热交换器的紧凑性和效率。纳米流体是通过在碱流体中悬浮超铁金属或非金属固体粉末而产生的,由于固体材料的较高导电性,其热性能增强。本文回顾了纳米流体的制备,导热率测量和影响因子,重点是导热率,作为改善热传递的主要驱动力。纳米流体的制备涉及一步或两步方法,而两步方法更常用于氧化物纳米颗粒(NPS),例如Al2O3,ZnO,MGO,MGO,TIO2和SIO2。该研究讨论了超声处理和磁力搅动等稳定技术,以确保纳米流体的均匀悬架和长期稳定性。使用短热线(SHW)和瞬态热线(THW)技术进行热导率测量,并考虑了非稳态的性质和潜在的误差源。这项研究强调了严格的实验设计和准确的数据分析的重要性,以解决热导率测量的复杂性和可变性,最终有助于纳米流体技术在有效传热溶液中的发展。关键字:纳米流体,热有限,纳米颗粒,纳米流体的稳定性1。引言不断增长的热流和快速收缩,导致选择了越来越多的有效传热技术。矿物油,乙二醇和水是许多工业过程中不断需要的传热液的例子,包括生产微电子产品,发电,化学反应以及加热和冷却。与大多数固体相比,这些常见流体的低热传递特性是热交换器高紧凑性和效率的关键障碍之一。增加工作培养基的热导电性的一种创造性方法是悬挂普通流体中的超铁金属或非金属固体粉末,因为大多数固体材料都比液体具有优越的导热性。如今,“纳米流体”一词在热传输领域非常明显。的热品质,包括粘度,特定热量,对流传热系数和临界热流,已成为几项研究的主题。
湍流对远程成像系统的影响表现为图像模糊效应,通常由系统中存在的相畸变量化。可以想象,根据传播体积内的大气湍流强度,可以理解模糊效果。获得湍流强度曲线的一种方法是使用动态范围的雷利信标系统,该系统利用沿策略性的信标沿着传播路径的范围进行了差异,从而有效地推导了影响光学成像系统的模糊畸变的特定路径段贡献的估计。已经设计了一种利用此技术的系统,并且已经构建了用于测试的原型。该系统被称为TARDIS,该系统代表湍流和气溶胶研究动态询问系统。TARDIS是一种光学传感系统,基于在相对不变的湍流诱导的波前扰动的静态时期内动态更改收集传感器和瑞利信标之间的范围。一种概念收集的场景由信标组成,在该信标中,基于激光脉冲和摄像头快门速度,空气分子和气溶胶颗粒反向散射图像在不同距离捕获的距离。获得基于TARDIS的湍流强度曲线的基于测量的估计是基于整理分段的折射率结构参数,𝐶𝐶2,值为大气的特定层。这些𝐶𝐶𝐶𝐶𝑛𝑛𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠2值是从炸参数段(0𝑖𝑖)中发展出来的,这些值是从Shack-Hartmann波前传感器上的相邻测量值中推导的。从传感系统收集光圈上存在的相位方差的平均值估计炸参数的单个值。跨孔的估计相方差的平均值是由从Shack-Hartmann波前传感器测得的梯度重建的区域倾斜砖中构建的。本文提供了理解大气湍流的基础理论,提供了当前可用的湍流估计技术的参考,并提供了针对TARDIS的细节,层析成像湍流估计方法以及收集概念数据的初始证明的分析。这项研究提供了一种新颖的手段,用于量化大气湍流的强度特征。利用概述的方法,使用了扰动波前的直接测量,这与估计湍流强度曲线的其他方式有不同。由于这种差异,可以使用动态范围的信标来产生湍流概况估计值,以增加对其他方法的置信度,或用作不容易受到相同误差源影响的独立测量技术。此外,由于该技术利用了波前的直接测量,因此可以想象,这可以与用于图像校正的自适应光学系统相关。
1 范围 本报告履行了 iMERA Plus 项目新工业计量技术 (NIMTech) 的交付成果 D3.7 - 多传感器网络验证实验评估报告。本报告描述了基于 NIMTech 交付成果报告 D3.1(1) 中描述的多传感器网络方法的激光跟踪器对准误差校准程序的验证。2 简介 NIMTech 交付成果报告 D3.1(1) [1] 描述了使用多传感器网络测量方法校准激光跟踪器对准误差的实验程序。在本报告中,我们介绍了该程序的实验验证,从而验证了多传感器网络方法。激光跟踪器校准的网络方法涉及使用激光跟踪器测量多个固定点的坐标。从几个不同的位置测量相同的点。然后通过使用最小二乘参数估计法拟合描述实验设置(跟踪器位置和方向、目标位置)和激光跟踪器误差的数学模型来处理这些测量的结果。为了验证这种方法,使用网络方法获得的校正参数根据 ASME B89.4.19 标准验证了 API T3 激光跟踪器的性能,并将这些结果与使用制造商的校准数据执行的类似 ASME B89.4.19 测试进行了比较。描述用于这项工作的激光跟踪器对准误差的模型 [2] 是从之前描述的 1,3 改编为更通用的形式。第 3 节简要介绍了新模型。第 4 节包含从网络测试获得的结果,第 5 节简要描述了 ASME B89 测试和获得的结果。3 激光跟踪器误差模型 3.1 激光跟踪器错位 理想的激光跟踪器(基于“经纬仪式”设计,干涉仪位于万向架上)可以通过图 1(左)中的设置示意性表示。竖轴和经轴正交且共面,激光束在中心点与两个轴相交并向外辐射,没有角度偏移。此外,仰角和方位角编码器完美地居中并垂直于经轴和竖轴,没有失真或比例误差。实际上,由于制造公差,所有激光跟踪器都可能出现错位和偏移以及其他机械缺陷。因此,更现实的几何形状类似于图 1(右)中所示的几何形状。基准轴、经线轴和激光束轴不再正交和相交;两个角度编码器都有刻度误差和失真;激光束不从轴的交点辐射,并且具有角度偏移,因此它不再垂直于经线轴。这些机械缺陷会导致范围和角度读数中的系统误差,如果不加以纠正,将导致测量误差。在实践中,激光跟踪器控制器对原始传感器数据进行软件校正,为用户提供准确的测量数据。该校正基于误差源模型和存储在控制器中的模型参数测量结果。本实验中测试的校准程序的目的是确定模型的参数及其相关的不确定性。