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晏殊的词集

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晏殊的词集范文第1篇

【摘要】 目的 消除刺激伪迹,以揭示DBS的作用机制。方法 Spike 2系统特有的生物信号处理功能,综合使用数字滤波、双窗口电位与信号波形鉴别方法消除刺激伪迹。结果 经刺激伪迹消除处理可以清楚显示脑内高频刺激期内神经元的放电活动的变化。结论 我们的方法可有效地清除刺激伪迹。

【关键词】 深部脑刺激;刺激伪迹;大鼠

Abstract: Objective The research aims to remove the stimulus artifact, and to explore the mechanism of deep brain stimulation. Methods Through using the functions of digital filter, spike waveform detection and potential filter in two windows performed by the Spike 2 system, the stimulus artifact was eliminated.Results The change of neural discharge activities during deep brain stimulation could be revealed clearly.Conclusions The method can be effectively used in the stimulus artifact removal.

Key words:deep brain stimulation; stimulus artifact; rat

自从1987年法国著名的神经外科学专家Benabid教授成功地应用丘脑腹内侧核(VIM)高频刺激治疗帕金森病(PD)以来,靶点为VIM,内侧苍白球(PGI)或丘脑底核(STN)的深部脑刺激(deep brain stimulation,DBS) 已经成为国际功能神经外科治疗PD首选方法[1,2] 。人们也尝试用DBS治疗中枢性疼痛[3]、癫痫[4,5]等疾病,甚至用于戒毒和肥胖症[6]的治疗。但由于强大的刺激伪迹掩盖了刺激对神经元放电活动的影响,人们是通过刺激的后作用和对远隔神经递质释放的影响来间接分析DBS的机制。有人认为DBS的直接作用是抑制,但也有学者认为是兴奋作用。至今DBS的机制仍在争议中尚无定论。这也限制了这一方法应用的拓展。本文基于Spike 2系统特有的生物信号处理功能,综合使用双窗口电位鉴别、数字滤波和信号波形鉴别方法消除刺激伪迹,以揭示DBS的作用机制。

1 材料和方法

1.1 实验动物

成年雄性Sprague-Dawley大鼠,体重250~300 g(辽宁医学院动物中心提供)。大鼠在标准环境下饲养,室温20~25 ℃,24 h昼夜循环光照,自由摄食饮水。

1.2 电刺激及记录

大鼠经20%氨基甲酸乙酯(0.8 mL/100g)腹腔麻醉后,置于脑立体定位仪上。行常规开颅手术,剥除硬脑膜,并行小脑延髓池引流,降低颅内压,防止脑疝。

细胞外记录采用微电极拉制仪(美国STOELTING公司)自行拉制的单管玻璃微电极。电极尖端直径3/1和放电稳定的神经元进行记录。在进行电刺激前每一单位需记录2~3 min的基础放电。核团电刺激采用A320R隔离刺激器(美国WPI公司)经同心圆电极输出。电刺激参数为:频率(20~200 )Hz,刺激强度0.4 mA,波宽0.06 ms,刺激时程5 s。

1.3 组织学检测

在每一次电生理学记录完毕后,经微电极电泳滂胺天蓝(-20 μA,15 min)标记记录部位,刺激部位采用直流电损毁法标记。大鼠用含4%多聚甲醛的0.1 M磷酸缓冲液经颈动脉灌流固定后,立刻断头取脑,放入相同固定液中浸泡4 h,再将脑组织移入30%的蔗糖磷酸缓冲液(pH7.4)至沉底后行冠状冰冻切片,片厚30 μm。焦油紫染色。光镜下观察,仅取记录和刺激部位均正确的资料进行统计学分析。

1.4 数据分析

为了分析刺激期内神经元对刺激的反应,在在线分析的基础上,我们应用Spike2系统对神经元的放电活动进行离线信号处理以消除刺激伪迹,然后做刺激直方图处理。首先用数字滤波(100~10 000 Hz)进一步消除干扰信号,然后采用双窗口电位鉴别功能对神经元放电波形进行电位和波形鉴别,最后根据筛选出的神经元锋电位作刺激直方图处理(图1)。

2 结 果

实验观察了不同频率电刺激(20、50、100、130、200 Hz)STN对大鼠丘脑束旁核(PF)神经元自发放电活动的影响。结果显示刺激频率低于100 Hz时,多数神经元无明显反应;刺激频率大于100 Hz时,大多数神经元呈兴奋反应,放电频率明显加快。图2为一个PF神经元对不同频率STN刺激反应的序列密度直方图。图2A未做刺激伪迹消除处理,刺激期内神经元的放电活动无法观察;图2B做了刺激伪迹消除处理;从图中可以清楚地观察到,刺激频率为20 Hz时,神经元对刺激无反应;当刺激频率大于50 Hz时,刺激期间神经元的放电活动就明显增加;刺激停止后,这种兴奋作用还要持续一定时间,但兴奋作用较刺激期内明显减弱。

3 讨 论

虽然DBS治疗PD取得了可喜的成绩,但这一技术在功能神经外科领域的拓展应用仍受限,其原因主要是DBS的机制尚未确立,存在很大的争议。以Benabid为代表的学者认为高频刺激对所刺激的神经元是抑制作用,可能是由于去极化阻滞或神经递质的耗竭所致[7];另外一些学者认为是兴奋了抑制性神经通路所致[8,9]。这些分歧的根源在于脑内刺激的部位与记录神经元放电活动的部位相距很近,较强的刺激伪迹几乎完全掩盖了弱小的神经元放电,不能观察刺激期内神经元放电活动的变化。大多数对刺激作用的观察都为刺激的后作用。有人试图采用不同的刺激隔离器以阻断刺激伪迹但效果不佳。随着实验室环境、记录仪器和导线的设置,以及实验动物状态的变化,刺激伪迹的强度和波形都要发生变化,致使常规的消除刺激伪迹的方法难以把神经元的锋电位从伪迹中分离出来。本实验利用Spike2生物信号处理系统对记录的结果进行离线处理。首先对记录到的信号进行数字滤波,其主要目的是滤除交流电等干扰,然后采用双窗口电位鉴别,即通过分别设置正向波和负向波上限和下限电位的方法鉴别锋电位波形,将神经元的锋电位成功地从刺激伪迹中分离出来,再根据锋电位的波形做刺激直方图处理。这样就可以直接观察到刺激过程中神经元的放电活动。我们的方法有益于揭示DBS的机制,以拓展这一技术的应用。

参考文献

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[2] Kern D S,Kumar R.Deep brain stimulation [J]. Neurologist,2007,13(5):237-252.

[3] Franzini A,Leone M,Messina G,et al.Neuromodulation in treatment of refractory headaches [J].Neurol Sci,2008,29 Suppl 1:S65-68.

[4] Ben-Menachem E.Outcomes remain ambivalent for deep brain stimulation and epilepsy [J].Epilepsy Curr,2008,8(5):121-123.

[5] Halpern C H,Wolf JA,Bale TL,et al.Deep brain stimulation in the treatment of obesity[J]. J Neurosurg,2008,109(4):625-634.

[6] Ellis T L,Stevens A.Deep brain stimulation for medically refractory epilepsy[J].Neurosurg Focus,2008,25(3):E11.

[7] Benabid AL,Deuschl G,Lang AE,et al.Deep brain stimulation for Parkinsons disease [J].Mov Disord,2006,21 Suppl 14:S168-170.

晏殊的词集范文第2篇

关键词:电磁波探测;探地雷达;介电常数;逐层反演;介电―密度模型

中图分类号:TS210.2 文献标识码:B 文章编号:1009-3044(2014)10-2452-05

Abstract: To the problem that we lack effective detection technique for grain storage amount, a new detection technique was studied by using very high frequency(VHF) electromagnetic wave and was applied in detecting density distribution in huge grain pile, which may overcome low detecting accuracy, high maintenance costs under-representation and other shortcomings deriving from triditional pressure sensor methods. Using principles of reflection and refraction of electromagnetic wave, we first obtained surface dielectric constant of grain pile, then according to Fresnel's formula and using the surface dielectric constant, inverted dielectric constant distribution of other layers. At last, according to a empirical model called Dielectric-Density Model, we converted dielectric constant distribution to density distribution and then simulated the three-dimensional density distribution of the whole grain pile. The experimental results showed that the method proposed in this paper has the better detecting accuracy and speed and more adapt to a wide range of detection compared to triditional methods.

Key words: Electromagnetic Wave; Ground Penetrating Radar; Dielectric Constant; Inversion; Dielectric-Density Model

粮食,是人类生存和发展的必需品,关系国计民生和社会经济的发展,在维持社会稳定和国家安全方面起着重要作用。因此长久以来,国家粮食主管部门一直对国家粮情监测问题保持着高度的重视[1]。粮食数量是粮食储藏安全的一个重要粮情指标,因此需要准确得知粮食数量,否则将会严重影响粮食的宏观调控,甚至出现失误[2]。我国粮食储存期长,需要及时了解粮食数量的变化情况,这要求有先进、快速以及便捷的粮食数量检测技术,否则将会给国家粮食储备造成重大的损失,并且也会对粮食供给的宏观调控政策产生严重影响。储粮数量是最基本的储粮粮情,所以储粮数量的监测也受到粮食主管部门的重视。但储粮数量监测技术的研究却开展的不多。樊超[3,4]等针对实时测量粮仓中储粮数量的需求,在粮仓底面及侧壁排布压力传感器,通过压强值拟合出粮食数量; 提出了一种基于AT89C51和 SJA1000的CAN 总线数据采集节点的设计方案,并提出了一种将 Zigbee 短距离无线通信技术与 GPRS 相结合的远程粮情数据无线传输设计方案。陈得民[5]等根据我国粮仓特点,讨论了压力传感器网络体系结构,给出了压力传感器电路的硬件设计和仓内布置方案。杨雷东[6]等使用了探地雷达等微波检测设备来测量粮堆的介电常数,之后得到粮食密度与介电常数的变化关系,进而求得所测粮堆的堆积密度。之后与数据处理软件相结合并利用三维激光扫描仪,进行粮仓外形、仓内空间、粮堆体积的测量计算,获取粮堆体积信息,最终获得储粮数量信息。但对粮堆介电常数的测量没有考虑密度分布上的变化,造成反演的储粮密度不够准确。

当今国内大多数粮仓在检测储粮数量时依旧采用压力传感器法,这种方法是首先在粮仓内选择采样点,之后在这些采样点布置压力传感器来进行数据采集[3-5]。然而这种方法却存在着许多缺点:(1)粮仓中应布置大量信号电缆,由于粮仓环境的影响容易造成信号电缆老化以及损坏,并且扩展性欠佳;(2)不同的采样点和布线方式会对检测结果造成重要的影响,精度较低;(3)压力传感器在薰仓等外界因素作用下会受到严重影响;(4)在进行倒换仓时需要将传感器进行拆除,而在拆除过程中容易造成传感器的损坏等[7-9]。以上种种都会对粮食信息化工作的发展造成很大的阻碍。如何解决上述问题是本课题所做的主要工作,于是提出了采用雷达电磁波检测粮仓中储粮数量的方法。

电磁波储粮数量检测方法是利用雷达天线在粮面上进行移动,在移动过程中实现水平面的整体扫描,同时对垂直面进行分层扫描,这样不仅能够避免在仓内布置大量信号电缆,同时克服了仓内布线方式变化对检测结果以及熏蒸等因素对传感器的影响,还增加了测量点数,测量范围也相应的得到扩大。与传统检测方法相比其效率高,容易操作,不易受到外界的干扰,能实现非介入式、非物理接触的、无损的、在线连续的检测[7,8],是一种理想的储粮数量检测技术。其基本检测原理是:首先利用相位比较法测量出粮堆表层介电常数并作为初始迭代参数,然后根据雷达电磁波在粮堆中不同深度的散射回波幅度,利用菲涅尔公式,迭代计算出粮堆不同深度处的介电常数分布。在不同水平衡条件下,利用实验的方法得到一个介电常数―密度经验模型,之后将这个经验模型代入上述的介电常数分布,从而得到粮堆不同深度下的一维密度分布,对粮堆做纵横多次扫描,得到粮堆密度的三维立体分布,最后再用数值积分的方法获得整个粮堆体积的粮食数量。目前在工程上有许多不同的方法来测量介电常数,如已知目标深度法、电源反射法、连续剖面法等[9]。这些方法往往只能测出介电常数的大致数值或一定区域的平均值,对于计算粮食密度分布需要知道精确的介电常数分布的情形不再使用,而本文的方法正是为解决以上问题提出的。

1 介电常数逐层反演算法

电磁波在传播的过程中,在相邻的介电特性不同的介质交界面处会发生反射和透射。由于粮仓中的粮食是在不同时间,以不同的方式装入的,因此粮堆中各处密度也不相同。随着水分的扩散和通风的实施,在达到绝对平衡水条件下,粮堆中介电常数的分布将主要取决于密度的分布。因此,假设把那些介电常数不同的点当作是不同的介质层面,则能够应用介电常数的逐层反演算法来将介电常数分布推算出来[10]。

在进行介电常数的逐层反演迭代运算时,迭代所需的初始参数的精确程度将决定迭代运算的准确性,其中作为初始迭代参数的表层介电常数尤为重要。目前,介电常数测量法是目前工程测量的主要方法,大多是将波速测量出来,之后结合波速与介电常数的关系[ε=v2/c2]得到介电常数,但这种方法只能得到介电常数的估计值或测量区域的平均值,无法得到介电常数的精确数值。为了使迭代所需的初始介电常数尽可能精确,该文采用了一种相位比较的方法来获取粮堆表层介电常数的精确数值,如图1所示。其基本原理如下:在粮堆表层的不同处插入三根井中天线,其中一个发射天线作用是发射电磁波信号,另外2个均用来接收信号。采用高性能的双踪来获得两个接收天线接收发射天线发射的电磁波信号的相位差,再被两个接收天线与发射天线的距离差去除,即可计算出表层粮堆中的电磁波波速,再根据介电常数与波速的关系求取粮堆表层介电常数。试验标明,该方法能够较为精确地计算出介质表层的介电常数,从而为介电常数的逐层反演打下基础。

下面简要介绍介电常数逐层迭代反演算法的基本步骤:

依据雷达散射回波返回时间所对应的粮层深度的不同,大致将粮堆虚拟划分为四个媒质层,它们的介电常数分别是: [ε0,ε1,ε2,ε3]。图2表示当雷达电磁波在粮堆中传播时,由于媒质层的不同,在其交界面上入射电磁波会产生反射和投射。由于二次以上反射波的能量在经过多次反射后会损失很多,接收天线无法接收到相应的回波信号,因此图中将相邻层面间的二次以上反射波进行了忽略。

在上述表达式中接收信号可以看做是各层回波信号的叠加。对于粮堆区域的分层,可根据粮堆高度和探测雷达每扫采样点数划分,划分的层次越多,计算的介电常数分布就越精密。本问为了讨论问题的方便只划分了四层。实际中由于粮堆中各层媒质近似均匀且无其他目标,且在介电常数迭代前已对噪声和干扰做了滤波处理,所以该模型是符合本文提出的繁衍算法的要求。

设[Al(l=0,1,2)]为不同层面回波的幅度,结合费聂耳公式,从而推导出各层面散射回波幅度和介电常数的关系,其表达式为:

上述迭代模型在均匀、无色散、无损耗、干扰和噪声的介质中是适用的,事实上粮堆是一种色散的有耗媒质,其含水量会使电磁波产生很大的衰减,进而产生误差,误差会影响迭代的精度。所以需要对模型进行改进以消除含水量的影响,使结果符合迭代要求的精度。

实际上天线发射的电磁波不是平面波,粮堆介质是散粒体,内部由于密度不同造成衰减 也不相同,因此需要引入校准因子提高以上模型的精度。引入校准因子后,介电常数的迭代式修正为:

图2的模型把粮堆划分成4层(包括空气层),推导出了介电常数的迭代算式。实际上该介电常数反演模型可推广到任意多层的介质中,结合粮堆实验发现,根据上述迭代算式推导出的介电常数的分布精度在校准因子被引入后能够得到大大提高。

2 粮堆介电―密度模型的研究

由前面介绍的粮堆介电常数逐层迭代反演模型,在结合相应的插值算法,就可以得到粮堆某一扫描剖面的介电常数分布,在粮堆水分达到绝对平衡水条件下引入一个介电―密度模型,进而得到在水分相同的情况下介电常数所对应的密度值。将此密度值代入该剖面的介电常数分布后得到该剖面的密度分布,利用探地雷达录取多个剖面的数据,并结合合理的内插算法,就可以得到整个粮堆的三维立体密度分布图,最后采用数值积分的方法,即可算出粮堆的整体质量。

目前,对于混合介质的介电常数,通常有线性模型和非线性模型两种模型[11-13],其中采用比较多的是非线性模型[13]。假定混合介质是由水分、空气和固体物料构成的散粒体介质,将[ε1]、[ε2]、[ε3]、[ε4]分别设定为混合介质本身、固体物料、水和空气的介电常数,那么混合介质的介电常数可由以下非线性模型表示:

3 实验结果与分析

实验对不同种类粮堆的介电-密度模型进行了研究,给出了不同条件下小麦介电-密度模型中的具体参数。在中央储备粮荥阳直属库对小麦的堆密度进行了实地测量,以下为实验的过程与结果。

3.1 介电-密度模型的参数测量及其分析

本文分别对玉米、大米和小麦三个不同粮食品种的密度与介电常数的关系进行了实验研究。进行实验首先采用一个压缩装置对样品进行压缩,并根据压缩装置显示的压力值换算成容重,然后利用电容法测量被压缩样品的相对介电常数,得出样品介电常数与其容重的对应关系,如图3所示。由图3可以看出,随着容重的增大,介电常数增加,且呈线性关系,这是因为随着容重的增加,单位体积中的水分增加,使得介电常数增加。

为验证上述介电-密度模型是否适用于大型粮堆,特在在中央储备粮荥阳直属库进行了实验。其中电磁波的探测装置使用的是意大利RIS-K2探地雷达,并选取长60m,跨度26m,装粮高度为6m的高大平房仓房为实验模型。为测量小麦介电常数和密度之间的关系,实验选取两种中心频率不同的雷达天线,分别为80MHz和200MHz,测量时采用单道扫描。根据电磁波的回波信号幅度,采用相位比较法获得小麦堆表层的相对等效介电常数,之后结合本文的介电常数逐层反演法计算得到不同深度的小麦介电常数,取实验得到的40组数据代入到公式(9)中,得到小麦密度数据(10)。用标准烘干法测量出小麦的水分含量并作为环境条件。在小麦水分为13.7%,小麦堆高度为2m条件下,小麦堆密度与其深度关系曲线如图4所示。由图4可以看出,小麦堆密度随深度的增加而增大,且呈线性关系。

3.2 粮库储粮介电常数分布的测量实验

为了得到粮库储粮介电常数的分布,在中央储备粮荥阳直属库的21号仓进行了相关的测量实验,测量活动得到了郑州鑫胜电子技术公司的支持。测量仓为常用的大型平房仓,仓房长60m,跨度为26m,储粮品种为混合小麦,小麦高度为6m,。实验方案的步骤如下:

1) 根据混合小麦的储存深度,将粮堆从上到下沿垂直方向依次分为128个虚拟层。

2) 利用放置于粮堆表面的雷达天线将与其对应的垂直剖面上各虚拟层的反射回波幅度数据进行测量并记录。实验时将雷达的参数定为每扫描采样点数为512,扫描的间隔是100。

3) 为确定参数[ε1],[f],[k],在进行电常数测量时需要进行两次,测量时采用相位比较法,用一个发射天线发射信号,两个接收天线接收电磁波信号。进行第一次探测的时候,把雷达的接收天线以及发射天线放置在假定的第一虚拟层中,由电磁波幅度差以及相移可以计算出第一层的介电常数为[ε1],由幅度[Am], [ε0],以及[A0],并且假定[f1=1],可以得到[k1];进行第二次探测时,需要把雷达的接收天线以及发射天线放置在第二虚拟层中,通过计算可以得到第二虚拟层的介电常数[ε2],并且假定[ki=k1],以此能够得出幅度衰减校准因子[f]。

4) 利用(4)式进行迭代计算,得到雷达天线对应扫描线上各虚拟层的介电常数。

5) 重复步骤2到步骤4,将雷达天线置于粮堆水平面上并进行移动,得到雷达原始扫描数据,之后进行迭代,即可得到整个扫描剖面上的介电常数分布的数据。

数据分析表明,介电常数是随着粮堆位置以及深度的变化而变化的,粮堆内部各处密度的不同可由它们之间的差别反映出来,根据实验发现在绝对平衡水条件下,可以将水分的差别影响忽略不计。然而回波中的干扰和模型本身是存在误差的,因此介电常数可能会在分布上叠加一个高斯白噪声,不过这种噪声不会对介电常数随密度的变化趋势造成影响。根据前文给出的介电-密度模型,能够将某一剖面密度分布图推算出来,如图5所示。用不同颜色可以更直观的将不同密度区域表示出来,其中红色部分的区域密度较大。合并推算出的不同扫描剖面图能够得到粮堆空间密度分布图,进而清楚地展示粮堆密度三维分布情况。在应用以上方法求得粮堆密度分布后,在根据粮堆体积大小,采用数值积分的方法即可求出储粮的整体数量。

以雷达测距轮数值100为1单位,换算为长度后为10cm)

3.3 储粮数量计算的数值积分方法

4 结束语

由于国内粮仓储粮数量的检测还没有高效的的方法,所以本文提出了利用探地雷达技术来检测粮堆密度分布的方法。研究说明,如果采用此方法,所计算出的粮食数量与实际数量相比,其误差小于3%,证明可以达到实际应用的需要,有很高的现实意义。

参考文献:

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晏殊的词集范文第3篇

    第一章绪论

    1.1本课题研究的目的和意义众所周知,目前工业设备及工件的生产制造中对铁磁材料的使用极为广泛,铁磁材料具有良好的弹性、塑性和强度,取之方便。每年铁磁材料的产量比任何其他金属材料的产量都要高,铁磁材料及其零部件强度高、硬度大、耐腐,以其构成的产品具有耐久性、实用性,以其构成的工程项目坚固、持久。由于铁磁材料具有目前所有材,料都不可替代的抗拉、压、抗疲劳、抗弯曲的特性。利用铁磁材料坚固、耐用、抗震的特点,它经常在工程材料中起骨架、支撑作用。在民用及日用工业中,利用铁磁材料的良好的弹性和塑性,把它们加工成汽车外壳、压力容器、板簧、麻花钢筋等等。这些产品具有柔软、强劲、刚硬、坚韧、使用周期长等优点。毫无疑问,铁磁材料不仅目前是而且在将来相当长的一段时间内也必将仍然是最重要、应用最广泛的工程及建筑材料之一。随着现代工业的迅猛发展,越来越多的设备及工件被长期应用到高温、高速、高负载的环境当中,使得设备及构件经常处于满负荷或过负载的工作状态。由铁磁材料构成的机械构件,在加工制作和使用的过程中,由于受外力作用,温度变化等因素的影响,在其内部会产生局部的应力集中或松弛,从而会引起构件局部或全部的塑性扭曲,变形,造成构件整体强度的降低,特别是构件疲劳强度的降低,从而造成事故隐患。在工业生产中,由铁磁材料加工成的零部件及其它产品,人们最关心的是在使役过程中它们的受力状态。在工程技术领域,如建筑物、桥梁、铁塔等,人们关心的是在使役过程中它们的寿命。这是因为,这些产品的工程技术指标不仅仅关系到产品的质量、寿命和价格,而且还关系到人们的生命安全。如铁磁材料构成的压力容器、核容器、炼油蒸汽塔、锅炉等等,它们都是由焊接结构件构成的,当容器内温度、压力达到一定程度时,铁磁材料受力是十分惊人的,应力超过设备的限度,就要发生爆炸,危险事故经常发生。因此,对铁磁材料的各种缺陷,如腐蚀,疲劳,裂纹,弹性变形及塑性变形等的检测引起了广泛的重视。而在铁磁材料结构构件中,应力是一个重要的参数,为了判定在役铁磁材料结构构件的实际受力情况,验证设计计算结果的正确性及可靠度,对结构构件尤其是一些重要的结构构件实施应力检测就有着十分重要的意义。这不仅有助于提高产品的质量,判断产品的使用寿命,而且能及时发现隐情,提前采取有效措施,从而避免重大的灾难性的事故发生。

    1.2目前常用的应力检测方法(1)X一射线法传统的X一射线法检测应力,是通过测定具有应力的晶粒、晶格之间的应变来测定应力的大小,无损伤的对材料表面进行定量分析。该方法的缺点是:检测设备昂贵,检测精度不高,多次检测重复性不好,检测深度仅达数微米或几十微米。特别是对大晶粒材料的应力测定,X一射线衍射线变得不连续时,测得的应力值将会有相当大的误差。(2)电阻应变片法应变片法是目前应用相对较普遍的一种应力检测方法。应变片法检测应力是将由基片和电阻丝栅组成的应变片贴在材料的表面,基于材料受力后产生的形变,由应变片的电阻丝栅随材料的相对变化所发生长短变化,来测量材料内部的应力,是连续测量过程。此方法的缺点是:一个应变片只能测量构件表面一个点在某一方向的应变,不能实现全域性的测量。另外由于它是依靠材料的相对形变来测量作用力,若材料未发生形变,或找不到起始的应变应力值,则无法测量应力,特别是残余应力。另外,贴应变片程序繁琐,测量周期长,而且成本不低,故在线及工程检测应用受到限制。(3)超声波法超声波法是通过测量超声波在铁磁材料中力学性能相异方向上的传播速度差异来测定应力。但由于超声波在材料中传播速度很快,因此,在材料受力后,相异方向传播速度差异小。且超声波在材料中的传播速度受材料冶炼处理,各向异性影响较大,因此要达到准确测量服役应力困难较多,目前的研究尚未达到实用阶段。(4)光测法包括光弹法,激光超声干涉发,散斑干涉法。它是利用偏振光通过具有双折射效应的透明受力模型获得干涉条纹图,直接观察模型的全部应力分布,特别是可以观察到应力集中的部位,并可迅速确定应力集中系数。这种方法的缺点是:应力测量周期长,检测成本高,不是在线应用检测发展的方向。(5)机械测量法包括切割法,逐次去层法,环孔法,钻孔法等。这些方法都是破坏或半破坏的检测方法。它们都是利用构件局部破坏,应力重新分布这一古老测量技术,在线检测不方便,己逐渐被其它方法代替。另外,穆斯堡尔效应及中子衍射法等,各有其优缺点,但离工程上测量应力还相差的较远。

晏殊的词集范文第4篇

【关键词】:数学 研讨课 思考

历经两个多月的校级“教学大比武”在老师们的精彩演绎中落下了帷幕。我细细品味这富于智慧的十六节数学课,深深体会到新课程改革为我们的小学数学课堂带来了可喜变化,但是活动中还是凸显出一些问题,值得我们深思。

一、要注意情境创设的有效性,并且留给学生“读”情境的时间。

1.要注意情境创设的有效性。

新课程强调让学生在具体生动的情境中学习数学。但是,教师在创设情境时,有时仅仅考虑调动学生的积极性,而对所创设情境的有效性欠思考。

【案例】《四则混合运算》教学片断

师:“天气变冷了,老师想买一件棉衣。星期天,老师来到应城“东方百货”,看中两种款式。第一款:3件共360元;第二款:每件125元。哪种款式的棉衣便宜?便宜多少元?”

学生列算式:125-360÷3

师:谁能说一说这道题的运算顺序?

学生口述运算顺序

本案例中,教师将计算教学与解决实际问题相结合,让学生在现实的情境中学习,理解运算顺序,体现了新课标的理念。但是,创设生活情境,应当尊重生活规律。这样,学生在熟悉的情境中,才会感受到数学就在身边,生活中处处有数学。教师随意更改事实,情境与生活不符。学生是否会产生“原来数学是编造出来的”感觉呢?难怪下课后,一个学生跑到教师跟前说:“老师,我看到商场里的衣服都是标单价的,没有标3件一共多少元的。”如果把“买衣服”换成“买铅笔”、“买乒乓球”等,效果会怎样呢?

2.呈现情境后,要留给学生“读”情境的时间。

相当一部分教师,情境一出现就问学生一连串问题。如一位教师在教学《百分数(一)》(人教版第十一册)一节时,用课件播放了一首古诗“春水春池满,春时春草生。春人饮春酒,春鸟弄春色。”出示了四个问题:①这首诗中哪个字出现得最多?它共用了几个?②这字出现的次数占全诗总字数的几分之几?(也就是百分之几?)③请你找一首诗,要求诗中的某一个字出现的次数至少占全诗的10。这么多的信息,教师根本不留给学生“读”情境的时间,马上就问“你想出来了吗?”,这样的例子还有很多。部分教师或许只是背着公开课的时间包袱而急切地催问学生,与学生抢时间,认为教师活动理所当然地要时间,而唯恐学生多“占用”时间,殊不知时间原本就是学生的。呈现情境后,教师要学会等待,应该留给学生观察和独立思考的时间,有时哪怕只是多十几秒钟,效果也是截然不同的。

二、进行比较时,应提供“比较的基础”。

一部分教师重视引导学生将新授内容同已学过的相关内容进行比较,但有时并没有提供比较的基础。譬如,一位教师在教学《有余数的除法》时,列出“23÷5”的有余数的除法竖式后,让学生与以前学过的能整除的除法竖式进行比较,课堂上并没有呈现以前学过的能整除的除法竖式,学生拿什么作比较呢?再如,教学《三位数加、减法》,学习后问学生“三位数加、减法与以前学过的两位数加、减法有什么不同”,此前并没有提供一个比较的基础,学生最后只是回答“一样”了事。脱离了比较的基础,这样的比较往往只是教师自己的比较,学生会觉得很抽象,通过比较后得到的也就是几条干瘪瘪的法则或者结论。

在新课程计算教学中,鼓励算法多样化,一些教师在教学中也能重视算法之间的比较和优化,但问题是,“比较”的“基础”往往被忽视。多数情况是学生并没有明白有哪些算法,比较来比较去还是雾里看花,最后老师一句“你喜欢哪种方法就用哪种方法”草草收场。在课堂上,教师比较关心自己预设的算法是否出现,并不停地问学生“还有不同算法吗”,然后急于罗列出几种甚至十几种算法让学生比较。显然,算法多样化不是目的,它只是比较的基础。在教学过程中,教师要留给学生更多独立思考的时间和空间,不要求每一名学生能用多种算法,但应该让学生汇报时讲清算理,学会倾听别人的发言。对于学生说出的对后续知识掌握有价值的基本算法,教师可适当追问“你听明白他的意思了吗”,然后引导学生清楚表述,注意抓住时机将它转化为全班学生的共同语言。有了比较的基础,学生才能在交流和比较中找到适合自己的最优算法。

三、课堂上生成的“错误”资源不容忽视。

在计算教学中,多数教师会把自己预设的几种计算时的“典型错误案例”呈现出来让学生进行改错练习,教师的这种做法本身没有什么不对。但问题是,除了想当然可能会出现的这些错误,通过教学反馈,对于学生在练习过程中出现的“错误”资源能熟视无睹吗?其实,这种课堂生成的“错误”资源,更能引发学生的参与热情,更能折射出我们教学中出现的问题,教师应该及时调控自己的教学,抓住并充分利用有价值的信息,加强教学的针对性,才能切实提高课堂教学效率。

另外,少数教师在提问时似乎只是在跟学生对答案。当学生的回答正中下怀时,就异常惊喜;而当学生出现错误的回答时,则急于叫其他学生“帮忙”,处理极其草率。殊不知学生的回答总能给我们以启示,这种启示或来自正面,或者来自反面。而当学生早已揣摩出老师想要的东西时,这样的教学其实是很可怕的,因为学生可能已经没有自我了。

四、课后也应适度关注学生。

新课程强调知识的拓展和课后的延伸,教师在课堂上有时能注意留下问题给学生以引发课后思考。但是,留下问题后,教师是否继续关注学生呢?我们来看一组镜头。

镜头1:A教师为了激发学生的参与兴趣,说是“过几天要带学生去秋游”。下课时,学生围着老师问:“老,具体什么时候去?到哪去秋游啊?”老师一笑了之,学生失望之极。

R头2:B教师在教学“吨和千克的认识”时,课堂上组织学生到台秤上称体重,出于时间的考虑,一部分没有称体重的学生被老师告知到下课时再称。事实上,下课了教师就忘记自己的承诺了。

镜头3:C教师在教学“年、月、日”时,让学生观察比较几个年份的年历,学生还有“发现”要说,教师让他们下课时把他们的发现告诉老师……

镜头4:D教师教学“有余数的除法”,练习时出示“33名同学去坐游船玩,每只船最多坐6人,需要几只船?如果他们有50元钱,8元一张船票,可以买几张?”还没等学生看清楚题目,就让学生课后思考解决。

这种“只说不做”的现象在教师的教学中(尤其是公开课上)屡见不鲜。笔者做过这样的调查:

A、你在课堂上会留下问题给学生吗?①经常56%②偶尔41%③从来不3%

B、留下问题后,你还继续关注吗?①会13%②一般不会66%③不会21%

随后笔者又做过这样的访谈,“如果你不去关注,你为什么又要留下问题给学生呢?”多数教师认为,应该体现新的课程理念,注意留下问题给学生,但是往往忽视了留下的问题是否在学生那里得到落实。

教学中确实应该重视课堂教学的延续和发展,把学生从课内带向课外。但是,教师如果长期“只说不做”,学生就会不为所动,“延伸”最后也就会成为一种“口头”的、形式的东西。因此,适度关注学生的课外,这个问题应该引起我们教师的足够重视。一方面,对于课堂上的“承诺”,课后应该尽量“兑现”。“课后解决”不能成为教师“搪塞”的武器。另一方面,后续教学应该关注学生课外的积累,让学生把“课外”带进“课内”。教师理应为学生的课内与课外之间搭起一座桥梁。

总之,值得反思的问题还很多,比如合作流于形式,对学生的评价失真等等,这都是我们今后课堂教学努力的方向。只有这样不断进取,我们的研讨课才上的有价值,我们的教师才能在不断的尝试中成长、进步,我们的课堂才能变得灵动和高效!

参考文献:

1.《小学数学教学论》 周玉仁 人民教育出版社 出版时间2011-04-28

2.《小学数学新课程标准》(修改版)作者: 新课程编写组 出版社: 商务印书馆

晏殊的词集范文第5篇

关键词:平面矛盾;表面现活性剂驱;弱凝胶调驱

【分类号】:TE258

1开发现状和存在问题

1.1 开发现状

茨榆坨油田茨4块含油面积1.3km2,石油地质储量138×104t,可采储量15×104t。该块于1986年3月试采获得成功,于2003年9月转入注水开发阶段。截止到2010年10月,区块投产油井3口,日产油9.1t,综合含水89.8%,累计产油11.4237×104t,地质储量采出程度8.28%,可采储量采出程度76.13%。投(转)注水井2口,开井1口,日注水20m3,月注采比0.30,累计注水6.7617×104m3,累计注采比0.26,累计地层亏空19.18×104 m3。

1.2 注水开发中存在的主要问题

该块存在的主要问题是平面矛盾突出,从构造来看,由区块中心部位向边缘部位油层发育逐渐变差,主要表现在:(1)中部油层厚边部油层薄。中部油层总厚度为25.8m,而边部油层总厚度只有12.9m。(2)中部高渗,边部低渗。中部产层的平均渗透率为1219.35×10-3μm2,而边部产层的平均渗透率只有369.2×10-3μm2。(3)中部产层位置高,边部产层位置低。中部产层的中深为1843.2m,而边部产层的中深为1889.3。

2复合调堵技术研究

复合调堵技术将表面活性剂驱和弱凝胶调驱结合起来,具有调驱和堵水的双重功效,其主要驱油机理有两个:一是先期注入的表面活性剂能大幅度降低油水界面张力,引起毛细管力和粘附力大大降低,同时促进聚合物拉伸、携带盲端中的残余油,使各种不连续的油珠(膜)聚并而形成可流动的油流[1],使原优势水驱通道的剩余油大量采出。二是后期注入的弱凝胶体系有一定的流动性,可进入油层深部,对经过表面活性剂驱的优势通道进行封堵,改变水驱方向,从而使平面矛盾得到缓解。

2.1表面活性剂性能实验

为了确定所选表面活性剂与茨4块的配伍性和适应性,对所选表面活性剂进行了多种性能评价实验。

2.1.1活性剂分子量确定

通过综合考虑药剂性能指标和产品价格,选取聚醚类非离子表面活性剂进行实验。实验证明,对于茨4块地层,以均分子量3550的聚醚类非离子表面活性剂为最佳。实验结果如表1所示。

表1 聚醚分子量对接触角和脱油效率的影响

2.1.2界面张力研究

通过在水中添加化学剂的手段来大幅度降低油水界面张力,使其降至10-1~10-3mN/m数量级,是化学驱或复合驱提高采收率的理论基础之一[2]。经界面张力测定实验证明,在45~55 ℃条件下,茨4块原油和地层水之间的界面张力为 5.335mN/ m,而加入表面活性剂后,稳态界面张力降至约0.004 mN/ m(不加碱),并且活性剂的浓度范围为 5000~20000mg/L时均可达标(如表2所示)。

表2 界面张力测定结果 单位:mN/m

2.1.3无水期驱油性能评价

取岩芯,饱和油后,老化7天,进行水驱至排出液含水100%,然后用表面活性剂驱,驱替至含水100%后,进行对比计算,结果如表3所示。

表3 无水期表面活性剂驱油效率实验

实验证明,表面活性剂驱油效率达到35.2%,比水驱平均增加16.4%。

2.1.4聚合物的影响

复合驱油通常比单一组分驱油的采收率高,主要由于表面活性剂和聚合物之间有协同效应。将岩芯注入聚合物后,进行活性剂驱,实验结果如下:

表4 注入聚合物段塞对活性剂驱影响

由实验结果可知,注入聚合物段塞后比不注聚合物提高驱油效率%1.2~2.0%,这说明注入聚合物可有效缓解层内的非均质性,两种药剂可以起到综合作用。

2.2 弱凝胶性能实验

弱凝胶的性能主要包括成胶性能、流变特性、在多孔介质中的流动特性和调驱性能[3],为了选择合适的配方,在进入现场施工前进行了抗剪切能力、阻力系数和封堵能力实验研究。

2.2.1抗剪切能力

由凝胶抗剪切能力实验可知,弱凝胶注入岩心后,受剪切影响,强度和粘度迅速下降,0.75m处凝胶强度为0.32Pa,下降了80%,粘度为3920mPa.s,下降了60%。但是进入深度超过0.75m后,直至1.5m,弱凝胶的强度和粘度不再下降(图1),表明弱凝胶在地层深部仍有很强的抗剪切能力。

图1 弱凝胶强度和粘度变化曲线

2.2.2阻力系数

由弱凝胶模拟驱替实验可知,随着调驱剂(未交联)的注入,注入压力快速上升,注入1Vp左右时,注入压力从0.032MPa升至0.054MPa,阻力系数由0.82增加到1.43,阻力系数增加1.74倍,后续注水阻力系数由1.3升高至1.75(图2)。挤注过程中,压力和阻力系数增加,后续注水时压力和阻力系数继续增加,表明不管是施工中还是后续注水,弱凝胶都具有很好的升压能力。只有调驱目的层吸水压力升高,才能启动不吸水层吸水。

图2 弱凝胶注入压力及阻力系数变化曲线

2.2.3封堵能力

将0.25%浓度的聚丙烯酰胺+交联剂水溶液,充分搅拌均匀,随后在0.8MPa的压力下注入岩心。待岩心注满后,将其装瓶密封,放在60℃电热恒温干燥箱内保温10d,取出测定封堵后岩心的水相渗透率。从实验结果可知,弱凝胶对岩心的封堵效果较好,岩心封堵率达到70%以上(表5)。

表5 封堵前后岩心封堵率变化

3现场实施效果评价

本次复合调堵自2009年11月9日进入现场实施阶段,先期注入表面活性剂7000 m3,后期注入弱凝胶溶液3000 m3,施工期间注入压力8~10MPa,2010年2月1日恢复注水。

现场施工后第5天开始见到效果,有效期持续至2011年末。

(1)注水井压力上升。该区块注水井注水压力由措施前的6.0MPa上升到9.2MPa。

(2)对应油井日产液、日产油上升,含水下降。日产液由66.5t上升到88.6t,日产油由10.5t上升到14.5t,综合含水由88.2%下降到82.5%(图3、图4),累计增油2215.6t。

(3)油井平均动液面上升。实施复合调驱后,地层的存水能力增强,地层能量得到补充,区块内油井平均动液面由的1600m上升到1200m(图4)。

图3 茨4块采油曲线

图4 茨4块含水-平均液面曲线

(4)区块采油速度上升,自然递减率下降(图5、图6)。

图5 茨4块采油速度曲线

图6 茨4块自然递减率曲线

4认识及结论

(1)复合调驱使用的表面活性剂可大幅降低油水界面张力,改变了亲油岩石的润湿性,大幅提高了区块的驱油效率。

(2)复合调驱使用的弱凝胶可封堵优势注水通道,改变了水驱方向,增大了波及面积,对应油井日产液由66.5t上升到88.6t,日产油由10.5t上升到14.5t,综合含水由88.2%下降到82.5%,有力缓解了区块的平面矛盾。

(3)复合调驱技术不是表面活性剂驱和弱凝胶调驱的简单叠加,它应用了两者的协同效应,实现了驱油和堵水双重目的,比单一的驱油方法效果更显著。

参 考 文 献

[1]刘玉章等.聚合物驱提高采收率技术[M].北京:石油工业出版社,2006.6.

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