DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 1. 引言 科研一般是指利用科研手段和装备，为了认识客观事物的内在本质和运动规律而进行的调查研究、实验等一系列的活动。为创造发明新产品和新技术提供理论依据。大学生科研活动主要是指大学生课外参加与专业紧密联系的学术交流、社会实践、课题研究、论文撰写等活动，它对培养大学生的优秀品格、提高大学生的综合素质有重要作用。通过这些活动可以培养他们的创造性科学思维，有助于形成良好的知识结构和自学能力，提高应用外语能力和信息技术能力等等。培养本科生科研素质是无论在哪个时期，哪所高校，都是高等教育过程中的重要环节。高等教育的大众化使得更多的青年学生走进了大学校门，但大学生量的增加不应产生质的下降。国家建设创新型社会更需要人才的支持，培养大学生科研素质目的不仅仅局限在培养科研人才，而是通过科研能力的训练锻炼学生收集资料、数据分析、独立思考、团队协作等能力，从而促使其形成系统的理性思维，在今后的任何工作岗位上都能有较强的竞争力 [ 1 ] 。 科研素质包括科研意识、科研兴趣、科研能力、科研习惯、科研实践、科研技艺等等很多内容，但最重要的要素应当是科研意识、科研方法和科研精神三个方面 [ 2 ] 。科研意识是指积极从事科研工作的动力，潜心捕捉和研究问题的探求欲，即“想不想做研究”，这是科研素质的基础；科研方法是指掌握如何设计实验方案，开展实验研究、进行测量统计、撰写学术论文等方面的具体方法，即“能不能做研究”，这是科研素质的核心；科研精神则是指勇于探索、甘于寂寞、敢于创新、不怕失败等优秀品质，也即“适不适合做研究”，这是科研素质的内涵。 本文将结合作者自身及周围同事几年来在教学工作之余培养本科生参与科研项目的经历，谈谈培养本科生科研素质的体会与思考。
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user: 2. 科研意识的培养 科研意识是指积极从事科研工作的动力，是科学研究者探究、认识未知事物的主动性。既然意识带有一种主动性，笔者认为科研意识的培养最重要的就是兴趣。 兴趣是学生自觉开展一切活动的无穷动力，大学生对待科研的兴趣十分重要。日本的教育心理学家田崎仁认为：“兴趣不是原因，而是结果。”也就是说兴趣作为一种认识倾向，是建立在一定的认知之上的，无知便无趣。所以，作为老师要始终倡导把科研理念的灌输和科研意识的强化贯穿在整个教学过程中，应当让学生对科研有认知，告诉他们科研是做什么的，在这一过程中需要完成什么，有怎样的乐趣，目的是什么，可以解决什么样的问题等等。教师在课堂教学中可以结合专业课程讲解自己的研究课题，讲述学术研究的乐趣，也可以向学生发问，调动其积极性和思考能力。目前的课堂教学注重基础知识的传播，忽略了学术的传播，教师作为教育第一线的人员，应当为学生提供科研思路，激发积极性和兴趣，也可以将一些科研学术中有争议的问题抛给学生，鼓励学生讨论、思考，调动学生积极参与。作为学校，要鼓励学生参与专题学术讲座、学术交流以激发学生科研兴趣。我校每年都会邀请国内外知名专家学者来校进行专题讲座或学术交流，这些都是增长知识的好机会。学生从中可以领略学者的风采和科研的魅力，了解最新的科研动态，从而激发学生的好奇心，提升他们对于科研的兴趣，强化学生的科研意识。
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user: 3. 科研方法的培养 科研方法是在具备了一定的科研意识的基础上经过培养和实践锻炼而形成的。一般来说，强烈的科研意识可以促进形成科学的科研方法，而掌握正确的科研方法又会提高对科研的兴趣，强化科研意识 [ 2 ] 。 本科生参与科研的途径有多种，主要包括课堂教学、课题研究、毕业论文(设计)、实习及社会实践、实验实训、学术报告等 [ 3 ] 。通过这些科研实践，可以激发学生的创新动力和能力，同时可以在教师的引导下掌握正确的科研方法，下面将阐述几种重要的方法。 第一，文献的检索与阅读方法。文献的检索与阅读是进行科研工作的基本技能 [ 4 ] 。本科阶段安排有文献检索理论课程，学生对文献检索有一个基础的认识和了解。同时，我们每年会邀请或安排文献检索能力强的硕士学生帮忙安排至少一次文献检索与阅读的专题授课，详细介绍目前对于文献检索的资源和常见的几种方法，重点介绍我校电子图书馆现有免费开放的文献数据库和检索方法。通过实际操作及PPT演示让学生熟悉和掌握文献检索的基本技术和方法。同时，学习结束后安排一个课题，让学生自行上网查询相关文献，阅读文献，并汇总出目前国内外最新研究进展，或者写出一篇有关的文献综述。此方法对培养本科实习生文献检索与阅读的能力有很大的帮助，还能很好的了解相关学科和领域的最新研究进展。 第二，研究课题的选择方法。在指导学生选题时，我们要求学生牢牢把握选题的重要性、可能性和现实性原则 [ 5 ] 。研究课题的重要性体现在是否有科学思想和研究方法上的创新；可能性体现在所提出的科学思想是否与现有的知识相矛盾，是否可能获得有意义的结果；现实性则是指是否有现实可行的而又可望成功的具体研究方案。 第三，科学的实验方法。材料科学工程是一个实践性很强的专业。一方面，我们的大部分研究课题属于应用基础课题，直接面向生产实践，最终目标是实现金属材料的工业化生产；另一方面，材料科学工程是一门实验性很强的学科，大部分研究结果必须、也只能从实验研究中获得。因此，实验设计是否合理、实验操作是否正确、实验结果的分析测定是否可靠、实验数据的归纳推理是否科学，直接影响最终论文的质量。我们强调“实验设计要有明确目的，实验操作过程要透彻了解所使用技术的原理，实验记录要忠实而详细，实验结果要有统计分析并能够被重复”，在这一过程中循序渐进地培养学生开展实验研究的能力 [ 5 ] 。学生应当具有的另一个重要能力是如何从实验数据这些“现象”中抽象出科学结论的“本质”内容。我们通过定期的学术讨论，让学生在讨论中学习指导老师分析数据和归纳总结的方法，然后独立思考，达到对某些问题“顿悟”的效果，并进而提出新思想、新概念和新思路。 第四，论文的写作方法。在论文撰写之前，教师告诉学生怎样的论文才是一篇好论文；在论文撰写的过程中，教师指导研究生如何掌握构思要点、基本撰写方法和技巧，如何对结果进行分析和讨论，如何避免常见错误，并提高论文的可读性；在论文完成之后，教师要求研究生按“条理是否清楚？语言是否简单、平实、明确、直接？是否容易理解？是否正确、准确地使用了语言？”这四个要求来检查论文。
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user: 4. 科研精神的培养 与科研意识和科研方法相比，以勇于探索、甘于寂寞、敢于创新、不怕失败等优秀品质为主要特征的科研精神，更多地表现为是一种非智力因素 [ 2 ] 。为什么把科研精神视为科研素质的内涵，主要原因在于科研精神对科研工作具有动力作用、定向和影响作用以及维持和调节作用。激发学生的科研精神，不仅能帮助学生克服科研过程中出现的各种困难，而且对他们今后的工作、学习和生活都会产生积极的影响。那么，如何激发学生的科研精神呢？作者认为，应当从以下三方面入手。首先，由于教师所表现出来的情感、性格、动机、意志品质等对学生会有很大的影响，因此，只有教师自身具备了科研精神，才谈得上去激发学生的科研精神；其次，指导教师要经常与学生进行交流，用自己的思想来影响学生的行为。我们研究室举行讨论会时，教师经常会向同学介绍一些研究室所取得的最新成果，展望材料科学的未来，鼓励他们刻苦学习，以积极、进取、务实的态度对待研究工作；再次，由于心理脆弱是当代大学生的一个通病，并且从事科研工作将不可避免地遭遇失败，所以指导教师要特别重视培养学生正确对待困难和挫折的态度。每当同学在研究中遇到不顺利的时候，指导教师们都会用自己的亲身经历开导他们，帮助他们分析实验设计和具体操作中的得与失，在反复的失败和成功中磨炼他们坚韧不拔的意志。
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user: 5. 总结 高等院校的教学与科研是相互依赖、相互促进、不可分离的一个整体，将二者有机结合，才能提高教学质量和科研水平。在高等教育人才培养中对本科生进行科研素质的培养不仅是时代的要求，而且也是确保更高层次人才培养质量的基本保障[ 6 ] 。本科生通过参加与专业相关的科研活动能够了解本学科的前沿理论，通过发现问题、分析问题和解决问题，从而获得分析、整理信息的能力和获取知识的方法，进而可以提升自身的创新思维能力。因此加强对本科生科研素质的培养是确保高层次人才培养质量的保障。
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user: 1. 引言 依据《BP Statistical Review of World Energy June 2014》统计数据[ 1 ] ，全世界天然气消耗3020.4亿吨油当量，占世界总能耗的23.73%；我国天然气资源消耗145.4亿吨油当量，占全国总能耗的5.1%；我国天然气消耗水平与世界天然气消耗平均水平相比还有很大差距。近年来，我国天然气发展势头迅猛，截止到2012年底，我国已建天然气管道约5.6万km，形成了由西气东输系统、陕京线系统、川气东送系统为骨架的横跨东西、纵贯南北、连通海外的全国性供气网络，“西气东输、海气登陆、就近外供”的供气格局已基本形成[ 2 ] ，干线管网总年输气能力超过1500 × 10 8 m 3 。《天然气发展“十二五”规划》[ 3 ] 促进了国内天然气需求的快速增长，我国天然气管网的建设步伐加快，长距离、大口径、高压力和网络化成为我国天然气输气管道总的发展趋势。国外长输管道压力大多在10 MPa以上，我国部分管网输气压力也达到了10 MPa。天然气由输送的高压管网到用户低压使用，要经过多级调压，造成大量的压力能损失，回收这部分压力能损失并加以利用，将有效提高管网运行经济性，提高能源利用率。
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user: 2. 天然气管网压力能利用基本原理 天然气由高压管网输送给用户低压使用，含有大量压力能可以利用。利用㶲分析方法可以有效分析天然气管网可用压力能状况。㶲是工质(例如天然气)的状态参数，是其能量中理论上能够可逆地转换为功的最大数量，即该能量中的可用能[ 4 ] 。因而一定状态的天然气的㶲是指其具有的最大理论作功能力，可表示为： (1-1) 式中： ——天然气比㶲，kJ/kg； ——天然气定压比热容，kJ/(kg∙K)； ——天然气温度，K； ——环境温度，K； ——摩尔气体常数，一般取8.3145 kJ/(kmol∙K)； ——天然气的摩尔质量，kg/kmol； ——天然气压力，MPa (绝对)； ——环境压力，MPa (绝对)。 对于管道天然气㶲受到环境温度、系统压力等因素的影响，管网天然气压力越高，㶲值越大。由于高压管网输气压力一般在10 MPa，温度一般在293.15 K，当通过绝热膨胀把压力降低到0.8 MPa，温度为210.15 K时，通过降压天然气能够提供的㶲为： (1-2) 以干线管网总年输气能力超过1500 × 10 8 m 3 为例进行计算，则该管道天然气可回收的㶲为： (1-3) 这相当于装机容量接近N = 357600 × 10 8 /8760/3600 ≈ 120 × 10 4 kW的电站一年的发电量。但这部分能量的利用在国内尚未引起足够的重视。如果能采用适当的方式回收利用，将能在很大程度上提高能源利用率和天然气管网运行的经济。我国天然气管网快速发展，高压管网天然气余压余能回收利用愈加迫切。
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user: 3. 天然气压力能利用技术 目前，国内外对于燃气管道余压余能利用的研究方兴未艾。日本利用天然气压力能发电已实现产业化，欧美及俄罗斯等国家利用天然气管道压力能液化天然气技术比较成熟[ 5 ] ；国外研究方向主要在于天然气管网压力能梯级利用技术研究和利用设备效率研究，国内研究相较国外明显滞后，现在依然局限于压力能利用方式及实际应用研究，国内对于天然气管道压力能利用的成功案例还比较少，天然气管道压力能利用的研究潜力还比较大。 3.1. 高压管网压力能膨胀发电技术 利用高压管网压力能直接膨胀发电是较为直接的利用方式，由于高压天然气经过燃气透平膨胀带动发电机发出电来后，天然气温度急剧降低，当天然气温度低于0℃会造成天然气中水蒸气凝结而影响输运，因而，要对高压天然气加热升温，再对降压后的天然气进行再热升温。高压天然气直接膨胀发电流程如图1所示。 3.2. 高压管网天然气压力能用于燃气–蒸汽联合循环发电系统 高压管道天然气压力能燃气–蒸汽联合循环发电系统把天然气管道余压应用与燃气轮机、蒸汽轮机紧密结合，最大程度实现了系统化用能，有效地提高了能源的综合利用效率[ 6 ] 。高压天然气经过膨胀机膨胀做功后形成低温低压天然气，把低温低压天然气送入进气冷却器，在进气冷却器中冷却进入压气机的空气，而后在进气冷却器中升温的天然气进入凝汽器，进一步吸收蒸汽轮机排气余热从而温度进一步升高，再经过排烟余热回收器进一步吸热后天然气温度进一步升高，升温后的天然气被送入燃烧室与空气实现混合燃烧，推动燃气轮机发电。这种系统天然气管道压力能回收利用的燃气–蒸汽联合循环系统流程如图2所示。 3.3. 高压管网天然气压力能用于天然气液化技术 高压管网天然气压力能制冷用于天然气液化工艺主要是将高压管网天然气经过燃气透平膨胀降压同时带动压缩机制冷，利用制冷系统再对经过燃气透平后的低温天然气冷却使之液化，从而实现对工艺管 图1. 高压天然气管网直接膨胀发电流程 图2. 高压管网天然气燃气–蒸汽联合循环发电系统流程 网天然气压力能的充分利用[ 7 ] 。利用天然气压力能实现天然气液化的流程如图3所示。 3.4. 利用高压管网天然气压力能粉碎橡胶技术 由于橡胶的脆化温度为−70℃，废旧橡胶的粉碎处理工艺过程需要低温环境，将高压天然气经过换热器1预冷到−23℃后，送入气波制冷机和透平机膨胀减压到0.5 MPa，温度降到−111℃的中压天然气把常温下氮气冷却到−102℃，低温氮气应用于橡胶冷冻和粉碎[ 8 ] 。利用天然气管道压力能用于橡胶粉碎的技术可以有效降低废旧橡胶低温粉碎的成本，高压管网天然气压力能用于橡胶粉碎工艺流程如图4所示。 3.5. 其它利用方式 国内关于高压管网天然气压力能的研究还有用于天然气水合物(NGH)技术、轻烃分离和回收技术、冷库和制冰技术等。利用管网压力能樊栓狮等[ 9 ] 开发了制备天然气水合物新技术，郑志等[ 10 ] 丰富了利 图3. 利用天然气压力能的天然气液化流程 图4. 高压管网天然气压力能用于橡胶粉碎工艺流程 用天然气管网工艺冷能用于制备天然气水合物的技术；申安云等[ 11 ] 提出了利用天然气压力能的轻烃分离方法，主要是利用高压天然气降压过程产生的冷能冷却进入脱甲烷塔的高压天然气，实现轻烃分离，可以有效回收轻烃资源；采用气波制冷技术回收天然气降压过程中产生的冷能，用于冷库和制冰，经济效益明显[ 12 ] 。 总体而言，尽管压力能利用方面的理论研究较多，但实际工程应用现状并不乐观，国内的实际工程案例较少。深圳然气集团留仙洞压力能发电制冰项目是国内首个压力能利用项目，该项目发电功率200 kW，制冰量80 t/d，年节电效益达208万元，经济效益相当可观。为了落实国家工作余压余热合理利用的政策，有必要针对目前这种现状归纳统筹，指出其存在问题并提出解决措施，为我国压力能利用项目提供参考依据，促进相关节能减排工作展开。
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user: 4. 天然气管网压力能应用技术分析 根据天然气管网压力能利用技术原理的不同，天然气压力能应用技术主要是包括压力能发电和压力能制冷两大类。 天然气管网压力能通过透平膨胀机发电，具有占地小、可行性高的特点，广泛适用于城市天然气管网压力能回收利用。利用调压示范站的调压前后气体的压差发电供场站内部的场站照明、远程监控和冬天伴热等所需电力，解决场站中目前急需解决的现实问题，具有重要的现实意义。但是在天然气管网压力能发电技术方面也存在着一些问题，由于高压管网天然气的使用要高压–中压–低压的调压过程，城市门站和调压站相对分散，建设大型天然气压力能发电系统比较困难，适合于调压站的中小型天然气压力能发电系统技术研究还不成熟，同时，天然气的使用受到用户、时间、气候、季节等因素影响造成天然气供应的不均匀性和不稳定性对发电技术的应用造成影响。 天然气管网压力能制冷技术可用于生产LNG和NGH调压储气、冷库制冰、粉碎橡胶等，是天然气调压过程中最为直接的冷能利用。高压管网天然气制冷技术尽管在国内已有成功的应用案例，但是其技术研究还需要解决制冷效率较低、系统运行不稳定等问题，需要研究冷量梯级利用问题。
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user: 5. 结语 利用㶲分析理论分析高压管网天然气具有巨大的可用能资源，天然气管网压力能能资源可以广泛应用于发电、生产LNG和NGH调压储气、制冷等多种用途，但是门站和调压站的分散性以及供气的不稳定性和不均匀性等因素制约了压力能利用技术的实际应用。因此，应当进一步抓紧研究天然气管网压力能梯级利用技术，建立示范性工程项目，将有利于开展天然气节能减排工作，带动企业健康可持续发展。
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user: 摘 要 采用碳氮共渗工艺，对42CrMo调质钢进行表面强化处理，研究了其组织变化对力学性能的影响。结果表明，经碳氮共渗工艺后，工件表面产生了一层0.14 mm厚的碳氮化合物层，芯部转变为隐晶马氏体加铁素体，材料组织得到了进一步细化，42CrMo调质钢的表面硬度达到650 HV，屈服强度达到1120 MPa，冲击韧性达到84 J/cm 2 。实验结果表明，销轴经碳氮共渗热处理后，42CrMo调质钢具有更好的强韧性，产品质量提高。 关键词 :42CrMo调质钢，碳氮共渗，组织性能
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user: 1. 引言 销轴多应用于工程机械零部件中两个构件间的连接，以满足构件之间相对运动，通常情况下，销轴需要在极大的压力下和摩擦力环境下工作，因此销轴用钢必须具备非常高的硬度，强度，韧度等性能。作为一种材料表面强化技术，碳氮共渗是使零件表面同时渗入碳和氮原子的一种热处理工艺方法，与单一渗碳工艺相比，具有生产周期短、温度低、零件变形小等特点，在生产中得到了广泛的应用 [ 1 ] [ 2 ] 。由于碳氮共渗使零件表面产生一层碳氮化合物层，表面渗层兼有渗碳层与氮化层的性能，因此零件处理后具有较高的硬度、冲击韧性和抗压强度 [ 3 ] 。本文采用实验的方法，对42CrMo调质钢进行了碳氮共渗表面处理，研究了经碳氮共渗后的组织及性能的变化规律，这些研究对于销轴零件的生产和应用有一定的指导意义。
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user: 2. 实验材料与方法 2.1. 实验材料 实验材料取自实际生产中某混凝土泵车臂架系统连接件调质钢42CrMo销轴零件，尺寸规格为Φ54 × 80 mm (如图1所示)，其化学成分如表1所示。 2.2. 实验方法 将实验所用42CrMo调质钢放入渗碳剂加氨气氛围中加热，840℃下保温4 h后油淬，后在200℃保温90 min回火保温空冷 [ 4 ] 。按照如图2(a)所示的位置，线切割从坯料横截面位置处切取试样，依次沿芯部1、近边缘2、边缘处3切取Φ15 mm × 5 mm的圆形试样，然后经粗磨、精磨、抛光后用4%硝酸酒精溶液进行浸蚀，在JSM-6700F型扫描电子显微镜进行组织观察。 如图2(b)中箭头①所示，沿着坯料长度方向分别在芯部、中间、边缘部分切取板条状拉伸试样，具体尺寸如图3(a)所示，在CMT-5150万能试验机上对碳氮共渗后的42CrMo调质钢进行室温拉伸。 同时按图2(b)箭头②沿着销轴长度方向切取带有单边V形缺口的冲击试样，冲击试样如图3(b)所示，在JBN-500型冲击试验机上进行，最终测得碳氮共渗热处理后42CrMo钢的室温冲击韧性。 采用HVS-1000型维氏硬度计对热处理后的坯料进行测量，维氏硬度试样取自试样横截面。测试时，试样经粗磨、精磨、抛光后进行硬度测试，加载0.3 kg的试验力，以间距0.3 mm沿表面至芯部，依次 Table 1 Chemical composition of 42CrMo steel (wt， % 化学成分 C Cr Mn Si Mo Ni Cu S P Fe 质量分数 0.440 0.965 0.532 0.250 0.168 0.150 ≤0.250 ≤0.250 ≤0.025 余量 表1. 42CrMo钢的化学成分(质量分数，%) 图1. 原始坯料实物图 图2. 取样位置。(a) 金相取样位置；(b) 拉伸和冲击实验取样位置 图3. 试样尺寸图。(a) 板条状拉伸试样；(b) 冲击试样 测量60个点，记录数据，然后用MATLAB处理数据绘制出硬度分布趋势图，采用同样的方法，以0.03 mm的间距，沿表面到芯部依次测量40个点，绘制出硬度分布趋势图，运用硬度梯度法可求出渗层的厚度。
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user: 3. 实验结果及讨论 3.1. 渗层组织分析 图4为42CrMo调质钢经气体碳氮共渗后，其表面形成了一定厚度的含有碳氮化合物的硬化层，即渗层 [ 5 ] 。渗层的组织大体上分为①白亮的碳氮化合物层和②暗黑色的扩散层，白亮的碳氮化合物层是由合金元素与碳、氮形成的化合物组成的，其基体为隐晶马氏体及残余奥氏体，扩散层紧挨着碳氮化合物层，其组织主要是含碳、氮的马氏体及残余奥氏体。由于42CrMo钢在800℃以上进行碳氮共渗时，是以渗碳为主，因此其渗层组织接近于渗碳层的组织，即表层是粒状碳氮化合物和马氏体及残余奥氏体，其中碳氮化合物能有效阻止位错运动，增大变形抗力，提高了渗层的硬度 [ 6 ] [ 7 ] 。大量弥散分布着的小颗粒碳氮化合物对渗层起弥散强化与晶界强化作用，及固溶于基体中的C、N等合金元素也起到了弥散强化和固溶强化作用。同时共渗后表面存在着残余压应力及适量的残余奥氏体，也进一步使工件表面的耐磨性，抗弯曲疲劳强度大大提高。 3.2. 显微硬度测量结果及分析 按照国家标准GB-T11354-2005来测定渗层深度，由图5可知，碳氮共渗渗层深度值为0.14 mm [ 8 ] [ 9 ] 。 销轴42CrMo调质钢经过碳氮共渗表面强化处理后，硬度发生了变化，图6为碳氮共渗后42CrMo钢由表面到芯部的硬度分布图，由图知表面硬度最高达到650 HV，并随着距离增加，硬度值逐渐降低并逐渐稳定，在约320 HV值处上下波动，表明表面强化后的42CrMo调质钢硬度明显提高。硬度提高一方面是由于碳氮共渗后的表面产生的一定厚度的渗层，这种碳、氮化合物的渗层综合力学性能较好 [ 7 ] ；另一方面芯部转变成混合马氏体、铁素体和部分残余奥氏体，离芯部越近，合金元素C、N越少，淬透性减弱，马氏体量逐渐减少，铁素体量逐渐变多，使得材料的强度略有下降，但韧性得到了较大的提高。这样，经碳氮共渗改性后，零件在表面强度、硬度大为提高的同时，整体依然能保持着较好的整体冲击韧性[ 10 ] -[ 13 ] 。 3.3. 力学性能 图7为真应力–真应变曲线。由图可知，表面材料的抗拉强度在1120 MPa以上，由表及里强度越来越低。结合图8所示的显微组织变化规律可以看出，经碳氮共渗热处理后，从边缘到芯部铁素体量逐渐增多，导致边缘处强度最高，芯部强度比较低，但芯部的抗拉强度也维持在较高的水平，约为950 MPa。冲击实验最终测得平均冲击韧性为84 J/cm 2 。 图4. 渗层组织500× 图5. 碳氮共渗后渗层深度 图6. 碳氮共渗后42CrMo销轴表面至芯部硬度值分布图 图7. 不同部位拉伸试样真应力–应变曲线图 图8. 42CrMo调质钢由边缘到芯部的显微组织 上述实验结果表明，销轴经碳氮共渗热处理后，42CrMo调质钢具有更好的强韧性，提高了产品质量，更符合生产实践要求。
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user: 4. 结论 1) 采用碳氮共渗工艺之后，42CrMo调质钢的组织发生变化，表面产生一层碳氮化合物层，碳氮化合物层有很好的综合力学性能，可以提高销轴的整体塑韧性，42CrMo调质钢的性能达到强化，能抵抗外界的恶劣环境，更利于生产实践。 2) 经碳氮共渗表面强化处理后，材料表面硬度达到650 HV，抗拉强度约为1120 MPa，平均冲击韧性为84 J/cm 2 ，碳氮共渗改进工艺使材料芯部保持良好韧度的同时，也大幅提高了表面强度和硬度。 3) 本文采用碳氮共渗工艺，对42CrMo调质钢进行表面强化处理，研究了其组织变化对力学性能的影响。具有较高的科研价值，对工程实践也具有较高的指导意义。
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user: 摘 要 于显微镜下观察高碱度烧结矿低温还原20、40、60 min后显微结构的变化。研究发现烧结矿在低温还原时赤铁矿向磁铁矿的转变很少，烧结矿低温还原时显气孔率和体积几乎不变。进一步研究发现，低温还原时铁酸钙分解为赤铁矿生成新的小气孔，随反应的进行气孔变大导致相邻气孔不断合并，使烧结矿变为疏松大气孔结构，强度不断下降，这是造成烧结矿低温粉化的一个重要原因。 关键词 :赤铁矿，磁铁矿，气孔，显微结构
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user: 1. 前言 高炉冶炼是在炉料下降和煤气上升还原过程中进行的，要想实现高炉稳定、顺行、高产、长寿，则必须保证高炉料层具有良好的透气性。烧结矿作为现代高炉冶炼最主要的含铁原料，其粒度分布对煤气流的分布和料层透气性具有较大影响[ 1 ] -[ 3 ] 。而烧结矿在高炉上部低温区发生的还原粉化会使料层的空隙度降低，透气性下降，此外，低温还原粉化率过高会使炉内矿石粉末被较多地带出炉外，增加炉尘量。生产实践表明 [ 4 ] [ 5 ] ，炉料低温还原粉化率RDI -3.15 每增加5%，生铁产量下降1.5%~5%，焦比上升3 kg。另外，低温还原粉化对高炉炉龄、炉壁和热损失都有较大影响，国内烧结矿的RDI -3.15 一般要求控制在30%以内 [ 6 ] 。 关于烧结矿低温还原粉化的原因，一般认为是因为Fe 2 O 3 还原为Fe 3 O 4 时由三晶系六方晶格转变为等轴系四方晶格，体积膨胀约25%，产生极大的内应力，导致烧结矿发生严重的破裂 [ 7 ] [ 8 ] 。但还有一些不同的观点：Ishikaw等人通过实验发现，烧结矿的低温还原粉化率与骸晶状再生赤铁矿的数量有非常好的对应关系 [ 9 ] [ 10 ] ；Sakamoto等利用X射线衍射分析发现，固溶了Al 2 O 3 的多组分赤铁矿的晶格面间距随Al 2 O 3 的增大而减小，他认为这一现象是引起RDI -3.15 增大的原因 [ 11 ] 。本文利用显微镜观察烧结矿在低温还原20、40、60 min后的显微结构，并分别测量其显气孔率和体积的变化，对高碱度烧结矿还原粉化的机理进行探究。
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user: 2. 实验 2.1. 实验原料 实验用高碱度烧结矿为马钢现场高炉所用的高碱度烧结矿，其主要化学成分如表1所示。 2.2. 实验设备与方法 低温还原实验在铁矿石冶金性能综合测定仪上进行，其实验装置如图1所示。其主体主要包括还原反应管、加热炉、气体流量控制系统和数据采集系统四个部分。 低温还原实验方法：将高碱度烧结矿破碎、筛分后，取10~12.5 mm粒级的在105℃ ± 5℃下烘干2小时，取500 g放入还原管内，将其表面铺平。封闭还原管的顶部，将惰性气体N 2 通入还原管，流量为5 L/min，然后把还原管插入加热电炉中开始加热，升温速度不得大于10℃/min。当试样接近500℃时增大惰性气体流量到15 L/min。在500℃恒温30分钟，使温度恒定在500℃ ± 10℃之间。然后通入流量为 Table 1 Main chemical composition of high basicity sinter (w% TFe SiO 2 CaO MgO Al 2 O 3 S P C FeO R 2 55.82 5.12 10.80 2.25 2.16 0.015 0.066 0.05 6.77 2.11 表1. 高碱度烧结矿主要化学成分(w%) 图1. 实验装置示意图 15 L/min的还原气体，代替惰性气体，还原气体组成：CO 20%，N 2 60%，CO 2 20%。当还原时间分别到达20、40、60 min后停止还原气体，并向还原管中通入惰性气体N 2 ，流量为5 L/min，然后将还原管提出炉外进行冷却，将试样冷却到100℃以下，取还原后的试样在光学显微镜下观察其显微结构。本实验过程在无荷重情况下进行。
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user: 3. 实验结果与分析 3.1. 烧结矿低温还原过程显微结构的变化 1) 还原前烧结矿的显微结构 在还原前的烧结矿显微结构中，可见到大量的铁酸钙和磁铁矿的交织熔蚀结构及骸晶状的赤铁矿。此时烧结矿中的赤铁矿多为再氧化次生赤铁矿，分布于孔洞周围或结构疏松区域，如图2(a)所示。 2) 低温还原20 min后的烧结矿的显微结构 此时，烧结矿边沿的赤铁矿开始被还原为磁铁矿，新生成的磁铁矿数量很少，但在气孔的周围，有相当多的磁铁矿生成，如图2(b)所示。 3) 低温还原40 min后的烧结矿的显微结构 此时，烧结矿的边沿有大量的赤铁矿生成，但在烧结矿边沿新生成的磁铁矿仍然很少，与低温还原20 min后的烧结矿边沿相比，磁铁矿数量几无增加，而在烧结矿气孔处，磁铁矿继续增多。如图2(c)所示。 4) 低温还原60 min后的烧结矿的显微结构 此时，烧结矿边沿磁铁矿数量明显增多，新生成的赤铁矿被迅速还原为磁铁矿，但是相对于其他矿相，磁铁矿所占比例仍然很少，如图2(d)所示。 图2. 烧结矿显微结构；f: 200× 综上分析，发现在500℃时的确存在赤铁矿还原为磁铁矿的反应，且此反应在气孔处进行的程度比烧结矿边沿处更多，但是程度也不是很剧烈。所以如此少的还原反应不可能造成如此多的粉化，必然还有其他的原因造成烧结矿低温还原粉化。 3.2. 烧结矿低温还原过程内部气孔结构的变化 于50倍显微镜下观察低温还原20、40、60 min后烧结矿内部气孔结构，如图3所示。从图中可以看出，还原20 min时烧结矿内部气孔在变大，并和相邻的气孔合并，此时烧结矿内还是以小气孔为主，如图3(a)所示。还原40 min后烧结矿内形成大气孔，从气孔形状可知是几个小气孔合并后形成的，大气孔通过裂纹与相邻的气孔相连，随着还原的进行，裂纹扩大，两个气孔最终会合并成一个更大的气孔，如图3(b)所示。还原60 min后烧结矿内的气孔已大到无法在50倍显微镜下完全显示了，如图3(c)所示。 通过对烧结矿低温还原过程内部气孔结构的分析，可知低温还原时烧结矿气孔不断变大，烧结矿强度变差，可知烧结矿内部气孔的变大是造成烧结矿低温粉化的一个重要原因。 从图4(b)可以看出，在两个气孔的中间处，大部分铁酸钙分解为赤铁矿和氧化钙，氧化钙进入渣相中，新生成的骸晶状赤铁矿形状规则，这部分烧结矿矿相从原先铁酸钙交织赤铁矿的致密结构变成骸晶状赤铁矿、渣相、少量未还原的铁酸钙的疏松结构。因新生成的赤铁矿形状规则，赤铁矿相互之间生成气孔，图4(b)中的Q即为骸晶状赤铁矿之间新生成的小气孔，随着反应的进行，不断有小气孔生成，新生成的小气孔不断变大，最终导致相邻两个气孔连接到一起。 图3. 烧结矿气孔结构；f: 50× 图4. 烧结矿气孔结构；f: 200× 综上所诉，铁酸钙分解为赤铁矿和氧化钙时，新生成的骸晶状赤铁矿之间生成小气孔。随着反应的进行，不断有小气孔生成，新生成的小气孔不断变大，最终导致两相邻气孔合并，随着气孔的生成和合并，烧结矿由原先铁酸钙交织赤铁矿的致密结构变成疏松大气孔结构，导致烧结矿强度不断变差，这即是导致烧结矿低温还原粉化的一个重要原因。
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user: 4. 结论 1) 烧结矿低温还原时，赤铁矿还原为磁铁矿的反应进行的很少，且还原反应多发生在气孔周围而非烧结矿边沿。 2) 烧结矿低温还原时显气孔率和体积几乎不变。烧结矿气孔的变化主要体现在烧结矿内部相邻气孔的合并和变大。 3) 烧结矿低温还原时铁酸钙分解为赤铁矿，新生成的骸晶状赤铁矿之间生成气孔，随反应的进行，新的气孔不断生成、长大，最终造成相邻气孔不断合并，使烧结矿由原先铁酸钙交织赤铁矿的致密结构变成疏松大气孔结构，从而强度不断下降，这是造成烧结矿低温粉化的一个重要原因。
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user: 摘 要 本文针对某电厂300 MW锅炉存在的燃烧器区域火焰刷墙现象，采用CFD计算机数值模拟商用软件对该锅炉的炉膛燃烧器区域的流场进行数值模拟研究，研究该锅炉燃烧器的射流实际刷墙情况，发现造成燃烧器火焰刷墙的结构性问题。建议对现有结构进行改进，通过反复的现场炉内冷态试验和数值模拟试验相结合，检验改进结构的实际效果，得到解决问题的最佳方案。 关键词 :直流燃烧器，锅炉，数值模拟
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user: 1. 前言 我国大机组中的贫煤锅炉大量发生结渣与高温腐蚀，成为目前影响锅炉正常运行的主要问题。结渣与高温腐蚀的基本机理目前是比较清楚的，这方面的讨论比较多[ 1 ] -[ 5 ] 。炉内结渣、高温腐蚀分别与多种因素有关。并且往往是在多种因素同时出现的时候才成为现实。结渣与高温腐蚀与煤种、锅炉容量、燃烧器的热功率以及炉膛热负荷、炉膛燃烧器区域的热负荷的设计等有关。这些因素在常规的锅炉设计中都是加以重点考虑的对象。因而，大多数的情况下，面对具体锅炉的严重结渣或者高温腐蚀现象，无法从这些因素中找出设计的缺陷。实际上，结渣与高温腐蚀问题往往是至今难以把握与预料的燃烧器区域复杂组合射流运动的工况的不良所致。如北仑港电厂1号锅炉为美国CE生产，其假想切圆直径为1.6 m。投运之初，因燃烧结渣性强的烟煤，燃烧器区域与炉膛上部发生结渣，其中炉膛燃烧器区域的结渣与一次风假想切圆直径偏大有关。平圩电厂600 MW机组为哈尔滨锅炉有限公司引进CE技术生产，两个假想切圆直径为1.8842 m和1.7714，相邻一次风偏离炉膛中心角度分别为4.6456˚和4.3544˚，也发生了火焰的刷墙，其没有发生燃烧器区域结渣是由于燃用不结渣煤。 综上所述，在结渣与高温腐蚀两方面，四角切圆布置直流燃烧器的结构存在较大问题，须不断地加以研究、改进和完善。但长期以来，人们对于四角切圆煤粉燃烧锅炉的炉内空气动力场研究的主要途径是进行现场试验分析，但由于试验工作周期长，耗资大，相当多的试验内容还难以测试，所得结果误差较大，并且试验结果不宜外推。这样对锅炉煤粉系统布置、燃烧系统及燃烧设备的开发、设计和调试带来了许多难以解决的困难。本文正是基于此，以某电厂300 MW锅炉为原型，应用CFD商用计算机数值模拟软件对该锅炉燃烧器区域流场进行数值模拟分析，得到现有炉膛燃烧器冷态射流状态和热态燃烧情况。
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user: 2. 计算机软件数值模拟研究 某电厂300 MW锅炉为单炉膛P型布置，锅炉为全露天布置，全悬吊结构，敷管式炉墙，炉顶用大罩壳进行封闭。燃烧室四角布置。共40只燃烧器，由下至上编号为B、C、D、E、F、G、H、I、J、K段，其中G、H、I、J、K段为煤粉燃烧器。为简化模拟计算，且现有运行条件下主要以燃煤为主，故本文只研究常态下的G、H、I、J、K段煤粉燃烧器运行状态下燃烧器射流在炉膛内的流动轨迹计算机数值模拟，获得燃烧器射流与锅炉炉壁的空间关系。模拟炉膛与实际炉膛几何尺寸的比例为1:1。模拟计算中一次风取22 m/s，二次风取32 m/s，炉膛四角射流偏转中心线角度如图1所示。数值模拟偏重于对分析射流刷墙与改进射流刷墙的工况模拟。重点模拟现有燃烧器结构以及改进燃烧器方案下，相应实炉运行工况的流动模拟[ 6 ] 。 图1. 燃烧器射流炉膛布置结构图 2.1. 燃烧器数值模拟结构及简化 为方便构建模拟结构图，经简化后燃烧器模拟结构图2~4为锅炉数值模拟结构图和网格布置情况。 2.2. 模化试验下的射流速度模拟 炉内燃烧过程中，燃烧气喷出的射流一进入炉膛，就立即加热并着火燃烧，其温度迅速升到1400℃~1600℃，密度仅升高到了1.284倍，这个变化不算大，因此对于本为研究重点是炉膛燃烧器区流动情况，可以用等温模化获得可靠的结果。 本文研究的重点是炉膛燃烧器区域速度场，因而在对实际锅炉模化试验时，考虑到炉膛燃烧器区域的空气动力工况，以及燃料燃烧后的膨胀效应，故本次试验采用纯几何模化方法也可保证模化，即保证燃烧器和炉膛按同一比例，并维持模型与原型的各次风动量比相等。但这种模拟方法不考虑煤粉燃烧引起气流密度和速度的变化，因此模型内切圆会偏大，但从重点研究燃烧器区域空气动力场，防止水冷壁结焦的角度出发，此法仍是可取的。由于燃烧器结构复杂，模化起来比较困难，且研究重点不在燃烧本身，而是炉膛内的流动工况，所以燃烧器的喷口采用原型和模型燃烧器面积比符合模化比例。 模化风速的确定主要考虑单值性条件相似，单值性条件相似包括几何相似和边界条件相似。只有保证模型和原型燃烧器、炉膛各处气流通道形状的几何相似，才能保证燃烧器、炉膛各处流体速度分布相似及各流体质点的物理参数相似。即进行冷态相似模化时几何相似不能被破坏。边界条件相似是保证原型和模型炉内空间组合交叉射流的运动相似和力学相似的前提。考虑到影响炉内流动工况最主要的参数是动量。因此，开展锅炉冷态模化研究必须保证：模型与原型几何相似，气流运动进入自模区，模型和原型各次风动量比对应相等、模型和原型锅炉炉内燃烧器区气流旋转动量与燃烧器喷口射流动量比相等、模型和原型锅炉炉内上升气流动量与燃烧器喷口射流动量比相等。其中最主要的边界条件相似要求的原型和模型各次风气流动量比相等。由于实际一次风动量是由一次风和燃料两部分动量组成，使模型和实物一次风(下标为1)二次风(下标为2)动量比相等就要求： (2-1) 实物一次风动量是由一次风和燃料动量两部分组成： 图2. 锅炉数值模型整体框架结构 图3. 锅炉数值模型网格结构 图4. 燃烧器区域横截面网格 (2-2) 其中， 为一次风中燃料的质量浓度， 为考虑了煤粉流速与风速不同的系数，可近似取为0.8。 (2-3) 可见，为了保持动量比相等，模型的一、二风速比为： (2-4) 本文冷态模化试验一次风风速取值为22 m/s，二次风风速取值为32 m/s。按上面计算得到模拟实际锅炉燃烧器一、二次风速度分别为25.77 m/s和35 m/s。 2.3. 数值模拟分析 下面采用数值模拟方法计算现有工况，为简化计算，主要模拟燃煤工况的炉内射流轨迹，给出模拟燃烧器射流轨迹图。如图5、图6。 从图5、图6可以明显地观察到，该锅炉在现有工况下运行时，由于2号、4号角的射流假想切圆直径较大，射流实际切圆为逆时针方向，切刷墙比较明显。这样当遇煤质较差、燃烧不完全是势必导致结渣结焦等问题，大的焦渣脱落，造成锅炉炉内燃烧不稳定。严重时将使水冷壁高温腐蚀，发生爆管。 图5. 燃烧器射流轨迹俯视图 图6. 下一次风射流轨迹图
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user: 3. 结论 针对此模拟结果，可建议从锅炉燃烧器整体布置结构出发，研究该锅炉燃烧器的射流实际刷墙情况。在各种工况下，经过反复的现场炉内冷态试验和数值模拟试验相结合，检验改进结构的实际效果，得到解决问题的最佳方案。
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user: 摘 要 本文介绍了有源噪声控制的应用，并分析了有源噪声控制的基本原理，指出在实际应用中对于无法测得有效的原噪声信号情况中，需要采用反馈控制系统。由于通过自适应反馈控制系统可以避免取得源噪声的相关信号，因而本文对于FXLMS算法进行分析，与传统LMS算法相比，FXLMS算法考虑了牙科设备如电机驱动牙钻或气动涡轮机驱动牙钻中的次级信道并进行了补偿，因而更加适用于牙科领域的自适应有源消声。文中最后对于牙科噪声进行探究，并给出不同参考信号与不同牙科噪声下的仿真结果。 关键词 :有源噪声控制，牙科噪声，FXLMS算法，自适应反馈系统
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user: 1. 引言 随着人类工业技术的日益发达，机械的噪声问题也逐渐走入了人们的视野。在日常生活中，人们会受到汽车噪声、飞机噪声、家用电器噪声的影响，这些噪声不但会让长期接触的人们产生耳聋等一些身体上的疾病，同时还会影响人们心理上的健康。因此，噪声指标也逐渐被列为衡量器械设备质量的一个重要指标。如何控制噪声也开始成为各行各业的制造商所需要考虑的一个问题，之后无源与有源噪声控制理论便被提出了。 经过多年的发展，噪声控制这项技术的理论已趋于成熟。目前噪声控制的方法主要分为无源噪声技术与有源噪声技术。吸声处理，隔声处理与消声器降噪技术都是属于无源噪声控制，这类传统噪声控制方法所能控制噪声的频段较窄，对控制中高频噪声较为有效，而对低频噪声的控制效果不大，从而使得其应用范围受到限制。为了解决这些问题，人们提出了有源噪声控制的概念。有源噪声控制的思想是利用两列频率相同、相位差固定的声波，叠加后会产生相加性或相消性干涉，从而使声能得到增强或减弱，利用声波相消性干涉来消除噪声。 随着噪声控制技术的发展，相关科技产品不断涌现，博士、飞利浦、森海塞尔等都推出了降噪耳机系列产品，降低外界噪声对音乐的影响。宝马、劳斯莱斯等在其高端车辆中使用局部降噪技术，降低发动机噪声、外界噪声对驾乘人员的影响。 在牙科应用中，牙钻的高速旋转钻头会产生刺耳的噪声，增加患者和牙医的压力、引发焦虑和烦躁情绪，长期处于牙钻的噪声环境下，甚至会影响听力。因此，如何利用噪声消除技术降低牙钻噪声的影响受到相关研究人员的关注 [ 1 ] 。
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user: 2. 有源噪声控制原理 2.1. 有源噪声控制的应用 有源噪声控制技术(Active Noise Control，简称ANC)起源于1933年德国物理学家Paul Leug向德国当局提出专利申请。在这项专利中，Leug利用了人们熟知的声学现象：两列频率相同、相位差固定的声波，叠加后会产生相加性或相消性干涉，从而使声能得到增强或减弱 [ 2 ] 。由于Leug的理论没有考虑声反馈、次级声通道等制约因素，按照其设想设计出来的系统无法正常工作。1953 年，美国RCA公司的Harry Olson和Everet May研究了在室内、管道内以及耳机内进行主动噪声控制的可行性。并由此提出了有源反馈控制结构 [ 3 ] 。 1956 年美国通用电气公司的William Conover将有源噪声控制技术应用于大型变压器噪声控制，使得有源噪声控制在实际中有了新的应用 [ 4 ] 。20世纪70 年代后期，法国科学家Jessel等推导了自由场三维空间的JMC有源消声算法 [ 5 ] 。并将其应用于大型变压器环境噪声的全空间降噪上。该理论表明任意一个声源的噪声辐射可控制曲面外无限空间声场，也可以控制曲面内有限区域。1980年，Chaplin 等人提出了具有自适应功能的有源控制系统。1981年J.C. Burgess率先采用Widrow等人提出的电噪声自适应抵消算法进行管道自适应有源噪声控制的仿真研究 [ 6 ] 。 2002年，德国伍帕塔尔大学与杜塞尔多夫防噪声研究所共同开发出一种以噪声治噪声的“安静岛”系统。在直径1.7米的“安静岛”四周安装一圈动圈式扬声器，在扬声器的外围再安装一圈拾音器。拾音器采集到的信号经过自适应处理器产生抵消信号，送到扬声器发射。据报道可降低噪声约20分贝由于横向滤波器(FIR)实施方便，FXLMS算法简单，因而在自适应有源消声的控制系统实现中得到了广泛应用 [ 7 ] 。 2.2. 有源噪声控制基本原理 有源噪声的基本原理是杨氏干涉原理，通过引入一个与原噪声(初级噪声)声波幅值大小相等、相位相反的次级声波，使其产生的声波与原来噪声的声波在一定区域内相互抵消，从而达到降低噪声的目的。 设初级噪声为： (2.1) 其中A表示声波振幅值，ω为角频率，k为波数，x表示空间位置，t表示时间。则平均声势能密度为： (2.2) 其中 为初级噪声声场的平均声压强度，ρ为介质的密度，c为声速。附加一个满足相干条件的次级声波： (2.3) 其中 表示次级声波的振幅值，β表示次级声波的初相位，两者叠加后得 (2.4) 由消除噪声的原理知道由于初级噪声和次级声波相抵消，故 。将条件带回式(2.3)可得 ， ，即次级声源与初级噪声振幅值相等，相位相反时，初级噪声与次级声源叠加后的声波的生势能密度最小，这意味着此时通过次级声波的作用，使得初级声波在一定区域内达到最大程度上的衰减，这就是有源噪声控制的基本原理。 在实际应用中不是任何情况下都能够测得有效的原噪声信号，当无法取得噪声信号时，我们则采用反馈控制系统，反馈控制系统不需要获取参考信号，即不需要取得源噪声的相关信号。其系统示意图如图1所示。 图中P为初级声源，S为次级声源，Ce为误差传感器， 为误差信号， 为自适应控制器的输出信号。误差传感器在传感器所在位置处接收初级声源与次级声源的叠加信号 ，并将 作为自适应反馈控制器的输入信号，自适应反馈控制器由误差信号 以及该控制器算法对初级声源做出先验的 估计信号 并将其作为输出。在该过程中自适应反馈控制器通过调节自身参数从而使误差 达到最 图1. 自适应有源反馈控制系统示意图 小，从而达到降低初级声源噪声的目的。 值得一提的是是反馈控制系统其实是一种变相取得初级信号的系统，它是前馈系统的一种改变。自适应系统最核心的部件是自适应控制器，而自适应控制器中最核心的则是它的算法。由于横向结构的FIR实现相对比较简单，因此基于最小均方(Least Mean Square)算法的横向自适应滤波器在有源噪声控制中被广泛使用。并根据自适应噪声控制系统自身的技术特点发展出来了Filter-XLMS算法(简称FXLMS)。由于该算法运算简单而且性能相对较好，因此本文采用该算法作为后续设计中的有源噪声控制系统的算法。
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user: 3. Filter-XLMS算法 图2为采用了Filter-XLMS算法的自适应前馈控制系统框图。 其中 为初级通路， 为参考通路， 为次级通路， 为控制器， 为初级信号， 为次级信号， 为经过初级通路的信号， 为误差信号， 为参考信号， 为滤波-X信号。由图2易知 (2.5) 由于 ， ，设滤波器长度为l，X(n)、W(n)分别为第n时刻的参考信号的向量形式与自适应控制器权系数的向量形式。则有 (2.6) (2.7) 故次级信号 (2.8) 将式(2.8)带入式(2.5)可得 (2.9) 为了求得滤波器的最佳系数，要设定一个需要达到的目标函数，然后由此推导出最有滤波器的传递函数。 图2. 采用了Filter-XLMS算法的自适应前馈控制系统框图 采用梯度估值的均方误差准则，并认为控制器权系数 在l长度内基本保持不变，有 (2.10) 在这里，我们设 (2.11) 其中 。 信号称为滤波-X信号，而滤波-XLMS算法(FXLMS)即是得名于此。 于是按照最小均方误差算法的递推原则，即下一时刻的权向量等于该时刻的权向量减去一个正比于该时刻权向量梯度的变化量。可得 (2.12) 其中 。
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user: 4. FXLMS算法在牙科治疗上的应用及仿真 4.1. 牙科噪声分析 对于传统的无源噪声控制由于其所能控制噪声的频段较窄，对于低频的噪声控制并不理想，其应用范围受到限制。为了解决这些问题，因而需要将ANC与PNC进行结合，使得其可以对于高频与低频的噪声均可以达到较好的去噪效果，因而更加适用于牙科应用。 目前用于牙科的牙钻频率主要在2 KHz到6 KHz之间，图3给出了电机驱动牙钻噪声与气动涡轮机驱动钻噪声的功率谱密度分布图，从图3中可以看出，电机驱动牙钻有两条主要噪声谱线这是由于牙钻设备有两个转动部分，分别是转轴与中间轴，这两部分会分布产生3.33 KHz与2.5 KHz的噪声，而气动涡轮机驱动钻则只有一个转轴产生6.66 KHz的噪声。 4.2. 牙科噪声控制仿真 4.2.1. 噪声影响分析 对于参考信号选用不同高斯噪声进行误差性能的仿真，即选取高斯噪声信号均值为0，方差为1与高斯信号均值为1，方差为1进行去噪误差性能对比仿真研究，如图4所示。 从图4中可见，对于均值更高的高斯参考噪声而言，初始误差较高，但是误差降低速率较快，同时 图3. 牙钻噪声测试结果。(a) 电机驱动牙钻噪声；(b) 气动涡轮机驱动钻噪声 图4. 不同参考高斯噪声下误差性能仿真 在误差稳定后误差略高于均值为0的高斯白噪声。而对于同样零均值，不同方差即不同幅度的高斯噪声同样进行误差性能仿真如图5所示。 从图5可知，高斯噪声幅度的增加会影响到FXLMS去噪算法的误差性能。高斯噪声幅度越高，去噪性能越差。 仿真时LMS滤波器权重因子的收敛曲线如图6所示，其中w1表示FIR滤波器第一个权重系数，从 图5. 不同参考高斯噪声下误差性能仿真 图6. LMS滤波器权重因子收敛曲线图 图6中可见，权重系统逐渐收敛，开始时变化较为明显，随后由于误差降低因而变化较为缓慢。 4.2.2. 频率影响分析 对于f = 2 kHz噪声的仿真效果从图7中可以看出，FXLMS算法对于原始信号可以实现去噪的功能，从图7频谱图可见，去噪后输出信号中没有2 KHz频点的噪声信号。 对于输入噪声的频率同时加入2 KHz与6 KHz，即模拟电机驱动牙钻噪声的真实情况，如图8所示，对于去噪后的输出信号可以将2 KHz与6 KHz处的噪声进行去除，得到较好的去噪效果。
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user: 5. 结论 本文首先介绍了有源噪声控制的基本原理，以及应用广泛的FXLMS算法。然后将有源噪声控制应 图7. FXLMS去噪性能仿真频域图 图8. FXLMS去噪性能仿真频域图 用到牙科治疗上，对于其在不同噪声水平和不同噪声频率下进行了仿真。仿真结果表明，FXLMS算法在不同噪声和频率条件下都可以有效抑制牙科噪声。 在后续工作中，我们将进一步探索FXLMS在牙科噪声消除上的应用，并在实际系统中验证其原理和性能，有效减轻牙钻噪声对病人的影响。
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user: 摘 要 目的：增强人们对中药知识及使用的认知程度，合理使用，减少中药的不良反应。方法：首先通过检索中国知网数据库中常用中药注射剂中引起过敏反应报告较多的病例，对患者一般情况及过敏反应类型等进行统计并整理结果；其次对广州市在住居民进行中药过敏反应认知情况问卷调查，并对有效问卷相关内容进行统计分析。结果：在检索到的中药注射剂所致过敏病例1352例中，I型超敏反应占94.75%；男性和成人分别占54.22%和74.56%。在问卷调查中共回收有效问卷268份，对使用中药初次过敏的认识仅为10.77%，55.38%的人数为不清楚；对中药使用较多的女性占64.62%；使用中药原因认为有效及副作用少的分别占42.93%、51.52%。结论：临床药物过敏类型中不可忽视I型或与I型类似的类过敏反应的反生；提高人们对中药的认知程度，中药是国宝，但要注意选择适合的剂型，正确、合理使用，保证用药的安全性。 关键词 :中药，注射剂，超敏反应，类过敏，问卷调查
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user: 1. 引言 在传统用药认识中，认为中药作用缓和、无毒副作用而被广泛应用。但随着中药各种剂型的普及应用，不良反应的病例不断增多，尤其过敏反应中I型超敏反应及类过敏反应值得重视。近年来有关中药过敏反应病例报道文献颇多。如黄秀纯等[ 1 ] 曾统计分析发现，中成药引起的不良反应中中药注射剂最多；李黎明等[ 2 ] 也曾指出中药注射剂不良反应报道最多的是过敏反应。本文通过对中药过敏文献统计以及人们对中药过敏认知情况进行调查分析，为今后中药安全使用知识提供依据。
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user: 2. 对象与方法 2.1. 中药过敏反应文献检索 选择中国知网数据库中以“关键词”为检索项，分别以“中药”“不良反应”、“过敏反应”作为首先筛选条件，再以“过敏反应”中的剂型最多的“注射剂”种类进行检索统计，最后再统计四大类型超敏反应的病例情况。采用回顾性研究方法，对发生过敏较多的11种中药注射剂的性别、年龄、过敏反应类型、报道年份等信息进行整理和归纳。 纳入标准：详细记录1例或数例使用上述中药注射剂后发生过敏反应患者信息的个案或典型病例报告。排除标准：重复报道的病例。 2.2. 中药过敏反应认知情况问卷调查 2.2.1. 问卷设计与内容 通过查阅大量文献，基于普通居民对中药认知不全面而造成不良反应事件设计调查问卷，问卷内容以居民对常用中药的认知情况为主要线索。对象：广州市常住居民。设计问卷调查年龄在15~60岁之间，性别不限，采用随机调查的方法。内容包括14项，主要为：使用中药的习惯；选择中药的原因；对中药剂型的了解及选择；对初次和再次接触或用药过敏的认识；周围人使用中药过程中曾出现过的过敏症状；如何预防过敏反应；对中药过敏反应认知建议。 2.2.2. 数据收集方法 首先在Excel表顶端依次列出调查问卷表中的各项内容；按照接受调查对象填写的具体情况，逐份进行统计，若问卷中有填写内容的则在表格中填入；最后采用Excel表中计算工具计算出各项内容统计百分比。