状态特征（通用9篇）
状态特征 篇1
摘要：文章首先就变电检修发展历程中出现的几个主要工作方式进行分析, 而后进一步指出了状态检修工作方式的工作特征以及发展方向。
关键词：变电,状态检修,应用,特征
经济和社会的不断向前推进发展, 尤其是当前信息化程度的不断加深, 数字通信网络日益成熟, 所有这些都为电力供给系统带来了新的生命力。
1 变电检修发展历程分析
我国的电力供给体系在早期归各个地方所有并予以建设, 这种状况使得电力系统在很大程度上服从于各个地方的经济发展, 一方面当地的经济发展水平决定了当地的电力需求, 另一方面经济的发展状况也决定了电网建设过程中能够采取的技术手段。这种发展方式直接导致我国各个地方电网建设的时间, 成熟程度也各有千秋。
一直到2002年12月29日, 国家电网公司作为关系国家能源安全和国民经济命脉的国有重要骨干企业成立, 才使得电网地方割据的局面得到改善。国家电网一方面架设起能够承载更高电压的输电主干网络, 另一方面则对各个地方电网实现有效兼容, 使之成为整个国家电网重要的组成部分。在这种情况之下形成的国家电网呈现出两个方面的主要特征, 其一在于更高的输电电压使得供电系统中的变电体系日益发达, 其作用也越来越不容忽视;其二则在于被兼容包含进来的各地方供电网络都呈现出其各自的技术特征属性, 这些也对变电体系提出了更多的要求。
综上所述, 供电系统中变电器的正常运行与否直接关系着我国电力供给服务的连续性和有效性, 因此变电检修工作一直都得到电力供给行业的广泛支持和重视。就目前的情况看, 保持变电系统的正常工作对于整个供电系统而言都意义重大。
对于变电系统的减刑做而言, 是伴随着供电工作而产生并同步发展的。最初的变电检修工作多采用事故检修工作方式, 这种工作方式采取一种事后检修的态度, 既当电力设备在运行过程中发生故障以后, 通过获取相应的故障信息来对发生故障的相应设备和线路展开检修和维护工作。对于供电系统早期而言, 这是相对常见的检修方式在当时相对适用, 但是随着电力系统的发展, 人们对于电力的需求也日益升提升, 如果等到发生故障再进行检修, 对于社会中的生产生活活动必然有着极为不利的影响。而这种等到发现故障再进行检修的工作方式对于电力供给系统自身而言也同样有着不足之处, 这种工作方式往往会扩大故障产生的破坏力, 造成对供电系统相应电气设备的损伤, 间接造成运行成本的增加。
随着供电事业的向前推进, 预防性检修工作方式应运而生。这种工作方式区别之间工作的最大特征在于将检修的时点由故障发生之后提到了故障发生之前, 从以往的关注故障本身进行检修转变成为了关注变电系统运行健康状况而进行检修。预防性检修工作方式的通常表现形式为定期检修, 这种工作方式不会等到发生故障再进行检修, 因而对于供电服务质量有了一个较大的提升。然而在实际工作的展开过程中, 检修周期常常难以确定, 变电系统中涉及到繁杂的电气设备, 每一种电气设备都有着独属于其自身的生命周期, 因此想要为变电系统制定出一个能够适用于每一种电气设备的检修周期, 其困难程度可想而知。
当前信息化技术不断成熟, 为变电系统状态检修工作模式的产生提供了可能。所谓便年系统的状态检修工作模式, 就是指依据电力设备的实际运行状况来确定是否需要展开检修工作, 以及针对系统中的哪一个部分或者具体哪一种设备展开检修。此种工作方式同样是在故障发生之前展开检修, 并且由于是在信息化技术的支持下获取到变电系统中相应设备的工作情况, 并以此作为依据展开检修, 因此避免了定期检修工作方式中的盲目性, 能够更有针对性的展开工作, 对于相关资源, 诸如人力以及资金等都会有所节约, 更有甚者因为能够更为有效的了解到系统的工作状态, 因此对于相关零件和设备部件的库存也存在一定有利影响。
2 状态检修工作方式的相关特征分析
状态检修最早出现于20世纪70年代初的发达国家, 由于电力系统发展起步较早, 成长更为成熟, 因此欧美等发达国家率先在电力供给领域中提出状态检修的概念。美国相对而言比较先进, 首先制定了针对于电网设备的在线监测计量分析软件, 用以掌握电力系统的运行状况, 并据此制定相应的设备维护计划。进入80年代, 日本也投入到对电力系统的关注队伍中来, 并且将状态检修纳入到核电站的运行监测系统中, 旨在实现对电力系统中多种设备寿命的评估。随后加拿大以及其他欧洲各国也纷纷针对电力系统提出相应的状态监测, 通常的目标都在于维护电力系统正常运行。
从技术基础角度看, 状态检修不同于以往检修工作方式的最大特点在于数据化以及信息化技术的逐步成熟。首先, 参与到变电系统工作中的电气设备需要符合数字化的要求, 对于曾经的纯机械设备, 在当前时代中已经明显无法继续保持适用。状态检修工作方式首要的要求就是需要通过远程获取到电气设备等方面的工作数据, 借以判断出变电系统的整体状态, 而对于工作状态以及相关数据的获取, 必须以设备自身的支持作为基础, 如果不能实现远程数据的获取, 就无法进一步进行状态检修。其次还应当有一定的通信基础, 从设备现场获取到的相应数据和信息需要及时反馈到计算中心予以统计和判断, 才能预估到何种设备在何时需要进行检修。最后, 数据采集技术也是必须的基础技术之一, 单纯只是有数字化的电气设备仍然不够, 对于工作环境的监控以及环境数据, 诸如温湿度等的测定, 仍然在很大程度上需要相应的辅助工具予以采集。
3 结论
从状态检修未来的发展方向看, 数据库以及人工智能的运用必然会成为这个领域的主流技术。当前在数据采集和传输方面的技术已经日趋成熟, 但是收集来的数据尚未得到深入有效的利用, 因此未来的发展方向, 必然是针对于数据深入加工方面的。对相关数据进行深入发掘, 综合电气设备的使用寿命和损耗, 以及其工作环境和最近的工作状态数据等来实现更有针对性的系统运行状态预测, 必然会成为未来状态检修的主要技术手段。
参考文献
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状态特征 篇2
朝山金矿的`主要矿石类型为含金硫铁矿石,矿石中富含铋矿物,且作为主要载金矿物,是该矿床的标型特征和重要找矿标志.矿石多呈结晶粒状结构、各种充填-交代结构,块状、浸染状、细脉状构造.金矿物以形态复杂的微粒、细粒自然金、银金矿、金银矿为主,赋存形式有晶隙金、包体金、连生金、裂隙金,载金矿物为石英、自然铋、辉铋矿、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、毒砂等.综合分析认为:该矿床是典型的夕卡岩型独立金矿,成矿流体的不混溶是金富集成矿的主因.
作 者：任云生 刘连登 陈国华 刘良根 REN Yun-sheng LIU Lian-deng CHEN Guo-hua LIU Liang-gen 作者单位：任云生,刘连登,陈国华,REN Yun-sheng,LIU Lian-deng,CHEN Guo-hua(吉林大学地球科学学院,长春,130061)
刘良根,LIU Liang-gen(安徽321地质队,铜陵,244031)
状态特征 篇3
关键词：金矿床中毒砂；金赋存状态；湖南金矿
金矿床作为金的重要载体之一，黄铁矿和毒砂以及辉锑矿都是其重要的组成部分，湖南作为我国的矿业大省，其毒砂标型特征和金赋存状态都有着自身的独特性，因此在这一前提下对于湖南金矿床中毒砂标型特征及金的赋存状态进行研究与分析就具有极为重要的地质意义与现实意义。
一、湖南省金矿床地质特征简析
众所周知湖南省是我国重要的矿产大省，并且湖南省的大地构造通常分属扬子地台和华南褶皱系，因此其往往具有早期的具地槽特征，但是其自身的先后回返存在一定的差异。并且湖南省的地质构造造单元的基底层通常都以含火山物质的陆源碎屑岩为主，并且大多数都发生了浅变质，因此这导致了其总体的特征往往相同，并且湖南省的沉积盖层特点也与我国其他省份的情况相近。既绝大部分的构造是带状分布，构造的形成和产出均受深大断裂控制。除此之外，湖南省的金矿床地质特征还包括了成带出现的中酸性长英质脉岩，还有位于湘的中东西向岩浆岩带构造。这些通常是前寒武系金矿床，因此其通常多产花岗岩。另外，花在湖南省的南部，还存在着南北向褶断带内的金矿，这些都是湖南省金矿床中较为明显的地质特征。
二、毒砂标型特征分析
毒砂又称“砷黄铁矿”，常含钴和镍，有着较为明显的标型特征，这主要体现在成分复杂、原子数较多、形成温度较低等环节。以下从几个方面出发，对毒砂标型特征进行了分析。
1.成分复杂
毒砂与黄铁矿和辉锑矿相比，其自身的结构更加复杂，并且含有更多的微量元素。即毒砂通常是寒武期早期产在与板岩与千枚状板岩有关的近矿蚀变围岩中形成的，因此往往呈现出自形晶和长柱状以及板柱状。除此之外，毒砂的结晶程度较高，并且大致与围岩劈（片）理平行或略斜交，呈浸染状和条带浸染状分布于近矿蚀变围岩及矿脉（石英脉）夹层内。需要注意的是，毒砂主成分中的微量元素含量比值在一定程度上反映了其含金纯的信息，即含有微量元素的毒砂纯度较低，而不含微量元素的毒砂纯度比值则相对较高。
2.原子数较多
原子数较多也是毒砂标型特征之一，即毒砂的原子数多数小于黄铁矿和辉锑矿，并且需要注意的是毒砂的原子数量值越是偏离理论值其强度越高。除此之外，由于毒砂在湖南省金矿床中属于常见且分布甚广的主要载金矿物，并且分早期晚期出现，早期的毒砂是变质热液期产物，而晚期的毒砂则产于构造岩或石英脉中，呈细粒呈现半自形，也有呈现出柱状、板柱状和针状、粒状者，都是由于不同时期的不同原子数量导致的。
3.形成温度较低
形成温度较低是导致毒砂粒度一般的重要原因。众所周知毒砂与黄铁矿和辉锑矿等矿相比自身的形成温度是较低的，即毒砂为热液期产物，如果使用爆裂法进行温度测试，可以发现毒砂的形成温度平均低于黄铁矿和辉锑矿较低。这在某种程度上也表明毒砂形成于中低温度条件。除此之外，大量的化学分析也表明，毒砂的化学成分比较稳定，并且明显地偏离毒砂的理论成分，这一因素出现的原因有一部分也是由于形成温度较低导致的。
三、湖南金矿床毒砂金赋存状态分析
湖南金矿床毒砂金赋存状态分析许多内容的有效支持，其主要内容包括了湖南香花岭金矿、湖南大新金矿、湖南康家湾金矿、湖南泥潭冲砷金矿等内容。以下从几个方面出发，对湖南金矿床毒砂金赋存状态进行了分析。
1.湖南香花岭金矿
湖南香花岭金矿的历年矿山生产产量在湖南省金矿中有着较大的优势，对湖南香花岭金矿的矿床进行分析可以发现其毒砂的溶解度较低，并且毒砂会在溶解的前提下分散进入溶液，这导致湖南香花岭金矿中毒砂的金赋存比例是极低的。甚至 在光学显微镜下检验溶液，绝大多数情况未发现金粒，说明以极细的颗粒存在与此同时根据其金赋存含量，也可以说明湖南香花岭金矿中的毒砂可能没有晶格金的存在。
2.湖南大新金矿
利用大型透射电镜对湖南大新金矿的毒砂进行分析可以发现其毒砂中的主要赋存为次显微金，其并且对其赋存状态进行研究可以发现，其通常呈现为小的圆球链状充填在毒砂微裂隙中，或者是沉淀在毒砂的晶面上，金粒度为 0.000329%其纯度相比湖南省的其他金矿相比是较为无异议的。需要注意的是，湖南大新金矿中的毒砂中还存在一种相应的不可见金，但是其具体形式目前仍没有得到有效的研究，因此仍然具体的实验来对其赋存状态进行分析。
3.湖南康家湾金矿
湖南康家湾金矿的矿区位于水口山铅锌矿田中东部，并且其地表全部为白垩系及侏罗系砂岩、页岩覆盖，因此属于一隐伏铅锌金多金属矿矿床。 湖南康家湾金矿的矿区地层从石炭系中上统壶天群至第四系都有，其中二叠系的栖霞组、当冲组与侏罗系不整合的硅化质砾岩层为该区主要含矿地层。湖南康家湾金矿通常多产出金属银矿和金矿，其矿石中金的分布主要在黄铁矿和毒砂中，并且在常温和常压下，湖南康家湾金矿的毒砂的金含量和分布率都较低，并且毒砂中的不可见金较少。
4.湖南泥潭冲砷金矿
湖南泥潭冲砷金矿中的毒砂往往是不同期次和不同粒度的。因此这导致了其金的赋存含量与其他金矿的明显不同，。即在湖南泥潭冲砷金矿中产于蚀变板岩
的金含量往往高于其他岩状，对其进行分析可以发现其可能与其成矿作用有关，。除此之外，在泥潭冲砷金矿中，早期金矿化与围岩板岩的变质成矿作用有关，并且形成区内广泛分布的粗粒毒砂通常会化蚀变板。但是与此相对应的则是晚期成矿过程发生不同程度的分离现象这导致了湖南泥潭冲砷金矿中的毒砂金赋存分布不均匀并且同一矿床区会以不同产出形式的毒砂，其含金性不同，且明显比与之共生的黄铁矿中的金含量高，这表明了金矿的开场应当优先富集于毒砂中，这也是湖南泥潭冲砷金矿自身的特性之一。
三、结束语
在我国的矿物研究中，金矿中毒砂中的赋存状态研究，不仅仅是对金矿矿石中成分含量高低和存在形式的研究，并且通过这一研究的进行能够为湖南金矿的选矿工艺流程找出更为有效的方法提供可靠的依据。因此金矿工作者在金矿床中毒砂标型特征及金的赋存状态的研究过程中应当对湖南省的情况有着充分的了解，从而能够通过理论实践的进行来促进我国矿产行业整体水平的有效提升。
参考文献：
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基于纹理特征的刀具状态监测技术 篇4
在自动化制造过程中, 需要系统能够自动判断刀具的磨损程度并及时换刀, 以避免由于刀具磨损量过大造成的加工质量下降或其他损失。由于刀具的磨损影响整个加工制造过程, 通过对刀具状态变化的监测可了解加工制造过程中其他因素的变化, 如加工质量 (工件表面粗糙度、形状位置精度等) 、机床状态 (如机床的振动) 等[1]。传统的刀具寿命管理虽然可以在一定程度上减轻刀具磨损或破损而造成的损失, 但因为刀具寿命的随机性, 其寿命极限估计往往过于保守, 以致大部分刀具未能得到充分利用。研究表明, 采用实时刀具监控技术后能够将由于人为和技术因素引起的故障停机时间减少75%, 将有效加工时间由无监控系统时的10%提高到65%, 将机床利用率提高到50%以上[2]。目前, 刀具监测技术已成为各国公认的重大关键技术, 受到极大的重视[3,4,5,6,7]。
许多研究者研究了工件表面的纹理与刀具刃口状态的相关关系, Whitehouse应用谱分析方法对加工表面的粗糙程度进行识别, 进而区别刀具的锋利状况。Peklenik等人应用自相关技术来区别被加工表面, 以便判别刀具刃口状态[8]。
本研究主要探讨基于纹理特征的刀具状态监测技术。
1 工件表面纹理的形态及图像特征
工件表面纹理包括一些呈现在表面轮廓中的特征, 如粗糙度、波形和缺陷等等。工件表面纹理是刀具刀刃状态的负映像, 刀刃锋利时切削出的工件纹理清晰, 连续性好;刀刃磨钝时切削出的工件纹理紊乱, 不连续且有断痕。不同的加工方式和刀具有不同的纹理特性。几种车削的工件表面显微纹理图如图1所示。从图1可以看出, 工具表面纹理特征随切削刀具的状态发生变化, 刀具锋利时切削出的表面纹理清晰, 连续性好;刀刃磨钝时切削出的工件表面纹理紊乱, 不连续, 有断痕, 且不同的加工方式和刀具也会有不同的纹理特征。通过提取有效的特征参数, 就能够对不同的纹理图像进行描述。
2 等灰度行程长度法的基本理论
等灰度行程长度定义为某个方向上、相邻的具有相同灰度或某个灰度范围的像素个数。显然粗纹理区域中长行程情况出现较多, 细纹理区域中短行程情况出现较多, 由此可以用一个矩阵表示在某个取定方向上的各种行程出现的情况[9,10,11]。这个矩阵的行数表示灰度级g, 列数表示行程长度 (行长) n, 第g行第n列阵元为在取定方向上灰度为g、行长为n的情况出现的次数, 记为p (g, n) 。如前所述, 可以用若干个参数表征这个矩阵的阵元分布情况。
(1) 行程长度不均匀性参数:
当各行程灰度出现的频率相近时, 说明图像各灰度行程长度是均匀的, 则L1较小。某灰度长行情况较多, 灰度分布较均匀, L1较大。
(2) 段百分比强度参数:
式中 P—图像的像点总数, 其相当于行程长度为1的情况总数。
当图像中具有较长的线纹理时, 总的行程情况数就较少, 于是L2就较小。
(3) 长行程加重参数:
上式给长行程较大的加权, 当长行程较多时, L3较大, 分母为归一化因子。
(4) 高灰度强度参数:
(5) 短行程加重参数:
上式给短行程较大的加权, 当短行程较多时, L5较大。
等灰度行程长度规定的矩阵主要是段的频率统计集合, 里面的每个元素都由灰度级和长度这两个量来定义。
对于L1～L5这5个参数, 其中L3、L5分别为长行程加重参数和短行程加重参数, 由于等灰度行程长度所定义的矩阵是由不同灰度级和不同长度所规定的段的频率统计矩阵。因此L3和L5是负相关的, 只算其中一个参数即可, 这里取L3, 即长行程加重参数。
3 实验数据处理和分析
本研究每5 min采集一次工件纹理图像, 并获得了以下原始的图像数据。拍摄工件表面纹理时, 显微镜放大倍数为120倍, 拍摄得到的图像大小为320×240 pixel, 部分图像如图2所示。
从图2中可以看到, 0 min时的工件纹理具有很强的规则性, 黑白相间, 且垂直方向纹理的连续性很好, 随着刀具使用时间的增大, 其纹理逐渐混乱, 垂直方向纹理的连续性越差, 且噪声越来越大。车削至50 min左右, 工件表面的纹理犹如是材料撕裂开一样, 表面呈现麻状。在车削至55 min之后, 由于刀具磨钝, 车削时的摩擦力急剧增大, 导致切削不稳定, 工件表面纹理呈现出弯曲形状。
特征参数随车削时间变化的情况如图3所示。从图3可以看出, 行程长度不均匀参数、灰度不均匀性参数和线纹理参数随车削时间变化的情况比较复杂, 难以从中分析出变化规律。而长行程加重参数随车削时间变化的情况却有比较强的规律性。当刀具车削时间比较短的时候, 工件表面的垂直方向纹理连续性比较好, 规律性很强, 这时表现出的长行程加重参数比较大, 随着刀具磨损的加剧, 约加工45 min～55 min之后, 工件表面呈现出断断续续的垂直纹理, 而且呈波浪形, 这时长行程加重参数减小得较快, 可以判断此时刀具已磨损。
4 结束语
在切削加工中, 刀具的磨损产生的最为直接的结果就是对加工精度的影响, 不同的磨损程度的刀具, 在同一种加工条件下, 工件的表面纹理将有所不同。本研究在实验的基础上, 对17个时间点的图像数据, 通过等灰度行程长度法对工件表面纹理图像进行统计, 并以长行程加重参数作为评价刀具磨损程度的特征参数, 取得了较好的效果, 且其物理意义明确。
该方法采用非接触式监控, 所需的设备比较少, 安装方便, 将逐步发展成为刀具状态监测领域的一类重要监测手段。
参考文献
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状态特征 篇5
土遗址通常处于非饱和状态, 孔隙水压力相对于孔隙气压力是负值, 气-液界面的存在使孔隙水和孔隙气两种流体承受不同的压力。孔隙气或与大气直接相通作用于水、气分界面的收缩膜, 或为水所封闭, 以气泡形式存在, 影响土体中水分的渗流。目前, 非饱土研究主要是针对土体的渗流、体变和强度[3]特性等方面。本文从非饱和土中不稳定渗流与含水率的关系出发, 试图了解溶液迁移速率变化引起的易溶盐溶解与重结晶问题, 探讨土遗址盐类风化的内在原因。
1 试样制备和试验方法
1.1 试样制备
试样为取自交河故城的原状生土试样和重塑压实试样 (表1) 。
1.2 测量原理
试验采用的德国Ku-p F非饱和导水率测定系统。将试样饱和后装入专用环刀, 试样底部密封, 上表面暴露于空气中, 便于水分蒸发。水分运移情况通过数据采集器自动记录。装有试样的环刀架挂置在星型吊臂上, 以设定的时间为间隔, 周期性的自动运行。当运行一个周期的样品经过系统自带的天平上方时, 系统进行一次称重, 以确定水分的变化量。每个环刀的侧面有两个圆孔, 通过专用打孔器在试样中开孔, 水平各插入一个专用张力计, 两张力计间距3cm, 用于测量试样对应含水率的水势变化情况。
非饱和导水率和土水特征曲线是通过测量的数据, 依据达西定律计算得到的。计算中, 假定流速和试样在环刀中的压力梯度不变。这一梯度由张力计测量的水势和地心引力势能表达。非饱和导水率反映了土样含水率的变化速率。土水特征曲线是根据2个张力计之间的水分含量分布情况测定的。
2 结果与分析
2.1 土遗址土水特征曲线
图1给出了本研究得到的土水特征曲线, 其中包含了典型粘土、粉土和砂的土水特征曲线。图1说明, 当土中的吸力小于50cm水柱时, 土的基质吸力变化对应含水率的强烈变化, 即随着土基质吸力的增加, 含水率显著减小、饱和度急剧降低。而后曲线逐渐趋于平缓, 这说明土的基质吸力的进一步增加导致水占有的孔隙体积进一步减小, 即气水界面越来越靠近土颗粒, 土颗粒表面的水化膜厚度也逐渐变薄, 土中水的存在方式已有所改变。
土的基质吸力与微观结构更是密不可分。砂土吸力的大小主要由于较小的孔隙比和比表面积, 孔隙尺寸较大, 所以砂土的持水能力很低;细粒粘性土除孔隙特征外, 结合水与吸附水膜的形成受到土的颗粒成分、排列方式等因素的影响, 其持水能力各不相同。
从图1中可以看出, 交河生土原状样 (JHSY) 的土水特征曲线与粘土的接近, 这说明交河生土原状样持水能力更接近粘土。交河重塑样 (JHSC) 的土水特征曲线介于粉土和砂土之间, 土中保持的水分较少, 这主要是因为重塑样干密度较小, 毛细孔隙比原状土少, 毛细作用形成的吸附水膜较少。
2.2 土遗址本体的非饱和导水率
图2和图3分别是交河原状样和重塑样的非饱和导水率测定曲线。从图2可以看出, 交河原状土样的非饱和导水率的变化, 主要集中在基质吸力较小区间以内, 随着基质吸力的增大, 非饱和导水率逐渐变小。当土体大孔隙中的自由水逐渐失去后, 土中水分的渗流路径更加曲折, 促使水分渗流的驱动力减小。
基质吸力不断增大是由于含水率的降低造成的。从图3可以看出, 当土的渗透系数降低到6×10-8cm/s时, 出现了一个明显的拐点。随着基质吸力的继续增大, 渗透系数的降低趋势逐渐减小。这说明土中的水分的存在形式已经发生了变化, 自由水已经完全失去, 土颗粒表面仅存在弱结合水。这也就暗示, 当交河生土的体积含水率 (w) 小于渗透系数为6×10-8cm/s所对应的体积含水率时, 水分及溶解在孔隙溶液中的盐分向土表面的相对运移速率将明显减慢, 盐分有可能发生结晶。交河故城地处吐鲁番地区, 当地土体的平均含水率仅为2%~3%之间。这意味着交河故城生土发生盐害, 只能是因为某一次的降雨, 土体短时间内含水率突然增大, 在随后蒸发过程中盐分发生重结晶。
对交河生土原状样 (图2) 和重塑样 (图3) 的非饱导水率与基质吸力的相关性进行回归分析, 数据显示非饱和导水率与基质吸力, 呈式 (1) 的关系:
式中:K (θ) —非饱和导水率;
h—基质吸力;
A1、A2、t1、t2—回归参数。
该式反映出非饱和导水率随基质吸力的增加呈指数衰减, 其相关系数为0.986。
3 土遗址非饱和盐分迁移特征
西北地区干旱少雨, 水分的运移及盐分的结晶与溶解都处于非饱和状态, 只有精确测量土体在非饱和状态下的导水率, 才能正确预测盐分的运移。
交河故城很多墙体基础部位, 水分蒸发导致盐分聚集于土体表面 (图4) , 土体原有结构遭到了破坏, 即所谓的盐害。在蒸发作用下, 水分携带的可溶盐分从土体内部向表面运移, 在此过程中, 随着土体含水率的下降, 盐分不断结晶, 并沿裂隙分布。当遇到降雨入渗时, 结晶盐分溶解进土体。入渗停止后, 在蒸发作用下, 盐分重新结晶。在结晶膨胀力的作用下裂隙逐渐加深加宽, 这个“溶解←→结晶”循环过程使土体表面进一步劣化。
根据图1的土水特征曲线和图2、图3的非饱和导水率的测定值, 在已知土体的溶液浓度和含水率的情况, 可以推演土遗址中盐分迁移、富集分布情况。
4 结论
通过非饱和渗透试验, 对土遗址的盐害机理进行了分析, 得出以下2点结论:
1) 土遗址的土水特征曲线反映了文物本体对水分的持有能力, 交河生土的持水能力接近粘性土, 持水能力高, 容易发生盐害。
2) 交河生土的体积含水率小于渗透系数为6×10-8cm/s所对应的体积含水率时, 水分向土体表面的运移明显减慢, 溶解在孔隙溶液中的盐分将结晶析出。
古代壁画保护国家文物局重点科研基地开放课题 (编号200806) 。
参考文献
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状态特征 篇6
随着计算机图像处理技术的发展,利用图像处理技术检测驾驶员的疲劳状态已经成为可能。首先利用摄像机实时检测驾驶员的眼睛位置,其次根据图像处理方法检测驾驶员的眼睛状态并判断是否疲劳驾驶,因此眼睛状态的识别具有重要意义[2]。
目前,研究人员在进行眼睛状态识别这一领域中做了大量研究,提出了多种方法,其中主要方法有边缘复杂度法、灰度投影法[3]、模板匹配法[4]、眼睛面积法、Hough变换找珠法、眼睑曲率法[5]、SVM 训练法等。以上方法各具特点,但在识别率、鲁棒性、实时性等方面难以全面兼顾,总会存在某种缺陷。本文首先在传统的灰度投影法思想的基础上,提出了一种基于区域灰度特征的识别方法,其具有速度快、识别率高等特点。为进一步提高算法性能,把传统的眼睑曲率法和区域灰度特征法进行融合,通过把两种方法分别在边缘特征和区域灰度特征方面的优势相结合,实现更高的识别率和更强的鲁棒性。
1 眼睛状态识别
1.1 区域灰度特征比较法
通过对眼睛的观察发现,瞳孔和眼角区域在睁眼和闭眼时有明显变化,于是可以通过对这种变化的量化分析实现眼睛状态的识别。
(1)如图1所示选择眼睛瞳孔和眼角所在的两个矩形区域作为比较目标。瞳孔区域尽可能取作者简介:瞳孔的内侧矩阵区域使其与瞳孔近似,眼角区域尽可能选择眼角眼白的混合区,以突出其灰度变化复杂的特点。
(2)对眼睛区域进行灰度化,同时计算步骤1中标注区域的灰度均值和方差,如式(1),式(2)所示,眼睛瞳孔区域灰度均值和方差分别记为V1、σ1,眼角区域灰度均值和方差分别记为V2、σ2。
式中,I(x,y)表示点(x,y)处的像素灰度值,m、n分别表示矩形区域的宽和高。
(3)分别比较V1、V2和σ1、σ2,当睁眼时,由于眼睛的瞳孔和眼白出现,瞳孔区域灰度值很低,而眼角区域灰度值很高,因此V1≪V2。同时瞳孔区域以较低的灰度像素均匀分布,眼角区域灰度分布复杂,因此σ1≪σ2;当闭眼时瞳孔和眼白消失,这两个区域的灰度分布接近,因此V1≈V2且σ1≈σ2。利用此方法,通过设置合适的阈值可以准确判断眼睛的开闭状态。
区域灰度特征比较法计算量小、速度快,同时保留了基于知识建模方法的人眼状态连续、参数可调性,抛弃了需要精确几何模型的缺点,利用区域灰度均值和方差,具有较强的鲁棒性。但当背景或光线阴暗图片造成噪声时,如果噪声严重,可能影响二值化后的图像进而造成判断错误,因此提出和眼睑曲率法相结合的思想对算法作进一步改进。
1.2 眼睑曲率法
1.2.1 上眼睑的提取
(1)边缘提取。边缘对应于图像中灰度剧烈变化的地方,是图像的重要特征之一,描述边缘特征包括灰度的变化率和方向。边缘提取在机器视觉和图像处理中较为重要,边缘检测算子依据边缘上的灰度的一阶导数最大值和二阶导数过零点提取边缘点,如Sobel 算子、Canny 算子、Prewitt 算子、Robert 算子、Laplacian 算子等。Canny 算子具有较强抑制噪声的能力,其原理如下:因为图像中的边缘可能指向不同的方向,所以 Canny 算子使用 4 个 mask 检测水平、垂直以及对角线方向的边缘。原始图像和每个mask 做卷积运算,并且标识每个点在这个点上的最大值以及生成的边缘的方向,这样从原始图像生成得到图像中每个点亮度梯度图以及亮度梯度的方向。由于较高的亮度梯度有可能是边缘,但是无确切的值来限定多大的亮度梯度是边缘,所以 Canny 使用滞后阈值。使用Canny算子提取边缘时能够得到较好的效果,具有较强的抗噪性。图2(b)为边缘检测结果图,眼睛的大部分边缘均被提取出。因此可见经过Canny算子运算后的图像,边界从整幅图像中突显出来。
(2)上眼睑轮廓的提取[5]。眼睛边缘图中包含所需的边缘信息。观察图2(b)可知,上眼睑基本位于边缘图上部,因此扫描图像取出每列的最上面的点,即得到上眼睑曲线,如图2(c)。由于噪声干扰,会存在一些孤立点对提取上眼睑曲线造成影响,必须消除噪声点干扰,采用三次曲线拟合方法对上眼睑曲线拟合,结果如图2(d)所示。
(3)眼睑曲率的计算。由于利用上眼睑的整体特性,因此计算的是眼睑的平均曲率。平均曲率的计算公式为
其中,Δφ表示曲线段切线变化的角度;Δs为弧长。
如果直接利用该公式容易受噪声点干扰,鲁棒性较低,而且由于计算量大造成速度慢,因此需寻找更为简单的方法。文献[6]提出对每一眼睑分段,利用以下近似公式求每段的曲率,最后求其中值作为眼睑的平均曲率
其中,BD、AC 为图 3圆弧中的弦长,并且 A,B,C 沿圆弧等间隔选取。
该方法在不影响计算精度的基础上,因为减少了计算量,所以整个系统的计算速度明显提高。但在计算过程中,发现该方法计算出的眼睑曲率为零的情况较多,其主要由于每一眼睑分段较短,几乎变成直线。为此,文中对该方法进行改进,不用分段求曲率,而是将眼睑曲线作为整体进行简化计算,具体如下:
(1)选择眼睑曲线的两边端点分别为A、C,则其纵坐标差值为AC。
(2)依次扫描眼睑上各点,比较各点的横坐标,横坐标靠上的点为眼睑的中点,即B点,计算B点到AC的距离得到BD。
(3)根据公式(4)计算曲率。
1.2.2 眼睛状态识别
睁眼和闭眼时眼睑曲线曲率不同而且弯曲方向也会不同,这是判断眼睛睁闭的重要特征。根据图 3可知,当睁眼时B在AC上方,闭眼时B在AC的下方。因此定义当B在AC的上方时曲率为正,反之曲率为负。由于睁眼、半睁眼或眯眼时上眼睑曲率为正,实际眼睛状态识别过程中,当上眼睑曲率大于阈值时则判断为开眼,否则认为闭眼。
2 实验结果与分析
实验环境选用CPU E5300 2.9 GHz,2 GB的内存。操作系统为Microsoft Windows XP SP3,仿真平台为Matalab 7.8。
2.1 区域灰度特征比较法
选取不同光照下的眼睛图片,通过对灰度特征比较法计算特征值,部分结果列于表1和表2。从所得数据可知,区域灰度均值和方差在开眼和闭眼状态下具有明显变化,同时由于图像的灰度值受光线影响较大,因此采用开眼和闭眼时的灰度均值比、灰度方差比作为眼睛状态判决的阈值,具有较好的适应性。
2.2 眼睑曲率法
同样对不同光照下的眼睛图片计算眼睑曲率,通过眼睑曲率法提取上眼睑和计算眼睑曲率,将部分结果列于表 3。从所得数据中可知,眼睑曲率伴随眼睛睁闭状态而发生变化,因此可作为眼睛状态识别的特征之一。
3 结束语
疲劳驾驶是车祸事故的主要原因之一,因此对驾驶员的疲劳状态进行监测,减少由于疲劳驾驶而引发的事故,具有重要现实意义。人眼状态识别是构建驾驶疲劳检测系统的关键步骤之一。文中首先提出了一种基于比较区域灰度特征的眼睛状态识别方法,具有速度快、识别率高等优点。当光线较暗或噪声剧烈时,通过融合眼睑曲率法做进一步综合判断,使两种方法优势互补,这样既缩短了计算时间,而且提高了人眼状态识别的精确度和鲁棒性。
参考文献
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状态特征 篇7
齿轮轮系指由齿轮机构构成的传动系统, 简称轮系。复杂轮系由于结构构成复杂, 故而导致其系统运动分析、数学模型建立和方案设计具有较高复杂性, 特别是数学模型的复杂性极大地增大了计算机辅助方案设计的难度。
国内外学者在轮系分析和建模方面展开了大量研究。文献[1-3]提出了基于图论的轮系建模和分析方法, 该方法界定了行星单元体和拓扑单元回路, 并基于此进行了周转轮系传动比计算。文献[4-5]提出了基于运动分离和图论表达轮系的分析方法, 研究了同一拓扑结构中机架、输入构件和输出构件间变换对应速比的影响。文献[6-8]基于轮系分解计算了常见行星轮系的速比, 并通过分析各构件的转速和转矩, 建立了轮系的功率流图。Hsu等[9,10,11]提出了基于图论研究行星齿轮传动的运动和结构分析方法, 该方法采用矩阵描述的方法推导轮系的位移和运动回转方程。Hsu等还给出了轮系传动比的计算方法, 并利用计算机进行了行星齿轮轮系的分析。
学者们提出的轮系图论分析方法及其他运动分析方法对轮系的运动分析具有一定的指导意义, 但对于后续计算机辅助轮系方案设计而言尚有一定的局限性。文献[12-16]提出了机械运动方案设计的特征状态空间理论与方法。该方法首次利用现代控制工程的状态空间理论描述机械系统运动方案设计, 通过提取运动特征状态矢量, 建立了定性的运动特征状态变换方程, 从而将机械系统运动方案设计问题转化为状态空间中矢量元素的数学计算问题。本文在其基础上, 从组成轮系最基本的一对齿轮机构出发, 经过对原型拓扑机构进行变异演化得到完善的轮系基本单元, 此外, 针对轮系的功能特点, 笔者提取了其运动特征, 建立了基本单元的数学模型, 为后续实现计算机辅助轮系设计提供了理论模型支撑。
1 轮系的单元分析方法
1.1 复杂轮系结构分解
轮系可分为定轴轮系和行星轮系。定轴轮系中所有齿轮轴线相对机架位置均固定;行星轮系至少有一个齿轮的轴线相对于机架的位置不固定。复杂轮系是由定轴轮系和行星轮系构成的传动系统。
轮系构成的复杂性增大了其分析与建立数学模型的难度, 进而增大了后续方案设计的难度。一般地, 复杂系统的构成分解是简化其研究的一种有效方法。系统构成分解具有很强和很明确的目的性, 其分解的层次在一定程度上决定了后续建模的复杂度及设计可行解的局限度。本文为便于建立复杂轮系运动方案设计的数学模型, 以齿轮机构作为其研究基本要素进行运动构成分解。图1所示的轮系可拆分为4个基本齿轮机构:两自由度的外啮合圆柱齿轮机构和圆锥齿轮机构, 单自由度的内啮合圆柱齿轮机构和圆锥齿轮机构, 具体如图2所示。其中, 各单元中的构件以数字和H标识, H为行星轮系的系杆。
构成复杂轮系的齿轮机构是传递运动变换的基本载体, 是复杂轮系基本运动构成要素, 即是单元化分析方法的研究对象。
1.2 轮系方案设计的单元分析法
轮系方案设计的单元分析法通过离散与分解轮系构成, 利用单元及单元组合进行轮系分析与综合。本文通过分析轮系运动构成规律, 确定轮系基本单元的基本构型, 并给出其定义:能够独立完成运动变换且不可继续拆分成两个或多个独立运动的齿轮机构, 称为轮系基本单元, 简称基本单元。
任何复杂轮系均可由运动变换基本单元连接组合构成。单元组合的实质是施加连接约束。根据单元的连接约束, 其组合方式可以是串联、并联或混联。单元自身特性、单元之间连接约束和组合方式直接决定了整个轮系的特性。因此, 轮系方案设计的单元分析与建模方法是首先在深入分析轮系基本单元特性及输入输出特征的变换规律基础上, 研究单元各组合方式下构件的连接约束特征及组合特征;然后通过建立基本单元的特征模型及连接约束组合模型描述轮系的系统特征。轮系的系统特征数学模型是轮系方案设计的基础。
2 轮系基本单元构型设计
基本单元是轮系中最小功能转化实体, 其构型决定了轮系运动变换特征;其数量直接影响轮系可行方案的多寡。因此, 基本单元构型设计是轮系方案设计的关键问题之一。本文提出了基于基本单元原型、利用其拓扑结构不变性特征进行基本单元构型的设计方法。
2.1 轮系基本单元原型及其拓扑结构
轮系基本单元的基本构型是单自由度和双自由度的齿轮机构, 其他基本单元可通过基本构型的变异演化得到。在此, 轮系基本单元的基本构型称为基本单元原型, 图3a和图3b分别为单自由度和双自由度基本单元原型。两种基本单元分别具有定轴回转和行星回转运动特征。
机构的运动副、构件等运动构成要素以一定的方式连接, 构成了机构拓扑结构。机构拓扑结构主要描述了构成要素及其相互邻接关系, 而不考虑诸元素大小和元素之间的距离。分析基本单元原型机构的拓扑特征可知, 单自由度基本单元原型拓扑结构特征为含有一个齿轮副、两个转动副和三个构件;双自由度基本单元原型拓扑结构特征为含有一个齿轮高副、三个转动低副和四个构件。若约定实心圆和空心圆分别表示齿轮副 (GP) 和转动副 (RP) , 实线表示构件, 单双自由度基本单元原型机构的拓扑结构可分别描述为图4a和图4b。
基本单元拓扑图直观地描述了基本单元原型机构的构成要素类型和数量、要素间的邻接关系。
2.2 轮系基本单元的构型图谱
基本单元的拓扑结构决定于构件和运动副的类型、数目以及构件与运动副之间的连接关系。同构基本单元可具有不同的运动构型。基于基本单元原型及其拓扑结构的不变性, 以及构件运动特征变换、齿轮结构类型和啮合类型变换规律, 可推衍出不同的单元构型, 进而可建立完善的基本单元构型图谱。
构件的运动特征提取包括运动类型、运动方向及运动属性的提取。轮系中的构件运动类型主要为定轴回转运动、行星回转运动及零运动 (固定构件) 。其运动方向仅有正反向的回转;运动属性为连续的匀速回转。因此, 影响基本单元变异的运动特征主要是构件的运动类型。轮系中构件类型的变异是运动类型的转换, 即机架变换。轮系基本单元中的构件类型有机架、齿轮和行星架。由于一对齿轮是通过齿轮副实现动连接的, 即与齿轮副邻接的构件类型为齿轮;而与齿轮副非邻接的构件则为机架或行星架。若基本单元的一个构件指定为机架, 根据齿轮副在基本单元拓扑图中的位置, 即可确定基本单元中其他构件的类型及基本单元的类型。如图4a所示的单自由度基本单元, 构件2和构件3为齿轮, 若非齿轮构件为机架时, 该基本单元类型为定轴齿轮机构, 如图5a所示;若齿轮2或齿轮3为机架时, 该基本单元中构件1为行星架, 且行星架的回转轴线固定, 如图5b所示。同理, 双自由度基本单元的机架变换后得到的两种基本单元构型的拓扑图见图5c和图5d。
通过对同构基本单元进行齿轮结构类型和啮合类型变换, 可获得不同的单元构型。齿轮结构类型可分为圆柱齿轮和圆锥齿轮。啮合类型有内啮合和外啮合。单自由度基本单元经过齿轮结构及啮合类型变换, 可得到7种单元构型, 如图6所示。同理, 双自由度基本单元变换后可得到6种构型, 其中3种构型中出现2个行星架邻接现象, 从运动角度分析可知, 其中的1个行星架冗余, 去除冗余构型, 双自由度基本单元变换后得到3种有效构型, 如图7所示。
综上, 利用基本单元的拓扑结构、构件的运动和结构类型及齿轮啮合类型的变换, 获得了10种单/双自由度和内/外啮合的圆柱和圆锥齿轮基本单元构型图谱。
3 轮系基本单元的特征状态建模
3.1 特征状态向量
基本单元的运动类型包括定轴回转和行星回转运动。运动方向通过建立笛卡儿坐标系进行描述。运动属性描述运动的连续性、稳定性及其输入输出的变换特征等。轮系的主要特征属性是运动连续、稳定及输入输出的线性变换。
根据状态空间理论可知, 系统状态可以由一组独立变量来描述, 并称以这组变量构成的向量为状态向量。在机械装置中, 运动特征变换实质是特征状态的转变。因此, 定义一组变量描述轮系系统或基本单元的运动特征, 称之为运动特征状态向量。
首先建立基本单元的笛卡儿坐标系:以基本单元输入构件运动平面为坐标系的Oxy平面, 以该构件的运动方向为x方向, 以回转中心为坐标原点O。类似地, 建立各构件的坐标系, 并保持构件坐标系各坐标轴与基本单元的相应坐标轴同向。基本单元坐标系为定坐标系, 构件坐标系为动坐标系, 可利用构件坐标系相对基本单元坐标系的运动关系, 描述具有行星运动的构件的特征。轮系运动特征状态向量K定义为K= (KA, KB) T, 简称特征向量, 其中, KA表示构件坐标系在基本单元坐标系中的运动特征, KB表示构件在自身坐标系中的运动特征。对于具有定轴回转运动的构件, 特征向量中分量KA为零向量;对于行星运动构件, KA为非零向量。由于轮系各构件以回转运动为特征, 其特征状态变量定义为角速度在不同坐标系下的三向分量KA= (wAx, wAy, wAz) 和KB= (wBx, wBy, wBz) , 并规定当构件沿轴线方向逆时针转动时转速为正, 变量值描述其运动属性值。
运动特征状态向量很好地表达了系统的运动特征, 是建立轮系特征模型的基础。
3.2 轮系基本单元的运动特征建模
基本单元的运动特征变换是输出运动特征相对于输入运动特征的变换, 即由给定的输入构件特征向量转换为输出构件的特征向量。这种变换关系可抽象为数学描述, 并可进一步构建运动变换的特征状态方程。
3.2.1 轮系基本单元运动特征方程
理论上, 基本单元除固定的机架外, 其他任何构件均可作为输入构件或输出构件。若基本单元有m个输入构件、n个输出构件, 基本单元输入、输出运动特征向量分别为Ki、Ko, 且可表达为
其中, 第j个输入构件的运动特征向量;第j个输出构件的运动特征向量。
根据轮系基本单元输入输出运动变换的线性特征, 其特征状态方程为线性方程, 可采用矩阵形式进行描述。基本单元输出运动特征向量可由输入运动特征向量表示:
式 (3) 是基本单元的运动特征模型的一般表达式, 称为基本单元的运动特征状态方程, 其中A为m×n阶矩阵, 称为特征状态变换矩阵。
特征状态变换矩阵A描述了输入特征状态向量和输出特征状态向量间的变换关系。矩阵中的非零元素的位置表明输入输出特征向量间方向变换关系;非零元素值代表了两特征向量间变换的运动特征属性值。同时, 特征状态变换矩阵A反映了基本单元的变换特征, 任一基本单元均可由其进行描述。因此, A可作为计算机信息存储特征。
3.2.2 单自由度基本单元运动特征模型
单自由度轮系基本单元是单输入单输出机构, 仅有2个运动构件, 如图6所示。由前述可知, 平行轴圆柱齿轮基本单元和90°轴交角的圆锥齿轮基本单元, 由于只有一个输入构件和一个输出构件, 式 (1) 和式 (2) 的运动特征向量均为一维。由式 (3) 可知, 基本单元的特征状态变换矩阵A为6×6阶矩阵。该特征状态方程展开为矩阵形式如下:
根据基本单元坐标系构建规则, 输入、输出特征状态向量中的非零元素位置由输出构件的运动类型和方向决定。定轴回转运动的特征向量分量KA为零向量;行星运动的特征向量分量KA为非零向量。特征状态变换矩阵A的非零元素aij的数量、位置由输入输出特征向量确定, 其值由基本单元构型及参数决定。假设输入、输出定轴回转运动的特征向量的非零变量分别是wiBl、woBk, l、k为对应变量所在的行, 则i=k, j=l, 。
如图6a所示的基本单元, 其运动构件均具有固定回转轴线, 输入和输出特征向量平行且l=k=4, 则特征状态变换矩阵非零元素为a44, 其值为齿轮机构的传动比值。
同理, 其他单自由度基本单元特征模型均可由式 (4) 求得。
3.2.3 双自由度基本单元运动特征模型
双自由度轮系基本单元具有2个输入构件和1个输出构件, 依据式 (1) 建立输入特征状态向量Ki= (KiA1, KiB1, KiA2, KiB2) T和输出特征状态向量Ko= (KAo, KBo) T, 其特征状态方程同样满足式 (3) , 变换矩阵A为6×12阶矩阵。
同理, 特征状态变换矩阵中的非零元素、位置同样由输入与输出特征向量确定, 其值由单元传动比决定。
3.3 轮系基本单元存储
特征状态变换矩阵反映了基本单元的特征信息, 并表达了输入输出特征向量间的关系, 因此, 将其作为信息存储模型, 便于实现计算机辅助设计。对于同一个基本单元, 不同的输入输出具有不同的特征状态变换矩阵。基本单元的特征信息提取为:自由度、输入输出构件、特征状态变换矩阵的非零元素位置及特征值。基本单元的这些特征的存储是后续实现计算机方案设计的知识源。
4 结论
(1) 单元化方法是简化复杂轮系分析和综合的有效方法, 特别利于简化系统综合的数学模型。
(2) 利用机构拓扑结构不变性, 对轮系基本单元原型机构进行变异演化, 可获得完善的轮系基本单元构型。
状态特征 篇8
1 资料与方法
1.1 一般资料
回顾性分析2012年10月~2013年10月本院收治的52例4岁以下哮喘患儿临床资料, 其中男30例, 女22例;年龄6~45 (24.66±2.79) 个月。收集患儿年龄、性别、初次发作喘息年龄、已发作喘息次数、病史月数、父母过敏史以及个人过敏史等病史资料, 进行分析患儿特应性分布状态及其与临床特征。
1.2 方法
采取Uni CAP100系统荧光酶联免疫法、专用体外变应原诊断试剂, 进筛查混合食物变应原 (fx5E) 、混合霉菌 (mx2) 、混合吸入性变应原 (Phad￣iatop) 、测定血清总Ig E水平 (单位k U/L) 。根据以上原筛查结果, 阳性:>参考血清荧光强度cu￣toff值;阴性<cu￣toff值。分析总Ig E和变应原筛查结果, 为临床特征分析提供充分数据。
1.3 统计学处理
数据采用SPSS 18.0统计学软件进行处理。
2 结果
2.1 混合变应原筛查结果呈现特应性状态分析
fx5E阳性率为40.39%、mx2阳性率为15.39%、Phadiatop阳性率为15.39%, 即三类混合变应原筛查总阳性率为48.08%, 总吸入性变应原致敏率23.07%。见表1。
注:+代表阳性, -代表阴性
2.2 各临床特征对吸入性变应原致敏的影响
父母哮喘史、食物变应原致敏、初喘年龄、总Ig E水平有显著意义, 分析Exp (B) 值可见父母哮喘史和食物变应原致敏对吸入变应原致敏的影响最大。详见表2。
3 讨论
目前, 生命早期发生变应原致敏成为持续哮喘的危险因素, 相关文献表明[2,3], 6岁时即能明确反复喘息儿童的临床类型, 因此我们在早期应该对特应性哮喘患儿采取干预治疗措施。通过本研究, 我们主要了解4岁以下哮喘患儿特应性分布状态。特应性主要是指发生Ig E介导的对变应原反应的遗传倾向。血清变应原特异性Ig E测定、变应原皮肤点刺试作为实验室诊断方法, 可体现体内变应原特异性Ig E水平, 了解特应性状态。为了明确年幼哮喘患儿特应性状态, 在临床中可经体外检测特异性Ig E水平。Phadiatop大多应用于筛查常见吸入性变应原中, 可发现以霉菌为主的吸入性变应原致敏情况比较常见, 可将Phadiatop、mx2阳性者进行吸入性变应原致敏分析。
通过以上研究表明, fx5E阳性率为40.39%、mx2阳性率为15.39%、Phadiatop阳性率为15.39%, 即三类混合变应原筛查总阳性率为48.08%, 总吸入性变应原致敏率23.07%。可见, 经变应原筛查检出特应性状态与病史资料存在一些差异性, 我们需要深入分析临床特征因子对变应原致敏的提示。研究表明, 父母哮喘史和食物变应原致敏对吸入变应原致敏的影响最大, 母亲哮喘的子女吸入性变应原均阳性, 父亲哮喘, 的子女吸入性变应原均阴性。研究表明, 早期发生的食物过敏, 将会提高吸入性变应原致敏的几率。因此, 需要在早期确诊检出食物变应原致敏的哮喘患儿, 在第一时间发现吸入性变应原致敏。
本研究4岁以下患儿在2岁左右的初发喘息者存在吸入性变应原致敏的几率较高, 总Ig E水平越高将会对吸入性变应原致敏的影响更大。相关专家[4,5], 对反复喘息婴幼儿血清总Ig E水平进行全面的评价, 总结8岁时变应原致敏和持续喘息的危险性, 在研究中发现0.5~3岁时的Ig E水平对后期喘息复发、特应性致敏无直接影响;与SPT阴性儿童对比, 8岁时SPT阳性的患儿中其3~6岁时Ig E水平明显比较高, 但是与反复喘息发生并无相关性。本研究认为早期反复喘息、无特应性征象的婴幼儿, 其血清总Ig E水平与病情的恢复与相关性, 可见总Ig E水平无法独立反应特应性状态。
综上所述, 4岁以下哮喘患儿经体外检测存在吸入变应原致敏的发生率为25%, 吸入性变应原致敏的影响因素包括:父母哮喘史、患儿食物变应原致敏、初次喘息年龄大于2岁、高Ig E水平等。
摘要：回顾性分析2012年10月2013年10月本院收治的52例4岁以下哮喘患儿临床资料。结果 fx5E阳性率为40.39%、mx2阳性率为15.39%、Phadiatop阳性率为15.39%, 即三类混合变应原筛查总阳性率为48.08%, 总吸入性变应原致敏率23.07%。父母哮喘史、患儿食物变应原致敏、初次喘息年龄大于2岁、高IgE水平等因素影响4岁以下哮喘患儿特应性分布状态及其与临床特征。
关键词：哮喘,特应性状态,临床特征,分析
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状态特征 篇9
1 对象与方法
1.1 研究对象
于2011-03～04随机抽取北京中医药大学在校大学生, 根据问诊排除各种急慢性疾病, 3个月内无任何药物治疗史者纳入研究对象, 共295例, 其中男112例, 女183例。
1.2 研究方法
对295例大学生分别进行量表评估、脉诊信息采集与脉诊属性分析。
1.2.1 量表评估 采用《亚健康中医临床指南》[1]中确定的症状诊断法与亚健康状态调查量表相结合来筛选亚健康人群。亚健康状态调查量表采用天津康复医学学会设计的《亚健康状态自评量表 (SRSHS) 》, SRSHS评分>40分为“亚健康状态”, <40分为“健康状态”。症状诊断法、SRSHS评分>40分者纳入亚健康状态组。
1.2.2 脉诊信息的采集 采用BD-SZ便携式四诊合参辅助诊疗仪采集受试者脉诊信息。受试者安静状态下, 休息10分钟, 然后取坐位接上心电电极。让受测者手外展约30～45°, 保持“寸口”与心脏等高的位置。找到“寸口”脉搏明显之处, 将脉诊仪探头垂直压下, 以最适取脉压同步采集压力脉图、Ⅱ导心电图及指端光电容积脉搏波图形。并同步采集舌诊、闻诊、问诊等四诊信息。
1.2.3 脉诊属性的分析 使用脉图特征点分析方法分析压力脉图中有代表脉图形状意义的参数, 并基于位、数、形、势属性对相关脉图参数进行提取和分析, 见图1。
基于压力脉图时域、频域特征的参数包括[2]: (1) 脉位参数:最适取脉压 (Popt) ; (2) 脉数参数:①至数:心率 (HR) ;②均匀度:心率变异系数 (CV) ; (3) 脉形参数:①流利度:平均升支斜率 (Sup) 、平均降支斜率 (Sdown) 、最大升支斜率 (MSup) 、最大降支斜率 (MSdown) 、潮波高度 (HD) 、重搏前谷高度 (HE) 、重搏波高度 (HF) 、降中峡高/主波高 (HE/HB) 、降中波高/主波高 (HF/HB) ;②紧张度:脉搏波传导速度 (PWV) ; (4) 脉势参数:取法波幅曲线形态与主波幅 (主波高度, HB) 等。
1.2.4 统计方法 采用SAS 6.0统计软件包进行数据分析, 数据以undefined表示, 采用t检验进行分析, 以P<0.05作为显著性差异的指标。
2 结果
295例在校大学生量表评估结果显示, 处于亚健康状态者168例, 比例为56.9%。亚健康状态组压力脉图分析结果表明, 其中脉弦76例 (45.2%) , 脉弱14例 (8.3%) , 脉数28例 (16.7%) , 脉实5例 (3.0%) , 脉迟、脉弱9例 (5.4%) , 脉迟11例 (6.5%) , 脉滑25例 (14.9%) 。
通过对亚健康组与健康组压力脉图参数的统计学分析结果表明, 亚健康状态组压力脉图特征反映在位、数、形、势属性上有一定的改变, 见表1。
与健康组比较*P<0.05, **P<0.01
续表1 亚健康组与健康组脉诊属性的比较undefined
与健康组比较*P<0.05, **P<0.01
由表1可见, 亚健康组Popt显著增大 (P<0.05) , 说明需要较大的取脉压才能保证压力脉图波幅最高, 亚健康人群脉位偏沉。亚健康组HR和CV均显著高于健康组 (P<0.05) , 提示亚健康人群脉率偏快, 出现节律不齐的几率增大。亚健康组Sup和MSup均显著大于健康组 (P<0.01) , HB、HD、HE亚健康组大于健康组 (P<0.05) , HF亚健康组显著增大 (P<0.01) , HF/HB显著增大 (P<0.05) , HE/HB有所增大但无显著性差异。亚健康组PWV有增大的趋势, 但无显著性差异。
亚健康组HB显著大于健康组 (P<0.05) , 可能与其Popt较大有关。
3 讨论
近年来亚健康状态人数随着社会节奏的加快呈逐年增加的趋势, 中医认为“心神失养、气虚肝郁”是亚健康的核心病机[3], 亚健康的发生是由于长期的、慢性的、多种内外不良刺激因素共同作用的结果, 而且与情绪性格、体质强弱有关。情志失调, 紧张劳累, 耗伤精气, 心神失养, 从而导致一系列心身失调的证候群, 大多表现为记忆力减退、失眠多梦、神疲乏力等心神失养症状。采用症状诊断法结合SRSHS评价法对295例在校大学生的评估结果说明, 目前在校大学生中存在一定比例的亚健康人群, 可能与其学习紧张、就业压力大有关。
亚健康状态的评估研究目前主要集中在量表评估方面, 评估量表的设计多种多样, 大多根据亚健康症状表现而设定。随着计算机技术及现代信息技术的推广应用, 开展中医诊疗技术研究, 研制具有中医特点的诊疗仪器设备, 进而探索中医四诊客观化、规范化方法已成为中医临床研究的优先领域。现代科学技术的发展大大推进了中医四诊客观化的进程, 脉诊属性的数字化、量化研究为脉诊客观化奠定了基础。本课题组在30余年脉诊研究中取得了一定的成果, 建立了一系列脉诊属性判断的客观化指标[4,5]。
晚清医家周学海曰:“盖求明脉理者, 须将位、数、形、势四字讲得真切, 便于百脉无所不赅, 不必立二十八脉之名可也。”具体阐述为“位者, 浮沉尺寸也;数者, 迟数结促也;形者, 长短广狭厚薄粗细刚柔, 犹算学家之有线面体也;势者, 敛舒伸缩进退起伏之有盛衰也。”故而“脉有四种, 位数形势而已”[6]。无论单脉, 还是相兼脉, 都有位、数、形、势属性, 更确切地说, 中医脉象是位属性、数属性、形属性、势属性多要素不同程度的排列组合, 并初步确定了位、数、形、势属性的客观化指标。
本研究采用课题组研制的便携式四诊合参辅助诊疗仪, 同步采集被测者压力脉图、Ⅱ导心电图及指端光电容积脉搏波, 对其脉动压力信息从位、数、形、势四个属性进行了深入的研究, 进而逐步达到便携式四诊合参辅助诊疗仪亚健康辨识体系的建立。
对脉动压力信息的数字化属性研究结果显示亚健康状态人群Popt显著增大, 说明亚健康组脉位沉的几率较健康组为大, 提示在亚健康组存在阳虚体质的肺脾气虚或者偏于肥胖的人群。亚健康状态组HR和CV明显大于健康组, 提示亚健康人群处于身心失调状态, 出现心跳加速和心律失常的几率大大增加, 与其心悸、胸闷、气短、疲乏无力等症状密切相关, 可能与亚健康人群多压力较大, 情绪不稳, 体内交感-肾上腺髓质系统功能相对增强, 交感神经紧张性增高有关, 另外可能有部分阴虚体质的人群。
亚健康状态人群脉弦所占比例最高, 其次为脉数和脉滑。弦脉和滑脉的脉形特征均为升支陡峭, 主波高且宽, 故亚健康状态组脉图HB、MSup、Sup均显著大于健康组。脉图降支斜率变化在亚健康状态组无显著性差异, HD、HE、HF、HF/HB亚健康组显著增大, 符合脉弦变、滑变的特征。PWV有增大的趋势, 提示亚健康状态人群长期交感神经兴奋性增高, 导致血管紧张度升高, 顺应性下降, 使脉图呈现弦紧的特征。
参考文献
[1]中华中医药学会.亚健康中医临床指南.ZYYXH/T2-2006.
[2]朱庆文, 牛欣, 杨学智, 等.基于脉诊、舌诊信息提取与识别的诊断集成技术研究策略.北京中医药大学学报, 2007, 30 (6) :384.
[3]姜敏, 王琦, 刘铜华.浅谈八段锦对亚健康状态的调治.世界中西医结合杂志, 2010, 5 (6) :461.
[4]王滨, 牛欣, 文仁都, 等.伤津对家兔颈动脉及股动脉脉图的影响.中国中医药科技, 2005, 12 (3) :131.
[5]徐元景, 牛欣.中医脉诊位数形势属性的检测方法探讨.中国中西医结合杂志, 2003, 23 (6) :467.