基于动力吸振技术的磁共振治疗舱降噪研究
发布时间：2021-01-24 17:00
磁共振仪（MRI）是一种先进的组织成像工具。但是,由于MRI的工作原理,使得它工作时会产生振动并伴随噪声,振动传递到治疗床会影响成像的质量。本文针对这一问题,采用在MRI结构的圆柱壳体上周期性布置动力吸振器的减振降噪方法,这一思路来自声子晶体的带隙特性在减振方面的应用。首先,本文使用COMSOL Multiphysics建立了 MRI的有限元模型。该有限元模型采用壳单元建立,使得网格数量少,计算效率高。其次,按照MRI标准测试方法,分析现有的MRI结构的噪声水平,包括最大噪声的频率、出现最大噪声的空间位置,以及在最大噪声频率的梯形波激励下MRI治疗舱内稳态声场的最大噪声声压级。采用标准的测试方法进行有限元仿真,可以为实验分析提供参考,同时,实验结果也有助于标定有限元模型。最后,在MRI的圆柱壳体上分布动力吸振器,并使用Comsol的优化模块对吸振器的质量、刚度和阻尼进行优化,以MRI治疗舱内中心轴线上最大噪声的A加权声压级最小值为设计目标,对吸振器优化设计,得到一组最优的吸振器参数。分析结果表明,本文的减振降噪方法具有良好的减振降噪效果,优化后的MRI结构与现有的MRI结构的噪声水平相...
【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２第一台磁共振治疗装置??Ｆｉｇ．?１．２?ｔｈｅ?ｆｉｒｓｔ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｒｅｓｏｎａｎｃｅ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ??
声下持续暴露时间／每天（ｈ）?声压级ｄＢ（Ａ计权）￣??８?９０??６?９２??４?９５??３?９７??１．５?１００??１?１０２??０．５?１０５??０．２５?１１５??注意：这些国家指标是指职业性暴露在噪声下的指标上限．没有提供非职业性或医疗情况的暴露指标。??ＭＲＩ扫描仪的噪音背后的最重要原因是梯度脉冲引起梯度线圈的振动［１１。其他主要原??因是涡流在金属结构中引起的振动振动在ＭＲＩ结构有两种基本的传播方式：通过空??气或通过固态构件传播。图１．３表示了梯度线圈在核磁共振成像仪的梯度磁场中受到洛伦??兹力而振动发声的过程。????辤态场ｇ体??，帘傻?，Ｂ?ｅｅ?场??ｒ－ｌ－－?ｆ?Ｉ?｜?？伦■兹?＾?＜??ＴＴｖ?ｉ?＼?ｉｉｉ，?ｖ??输入波形＋??（ａ）?（ｂ）?（ｃ）??图１．３梯度线圈受到洛伦兹力引起振动的原理图??Ｆｉｇ．ｌ?．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｇｒａｄｉｅｎｔ?ｃｏｉｌ?ｓｕｂｊｅｃｔｅｄ?ｔｏ?Ｌｏｒｅｎｔｚ?ｆｏｒｃｅ?ｖｉｂｒａｔｉｏｎ??
??比较复杂，主动降噪技术还无法直接对整个声场使用。??－－Ｃｗｅｎｔ?ｌｅａｄ??－?Ｄｏｐｉｎｇ?ｒｕｂｂｅｒ???＾Ｊ：?；?Ｇｒａｓｆｅｔｒｔ?ｃｗＪ??＾——?Ｖａｃｕｕｍ?ｃｈａｎＨ＞？ｆ??Ｊ?????－Ｐａ６ｅｍｔ？ｉ？？（Ｕｎｅｒ｝??、■－＇、?＇?ＲＦ?ｓｈｉ蝴??、＇崎ｃ〇ａ??ｔｌ??……????二二ｒｕｂｂｅｒ??Ｏ－ｃｉｉ?ｓｕｐｐｏｒｔ?ｂａｔｅ??－????．．．．．．“一?Ｄａｍｐｉｎｇ?ｒｕｂｂｅｒ??图１．４东芝的Ｐｉａｎｉｓｓｉｍｏ静音专利技术??Ｆｉｇ．?１．４?Ｔｏｓｈｉｂａ＇ｓ?ｐａｔｅｎｔｅｄ?ｍｕｔｅ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｆｏｒ?Ｐｉａｎｉｓｓｉｍｏ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种环布动力吸振器的圆柱壳声振控制设计[J]. 谢宇晗,尹剑飞,温激鸿. 噪声与振动控制. 2018(S1)
[2]连续梁的动力吸振器参数研究[J]. 韩保红,马英忱,段云龙. 机械制造与自动化. 2012(04)
[3]被动式动力吸振技术研究进展[J]. 刘耀宗,郁殿龙,赵宏刚,温熙森. 机械工程学报. 2007(03)
[4]磁感应强度B的几点定义[J]. 赵新勇. 高师理科学刊. 2006(01)
[5]土木工程结构的双层多重调谐质量阻尼器控制策略[J]. 李春祥. 地震工程与工程振动. 2005(01)
[6]减小船体艉部振动的动力吸振器研究[J]. 李俊,金咸定,王宏. 中国造船. 2001(02)
[7]离散分布式动力吸振器的设计及在船舶工程中的应用[J]. 吴崇健,骆东平,杨叔子,朱英富,马运义. 振动工程学报. 1999(04)
硕士论文
[1]若干无界域散射问题的PML理论分析[D]. 罗双双.吉林大学 2018
[2]电磁式主动吸振器的设计及其性能研究[D]. 昌耀鹏.湘潭大学 2017
[3]扰动磁场检测传感器的设计及试验研究[D]. 魏朋.南昌航空大学 2016
[4]异步电机电磁激振力分析[D]. 朱海峰.浙江大学 2013
[5]基于有限元法的极化磁系统等效磁路模型的研究[D]. 崔浩.哈尔滨工业大学 2009
[6]自由边界封闭圆柱壳振动与声辐射分析[D]. 王宁.国防科学技术大学 2008
[7]薄板结构的吸振控制研究[D]. 宛敏红.西北工业大学 2007
[8]连续系统的无阻尼动力吸振器优化设计[D]. 陆颖华.南京航空航天大学 2005
本文编号：2997604
【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２第一台磁共振治疗装置??Ｆｉｇ．?１．２?ｔｈｅ?ｆｉｒｓｔ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｒｅｓｏｎａｎｃｅ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ??
声下持续暴露时间／每天（ｈ）?声压级ｄＢ（Ａ计权）￣??８?９０??６?９２??４?９５??３?９７??１．５?１００??１?１０２??０．５?１０５??０．２５?１１５??注意：这些国家指标是指职业性暴露在噪声下的指标上限．没有提供非职业性或医疗情况的暴露指标。??ＭＲＩ扫描仪的噪音背后的最重要原因是梯度脉冲引起梯度线圈的振动［１１。其他主要原??因是涡流在金属结构中引起的振动振动在ＭＲＩ结构有两种基本的传播方式：通过空??气或通过固态构件传播。图１．３表示了梯度线圈在核磁共振成像仪的梯度磁场中受到洛伦??兹力而振动发声的过程。????辤态场ｇ体??，帘傻?，Ｂ?ｅｅ?场??ｒ－ｌ－－?ｆ?Ｉ?｜?？伦■兹?＾?＜??ＴＴｖ?ｉ?＼?ｉｉｉ，?ｖ??输入波形＋??（ａ）?（ｂ）?（ｃ）??图１．３梯度线圈受到洛伦兹力引起振动的原理图??Ｆｉｇ．ｌ?．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｇｒａｄｉｅｎｔ?ｃｏｉｌ?ｓｕｂｊｅｃｔｅｄ?ｔｏ?Ｌｏｒｅｎｔｚ?ｆｏｒｃｅ?ｖｉｂｒａｔｉｏｎ??
??比较复杂，主动降噪技术还无法直接对整个声场使用。??－－Ｃｗｅｎｔ?ｌｅａｄ??－?Ｄｏｐｉｎｇ?ｒｕｂｂｅｒ???＾Ｊ：?；?Ｇｒａｓｆｅｔｒｔ?ｃｗＪ??＾——?Ｖａｃｕｕｍ?ｃｈａｎＨ＞？ｆ??Ｊ?????－Ｐａ６ｅｍｔ？ｉ？？（Ｕｎｅｒ｝??、■－＇、?＇?ＲＦ?ｓｈｉ蝴??、＇崎ｃ〇ａ??ｔｌ??……????二二ｒｕｂｂｅｒ??Ｏ－ｃｉｉ?ｓｕｐｐｏｒｔ?ｂａｔｅ??－????．．．．．．“一?Ｄａｍｐｉｎｇ?ｒｕｂｂｅｒ??图１．４东芝的Ｐｉａｎｉｓｓｉｍｏ静音专利技术??Ｆｉｇ．?１．４?Ｔｏｓｈｉｂａ＇ｓ?ｐａｔｅｎｔｅｄ?ｍｕｔｅ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｆｏｒ?Ｐｉａｎｉｓｓｉｍｏ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种环布动力吸振器的圆柱壳声振控制设计[J]. 谢宇晗,尹剑飞,温激鸿. 噪声与振动控制. 2018(S1)
[2]连续梁的动力吸振器参数研究[J]. 韩保红,马英忱,段云龙. 机械制造与自动化. 2012(04)
[3]被动式动力吸振技术研究进展[J]. 刘耀宗,郁殿龙,赵宏刚,温熙森. 机械工程学报. 2007(03)
[4]磁感应强度B的几点定义[J]. 赵新勇. 高师理科学刊. 2006(01)
[5]土木工程结构的双层多重调谐质量阻尼器控制策略[J]. 李春祥. 地震工程与工程振动. 2005(01)
[6]减小船体艉部振动的动力吸振器研究[J]. 李俊,金咸定,王宏. 中国造船. 2001(02)
[7]离散分布式动力吸振器的设计及在船舶工程中的应用[J]. 吴崇健,骆东平,杨叔子,朱英富,马运义. 振动工程学报. 1999(04)
硕士论文
[1]若干无界域散射问题的PML理论分析[D]. 罗双双.吉林大学 2018
[2]电磁式主动吸振器的设计及其性能研究[D]. 昌耀鹏.湘潭大学 2017
[3]扰动磁场检测传感器的设计及试验研究[D]. 魏朋.南昌航空大学 2016
[4]异步电机电磁激振力分析[D]. 朱海峰.浙江大学 2013
[5]基于有限元法的极化磁系统等效磁路模型的研究[D]. 崔浩.哈尔滨工业大学 2009
[6]自由边界封闭圆柱壳振动与声辐射分析[D]. 王宁.国防科学技术大学 2008
[7]薄板结构的吸振控制研究[D]. 宛敏红.西北工业大学 2007
[8]连续系统的无阻尼动力吸振器优化设计[D]. 陆颖华.南京航空航天大学 2005
本文编号：2997604
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/gongchengguanli/2997604.html
