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工业原料自动取样及粒度估算方法研究

工业原料自动取样及粒度估算方法研究

作者：张飞扬北方工业大学

学位级别：硕士

在采矿业、钢铁冶金业、建筑行业等行业中,工业原料的粒度是否合适,决定了其生产出的产品的质量,所以工业原料的粒度估算与分类统计至关重要。传统的工业原料粒度估算方法一般是通过人工定期挑拣取样的方式或者通过筛网粗筛的方式进行... 详细信息

在采矿业、钢铁冶金业、建筑行业等行业中,工业原料的粒度是否合适,决定了其生产出的产品的质量,所以工业原料的粒度估算与分类统计至关重要。传统的工业原料粒度估算方法一般是通过人工定期挑拣取样的方式或者通过筛网粗筛的方式进行。这种测量方式工作量大、耗时耗力、缺乏时效性,难以处理大量的工业原料,增加了企业人力成本。本文提出了一种基于改进YOLOv7与传统图像处理方法相结合的工业原料粒度估算方法。本文给出了工业原料自动取样系统的设计方案,采用高分辨率工业相机采集9000余张工业原料图片,对图片重叠分割后完成数据集收集、标注。首先采用传统的YOLOv7对制作的砾石和烧结混匀矿颗粒进行分类测试。针对检测框定位不准的问题,引入segmentation分割模块,提高检测框定位精度;对于小目标易漏检、检测速度慢的问题,将Biformer注意力机制引入YOLOv7;采用NWD损失函数替换IOU损失函数,提高模型鲁棒性,改善密集颗粒检测分割效果,构建出YOLOv7-seg-B-N改进型算法。与传统YOLOv7算法相比,改进算法砾石检测的m AP值达到了0.995,检测精度提高0.02%,预测每个目标的速度提高了约九倍,漏检率小于0.01%;混合烧结混匀矿数据集m AP值达到了0.918,检测精度提高0.6%,预测每个目标的速度提高了十五倍左右,漏检率小于5%,去除过小和遮挡颗粒后的漏检率为0.4%。本文对分割、检测完成的图像进行拼接,并剔除了重叠部分,形成具有预测结果的完整图像。采用传统图像处理方法尝试对烧结混匀矿颗粒进行轮廓提取,由于光照不均、轮廓模糊、遮挡等原因,导致15%左右的颗粒无法精确获取轮廓,且存在各个颗粒边缘轮廓连通的情况。进而,利用YOLOv7-segB-N深度学习模型再次对预测出的颗粒进行精确定位、分割及轮廓提取,分别采用预测框对角线、等效圆直径、最大内切圆直径、最小外接圆直径等四种粒度估算方式,实现颗粒尺度精确分类统计。之后对粒度估算算法各模块进行了时间分析,并针对其耗时较长的问题进行优化,减少了计算时间。测试结果表明,系统可以准确统计1～3mm、3～5mm、5～8mm及8mm以上的颗粒数量,符合实际工业应用的要求。最后编写了系统软件界面,实现核心算法封装,可以控制相机工业原料颗粒图片抓取、保存、分割与拼接,统计结果直观展示。

关键词：工业原料分类粒度估算 YOLOv7 深度学习图像处理

围绕发展新质生产力进行的全面深化改革：基本思路及实践路径

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新疆社会科学 2024年第4期 19-26+172页

作者：龚晓莺严宇珺同济大学马克思主义学院

新质生产力的发展内在地要求构建起与之相适应的新型生产关系。从生产力决定生产关系，生产关系在一定条件下反作用于生产力的逻辑来看，围绕发展新质生产力进行的全面深化改革所涉及的制度变革、体制改革和生产要素配置方式等新型生产... 详细信息

新质生产力的发展内在地要求构建起与之相适应的新型生产关系。从生产力决定生产关系，生产关系在一定条件下反作用于生产力的逻辑来看，围绕发展新质生产力进行的全面深化改革所涉及的制度变革、体制改革和生产要素配置方式等新型生产关系变革，是提升新质生产力内在动能的关键。围绕发展新质生产力的全面深化改革主要包括科技体制改革、人才体制改革、产权体制改革、经济体制改革、分配体制改革、生态文明体制改革、高水平开放型经济新体制改革等，其实践路径主要涵盖深化科技创新体制机制改革和完善科技创新体系、打造创新与生产互促的现代化产业体系、构建高素质专业化人才培养体系、完善落实“两个毫不动摇”的体制机制、建立高标准市场体系、完善产业生态化和生态产业化发展的体制机制、扩大高水平对外开放。

关键词：新质生产力新型生产关系全面深化改革基本思路实现路径

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KurVMDPgram：一种用于旋转机械故障诊断的信号分解算法

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机械工程学报 2024年

作者：李华王天杨张飞斌褚福磊贵州大学省部共建公共大数据国家重点实验室清华大学机械工程系

变分模态分解(Variational mode decomposition, VMD)是一种在旋转机械故障诊断领域广泛应用的信号分解方法。然而，VMD的若干影响参数尤其是模态数和惩罚因子对其分解性能影响很大，但需要事先确定，使得其参数优化成为研究热点。首先... 详细信息

变分模态分解(Variational mode decomposition, VMD)是一种在旋转机械故障诊断领域广泛应用的信号分解方法。然而，VMD的若干影响参数尤其是模态数和惩罚因子对其分解性能影响很大，但需要事先确定，使得其参数优化成为研究热点。首先，结合小波包变换(Wavelet packet transform, WPT)的二元分解模式和VMD的维纳滤波特性构造一种新的信号分解方法，即变分模态分解包(VMD Packet, VMDP)。然后，构造了平铺结构的VMDP，提出了VMDPgram方法。VMDPgram的提出是为了利用VMD实现信号的WPT模式的分解。在VMDPgram中，原始信号被分解为一定层次的若干子分量(Sub-component,SC)，其中每个VMD生成两个SC，由此可将多参数问题简化为单参数问题。利用峭度指标对VMDPgram中的各VMD的惩罚因子进行优化，进而提出Kur VMDPgram方法。随后，提出累积峭度指标的策略选取Kur VMDPgram的最佳SC，可以解决共振频带分解到不同SC中的情形而不需要预先对其进行判定。最后，用仿真案例和实际轴承故障案例证明了Kur VMDPgram的有效性和优越性。

关键词：变分模态分解小波包变换 VMDPgram Kur VMDPgram 累积峭度指标故障诊断

基于多源数据融合与卷积长短期记忆神经网络的聚合物挤出过程熔体密度监测方法

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工程科学与技术 2024年

作者：张彬彬陈祝云张飞晋刚华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心华南理工大学聚合物成型加工工程教育部重点实验室华南理工大学广东省高分子先进制造技术及装备重点实验室广东工业大学机电工程学院

聚合物挤出过程中熔体密度是影响产品质量的关键因素。由于挤出加工过程的高温、高压复杂工况，开发能准确、在线监测聚合物挤出过程中熔体密度的方法是一个具有挑战性的问题。尽管基于机器学习的质量监测方法提供了一种解决方案，但在... 详细信息

聚合物挤出过程中熔体密度是影响产品质量的关键因素。由于挤出加工过程的高温、高压复杂工况，开发能准确、在线监测聚合物挤出过程中熔体密度的方法是一个具有挑战性的问题。尽管基于机器学习的质量监测方法提供了一种解决方案，但在聚合物挤出加工过程中，由于数据类型、工艺参数、操作环境等多变性因素的影响，传统的机器学习方法可能难以捕捉聚合物加工中不同输入参数和输出质量参数之间的复杂关系，使得监测任务难以获得理想的准确性。本文提出了一种基于多源数据融合与卷积长短期记忆神经网络（CNN-LSTM）的熔体密度监测方法，用于在线监测聚碳酸酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（PC/ABS）共混体系的熔体密度。首先，通过实时采集安装在挤出机模头处的近红外、拉曼及超声3种传感器数据，对3种传感数据进行处理并融合作为输入；然后，通过合理设计的网络结构，利用卷积神经网络的特征提取能力与长短期记忆网络的预测能力，最终实现对聚合物共混过程中的熔体密度的实时监测。基于独立开发的多源传感数据实时采集装置获取的数据，利用CNN-LSTM模型对PC/ABS共混挤出过程的熔体密度进行实时监测，结果表明：该模型能够准确监测聚合物熔体密度，其在测试集上的RMSE和R2分别为0.975 5、0.006 3 g/cm3，比传统的卷积神经网络方法、长短期记忆网络方法、岭回归方法、偏最小二乘回归方法、多层感知机方法和支持向量机回归方法具有更高的预测精度；模型的10次输入平均预测时间为1.523 5 s，能够满足实际生产过程的实时监测。综上所述，所提出的基于多源数据融合与CNN-LSTM模型的熔体密度监测方法显著提高了聚合物挤出过程中熔体密度的实时监测精度，为挤出过程中聚合物的质量提供了可靠的技术支持。

关键词：聚合物挤出加工熔体密度多传感器数据融合 CNN-LSTM 在线监测

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黄河下游叶蜡正构烷烃的物源指示意义

中国科学：地球科学 2024年第6期54卷 2031-2049页

作者：张亮刘金召姜崇张飞安芷生西安交通大学人居环境与建筑工程学院西安710054 中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室西安710061 陕西黄土高原地球关键带国家野外科学观测研究站西安710061

黄河作为输沙量和有机碳输送通量最大的河流之一,在区域生物地球化学及全球碳循环过程中发挥了至关重要的作用.目前,关于黄河总颗粒有机碳的通量、组成、来源及其季节变化已开展了大量研究,但针对不同时空尺度上分子生物标志物的研究仍... 详细信息

黄河作为输沙量和有机碳输送通量最大的河流之一,在区域生物地球化学及全球碳循环过程中发挥了至关重要的作用.目前,关于黄河总颗粒有机碳的通量、组成、来源及其季节变化已开展了大量研究,但针对不同时空尺度上分子生物标志物的研究仍然较少.本文重点研究了黄河下游不同季节(汛期、非汛期),不同类型载体中叶蜡正构烷烃的分子组成及氢同位素比值.结果表明:岸边表土中叶蜡正构烷烃的分子指标反映了其上覆植被的输入;汛期悬浮物的正构烷烃分子指标体现出黄土高原不同地质时期土壤的混合特征,而受水动力条件影响,非汛期悬浮物表现出相应的季节性差异;另外,考虑气候因素影响,利用正构烷烃氢同位素对汛期悬浮物中单子叶植物的输入进行了半定量化估算.本研究一定程度上为黄河有机质的物源研究中叶蜡指标的应用提供了新的见解.

关键词：分子组成氢同位素叶蜡正构烷烃悬浮物黄河下游

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玫瑰花红茶发酵工艺以及水提物的非靶向代谢组学分析及体外抗氧化活性评价

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食品与发酵工业 2024年

作者：张飞李钰景彭春秀龚加顺云南农业大学园林园艺学院云南省农业科学院农产品加工研究所云南农业大学食品科学技术学院

为探究新鲜玫瑰花发酵前后之间的代谢产物差异及其抗氧化活性变化，采用均匀设计试验优化了玫瑰花红茶加工工艺，测定了发酵前后提取物RWE（dried rose petal water extract）与RBTE（rose black tea aqueous extract）的主要成分并评... 详细信息

为探究新鲜玫瑰花发酵前后之间的代谢产物差异及其抗氧化活性变化，采用均匀设计试验优化了玫瑰花红茶加工工艺，测定了发酵前后提取物RWE（dried rose petal water extract）与RBTE（rose black tea aqueous extract）的主要成分并评估其体外抗氧化能力，使用非靶向代谢组学的方法分析其代谢物变化。结果表明，萎凋时间22 h、发酵温度31 ℃、发酵时间8 h为玫瑰花红茶加工的最优参数组合。RBTE总多酚、多糖含量显著高于RWE，花青素、游离氨基酸含量显著低于RWE（P<0.05）。非靶向代谢组学分析表明，玫瑰花发酵前后的提取物中共鉴定到2 028个代谢物，共筛选出24种显著差异代谢物，发现玫瑰花发酵后菊苣素、肌苷和去甲骆驼蓬碱含量增加，使玫瑰花红茶不仅具有独特的风味并赋予了生理调控、抗氧化及抗炎等功能。通过对差异代谢物进行KEGG富集分析发现玫瑰花红茶加工过程中对氨基酸类物质的影响最显著，对玫瑰花红茶的滋味品质形成有着重要影响。同时发现，RBTE表现出较强的DPPH自由基、羟自由基清除能力，说明发酵有助于增强玫瑰花的抗氧化活性。该研究结果可为玫瑰花红茶功能活性研究及产品开发提供理论依据。

关键词：玫瑰花发酵工艺提取物抗氧化活性非靶向代谢组学

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绿色金融能否提升城市经济韧性?

财经论丛 2024年第7期 70-80页

作者：周春喜陶莺王威浙江工商大学金融学院浙江杭州310018 浙江工商大学国际交流合作处浙江杭州310018

从理论上分析了绿色金融、技术创新对城市经济韧性的作用机制,并基于2010—2019年我国内地247个地市级及以上城市的面板数据,实证检验了绿色金融、技术创新如何影响城市经济韧性。研究发现:绿色金融能够显著提升城市经济韧性;绿色金融... 详细信息

从理论上分析了绿色金融、技术创新对城市经济韧性的作用机制,并基于2010—2019年我国内地247个地市级及以上城市的面板数据,实证检验了绿色金融、技术创新如何影响城市经济韧性。研究发现:绿色金融能够显著提升城市经济韧性;绿色金融通过缓解融资约束、降低融资成本和发挥信号传递作用驱动技术创新,技术创新增强了城市经济的恢复抵抗能力、适应调整能力和转型再造能力,从而提升城市经济韧性;异质性分析表明,绿色金融对城市经济韧性的影响在非资源型城市中显著,而在资源型城市中不显著,在大型城市具有促进效果,在东部城市、中部城市的影响效果优于西部城市;此外,绿色金融对城市经济韧性的影响在经济发展水平、就业人口规模和数字金融发展水平等方面存在门槛效应。为此,应因地制宜发展绿色金融,积极创新绿色金融产品,注重提升技术创新质量,持续推进绿色金融与数字金融的深度融合,以提升城市经济韧性,实现可持续发展。

关键词：绿色金融技术创新经济韧性作用机制

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基于双加权不平衡矩阵分类器的机械故障诊断方法

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机械工程学报 2024年第3期60卷 170-180页

作者：潘海洋徐海锋郑近德童靳于张飞斌安徽工业大学机械工程学院马鞍山243032 清华大学机械工程系北京100084 频率探索智能科技江苏有限公司常州213000

针对机械故障样本数量不平衡情景下的故障诊断模型存在精度与泛用性不高的问题,借鉴模糊属性理论获取强监督模型的思想,设计了一种双加权不平衡矩阵分类器(Twin weighted imbalanced matrix classifier,TWIMC)。TWIMC通过使用基于样本... 详细信息

针对机械故障样本数量不平衡情景下的故障诊断模型存在精度与泛用性不高的问题,借鉴模糊属性理论获取强监督模型的思想,设计了一种双加权不平衡矩阵分类器(Twin weighted imbalanced matrix classifier,TWIMC)。TWIMC通过使用基于样本不均衡度的模糊隶属函数调节每个样本的权重,以增强对少数类样本的关注,平衡模型对所有类别样本的倾向性。同时,TWIMC依靠先验知识对核范数的奇异值进行权值分配,利用较大阈值过滤较小奇异值,进而保留矩阵样本的强关联低秩信息。最后,利用滚动轴承和齿轮故障数据集对所提方法进行验证,实验结果显示,TWIMC在不同不平衡比条件下均表现突出,展示了优异的机械故障诊断与分类性能。

关键词：双加权不平衡矩阵分类器支持矩阵机模糊隶属函数不平衡样本故障诊断

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胰岛素强化治疗后转换为德谷门冬双胰岛素治疗新诊断2型糖尿病患者1例

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中华糖尿病杂志 2024年第Z1期16卷 40-42页

作者：周晓慧郑淑莺浙江省湖州市中心医院内分泌科湖州

回顾性分析1例在浙江省湖州市中心医院内分泌科新诊断的2型糖尿病患者使用胰岛素强化治疗后, 转换为德谷门冬双胰岛素治疗的诊疗过程及思考。患者为53岁中年男性, 因"体检发现血糖升高2个月"入院。入院后完善各项检查, 明确诊断为2型糖... 详细信息

回顾性分析1例在浙江省湖州市中心医院内分泌科新诊断的2型糖尿病患者使用胰岛素强化治疗后, 转换为德谷门冬双胰岛素治疗的诊疗过程及思考。患者为53岁中年男性, 因"体检发现血糖升高2个月"入院。入院后完善各项检查, 明确诊断为2型糖尿病伴发糖尿病并发症。从患者个体化治疗考虑, 入院后予胰岛素泵治疗, 逐步简化方案为德谷门冬双胰岛素早餐前12 U皮下注射, 联合西格列汀(100 mg, 1次/d)、二甲双胍(0.25 g, 1次/d), 血糖控制良好, 无低血糖发生, 患者满意。德谷门冬双胰岛素能够兼顾空腹和餐后血糖控制, 有效降低糖化血红蛋白, 有效降低低血糖发生风险, 进而减缓糖尿病相关并发症的发展。

关键词：糖尿病, 2型德谷门冬双胰岛素糖尿病并发症胰岛素强化治疗