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基于光纤脉冲激光光源的生物检测系统设计和光学信号处理研究

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基于光纤脉冲激光光源的生物检测系统设计和光学信号处理研究

作者：丁家帅山东师范大学

学位级别：硕士

血红蛋白检测是临床医学中常见的一项检查,用于评估患者的贫血状况和血红蛋白水平。贫血是一种常见的疾病,其主要特征是血液中血红蛋白含量低于正常水平,导致机体氧运输功能下降,因此血红蛋白检测在贫血的诊断和治疗中具有重要意义。近... 详细信息

血红蛋白检测是临床医学中常见的一项检查,用于评估患者的贫血状况和血红蛋白水平。贫血是一种常见的疾病,其主要特征是血液中血红蛋白含量低于正常水平,导致机体氧运输功能下降,因此血红蛋白检测在贫血的诊断和治疗中具有重要意义。近年来,随着生物技术和光学技术的进步,新型的血红蛋白检测技术不断涌现,如激光透射检测技术、光学免疫分析技术、电化学传感器等。这些新技术具有操作简便、快速准确等优点,为临床诊断和治疗提供了更多的选择。飞秒激光具有极短的脉冲宽度,可以实现高分辨率的成像,并且其能量密度较高,作用时间极短,因此不会造成组织的永久性损伤,对生物样品进行非破坏性检测,实现对血液样品的高灵敏度检测,能够检测到低浓度的血红蛋白,有助于及时了解血红蛋白的状况,针对这一问题设计了一种基于激光光源的生物探测系统,论文研究内容如下:1.搭建生物探测系统光路,利用光路来测试在不同浓度血液下血红蛋白的吸收强度。为提高检测准确性,减小样品结构损伤,探测光路使用光纤激光器作为系统输入光源,并由平凸透镜、窄带滤波片、二向色镜等元件进行激光信号处理,令稳定飞秒激光透过比色皿采集光谱信号。2.生物探测系统所需激光光源主要由基于可饱和吸收体（SA）的掺铒光纤激光器提供。对二维材料二硒化锆（ZrSe）和锗（Ge）进行表征测试,分析ZrSe和Ge两种材料形貌特征、结构性质以及纯净度。通过使用液相剥离法制备SA纳米薄膜,并利用“三明治”型结构集成到激光器中。基于ZrSe SA搭建了腔长总长度为47.2 m光纤激光器,获得了最小脉冲宽度为813 fs锁模脉冲;搭建基于不同性能GeSA的激光器:（1）当使用调制深度为9.8%GeSA时,通过调整腔长长度,获得了单双波长锁模脉冲,最小脉冲宽度为847 fs;（2）当使用调制深度为10.5%GeSA时,获得了基频为6.1 MHz的锁模脉冲,通过调节泵浦功率和偏振状态实现了四次、五次谐波锁模现象。通过实验结果说明ZrSe和Ge具备优异的光学特性,满足探测系统光源应用要求。3.最后将光纤激光器应用于生物探测系统中充当输入光源,在不同浓度样本下成功获得检测强度,利用MATLAB设计了不同滤波算法并对光谱进行平滑处理,通过比较采用傅里叶变换滤波方法能够有效抑制噪声,实现了光谱平滑,最后利用最小二乘法进行线性拟合,结果表明浓度与吸光度呈线性关系,验证了检测系统的性能。

关键词：血红蛋白光谱分析光纤激光器可饱和吸收体

基于升降轨SAR数据的地下核爆参数反演与3D形变监测方法

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东北大学学报（自然科学版） 2024年第3期45卷 382-390页

作者：贺黎明康家帅郭聪王兴杰东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110819

以朝鲜第6次地下核试验为例,基于升降轨ALOS-2 SAR数据,首先利用D-InSAR技术获取核试验场的视线向形变,以此为基础,基于贝叶斯反演方法确定核爆参数,然后引入POT技术测量核试验场方位向和距离向形变,最后,融合D-InSAR与POT结果计算核试... 详细信息

以朝鲜第6次地下核试验为例,基于升降轨ALOS-2 SAR数据,首先利用D-InSAR技术获取核试验场的视线向形变,以此为基础,基于贝叶斯反演方法确定核爆参数,然后引入POT技术测量核试验场方位向和距离向形变,最后,融合D-InSAR与POT结果计算核试验地表三维形变场.研究发现,核爆位于朝鲜丰溪里试验场万塔山下,其坐标为东经129.0792°,北纬41.3026°,深度约为550 m,核爆导致发生水平方向位移约3 m,垂直方向位移约1 m.结果表明天基SAR遥感技术,特别是长波段SAR,在地下核试验监测中具有重要的应用价值,可为地下核试验监测提供新思路.

关键词：地下核试验 InSAR 核爆参数反演像素偏移量跟踪三维形变场

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木片反硝化生物反应器对农业面源污水氮去除的研究进展

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生态与农村环境学报 2024年

作者：庞家平李恒鹏李俊臧帅南京信息工程大学环境科学与工程学院杭州市生态环境局淳安分局中国科学院南京地理与湖泊研究所流域地理学重点实验室

木片反硝化生物反应器使用木片、玉米芯等作为固体碳源，利用微生物的反硝化作用将溶解的NO3--N转化为氮气，是一种广泛应用的NO3--N削减方法。该文综述了近年来国内外木片反硝化生物反应器的类型、氮去除机制和去除效果；探讨了碳源、... 详细信息

木片反硝化生物反应器使用木片、玉米芯等作为固体碳源，利用微生物的反硝化作用将溶解的NO3--N转化为氮气，是一种广泛应用的NO3--N削减方法。该文综述了近年来国内外木片反硝化生物反应器的类型、氮去除机制和去除效果；探讨了碳源、水力停留时间、温度、溶解氧等因素对氮去除效果的影响；总结了木片反硝化生物反应器的温室气体排放、硫酸盐还原和甲基汞产生等次生环境效应；最后展望了木片反硝化生物反应器的改进和扩展应用的前景。可以为木片反硝化生物反应器净化高氮污水的应用和性能优化方面提供理论参考。

关键词：木片反硝化生物反应器面源污染氮去除固体碳源水力停留时间环境效应

THMC多场耦合作用下的钢筋混凝土单元性能研究

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建筑科学 2024年第2期40卷 222-228,269页

作者：于水吴平一魏家帅沈阳建筑大学市政与环境工程学院沈阳110168

为了探究钢筋混凝土单元内热湿和裂缝生成的相互关系,考虑热-湿-力-化学(Thermo-Hydro-Mechanic-Chemical,THMC)多场耦合的影响。将三元电流场、温湿度场、固体力学相结合,建立4个物理场相互耦合的本构模型,采用COMSOL内置求解器对方程... 详细信息

为了探究钢筋混凝土单元内热湿和裂缝生成的相互关系,考虑热-湿-力-化学(Thermo-Hydro-Mechanic-Chemical,THMC)多场耦合的影响。将三元电流场、温湿度场、固体力学相结合,建立4个物理场相互耦合的本构模型,采用COMSOL内置求解器对方程进行求解,并模拟10 a内含裂缝围护结构的热湿动态性能。结果表明:钢筋的氧化腐蚀会导致裂缝,经腐蚀膨胀应力导致的裂缝在3~4 a后会极大的破坏围护结构的热工性能。初始年份,受损墙体传出的热通量是未受损墙体的4倍,而在第7年向内传递的湿通量为4.78×10^(-8)kg/(m^(2)·s),是未受损墙体的2倍,这说明对建筑采取阴极保护措施的重要性。

关键词：多场耦合裂缝钢筋混凝土单元本构模型热湿传递

极槽配合对表贴式交流永磁同步电机齿槽转矩的影响分析

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内燃机与配件 2024年第6期 16-18页

作者：孙文龙雷家帅包智勇黄河科技学院河南郑州450006

齿槽转矩是一种特殊的转矩,它是由永磁体和定子齿槽之间的相互作用引起的。在电机运行时,齿槽转矩会对电机的效率和稳定性产生负面影响,导致电机振动和噪音增加。本文采用能量法和有限元仿真分析不同极槽配合对电机齿槽转矩的影响,通过... 详细信息

齿槽转矩是一种特殊的转矩,它是由永磁体和定子齿槽之间的相互作用引起的。在电机运行时,齿槽转矩会对电机的效率和稳定性产生负面影响,导致电机振动和噪音增加。本文采用能量法和有限元仿真分析不同极槽配合对电机齿槽转矩的影响,通过优化极槽配合数和磁极偏心距离,有效降低了齿槽转矩,并将仿真结果与样机测试数据进行了对比,证实了优化方案的可行性。研究结果表明,合理选取极槽配合并结合磁极偏心的方法可以有效减小齿槽扭矩,提高电机的性能和稳定性。因此,该研究对于优化电机性能和稳定性具有重要意义。

关键词：表贴式齿槽转矩极槽配合有限元仿真

考虑氢混燃机动态混氢特性的电-气互联系统优化调度

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电网技术 2024年第5期48卷 1896-1906,I0023,I0024,I0025页

作者：王世豪吕家君李更丰熊飞申鸿帅冯怡王亚培西安工程大学电子信息学院陕西省西安市710048 西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710049 国网西安供电公司陕西省西安市710032 西安市电气设备互联感知与智能诊断重点实验室陕西省西安市710048

电–气互联系统是综合能源系统的重要组成部分,燃气机组是其中关键的能源耦合元件,而随着能源系统低碳化转型,燃气机组掺氢燃烧发电的技术应运而生。传统氢混燃机相关研究大多只考虑固定掺氢比运行的情况,并未考虑机组动态调整掺氢比运... 详细信息

电–气互联系统是综合能源系统的重要组成部分,燃气机组是其中关键的能源耦合元件,而随着能源系统低碳化转型,燃气机组掺氢燃烧发电的技术应运而生。传统氢混燃机相关研究大多只考虑固定掺氢比运行的情况,并未考虑机组动态调整掺氢比运行的影响。传统电–气互联系统优化调度相关研究主要面向运行经济性,而对计及氢混燃机的能量与备用统一出清鲜有研究。为此,该文提出了一种考虑氢混燃机动态混氢比的电–气互联系统优化调度方法,基于动态混氢特性建立氢混燃机精细化模型,并通过电解水制氢技术为氢混燃机提供氢气来源,配置储氢罐和储气罐作为联合体为系统提供备用;采用二项式松弛方法对氢混燃机耗气流量方程进行线性转化,将原有非凸非线性模型转化为混合整数线性规划模型求解;最后通过仿真验证所提方法的有效性,分析不同场景下系统运行状态,实现了“风电–电解水制氢–氢混燃机”模式下风电消纳潜力的深度挖掘。

关键词：优化调度电–气互联系统氢混燃机动态混氢特性风电消纳

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考虑热储灵活配置与热网水力热力特性的电热综合能源系统优化规划

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电力自动化设备 2024年第7期44卷 214-222,254页

作者：申鸿帅吕家君李更丰熊飞王世豪王亚培冯怡西安工程大学电子信息学院陕西西安710048 西安市电气设备互联感知与智能诊断重点实验室陕西西安710048 西安交通大学电气工程学院陕西西安710049 国网西安供电公司陕西西安710032

电热综合能源系统优化规划可以定量决策电热耦合系统转型,在规划层面充分开发风电消纳路径。为此,提出一种考虑热储灵活配置与热网水力热力特性的电热综合能源系统优化规划方法。基于变流量-变温度策略构建热网模型,建立电力系统与灵活... 详细信息

电热综合能源系统优化规划可以定量决策电热耦合系统转型,在规划层面充分开发风电消纳路径。为此,提出一种考虑热储灵活配置与热网水力热力特性的电热综合能源系统优化规划方法。基于变流量-变温度策略构建热网模型,建立电力系统与灵活热源-热网-热储协同规划模型。提出预定参数型、功率平衡下最优投资型、变流量温度下最优投资型、时间系数离散型4种热储建模方法,实现热储灵活配置,采用二项式凸松弛和大M法将非线性规划模型转化为混合整数二阶锥规划模型求解。通过算例分析验证了所提方法可以有效提升规划方案的经济性,保证系统运行可行性,实现风电高比例消纳。

关键词：电热综合能源系统优化规划储热罐变流量-变温度策略二项式凸松弛

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基于CBAS_Unet的无人机多视角影像钢轨线自动提取方法

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中国铁道科学 2024年第3期45卷 26-37页

作者：王广帅中国铁路设计集团有限公司测绘地理信息研究院天津300251 天津市轨道交通导航定位及时空大数据技术重点实验室天津300251

针对无人机影像场景复杂、视角差异大、异物遮挡多,因而难以实现影像钢轨线高精度自动提取的问题,提出基于CBAS_Unet的无人机多视角影像钢轨线自动提取方法。在传统U-net网络基础上增加并行的空洞空间金字塔模块(Atrous Spatial Pyramid... 详细信息

针对无人机影像场景复杂、视角差异大、异物遮挡多,因而难以实现影像钢轨线高精度自动提取的问题,提出基于CBAS_Unet的无人机多视角影像钢轨线自动提取方法。在传统U-net网络基础上增加并行的空洞空间金字塔模块(Atrous Spatial Pyramid Pooling,ASPP)及卷积注意力模块(Convolutional Block Attention Module,CBAM),以增强网络对不同尺度的邻域信息的获取能力,有效提升对钢轨的分割性能;再通过基于RANSAC最小二乘拟合的像素编组及邻域钢轨线串联,实现完整钢轨矢量线的高精度提取。结果表明:与Unet及Deeplab v3+2种经典模型相比,所提方法针对多视角无人机影像钢轨分割的交并比分别提升2.09%和1.98%,综合能力评价指标分别提升1.50和1.42;钢轨线提取完整度达到了90.7%,优于U-net模型的83.3%;钢轨线提取的误差平均值约0.58像素,中误差约0.77像素,实现了亚像素级的钢轨线提取。该方法能够满足无人机多视角影像中钢轨线提取的自动化、完整性以及高精度应用的需求。

关键词：无人机影像钢轨线提取空洞空间金字塔注意力机制 U-net

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数字化考务系统解锁面试新流程

人力资源 2024年第7期 91-93页

作者：聂家帅天津市医学考试中心

公开招聘面试(以下简称面试)属“三重一大”（重大事项决策、重要干部任免、重要项目安排、大额资金的使用）事项范畴，是组织选拔人才的关键环节。面试是招聘考试的重要组成部分，可以说，面试是提升组织发展的“第一道关”，关系到组...

公开招聘面试(以下简称面试)属“三重一大”（重大事项决策、重要干部任免、重要项目安排、大额资金的使用）事项范畴，是组织选拔人才的关键环节。面试是招聘考试的重要组成部分，可以说，面试是提升组织发展的“第一道关”，关系到组织的未来发展。随着信息化技术的不断发展，考试领域逐步拓展信息化技术应用范围，为考试提供更高的安全保障，进而提升组织效率。

关键词：