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基于校正光谱序列融合的小麦腥黑穗病籽粒分类方法

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农业机械学报 2024年第5期55卷 263-272页

作者：梁琨宋金鹏张驰梅秀明陈赵越张靖笛南京农业大学人工智能学院南京210031 南京农业大学江苏省智能化农业装备重点实验室南京210031 南京农业大学工学院南京210031 南京市产品质量监督检验院国家市场监管重点实验室(生物毒素分析与评价) 南京210019

针对小麦腥黑穗病轻度患病籽粒易与健康籽粒混淆,人工识别难度大的问题,将校正光谱序列融合技术与深度学习模型相结合,实现小麦腥黑穗病籽粒快速、精准分类。以健康、轻度患病、重度患病各300粒小麦籽粒的高光谱数据为样本,通过多元散... 详细信息

针对小麦腥黑穗病轻度患病籽粒易与健康籽粒混淆,人工识别难度大的问题,将校正光谱序列融合技术与深度学习模型相结合,实现小麦腥黑穗病籽粒快速、精准分类。以健康、轻度患病、重度患病各300粒小麦籽粒的高光谱数据为样本,通过多元散射校正算法(MSC)和标准正态变换算法(SNV)对原始光谱进行预处理,并利用二维相关光谱法(2D-COS)分析SNV与MSC算法处理后的光谱之间的互补性。使用校正光谱序列融合技术将原始光谱、SNV预处理光谱与MSC预处理光谱三者进行融合得到序列融合光谱,以充分利用不同光谱预处理数据间的互补信息。最终,利用序列融合光谱数据建立基于ResNet 50算法的小麦腥黑病分类模型。试验结果表明,序列融合光谱ResNet 50模型总体准确率最高为93.89%,F1值为93.87%,分类性能优于单一预处理光谱建立的ResNet 50模型。为进一步评估模型分类效果,使用序列融合光谱分别建立偏最小二乘判别分析(PLS-DA)、支持向量机(SVM)以及集成学习算法模型随机森林(RF)与极端梯度提升树(XGBoost)模型,并进行对比,结果显示:SVM、PLS-DA、RF与XGBoost总体准确率分别为81.67%、84.44%、89.44%与90.55%,F1值分别为81.59%、84.04%、89.49%与90.59%,ResNet 50总体准确率与F1值优于传统光谱分析模型。因此,本研究表明校正光谱序列融合技术结合深度学习模型,能够实现对不同患病程度腥黑穗病籽粒的有效分类。

关键词：小麦腥黑穗病籽粒分类校正光谱序列融合二维相关光谱法深度学习

烧结温度对Ti(C,N)-HfN/Ti(C,N)-WC层状陶瓷微观组织和力学性能的影响

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粉末冶金技术 2024年第2期42卷 115-121页

作者：高姣姣平萍胡士恒宋金鹏太原理工大学航空航天学院太原030024 太原重型机械集团有限公司太原030024 太原理工大学机械与运载工程学院太原030024

以Ti(C,N)为基体相,HfN和WC为不同层的增强相,金属Ni和Mo为粘结相,采用交替铺层法制备素坯,并利用真空热压烧结技术制备Ti(C,N)-HfN/Ti(C,N)-WC层状陶瓷,研究了烧结温度对层状陶瓷微观组织和力学性能的影响。结果表明:随着烧结温度的升... 详细信息

以Ti(C,N)为基体相,HfN和WC为不同层的增强相,金属Ni和Mo为粘结相,采用交替铺层法制备素坯,并利用真空热压烧结技术制备Ti(C,N)-HfN/Ti(C,N)-WC层状陶瓷,研究了烧结温度对层状陶瓷微观组织和力学性能的影响。结果表明:随着烧结温度的升高,材料中的晶粒逐渐长大,在烧结温度为1350℃和1400℃时,材料的晶粒较小但分布不均匀,且存在较多的微缺陷;在烧结温度为1450℃和1500℃时,材料中的晶粒相对均匀(粒径~1μm),微缺陷较少;在烧结温度达到1550℃时,材料中出现了大量粗大晶粒(粒径~2μm)。随着烧结温度的升高,层状陶瓷的抗弯强度、维氏硬度和断裂韧度均先增大后减小。在1450℃下所制备的Ti(C,N)-HfN/Ti(C,N)-WC层状陶瓷具有较好的综合力学性能,其抗弯强度、维氏硬度和断裂韧度分别为(1263.6±17.1)MPa、(18.5±0.3)GPa和(8.2±0.1)MPa·m1/2。此外,Ti(C,N)-HfN/Ti(C,N)-WC层状陶瓷在断裂时表现为穿晶与沿晶并存的断裂模式。

关键词：层状陶瓷烧结温度微观组织力学性能

井炮同步激发采集技术在塔北—塔中沙漠区的应用

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石油地球物理勘探 2024年第1期59卷 61-69页

作者：杨连刚朱运红宋金鹏罗新生康婷婷田浩男中国石油塔里木油田公司新疆库尔勒841000 东方地球物理公司塔里木物探处新疆库尔勒841000

近年来,塔里木油田在台盆区沙漠地带采取“区带整体部署,集中高效采集”的方式加快该区高精度三维地震资料全覆盖部署,地震资料采集面临工作量大、采集时窗短、多支队伍同时施工等诸多挑战。多支地震队施工距离较近造成的数据混叠严重... 详细信息

近年来,塔里木油田在台盆区沙漠地带采取“区带整体部署,集中高效采集”的方式加快该区高精度三维地震资料全覆盖部署,地震资料采集面临工作量大、采集时窗短、多支队伍同时施工等诸多挑战。多支地震队施工距离较近造成的数据混叠严重影响深层有效弱信号,通过延长激发时间间隔和轮换交替施工方式势必大幅降低生产效率。为此,通过室内数值模拟定性分析及工区内大炮检距、长排列试验资料和现场录制的120 s长背景记录定量分析,综合建立数据混叠分析时间—空间图板,明确了沙漠区数据混叠的类型及产生机理,提出不同距离条件下井炮激发方案,并成功应用于富满油田Ⅱ区2408 km2沙漠连片三维地震采集。生产实践表明,所提方法可有效地规避数据混叠,在此基础上,采集日效提高约35%,确保了项目优质、高效、按期完成,夯实了油气高效勘探开发资料基础,为大沙漠区连片三维采集提供了借鉴,也为改进防重炮装备系统提供了技术思路。

关键词：三维地震采集沙漠区数据混叠同步激发井炮激发

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煤矿井下老空水的防治措施分析

能源与节能 2024年第2期 290-293,308页

作者：宋金鹏山西华阳集团新能股份有限公司一矿山西阳泉045000

近年来,地方政府为贯彻落实“碳达峰与碳中和”国策,加大力度对煤炭资源进行整合,关停了一部分产能低、安全性差的小煤矿。这些废弃的矿洞经过时间的积累,会产生大量老空水,不仅会制约现有煤矿的开发,还会埋下水害隐患。为减少老空水水... 详细信息

近年来,地方政府为贯彻落实“碳达峰与碳中和”国策,加大力度对煤炭资源进行整合,关停了一部分产能低、安全性差的小煤矿。这些废弃的矿洞经过时间的积累,会产生大量老空水,不仅会制约现有煤矿的开发,还会埋下水害隐患。为减少老空水水害事故的发生,必须严格执行煤矿安全生产制度,采取积极有效的防治措施。通过对老空水的认识以及对其形成机理的探讨,列举了两起老空水透水事故,并对事故发生的原因进行了分析,提出了一系列老空水防治技术和预防措施,旨在为保障矿山安全生产贡献力量。

关键词：煤矿老空水透水事故防治措施

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微生物柚苷酶的研究进展

河南工业大学学报（自然科学版） 2024年第2期45卷 19-30页

作者：宋金鹏仲秀芳胡晓晴田淑斌范光森德州市纤维检验所山东德州253000 北京工商大学食品与健康学院北京100048 淄博新糖源营养健康研究院山东淄博256306 北京工商大学北京市食品添加剂工程技术研究中心北京100048

柚苷酶是一种具有α-L-鼠李糖苷酶和β-D-葡萄糖苷酶两种酶学活性的酶,在柑橘类产品脱苦、鼠李糖和普鲁宁制备及类固醇的生物转化等方面具有广泛的应用前景。柚苷酶来源广泛,其主要来源为微生物。不同来源柚苷酶的酶学性质往往会存在差... 详细信息

柚苷酶是一种具有α-L-鼠李糖苷酶和β-D-葡萄糖苷酶两种酶学活性的酶,在柑橘类产品脱苦、鼠李糖和普鲁宁制备及类固醇的生物转化等方面具有广泛的应用前景。柚苷酶来源广泛,其主要来源为微生物。不同来源柚苷酶的酶学性质往往会存在差异,从而影响其应用领域。系统地从柚苷酶来源、微生物产酶、活力测定、分离纯化与性质、克隆表达、结构、固定化及应用等方面对柚苷酶进行了综述,有助于指导其更好地科学研究和工业化应用。

关键词：柚苷酶 α-L-鼠李糖苷酶 β-D-葡萄糖苷酶发酵固定化

烧结温度对氮化硅层状陶瓷材料微观组织和力学性能的影响

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热加工工艺 2024年第5期53卷 84-90页

作者：刘家宝宋金鹏高姣姣胡士恒孟维其王瑶太原理工大学机械与运载工程学院精密加工山西省重点实验室山西太原030024 太原理工大学航空航天学院山西太原030024

采用交替铺层技术成功制备了以α-Si_(3)N_(4)为基体,Y_(2)O_(3)-MgO-WC和GdF_(3)-MgO分别作为A层和B层添加相的层状素坯。采用真空热压烧结技术,分别以烧结温度为1550、1600、1650、1700、1750℃,压力为30 MPa,保温时间为60 min,制备了... 详细信息

采用交替铺层技术成功制备了以α-Si_(3)N_(4)为基体,Y_(2)O_(3)-MgO-WC和GdF_(3)-MgO分别作为A层和B层添加相的层状素坯。采用真空热压烧结技术,分别以烧结温度为1550、1600、1650、1700、1750℃,压力为30 MPa,保温时间为60 min,制备了Si_(3)N_(4)-Y_(2)O_(3)-MgO-WC/Si_(3)N_(4)-GdF_(3)-MgO层状陶瓷材料,并研究了烧结温度对氮化硅层状陶瓷材料微观组织和力学性能的影响。结果表明:氮化硅层状陶瓷材料的断裂韧度随着温度的升高先增后减,最高断裂韧度出现在烧结温度为1650℃时,其中面断裂韧度为7.844 MPa·m^(1/2),层断裂韧度为7.294 MPa·m^(1/2)。同时,层状陶瓷材料的抗弯强度和硬度随烧结温度升高先减后增。当烧结温度为1550℃时,抗弯强度为841.797 MPa,面维氏硬度为16.227 GPa。此外,层状陶瓷材料的断裂方式为穿晶断裂和沿晶断裂的混合模式。

关键词：氮化硅层状陶瓷烧结温度微观组织力学性能

层厚对TiC-HfN/TiC-HfC层状陶瓷微观组织及力学性能的影响

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热加工工艺 2024年第4期53卷 58-62,69页

作者：王卓高姣姣王瑶宋建平赵学东宋金鹏太原理工大学机械与运载工程学院及精密加工山西省重点实验室山西太原030024 太原理工大学航空航天学院山西太原030024 运城市盐湖区开来数控机床技术中心山西运城044000

以TiC为基体相、Hf N和HfC分别为各层的增强相、Ni和Co为金属相,利用微叠层装置进行叠层,采用真空热压烧结技术,在1500℃下制备了不同层厚的TiC-Hf N/TiC-HfC层状陶瓷,其层厚分别为0.25、0.30、0.35、0.40mm,研究了层厚对该材料微观组... 详细信息

以TiC为基体相、Hf N和HfC分别为各层的增强相、Ni和Co为金属相,利用微叠层装置进行叠层,采用真空热压烧结技术,在1500℃下制备了不同层厚的TiC-Hf N/TiC-HfC层状陶瓷,其层厚分别为0.25、0.30、0.35、0.40mm,研究了层厚对该材料微观组织和力学性能的影响。研究结果表明:在不同层厚下,材料的断口形貌基本相似,且晶粒的尺寸均在5μm左右;随着层厚的增大,材料的相对密度、硬度和抗弯强度先增大后减小,层面断裂韧度基本保持不变,而层间断裂韧度不断减小;当层厚为0.30 mm时,材料具有相对较好的综合力学性能,此时其硬度为(19.6±0.24)GPa、抗弯强度为(841.1±20) MPa、层面断裂韧度为(6.5±0.18)MPa·m^(1/2)和层间断裂韧度为(8.3±0.27)MPa·m^(1/2)。

关键词：层状陶瓷层厚微观组织力学性能

微生物合成4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮的研究进展

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中国酿造 2024年第4期43卷 14-21页

作者：宋金鹏仲秀芳李学思曹振华彭新辉范光森德州市纤维检验所山东德州253000 北京工商大学食品与健康学院北京100048 河南牧业经济学院食品与生物工程学院河南郑州450046 河南省宋河酒业股份有限公司河南鹿邑477265 湖南中烟工业有限责任公司技术中心湖南长沙410000

4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮(HDMF)是一种具有焦糖味的安全优良的甜味香料和增香剂,其阈值低、香势好且特征性强,被广泛应用于食品、烟草等产品中,市场需求量大,尤其是天然来源的HDMF受到人们更多的青睐。然而,天然来源的HDMF产量较... 详细信息

4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮(HDMF)是一种具有焦糖味的安全优良的甜味香料和增香剂,其阈值低、香势好且特征性强,被广泛应用于食品、烟草等产品中,市场需求量大,尤其是天然来源的HDMF受到人们更多的青睐。然而,天然来源的HDMF产量较低,尚不能满足当前市场的需求。该文从其应用、检测、生产方法、合成HDMF微生物的种类、微生物合成HDMF的机制与关键酶及其发酵培养影响因素进行简述,重点侧重于已报道的具有合成HDMF的微生物种类、微生物合成HDMF的内在机制及其影响其发酵的培养因素,旨在为后续筛选、改造获得优良高产HDMF微生物菌株,并优化微生物发酵条件实现生物法高效制备天然HDMF提供参考。

关键词： 4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮微生物合成合成机制培养条件

单颗粒LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料合成及热处理研究

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单颗粒LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料合成及热处理研究

作者：宋金鹏哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

本文基于固相合成法,以LiCO、NiO、MnO和CoO为原料,成功制备出单颗粒Li NiCoMnO(NCM811)正极材料,探究了不同合成工艺对材料结构、颗粒尺寸与电化学性能及其作用机制。利用热处理工艺,进一步对单颗粒形貌与表面结构进行调控,研究了热处... 详细信息

本文基于固相合成法,以LiCO、NiO、MnO和CoO为原料,成功制备出单颗粒Li NiCoMnO(NCM811)正极材料,探究了不同合成工艺对材料结构、颗粒尺寸与电化学性能及其作用机制。利用热处理工艺,进一步对单颗粒形貌与表面结构进行调控,研究了热处理对材料形貌、表面结构与电化学性能的影响原理。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、和X射线光电子能谱仪(XPS)对不同煅烧温度、不同煅烧时间、煅烧气氛、不同锂含量和热处理后的材料进行形貌、尺寸、结构及元素价态的分析观察,研究不同工艺下材料的微观形貌与结构变化。利用透射电子显微镜(TEM)表征热处理前后颗粒表面结构。结合充放电测试、阻抗测试以及循环伏安测试分析不同工艺下材料的性能变化与作用机制。SEM观察表明,以固相法成功制备出单颗粒NCM811材料。颗粒形貌为不规则多面体;煅烧温度的提高会显著影响颗粒尺寸,当煅烧温度由800℃提高至925℃,颗粒尺寸可由1μm提高至3.6μm左右;煅烧时间延长对颗粒的长大有一定影响,但影响效果不如煅烧温度显著。XRD精修结果以及XPS结果表明,煅烧温度适当提高和锂含量适当提高均有利于Ni氧化为Ni,降低锂镍混排程度;在氧气气氛中合成具有更高的晶格氧含量,大大提高材料结构稳定性。当锂含量为过量12%,煅烧温度为875℃,煅烧时间为24h,在氧气气氛中合成材料具有最佳的电化学性能。此时在0.1C倍率下的初始放电容量为191.1m Ah/g,在0.2C倍率下经100圈循环后容量保持率为73.4%。热处理工艺使单颗粒粗糙表面光滑,颗粒边界尖角消失,转变为钝化的圆角;由研磨引入的纳米级小颗粒团聚并长大;高分辨模式下观测到热处理前存在严重的晶格扭曲,而热处理后显示出清晰有序的晶格条纹;研磨引入的大面积晶格缺陷得到有效缓解。在700℃/8h热处理工艺下,材料于0.1C倍率下初始放电容量提高至204.7 m Ah/g;1C倍率下经100圈循环后容量保持率由热处理前的68.7%提高至91.9%。同时热处理后材料在循环后极化电压降低了15倍以上,表观化学扩散系数提高了3倍以上。

关键词： NCM811 固相法合成工艺热处理晶格缺陷