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基于FMCW雷达和ESP-EMSH网络的非接触健康监测系统

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现代电子技术 2024年第16期47卷 39-46页

作者：代志豪姜杰赵雪成杨增汪江苏师范大学物理与电子工程学院江苏徐州221116 徐州市永康电子科技有限公司江苏徐州221132

非接触式医疗健康监测系统能够有效地应对用户依从性问题,并消除传统监测方式带来的不适感,从而更好地融入日常生活。这种监测手段能够持续关注用户的健康状况,并具备在发生突发急性医疗事件时及时发出警示的潜力,可以满足新生儿、烧伤... 详细信息

非接触式医疗健康监测系统能够有效地应对用户依从性问题,并消除传统监测方式带来的不适感,从而更好地融入日常生活。这种监测手段能够持续关注用户的健康状况,并具备在发生突发急性医疗事件时及时发出警示的潜力,可以满足新生儿、烧伤患者、传染病患者等特殊人群的监测需求。文中提出一种基于ESP32微控制器的创新型非接触式健康监测系统,用于监测独居老人的生命体征和跌倒情况。该系统通过非侵入方式实时监测老人的健康和跌倒状态,监测数据会实时显示在数据监测屏幕和监护人手机应用上。所设计系统具有显著的成本效益和出色的质量,在实验室测试中,该系统采用FMCW毫米波雷达技术,相比传统视频跌倒检测能够更好地保护用户隐私。ESP32微控制器支持ESP-EMSH组网和无线传输,可提供更广泛、更快速、更稳定的网络传输。所提出的健康监测系统显著减少了老人独居风险,有效地减少了危险时刻下未能及时获得帮助的情况。

关键词：健康监测非接触式跌倒检测 FMCW雷达 ESP-EMSH组网 ESP32微控制器远程报警

基于改进分数去噪网络的铁路场景点云模型去噪方法

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铁道科学与工程学报 2024年

作者：闫斌汪思成胡文博王卫东邱实李正王劲香港理工大学国家轨道交通电气化与自动化工程技术研究中心香港分中心中南大学重载铁路工程结构教育部重点实验室中南大学轨道交通基础设施智能监控研究中心香港理工大学土木与环境工程系中南大学土木工程学院

基于点云数据的逆向建模是铁路工程数字化发展的关键步骤，也是铁路数字孪生、结构健康监测等各种延伸应用的基础。为解决传统直接依赖无人机航测数据构建的点云模型存在精度低、可靠性差等问题，尤其是对于复杂的铁路场景，易导致模型... 详细信息

基于点云数据的逆向建模是铁路工程数字化发展的关键步骤，也是铁路数字孪生、结构健康监测等各种延伸应用的基础。为解决传统直接依赖无人机航测数据构建的点云模型存在精度低、可靠性差等问题，尤其是对于复杂的铁路场景，易导致模型与实际偏差过大。为此，提出了一种改进的分数去噪网络（Improved Score-based Denoised Network,ISDNet），该网络在传统分数去噪网络的基础上构建了一套全新的编码器与解码器，在提高三维点云模型精度的同时，有效降低了计算复杂度和计算成本。该算法既减少了无人机逆向三维点云建模过程中由于环境扰动等因素产生的离散噪点，在铁路基础设施的结构细节处理上有较好的表现，将重建后的点云模型测量点坐标与全站仪测量的坐标进行了对比验证。实验验证结果表明，基于ISDNet网络去噪后的铁路场景三维模型的误差降低至原始模型的一半，各测量点间X方向的平均误差为5.67mm,Y方向的平均误差为6.67mm,Z方向的平均误差为6.83mm。去噪后的三维点云模型有效减少了接触网、钢轨等细节数据的丢失，并显示出了更强的形状表征性，能够更清晰。本文所提方法能够实现铁路场景点云模型的高效去噪，并将模型精度进行提高，有效减少了点云模型中各构件细节的丢失，能够为相关的延伸应用提供可靠的技术支持。

关键词：无人机三维点云模型铁路工程深度学习点云去噪宏观建模

三维TI和OA介质中优化黏滞纯声波方程及其数值模拟

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地球物理学报 2024年第6期67卷 2415-2428页

作者：包乾宗谭崔文长安大学地质工程与测绘学院地球物理系西安710054 海洋油气勘探国家工程研究中心北京100028

各向异性和黏滞性在地球介质中广泛存在,会对地震波的运动学和动力学特征产生影响,因此研究地震波在地下空间中传播时应该对其予以充分考虑.现有的各向异性波场外推方法主要采用基于声学近似的伪声波方程,该类方程在非声学假设条件下容... 详细信息

各向异性和黏滞性在地球介质中广泛存在,会对地震波的运动学和动力学特征产生影响,因此研究地震波在地下空间中传播时应该对其予以充分考虑.现有的各向异性波场外推方法主要采用基于声学近似的伪声波方程,该类方程在非声学假设条件下容易出现伪横波污染及传播不稳定.针对此问题,本文应用优化方案对原始的耦合各向异性纯声波频散关系式进行近似展开,进而发展了针对三维TI(横向各向同性)介质和OA(正交各向异性)介质的优化纯声波方程,结合有限差分和泊松算法对其进行了有效求解.同时,考虑到介质对地震波的吸收衰减效应,本文结合发展的纯声波方程和标准线性体模型,推导了黏滞各向异性优化纯声波方程.相速度分析表明优化方案能够产生高精度近似结果.数值模型算例证明优化黏滞纯声波方程在产生精确稳定P波响应的前提下,能够有效模拟各向异性介质中纯声波的振幅衰减和相位频散.整体而言,本文推导的方程能够为各向异性衰减介质成像和反演提供有效帮助.

关键词：各向异性黏滞性波动方程数值模拟

铬铁矿在HCl-NaCrO体系中的多级浸出动力学研究

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湿法冶金 2024年

作者：蹇成宗田仪娟蒋子文闫春宇全学军李纲重庆理工大学化学化工学院

针对传统无钙焙烧工艺处理铬铁矿产生的含Cr(Ⅵ)废渣，研究了在HCl-Na2CrO4体系中对铬铁矿进行多级浸出，并探讨了铬铁矿中主要金属元素的浸出动力学。结果表明：在粒径45～75 μm、氧化剂Na2CrO4用量0.6 g、反应时间5 h、反应温度453.1... 详细信息

针对传统无钙焙烧工艺处理铬铁矿产生的含Cr(Ⅵ)废渣，研究了在HCl-Na2CrO4体系中对铬铁矿进行多级浸出，并探讨了铬铁矿中主要金属元素的浸出动力学。结果表明：在粒径45～75 μm、氧化剂Na2CrO4用量0.6 g、反应时间5 h、反应温度453.15 K、料球质量比1/1、搅拌速度30 r/min、液固体积质量比4 mL/1 g最佳条件下进行3级循环浸出，铬、铁、铝、镁浸出率分别可达91.98%、94.54%、76.62%和78.03%；铬铁矿的酸浸反应受界面化学反应控制，温度在373.15～473.15 K范围内，铬、铁、铝、镁的浸出表观活化能分别为45.80、40.43、42.08和43.54 kJ/mol，浸出效果较好。

关键词：铬铁矿铬渣盐酸 Na CrO 浸出多级动力学

二维MXene材料在新型薄膜太阳能电池技术中的研究进展

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无机材料学报 2024年第2期39卷 215-224页

作者：费玲雷蕾汪德高中国科学院宁波材料技术与工程研究所先进能源材料工程实验室宁波315201 中国科学院大学北京100049 中国科学院宁波材料所前沿交叉科学研究中心宁波315201

太阳能作为自然界中丰富的可持续清洁能源,可以在解决当前能源短缺问题的同时有效减少因过度消耗化石燃料造成的环境污染问题。近年来,第三代新型薄膜太阳能电池,如染料敏化太阳能电池(DSSCs)和钙钛矿太阳能电池(PSCs)等,凭借其原料丰... 详细信息

太阳能作为自然界中丰富的可持续清洁能源,可以在解决当前能源短缺问题的同时有效减少因过度消耗化石燃料造成的环境污染问题。近年来,第三代新型薄膜太阳能电池,如染料敏化太阳能电池(DSSCs)和钙钛矿太阳能电池(PSCs)等,凭借其原料丰富、制造成本低廉和光电性能良好等优点而受到广泛关注。然而,新型薄膜太阳能电池器件的电荷传输性能和运行稳定性与正式商用的要求仍有一定差距。二维MXene材料具有比表面积高、表面官能团丰富、导电性优良、功函数可调和亲水性等优点,已成为能源转换领域的研究热点。鉴于此,本文在综述二维MXene材料的结构、光学和电学特性的基础上,阐述了近些年二维MXene材料应用于新型薄膜太阳能电池的研究进展,并重点探讨了二维MXene材料增强太阳能电池光电性能的机制。二维MXene材料可通过作为钙钛矿太阳能电池中钙钛矿层和电荷传输层的添加剂、修饰染料敏化太阳能电池的光电阳极和制备电极,来调整能带对齐、降低功函数、拓宽吸光范围和形成“柱撑效应”,有效改善器件的光吸收效率、载流子迁移率和电荷提取能力,从而提升器件的光电性能和稳定性。最后,结合目前的研究进展,对二维MXene材料在新型薄膜太阳能电池技术中的发展前景及面临的挑战提出了建议。

关键词： MXene 纳米材料太阳能电池光电性能能源专题评述

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青花椒精油、红花椒精油对奶牛瘤胃体外产气量及发酵参数的影响

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中国畜牧杂志 2024年

作者：黄云成宗玉洁王可鑫王星星赵国琦林淼扬州大学动物科学与技术学院

本试验旨在研究青花椒精油、红花椒精油对奶牛体外瘤胃发酵参数及产气量的影响。采用体外发酵法，以粗精比为4︰6的全混合日粮（TMR）为底物，分别添加50、100、150、200 mg/L青花椒精油、红花椒精油，模拟体外瘤胃发酵，每个处理设置4... 详细信息

本试验旨在研究青花椒精油、红花椒精油对奶牛体外瘤胃发酵参数及产气量的影响。采用体外发酵法，以粗精比为4︰6的全混合日粮（TMR）为底物，分别添加50、100、150、200 mg/L青花椒精油、红花椒精油，模拟体外瘤胃发酵，每个处理设置4个重复，测定48 h内产气量、发酵结束时甲烷(CH4)产量，发酵液pH、挥发性脂肪酸（VFA）、氨态氮(NH3-N)和微生物蛋白（MCP）含量。结果表明：与对照组相比，100、150、200 mg/L青花椒精油组2 h产气量降低（P<0.05），青花椒精油添加组4 h产气量降低（P<0.05），2、4、6、8 h产气量随添加剂量呈现线性、二次曲线变化（P<0.01）；添加青花椒精油对CH4比例、产量无显著影响；青花椒精油添加组发酵液pH升高（P<0.01），且随添加剂量呈现线性、二次曲线变化（P<0.01）；添加青花椒精油对NH3-N、MCP含量无显著影响；50、150和200 mg/L青花椒精油组发酵液异戊酸、己酸浓度降低（P<0.05）；与对照组相比，红花椒精油添加组2、4和8 h产气量降低（P<0.05），2、6 h产气量随剂量增加呈线性、二次曲线变化（P<0.01），4、8 h产气量随剂量增加呈二曲线次变化（P<0.05）；红花椒精油添加组发酵液pH均升高（P<0.01），且随添加剂量呈现线性二次曲线变化（P<0.01）；添加红花椒精油对MCP含量无显著影响；红花椒精油添加组发酵液中NH3-N浓度降低（P<0.01），且随添加剂量呈二次曲线变化（P<0.01）；150、200 mg/L红花椒精油组发酵液乙酸浓度增加（P<0.05）；乙酸、戊酸、TVFA浓度随红花椒精油剂量增加呈线性、二次曲线变化（P<0.05），异戊酸、己酸浓度随红花椒精油剂量增加呈二次曲线变化（P<0.05），乙酸/丙酸值随红花椒精油剂量增加呈线性增加（P<0.05）。综上，花椒精油在一定程度上促进瘤胃发酵，添加100 mg/L青花椒精油或100～200 mg/L红花椒精油最为适宜。

关键词：花椒精油体外瘤胃发酵产气奶牛

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自动取送样系统换向器设计研究

核科学与工程 2024年第3期44卷 582-588页

作者：牟勇胜张宝钢张菊汪宗太侯留东中国核电工程有限公司北京100048

为保证取送样系统换向器长期高效稳定运行,防止放射性物质外泄,针对取送样系统换向器的机械密封结构开展相关研究,从技术方案和换向工作原理分析,到结合工程需要对机械密封结构研究设计,再到测试验证,最终研制出符合工程各项要求的换向... 详细信息

为保证取送样系统换向器长期高效稳定运行,防止放射性物质外泄,针对取送样系统换向器的机械密封结构开展相关研究,从技术方案和换向工作原理分析,到结合工程需要对机械密封结构研究设计,再到测试验证,最终研制出符合工程各项要求的换向器。在换向器核心密封结构设计上,采用了波纹管密封结构,以适应换向器管道与人口管道相对转动;轴承采用双列角接触球轴承,可以承受径向负荷和作用在两个方向的轴向负荷;同时,波纹管座与管道间预留了0.1mm间隙的小凸缘,防止在转动换向的过程中使波纹管产生疲劳。试验前后各管道对接单体气密性稳定,保证15min内的泄漏率小于10%;试验过程中21L容积下,30min压力下降1kPa左右,满足气密封要求,研究成果已在核化工工程项目的取送样系统中应用,并获得了正向反馈。

关键词：取送样系统换向器机械密封

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尘埃等离子体棘轮中尘埃涡流研究

中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第3期54卷 172-178页

作者：蔡雅文马宗博才志民赵佑凯刘富成贺亚峰河北大学物理科学与技术学院保定071002 河北省计算物理基础学科研究中心保定071002

尘埃涡流是芯片刻蚀工艺和微重力及地面尘埃等离子体实验中普遍存在的一种现象,研究其形成机制具有重要意义.由于实验上很难诊断带电尘埃颗粒所处鞘层的等离子体参量,因此尘埃涡流的形成机制仍不清楚.本文在一个全新的尘埃等离子体棘轮... 详细信息

尘埃涡流是芯片刻蚀工艺和微重力及地面尘埃等离子体实验中普遍存在的一种现象,研究其形成机制具有重要意义.由于实验上很难诊断带电尘埃颗粒所处鞘层的等离子体参量,因此尘埃涡流的形成机制仍不清楚.本文在一个全新的尘埃等离子体棘轮实验中观察到了单个尘埃涡流的运动,并探讨了放电条件对其运动规律的影响.通过建立三维尘埃等离子体棘轮模型,数值模拟研究了棘轮通道内的等离子体参量分布特征,并利用Langevin模拟重现了实验现象.实验与模拟结果表明,尘埃颗粒所在的锯齿槽内的电势分布具有不对称性,进而造成锯齿槽内离子流的旋度不为零,非平衡离子拖拽力是驱动尘埃颗粒产生涡流运动的根本原因.

关键词：尘埃等离子体带电颗粒涡流

应用遗传算法估计非稳态地震数据的混合相位子波及Q值

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石油地球物理勘探 2024年第4期59卷 763-770页

作者：朱耀旭包乾宗长安大学地质工程与测绘学院地球物理系陕西西安710054 海洋油气勘探国家工程研究中心北京100028 自然资源部矿山地质灾害成灾机理与防控重点实验室陕西西安710054

地震高分辨率处理或反演的目的是获得精确的反射系数或弹性参数模型。然而地层滤波效应模糊了地震记录中的地层反射信息,因此有必要消除这种滤波效应。现有的大部分提高分辨率方法并不能完全摒弃关于地震子波和Q模型的一些假设。为了获... 详细信息

地震高分辨率处理或反演的目的是获得精确的反射系数或弹性参数模型。然而地层滤波效应模糊了地震记录中的地层反射信息,因此有必要消除这种滤波效应。现有的大部分提高分辨率方法并不能完全摒弃关于地震子波和Q模型的一些假设。为了获得更为切合实际的地震子波,同时自适应获取Q模型,文中将地震子波相位估计与Q模型估计相结合,提出了基于遗传算法的非稳态地震数据混合相位子波及Q值估计方法。首先通过井旁道记录拟合得到初始地震子波的振幅信息,然后依据子波Z变换的根关于单位圆移动与否构建用于遗传算法的编码链条。另一方面,十进制Q模型对应的二进制表示形式同样能够利用编码链条表征,因此利用全局优化算法能够同时估计地震混合相位子波以及Q模型。结合根变换和遗传算法不断改变子波相位的同时自适应生成Q模型,利用子波和Q模型构造的时变子波矩阵与测井反射系数得到合成地震记录,并与井旁道记录进行匹配,最终得到合理的混合相位子波和地层Q模型,进而构造时变子波矩阵进行时变反褶积。通过井旁道记录与测井数据拟合得到的混合相位子波,与实际地震子波相位更为接近,理论数据和实际数据处理结果证实了该方法的有效性。

关键词：高分辨率处理品质因子非稳态地震数据混合相位子波遗传算法

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