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机器人辅助微试剂原位水质高锰酸盐在线监测仪研究

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机器人辅助微试剂原位水质高锰酸盐在线监测仪研究

作者：程李北方工业大学

学位级别：硕士

高锰酸盐指数是指水中无机可氧化物质和有机可氧化物质由高锰酸钾高温氧化反应后通过计算消耗的高锰酸钾量得出的相当耗氧量,是衡量水体污染程度的重要指标。同时,高锰酸盐指数在历年全国地表水污染指数统计中皆为主要污染指标之一,因... 详细信息

高锰酸盐指数是指水中无机可氧化物质和有机可氧化物质由高锰酸钾高温氧化反应后通过计算消耗的高锰酸钾量得出的相当耗氧量,是衡量水体污染程度的重要指标。同时,高锰酸盐指数在历年全国地表水污染指数统计中皆为主要污染指标之一,因此对于地表水高锰酸盐指数的测定具有重要意义。针对目前地表水高锰酸盐指数的测定需求与当前监测设备现状及问题,基于顺序注射技术与光谱法,通过机器人辅助技术设计了水质高锰酸盐指数在线监测系统,完成了对水质高锰酸盐指数的自动化测定。本文主要工作包含以下几个方面:1、进行微控技术及顺序注射法研究现状分析,确定测定工作内容,分析机器人技术在检测领域应用现状,并结合课题讨论机器人技术应用环节。2、根据微试剂高锰酸盐监测原理基于顺序注射技术与连续光谱法完成实验平台的搭建,通过实验及最小二乘法建立高锰酸盐指数检测回归模型,完成课题可行性验证分析,进一步完成对实验平台检测结果的数据采集与分析工作。3、完成样机的设计工作:通过对高锰酸盐指数的测定方法进行分析,设计样机实现方案,基于顺序注射技术与光谱法,通过机器人辅助结构替代多通道切换阀以及繁杂管路,设计了水质高锰酸盐指数在线监测系统,并完成对水质高锰酸盐指数的全自动化测定工作。采用模块化的设计方案,通过合理设计嵌入式系统完成对样机整体流程的控制工作,并能够实时监测试验流程与模块状态,对样机机械结构进行设计与布局,在保证系统稳定运行的同时缩小结构体积。4、完成高锰酸盐指数检测影响因素分析:针对目前监测仪存在的诸多问题,分析检测中主要干扰因素并采取相应措施,解决现有产品存在的问题,分析建立回归曲线算法模型,并结合实验平台搭建过程中出现的问题完成样机搭建工作。5、最后完成对整体系统的集成与试验:通过嵌入式系统完成对样机的控制工作,测试整体系统稳定性、可靠性和准确性。通过分析实验结果得出,在实验过程中系统运行稳定,可准确测定水质高锰酸盐指数,工作曲线校正系数为0.99242,最低检出限为0.1μg·m L,重复性≤2.198%,加标回收率98.73～102.57%,废液量小于20m L,检测周期为45min,达到了设计目的,为地表水检测提供了新思路,并能应用于实验室、站房和微型站等水质在线检测平台。

关键词：高锰酸盐指数光谱法顺序注射技术机器人在线监测原位

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顺序注射-连续光谱测定水质多参数方法研究

光谱学与光谱分析 2021年第2期41卷 612-617页

作者：李文王利民程李陈海琪北方工业大学机械与材料工程学院北京100043

针对水质多参数监测仪器的低功耗、微型化、集成化和智能化,研制了一种基于顺序注射分析技术(SIA)和连续光谱检测方法融合的微型测定原位水质多参数检测仪,系统设计的核心在于消解池结构设计且消解池作为检测池,以及微控技术顺序注射平... 详细信息

针对水质多参数监测仪器的低功耗、微型化、集成化和智能化,研制了一种基于顺序注射分析技术(SIA)和连续光谱检测方法融合的微型测定原位水质多参数检测仪,系统设计的核心在于消解池结构设计且消解池作为检测池,以及微控技术顺序注射平台的原理设计和多参数联合消解测定流程设计。对融合SIA和连续光谱水质多参数原位分析的新方法进行实验研究。设计了基于国标水质检测标准的多参数顺序注射分析检测流程,基于分光光度检测方法,在使用连续光谱扫描测量的条件下,融合顺序注射分析技术对亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮、总磷的含量进行检测。测定消解前,对硝酸盐氮、亚硝酸盐氮进行直接光谱测量,测定消解后对总氮进行光谱检测,显色反应后,对总磷进行光谱检测。在本系统下,以亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总磷和总氮原位水质参数为测定对象,基于连续光谱分析,最小二乘法建立回归模型并绘制各参数的浓度-吸光度标准工作曲线,其拟合优度(即决定系数)≥0.9899。配制已知亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮、总磷含量的混合溶液,按照上述的多参数检测流程,利用本系统绘制出的标准工作曲线测量4个参数,实验结果表明,实验参数重复性(相对标准偏差)RSD≤3.86%,系统可稳定、高效的分析不同水样中的亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮、总磷含量。基于SIA-连续光谱融合测定原位水质多参数检测方法研究,对于提升在线水质监测仪器的技术性能具有重要作用,微型多参数水质监测仪的研制具有良好的参数扩展前景,适用于多种水质在线监测平台。

关键词：水质多参数原位分析顺序注射分析连续光谱微控技术

产业扶贫目标下连片贫困地区公共品有效供给研究

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农业经济问题 2017年第10期38卷 44-51页

作者：陈聪程李梅江苏大学管理学院镇江212013 江苏大学财经学院镇江212013

连片贫困地区是我国精准扶贫目标实现的核心区域,产业扶贫是区域扶贫的有效路径。但是,目前产业扶贫的实施面临着产业培育难、贫困农户职业能力提升难和贫困农户收入增长难的困境。依据价值链理论,连片贫困地区扶贫产业的形成,要在瞄准... 详细信息

连片贫困地区是我国精准扶贫目标实现的核心区域,产业扶贫是区域扶贫的有效路径。但是,目前产业扶贫的实施面临着产业培育难、贫困农户职业能力提升难和贫困农户收入增长难的困境。依据价值链理论,连片贫困地区扶贫产业的形成,要在瞄准产业链关键环节打造特色产业的基础上,进一步培育优势产业,才能实现贫困区域持续脱贫的目标。因此,政府以扶贫为目的的公共品供给要围绕这一目标来进行。然而,目前政府在贫困区域以扶贫为目标的公共品供给,没有与该区域优势产业培育与发展相匹配,严重影响了产业扶贫绩效。广西恭城县红岩村的案例表明,在产业扶贫过程中,政府需要遵循产业价值链演化规律,通过提供产业基础型公共品奠定产业形成的基础条件,通过提供产业专用型公共品打造区域特色产业,通过提供产业拓展型公共品培育贫困区域特色优势产业,才能实现区域持续有效脱贫。

关键词：连片贫困地区产业价值链公共品供给产业扶贫

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基于极化SAR图像的舰船目标检测方法研究

基于极化SAR图像的舰船目标检测方法研究

作者：程李聪杭州电子科技大学

学位级别：硕士

海洋舰船监控和检测是维护世界安全的关键,也是沿海岸国家必须采取有效措施来应对的紧迫课题。极化合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一种利用主动传感器探测地物的微波成像技术,它不仅具有多极化波束扫描、高分辨率、抗干... 详细信息

海洋舰船监控和检测是维护世界安全的关键,也是沿海岸国家必须采取有效措施来应对的紧迫课题。极化合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一种利用主动传感器探测地物的微波成像技术,它不仅具有多极化波束扫描、高分辨率、抗干扰能力强、穿透性强等优势,还能获取目标丰富散射信息来实现对目标参数的精确反演。因此,利用极化SAR数据去检测海面舰船目标是研究的热点方向之一。然而,在利用极化SAR进行舰船目标检测时难免存在极化SAR图像舰船的方位模糊、极化特征繁多、表征形式复杂等问题。为解决上述问题以提高舰船目标检测率,本文的主要研究工作概括如下:(1)针对极化SAR图像舰船方位模糊造成的虚警,提出了一种基于几何扰动极化滤波器(Geometrical Perturbation-Polarimetric Notch Filter,GP-PNF)的舰船方位模糊消除方法。该方法结合了第三特征值和新几何扰动滤波器(表示为NPNF),利用极化SAR图像的极化协方差矩阵特征分解,计算出第三特征值λ,利用λ构建新的特征向量,用NPNF算法求出目标能量,在GP-PNF方法的框架下,利用新特征向量消除方位模糊。最后通过三组极化SAR数据集进行实验,验证了所提方法的舰船检测性能和去除方位模糊的能力。(2)针对极化SAR图像数据集极化特征冗余问题,提出了一种基于随机森林的极化SAR图像舰船检测方法。首先利用极化分解算法提取多种特征,构建初始特征集合;然后在特征选择上面,采用快速相关滤波器(Fast Correlation Based Filter,FCBF)特征选择算法计算特征之间的相关性,去除冗余特征;最后再结合随机森林实现舰船与海杂波的二分类,以提升分类效率。经日本Kojimawan湾附近海域的全极化数据验证,所提方法能有效提高舰船目标的检测率。(3)针对传统实数神经网络无法利用极化SAR图像数据的相位信息问题,本文利用复数卷积神经网络(Complex-Valued Convolutional Neural Network,CV-CNN)模型实现极化SAR舰船目标的检测。为充分利用数据的相位信息,使用一种适用于CV-CNN训练的基于随机梯度下降的复值反向传播方法。最后在实测数据集上进行验证,结果表明,本文所使用的CV-CNN能够有效地检测舰船。

关键词：合成孔径雷达舰船检测几何扰动极化滤波器复数卷积神经网络

基于BIM精细化模型的有限元分析在边坡设计中的应用研究

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基于BIM精细化模型的有限元分析在边坡设计中的应用研究

作者：程李娜西南交通大学

学位级别：硕士

针对设计和施工难度大的超高复杂边坡的治理问题,有必要提高边坡稳定性分析的精度以实现精细化设计,同时为贯彻BIM技术全生命周期“一模多用”的理念,本文提出将基于精细化BIM模型的有限元分析应用于边坡工程的三维设计中,结合有限元分... 详细信息

针对设计和施工难度大的超高复杂边坡的治理问题,有必要提高边坡稳定性分析的精度以实现精细化设计,同时为贯彻BIM技术全生命周期“一模多用”的理念,本文提出将基于精细化BIM模型的有限元分析应用于边坡工程的三维设计中,结合有限元分析结果指导和优化边坡设计。在分析了BIM模型和有限元模型的特征、研究了两者数据转换方式的基础上,选用Revit三维建模软件和ABAQUS有限元分析软件进行深入研究;开发Revit参数化三维边坡设计程序,可构建向有限元模型快速准确转换的高精度BIM模型;开发ABAQUS GUI插件实现BIM模型一键导入,同时内置了强度折减法自动化计算程序提高分析效率;并结合怀化西编组站部分区段的高边坡实例,基于精细化高边坡BIM模型进行三维和二维稳定性分析,得出如下结论:(1)提出的BIM模型向有限元模型转换的方式具有普遍适用性且结果准确,即实体几何信息基于图形交换标准(如ACIS内核的*.sat文件)来传递,其他关键信息采用编程的方式,在BIM建模软件中提取后在有限元分析软件中再生成。(2)要实现向有限元模型的快速精确转化,精细化边坡BIM模型需满足以下条件:1)包含三维地质信息;2)拓扑关系绝对准确;3)部分结构物的实体模型可切换为有限元分析所需的表达类型。(3)在边坡稳定性有限元分析方面,基于二维剖面的分析结果可指导边坡断面初步设计,但由于忽略了空间效应,会影响设计方案的可靠度;基于三维模型的分析结果可有效指导边坡整体设计,重点加固相对危险的局部区域,合理减少较安全区域的加固措施,提高边坡设计施工方案的适用性、安全性和经济性。(4)提出的基于精细化BIM模型和有限元强度折减法的边坡设计流程高效可靠,可为未来边坡稳定性分析、边坡形式选择、关键岩土体参数选用及加固技术研究等相关设计研究工作提供依据。

关键词： BIM 精细化三维模型有限元分析边坡稳定性强度折减法