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低浓度铵盐高效精准脱除新疆准东煤中钠

煤炭学报 2024年第S1期49卷 404-412页

作者：苏金水卓相宇张丽芳张博王磊倪中海中国矿业大学化工学院中国矿业大学国家煤加工与洁净化工程技术研究中心

新疆准东地区拥有丰富的高钠煤资源，它们是优质动力煤和化工原料用煤，但钠质量分数高会导致燃烧和气化过程中设备污染和积灰结渣严重，从而严重限制了准东煤的大规模高效利用，钠的高效经济绿色脱除对准东煤的清洁利用具有重要意义。... 详细信息

新疆准东地区拥有丰富的高钠煤资源，它们是优质动力煤和化工原料用煤，但钠质量分数高会导致燃烧和气化过程中设备污染和积灰结渣严重，从而严重限制了准东煤的大规模高效利用，钠的高效经济绿色脱除对准东煤的清洁利用具有重要意义。详细研究了系列低浓度铵盐对准东低阶高钠煤中钠的脱除规律及机制，结果表明：去离子水仅能脱除约52%的煤中钠，当使用0.006mol/L的低浓度NH4Ac、NH4Cl、（NH4）2SO4、NH4NO3、TMACl等各类铵盐时，总钠和有机钠脱除率可达90%～97%和80%～95%。煤灰中Na2O质量分数从原煤的6.21%和水处理煤的2.77%显著降低至低浓度铵盐处理煤的0.27%～0.81%。在上述各类铵盐中，NH4Ac脱钠效果最佳。脱钠药剂中阳离子对有机钠的脱除起着重要作用，其脱钠量顺序为H+> NH4+> TMA+，这归因于小的阳离子更有利于进入煤孔隙和有机质本体，与有机钠进行离子交换。铵盐能够脱除煤中各类羧酸钠是常规的离子交换机理，但酚钠的脱除机理可能涉及离子交换、酚铵盐的复分解及NH4+的水解等反应。提高温度、延长时间和增加铵盐量均能显著提高煤中总钠、水溶性无机钠和有机钠等各类形态钠的脱除量。建立了不同铵盐添加量与煤中总钠和有机钠脱除量之间的正相关关系，如对于NH4Ac为y（total Na）=12 479x（ammonium amount）+2 200, y（organic Na）=12 394x（ammonium amount）+136。该准东煤满足国家燃煤标准(w（Na2O）<2.0%，以灰分计质量分数)，需脱除约70%的总钠，每吨准东煤需添加约4.26 kg NH4Ac。

关键词：准东煤脱钠相关性铵盐

结合Transformer和动态特征融合的低照度目标检测

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计算机工程与应用 2024年第9期60卷 135-141页

作者：蔡腾陈慈发董方敏三峡大学计算机与信息学院湖北宜昌443002 三峡大学湖北省建筑质量检测装备工程技术研究中心湖北宜昌443002

针对现有低照度目标检测算法模型参数量与计算量大、检测实时性差、难以应用于移动设备等问题,提出一种基于YOLOv8的改进轻量模型DarkYOLOv8的低照度目标检测方法。使用MobileNet v2替换YOLOv8的主干网络,增加模型的特征提取能力;使用Tr... 详细信息

针对现有低照度目标检测算法模型参数量与计算量大、检测实时性差、难以应用于移动设备等问题,提出一种基于YOLOv8的改进轻量模型DarkYOLOv8的低照度目标检测方法。使用MobileNet v2替换YOLOv8的主干网络,增加模型的特征提取能力;使用Transformer注意力机制,获取图像的全局信息,并且基于目标标记信息作为标签训练Transformer模块参数,增强目标区域内的权重,从而提高模型在低照度条件下提取目标特征的能力;对颈部网络使用动态特征融合注意力模块(dynamic feature fusion attention,DFFA),动态融合浅层和深层特征,同时使用YOLOv8X算法+CBAM对DFFA模块中CBAM空间注意力权重进行监督训练。实验结果表明,在ExDark数据集上,DarkYOLOv8在GFLOPs仅为8.53的情况下mAP50指标达到70.1%,相比YOLOv8n提高了3.9个百分点。

关键词：低照度目标检测注意力机制轻量化 Transformer 可变形卷积

松木颗粒流态化两段气化制备清洁燃气的工艺稳定性验证

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化工进展 2024年第5期43卷 2576-2586页

作者：王欣宇王超张梦娟刘方正李晗旸王正林贾鑫宋兴飞许光文韩振南特色资源化工与材料教育部重点实验室辽宁沈阳110142 沈阳化工大学能源与化工产业技术研究院辽宁沈阳110142

为了验证流态化两段气化工艺的长时间运行稳定性,本实验采用商用果木炭半焦作为松木流态化两段气化制备清洁燃气的催化床料。实验前期通过形成稳定的有效催化半焦床层,减少半焦在系统内的积累周期,以实现系统快速达到高效脱除焦油的目... 详细信息

为了验证流态化两段气化工艺的长时间运行稳定性,本实验采用商用果木炭半焦作为松木流态化两段气化制备清洁燃气的催化床料。实验前期通过形成稳定的有效催化半焦床层,减少半焦在系统内的积累周期,以实现系统快速达到高效脱除焦油的目的。实验中,保持过量空气系数(ER)为0.35,提升管气速为3m/s,并逐渐调整流化介质中的氧气浓度,逐步增大生物质处理量。结果显示,随着松木颗粒的进料量从1kg/h增大到3kg/h,产品气中CO和H2体积分数分别从7.71%和3.13%增长至16.15%和12.60%,CH4的体积分数略微下降。气体收率(标准)也从0.90m^(3)/kg增长至1.36m^(3)/kg,相应的产品气热值(标准)从3.26MJ/m^(3)增加至4.80MJ/m^(3)。通过多次人为启停和改变运行参数等操作,在整个12h运行周期内,流态化两段气化产生的半焦与消耗的半焦速度相匹配,温度和压力表现出良好的运行稳定性。这一结果证明了流态化两段气化工艺在生物质制气中具有技术先进性和长时间运行稳定性。

关键词：流态化两段气化循环流化床低焦油合成气生物质反应解耦

潜江组页岩弹性性质分析及各向异性岩石物理建模

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地球物理学报 2024年第7期67卷 2802-2819页

作者：闫博鸿赵建国肖增佳钟庆良欧阳芳王斌李智马铭中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司物探研究院湖北潜江434124 中国地震局地震预测研究所北京100036

岩石物理建模是定量描述页岩油气储层弹性性质的重要手段,然而不同地质成因、不同相态油气藏的弹性响应机理存在差异,需要结合岩石物理实验与地质特征分析予以明确,进而合理地开展理论建模研究.本研究针对江汉盆地潜江组盐间页岩油储层... 详细信息

岩石物理建模是定量描述页岩油气储层弹性性质的重要手段,然而不同地质成因、不同相态油气藏的弹性响应机理存在差异,需要结合岩石物理实验与地质特征分析予以明确,进而合理地开展理论建模研究.本研究针对江汉盆地潜江组盐间页岩油储层,综合数字岩心微观结构表征与岩心测试分析,在考虑研究区地质背景、岩石学特征、孔隙结构特征与弹性各向异性规律的基础上,提出了一套各向异性岩石物理建模流程,联合岩心数据与测井资料对本文构建的岩石物理模型以及由此获得的岩石物理解释量版进行了验证.进一步,基于该各向异性岩石物理模型与Metropolis-热浴算法提出了一种各向异性参数反演策略,并在潜江凹陷B井潜四下段展开应用,预测的纵、横波速度平均相对误差分别为-1.32%和-2.39%.研究结果表明,矿物的纹层特征、黏土的定向排列以及水平层理缝的存在共同影响着潜江组页岩的各向异性,将各向异性SCA、Backus平均、T-matrix理论组合后建立的岩石物理模型能够比较准确地描述潜江组页岩弹性响应规律.此外,基于该各向异性岩石物理模型的反演可以获得不同类型的孔隙含量、层理缝纵横比及各向异性,结果可为页岩储层力学性质评价、精确的速度建模以及工程地质参数分析提供依据.

关键词：潜江组页岩盐湖页岩油藏各向异性岩石物理量版 Metropolis-热浴算法

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基于改进YOLOv7的PCB缺陷检测算法

计算机工程 2024年

作者：张旭陈慈发董方敏水电工程智能视觉监测湖北省重点实验室湖北省建筑质量检测装备工程技术研究中心三峡大学计算机与信息学院

在PCB缺陷检测领域，提高检测精度一直是一个具有挑战性的任务。为了解决这个问题，本文提出一系列基于PCB缺陷检测的改进方法。首先，引入一种新的注意力机制，即BiFormer注意力机制。这种机制利用双层路由实现动态的稀疏注意力，从而... 详细信息

在PCB缺陷检测领域，提高检测精度一直是一个具有挑战性的任务。为了解决这个问题，本文提出一系列基于PCB缺陷检测的改进方法。首先，引入一种新的注意力机制，即BiFormer注意力机制。这种机制利用双层路由实现动态的稀疏注意力，从而减少了计算量。其次，采用一种创新的上采样算子，称为CARAFE。这个算子能够结合语义信息与内容信息进行上采样，使得上采样过程更加全面且高效。最后，基于MPDIoU度量采用了一种新的损失函数，即LMPDIoU损失函数。这个损失函数能够有效地处理不平衡类别、小目标和密集性问题，从而进一步提高了图像检测的性能。实验结果表明，经过这些改进后的模型在mAP（平均精度均值）方面取得了显著提高，达到了93.91%，与原模型相比，提高了13.12%。同时，在识别精度方面，新模型的表现也非常出色，达到了90.55%，提高了8.74%。这些结果表明，引入BiFormer注意力机制、CARAFE上采样算子以及LMPDIoU损失函数，对于提高PCB缺陷检测的精度和效率具有非常积极的作用。这些方法为工业检测领域的研究提供了有价值的参考。

关键词： PCB缺陷 BIFormer注意力机制 MPDIoU 上采样算子CARAFE 目标检测

基于轨迹聚类的GNSS-IR多系统组合土壤湿度估计方法

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第1期49卷 37-46页

作者：郑南山何佳星丁锐章恒一中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116 自然资源部国土环境与灾害监测重点实验室江苏徐州221116

全球导航卫星系统干涉反射测量(global navigation satellite system-interferometric reflectometry,GNSS-IR)技术能探测浅层地表的土壤湿度。针对多系统组合的土壤湿度反演问题,基于轨迹聚类方法,从全球定位系统(global positioning system,GPS)、北斗卫星导航系统(BeiDou satellite navigation system,BDS)、格洛纳斯(GLONASS)、伽利略(Galileo)导航系统的信噪比观测数据中提取多径干涉相位,利用经验模型求解轨迹聚类后的土壤湿度估计值,以加权平均方式得到系统组合后的估计结果。结果表明,BDS、Galileo反演精度相当且优于GPS、GLONASS,基于轨迹聚类的多系统组合土壤湿度估计方法的均方根误差为0.0414 cm3/cm3,相比于单系统的综合反演精度提升约16.3%,相比于单系统的最佳频段反演精度提升约5.2%,所提方法能有效监测土壤湿度的变化。

关键词：土壤湿度 GNSS-IR 信噪比多系统组合轨迹聚类

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干旱区绿洲农田土壤重金属含量高光谱反演

中国环境科学 2024年第4期44卷 2208-2216页

作者：买买提·沙吾提阿不都艾尼·阿不里胡昕新疆大学地理与遥感科学学院新疆乌鲁木齐830017 新疆绿洲生态重点实验室新疆乌鲁木齐830017 智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室新疆乌鲁木齐830017

对新疆渭库绿洲土壤样本的As、Hg、Pb、Cr、Zn和Cu共6种重金属含量与高光谱关系进行分析,基于逐步回归方法筛选出特征波段,采用地理加权回归(GWR)和普通最小二乘法回归(OLS)构建土壤重金属的高光谱反演模型.结果显示:1)研究区的6种重金... 详细信息

对新疆渭库绿洲土壤样本的As、Hg、Pb、Cr、Zn和Cu共6种重金属含量与高光谱关系进行分析,基于逐步回归方法筛选出特征波段,采用地理加权回归(GWR)和普通最小二乘法回归(OLS)构建土壤重金属的高光谱反演模型.结果显示:1)研究区的6种重金属元素含量存在一定的差异,土壤中的平均重金属含量依次为Zn>Pb>Cr>Cu>As>Hg,均未超过国家土壤背景值.研究区的Pb平均含量高于当地(新疆)土壤背景值,即研究区表土层中的Pb元素明显富集;2)不同的光谱变换使土壤重金属的光谱特征均得到了增强,但强度有所差异,经过二阶微分变换(SD)和一阶立方根微分变换(CRFD)的土壤光谱相对于原始光谱增强最显著;3)从模型验证来看,在反演6个土壤重金属元素含量时,GWR的R^(2)高于OLS,其中Zn的R^(2)接近0.8,Cu的R^(2)接近0.6,表明模型有一定预测能力,而As、Hg、Pb和Cr的R^(2)均依然低于0.5,模型预测能力并不理想;4)两种模型预测的6种土壤重金属含量的空间分布表现出一定的空间差异性.其中,As元素空间分布差异在这两种预测模型中最大,而其余5种重金属元素Hg、Pb、Cr、Zn和Cu的分布则较为均匀.通过高光谱反射率估算土壤重金属元素含量,实现了干旱区绿洲农田土壤重金属元素含量的高效快速反演,为干旱区绿洲农田土壤重金属元素含量动态监测提供了可靠的技术支撑.

关键词： GWR及OLS模型土壤重金属含量高光谱空间分布特征渭干河-库车河绿洲

基于微震监测和概率优化朴素贝叶斯的短期岩爆预测模型

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岩土力学 2024年第6期45卷 1884-1894页

作者：孙嘉豪王文杰解联库武汉科技大学资源与环境工程学院湖北武汉430081 应急管理部信息研究院北京100029

岩爆是地下岩土工程中常见的地压灾害。为实时准确地预测岩爆,提出一种基于微震监测和概率优化朴素贝叶斯的短期岩爆预测模型。首先,以114组岩爆样本数据为基础,结合相关特征选择算法选取累计微震事件数、累积微震能量、累积微震视体积... 详细信息

岩爆是地下岩土工程中常见的地压灾害。为实时准确地预测岩爆,提出一种基于微震监测和概率优化朴素贝叶斯的短期岩爆预测模型。首先,以114组岩爆样本数据为基础,结合相关特征选择算法选取累计微震事件数、累积微震能量、累积微震视体积和累积微震能量率4项微震参数作为预测指标。其次,为最大程度地削弱朴素贝叶斯算法的条件独立性假设,采用指标相关重要性赋权法和相似度函数从属性赋权和实例赋权两方面优化条件概率,并针对条件概率赋权后可能引起的决策失衡问题,引入马氏距离补偿先验概率损失,进而提出一种带有条件概率加权和先验概率补偿机制的概率优化朴素贝叶斯算法预测岩爆烈度等级。最后,从模型评估、模型比较和工程验证3个方面检验模型的准确性和可靠性。研究结果表明,所提模型预测准确率为86.96%,预测性能优于其他机器学习模型,可为实际工程的岩爆预测提供科学依据。

关键词：微震监测岩爆预测朴素贝叶斯属性权重实例权重

基于等效短路试验的变压器用层压垫块累积效应

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中国电机工程学报 2024年第11期44卷 4535-4543,I0031页

作者：徐征宇李鹏李林达隋华泽汪佐宪赵志刚张书琦汪可中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192 广州西门子能源变压器有限公司广东省广州市510530

层压垫块是油浸式变压器线圈轴向支撑结构的关键材料之一,多次短路条件下变压器层压垫块的累积效应规律尚不清晰。该文提出适用层压垫块的多次短路等效试验方法,可模拟暂态分量为50 Hz的动态短路力,突破材料尺度上静态试验的局限;试验... 详细信息

层压垫块是油浸式变压器线圈轴向支撑结构的关键材料之一,多次短路条件下变压器层压垫块的累积效应规律尚不清晰。该文提出适用层压垫块的多次短路等效试验方法,可模拟暂态分量为50 Hz的动态短路力,突破材料尺度上静态试验的局限;试验获得层压垫块在不同短路力大小、老化程度、短路类型和短路次数等条件下塑性形变的变化规律。结果表明:塑性形变与短路力大小有正相关关系并随着短路次数增加呈饱和特性;塑性形变与间隔类型的相互关系并不明显;根据老化15年层压垫块塑性形变规律,将累积效应划分为形变上升、稳定和快速累积3个阶段,老化和力联合作用下层压垫块纤维状态是发生不同累积特点的直接原因;层压垫块弹性模量与短路力呈非线性相互关系。进一步提出变压器轴向预紧力损失计算方法,实例计算表明,多次短路后各线圈轴向预紧力发生下降或再分配现象。研究结论为深入掌握多次短路累积效应对变压器的影响提供一定的技术支撑。

关键词：多次短路层压垫块塑性形变饱和特性轴向预紧力

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