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红外、拉曼光谱的变压器油中糠醛检测方法对比研究

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光谱学与光谱分析 2024年第1期44卷 125-133页

作者：李杰周渠贾路芬崔萧森西南大学工程技术学院重庆400715

变压器油中的糠醛含量是电力变压器中绝缘老化的重要指标之一,在物质有效识别上红外及拉曼光谱具有检测速度快、分析速率快及无损检测等优势,开展了基于红外、拉曼光谱的变压器油中糠醛检测方法对比,探究适用于变压器油中糠醛红外、拉... 详细信息

变压器油中的糠醛含量是电力变压器中绝缘老化的重要指标之一,在物质有效识别上红外及拉曼光谱具有检测速度快、分析速率快及无损检测等优势,开展了基于红外、拉曼光谱的变压器油中糠醛检测方法对比,探究适用于变压器油中糠醛红外、拉曼光谱的预处理及定量分析方法。基于傅里叶变换红外光谱仪和激光共聚焦拉曼光谱仪器对实验室配置的糠醛变压器油样检测并采集其光谱数据,采用小波变换、多项式最小二乘法和局部加权回归拟合对采集到的红外及拉曼光谱图进行预处理,综合考虑噪声、分辨率及有效信息丢失等,确定了多项式最小二乘法预处理效果最佳。基于高斯软件建立了糠醛分子模型,通过密度泛函仿真计算,研究了糠醛的红外及拉曼光谱吸收峰归属,结合实验测试光谱图,确定了变压器油中糠醛拉曼、红外检测特征峰分别为1 703和1 704 cm^(-1)。开展了红外及拉曼检测的重复性实验,两种检测方法的相对标准偏差分别为7.21%、 8.67%。通过绘制糠醛红外及拉曼的3D原位光谱图,分析红外及拉曼特征峰面积与不同糠醛浓度变压器油之间的关系,基于最小二乘法建立了变压器油中糠醛检测的红外及拉曼定量分析模型,拟合优度分别为0.998和0.885。对比两种检测方法的定量分析模型预测结果,表明拉曼光谱法检测下限低于红外光谱法,通过多项式最小二乘法预处理的光谱数据所构建的变压器油中糠醛检测红外及拉曼定量分析模型可以很好地预测变压器油中糠醛含量,为相关领域研究提供技术参考。

关键词：红外光谱拉曼光谱预处理变压器油糠醛

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根区土壤氧气检测技术与方法研究进展

农业工程学报 2024年第3期40卷 1-13页

作者：周海洋孙卿峰夏鹏凯关鹏赵燕东郑一力北京林业大学工学院北京100083 林业装备与自动化国家林业和草原局重点实验室北京100083 林木资源高效生产全国重点实验室北京100083

根区氧胁迫问题在滞涝区域、城市地面硬化区域尤为常见,根区土壤氧气含量高低是判断植物是否承受低氧胁迫的重要依据,其检测技术与分析方法的研究对农林生产和生态保护具有指导意义。为明确根区土壤氧气检测现状及发展方向,该研究概括... 详细信息

根区氧胁迫问题在滞涝区域、城市地面硬化区域尤为常见,根区土壤氧气含量高低是判断植物是否承受低氧胁迫的重要依据,其检测技术与分析方法的研究对农林生产和生态保护具有指导意义。为明确根区土壤氧气检测现状及发展方向,该研究概括了国内外土壤氧气分布检测方法和分析策略,将现有获取根区土壤氧含量时空分布的技术手段归纳为氧传感器点位检测法、土壤氧扩散模型分析法和荧光成像法,并剖析比较了各方法的优缺点和适用场景。基于氧传感器等领域最新进展,结合各类氧气运输模型,总结了根区土壤氧气分布检测技术和建模方法的研究重点与发展方向如下:1)氧传感器呈现小型化和集成化趋势,引入新型材料,提高氧传感器的灵敏度和耐久性能;2)模型的精度将不断提高,更多地考虑多尺度和多因素交互作用,以全面分析根区土壤氧环境的复杂性;3)开发可持续的荧光染料,提高荧光成像技术的分辨率和深度,以实现对更小、更深层次结构的清晰成像;4)分析植物蒸腾作用中的水氧关系,通过茎干氧浓度反映植物对根区氧环境变化的生理适应能力。研究可为植物根区土壤氧气分布检测提供思路与借鉴。

关键词：土壤氧传感器模型根区

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香港地区共享住宿分布与城市功能空间及路网形态的关联研究

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地球信息科学学报 2024年第2期26卷 367-380页

作者：蒋一菲张宏磊李咪咪沈彩云翟诗雨南京大学地理与海洋科学学院南京210023 香港理工大学酒店及旅游业管理学院中国香港999077

在供需信息化对接、交通运输能力提升、城市多中心开发的背景下,城市住宿业选址决策对交通路网便捷程度和服务设施临近程度等空间因素的关注度逐渐提升。本文运用空间句法和协同区位商理论,选取2021年香港地区Airbnb活跃房源、星级酒店... 详细信息

在供需信息化对接、交通运输能力提升、城市多中心开发的背景下,城市住宿业选址决策对交通路网便捷程度和服务设施临近程度等空间因素的关注度逐渐提升。本文运用空间句法和协同区位商理论,选取2021年香港地区Airbnb活跃房源、星级酒店、城市路网和POI数据,构建“住宿单元-交通轴线-功能空间”的“点-线-面”研究框架,分析共享住宿和传统酒店的空间布局模式,以及与城市路网形态和功能空间的结构关联特征。结果表明,共享住宿在市中心呈现“带状+团块状”分布,在新市镇、交通枢纽和旅游名胜岛屿形成分布次核心。相较于传统酒店,共享住宿受路网形态影响更大,对交通穿行能力和到访社区的邻里交互空间要求较高。在全局尺度上,共享住宿在选址时更倾向于考虑集聚效应和积极的溢出效应。在局域尺度上,共享住宿和城市功能空间主要形成了3种关联模式:簇状关联、组团状关联和散点状关联模式。本文对精准理解现代城市多元消费需求下共享住宿的多尺度空间分布模式,推动城市住宿业多元可持续发展具有理论意义和实践价值。

关键词：城市形态共享住宿 Airbnb 空间关联空间句法协同区位商香港地区

纳米粒子稳定的Pickering乳液及其液滴聚并动力学研究进展

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化工学报 2024年第1期75卷 33-46页

作者：赵文琪邓燕君朱春英付涛涛马友光天津大学化工学院化学工程联合国家重点实验室天津300072

乳液是一种良好的分散体系,可用于医药、食品、材料等领域。纳米粒子可以有效提高乳液的稳定性,因此,纳米粒子稳定乳液及液滴聚并动力学研究对于稳定乳液的制备及应用具有重要意义。纳米粒子润湿性、尺寸、形状、浓度、携带电荷类型等... 详细信息

乳液是一种良好的分散体系,可用于医药、食品、材料等领域。纳米粒子可以有效提高乳液的稳定性,因此,纳米粒子稳定乳液及液滴聚并动力学研究对于稳定乳液的制备及应用具有重要意义。纳米粒子润湿性、尺寸、形状、浓度、携带电荷类型等均会对颗粒与液滴间的相互作用产生影响,进而影响液滴间的聚并行为。对纳米粒子与液滴间的作用机制进行了介绍,并对液滴的聚并动力学研究进展进行了综述,同时对未来的研究方向进行了展望。

关键词：纳米粒子液滴聚并动力学模拟乳液

长江下游沿江平原土壤发育过程中碳库分配动态

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环境科学 2024年第1期45卷 314-322页

作者：胡丹阳张欢宿宝巍张娅璐王永宏纪佳辰杨洁高超南京大学地理与海洋科学学院南京210023 南京师范大学海洋科学与工程学院南京210023

土壤发育和土地利用过程中土壤碳库的分配动态是揭示碳循环过程的关键.为了明晰土壤碳库分配及其变化趋势,在长江下游沿江平原典型区建立土壤围垦时间序列(围垦0、60、160、280、1000和1500 a),对不同土地利用方式下表层土壤有机碳(SOC... 详细信息

土壤发育和土地利用过程中土壤碳库的分配动态是揭示碳循环过程的关键.为了明晰土壤碳库分配及其变化趋势,在长江下游沿江平原典型区建立土壤围垦时间序列(围垦0、60、160、280、1000和1500 a),对不同土地利用方式下表层土壤有机碳(SOC)、无机碳(SIC)、颗粒态(POC)和矿物结合态有机碳(MAOC)的含量、密度及土壤固碳潜力(CSP)等指标进行测定和估算.结果表明,围垦1500 a后,由长江冲积物母质发育的SOC含量经过围垦初期的下降后上升4.9%,而SIC经过快速的淋失,含量已由初期占总碳含量的25.8%普遍降至0.2%.MAOC含量总体上高于POC,对SOC积累贡献率达48.0%~79.7%.区内有机碳密度(SOCD)占总碳密度的57.4%~100%,土壤碳饱和水平(CSL)为18.6%~56.1%,水旱轮作的CSP相较于光滩增长了20.8%.碳氮比和全氮含量是解释土壤碳积累过程的关键因素,围垦年限对评价土壤碳饱和水平有重要作用.沿江平原区土壤经长期利用后必须注重保持养分平衡,以维持土壤生产能力并促进SOC积累,避免土壤固碳能力下降.

关键词：有机碳无机碳颗粒态有机碳矿物结合态有机碳土壤时间序列土地利用

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基于分数阶小波变换的电力系统谐波检测方法

中国电机工程学报 2024年第3期44卷 872-879,I0002页

作者：窦嘉炜杨小煜杨晓忠华北电力大学数理学院北京市昌平区102206 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

针对稳态和暂态谐波检测易受噪声干扰的问题,提出一种基于分数阶小波变换(fractional wavelet transform,FRWT)的电力系统谐波检测方法。首先,通过快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)检测出各频谱的频率,根据频率确定分解层数... 详细信息

针对稳态和暂态谐波检测易受噪声干扰的问题,提出一种基于分数阶小波变换(fractional wavelet transform,FRWT)的电力系统谐波检测方法。首先,通过快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)检测出各频谱的频率,根据频率确定分解层数;其次,利用FRWT对信号进行分解和重构,实现基波与各次谐波分量的分离;最后,对各次谐波分量进行Hilbert变换(Hilbert transform,HT),获取各次谐波分量的频率和幅值检测结果以及暂态扰动的起止时刻。对多种谐波信号的仿真试验结果表明,FRWT方法可以有效实现对含噪信号中稳态和暂态谐波的检测,即使信噪比较低也能保证各项结果的检测精度,证明FRWT方法是检测谐波的一种有效新方法。

关键词：分数阶小波变换小波变换 Hilbert变换谐波检测仿真试验

基于可见光谱特征波长提取和分类算法的柑橘黄龙病快检研究

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光谱学与光谱分析 2024年第6期44卷 1518-1525页

作者：邱鸿霖刘天元孔丽丽于新娜王贤达黄梅珍上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240 福建省农业科学院果树研究所福建福州350013 上海工程技术大学数理与统计学院上海201620

柑橘黄龙病(HLB)是由亚洲韧皮杆菌引起的一种严重病害,目前无法根治。其防控具有重要意义和经济价值。当前利用健康和患病叶片的光谱差异对其进行诊断显示了良好的应用前景。因患病叶片在叶绿素反射区及O—H伸缩振动区的可见光谱与健康... 详细信息

柑橘黄龙病(HLB)是由亚洲韧皮杆菌引起的一种严重病害,目前无法根治。其防控具有重要意义和经济价值。当前利用健康和患病叶片的光谱差异对其进行诊断显示了良好的应用前景。因患病叶片在叶绿素反射区及O—H伸缩振动区的可见光谱与健康叶片存在显著差异,而可见光谱检测在采集和数据处理方面具有成本低、简便的优势,研究可见光谱的黄龙病快速检测方法具有可行性和重要意义。为了减少光谱数据冗余和计算量,实现精准的黄龙病的早期鉴别以及降低黄龙病相似病症的误诊率,采集了黄龙病患病地区共160个叶片样本。经qPCR测定分别将其分类标定为健康、轻度疾病、重度疾病和缺镁症四类。根据叶片样本在可见光波段450~800 nm的反射光谱特征,通过S-G平滑以及降采样等预处理光谱数据后,为了优选出尽可能囊括光谱特征信息的特征波长,分别使用遗传算法(GA)、连续投影算法(SPA)以及竞争自适应重加权采样法(CARS)对采集到的可见光谱数据进行特征波长提取和降维优选出特征波长,进一步降低模型复杂度,提高预测精度。综合泛化能力及检测速度的考量,在定性判别分析模型的选择中采用训练速度快,分析准确率高的最小二乘支持向量机(LS-SVM)以及随机森林(RF)对两种变量筛选算法降维后的数据进行分类判别。通过对不同的模型的验证优选,筛选出最佳的快检方案。对比发现,在建立的模型中,SPA-RF模型与其他模型比较,对于训练集和测试集的判别准确率分别达到了100%和97.5%。结果表明,连续投影算法以及随机森林的组合分类模型可以很好地实现黄龙病早期的病理鉴别,同时也能够很好地识别出黄龙病病叶与其他相似病症的差异,为柑橘黄龙病快速检测及防治提供了一种方法依据。

关键词：可见反射光谱特征波长连续投影算法随机森林黄龙病检测

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双目面结构光三重扫描测量系统温漂补偿方法

红外与激光工程 2024年第1期53卷 213-224页

作者：杨濠铭孙子杰孙岩标邾继贵天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室天津300072 北京卫星制造厂有限公司北京100094

双目面结构光三重扫描是在条纹投影双目视觉重建的基础上,追加左、右相机与投影仪构成的单目视觉系统重建点云,在反光和凹凸起伏等表面测量应用上具有更好的点云完整性优势。但由于环境温度变化影响,投影仪产生较大温度漂移,导致双目重... 详细信息

双目面结构光三重扫描是在条纹投影双目视觉重建的基础上,追加左、右相机与投影仪构成的单目视觉系统重建点云,在反光和凹凸起伏等表面测量应用上具有更好的点云完整性优势。但由于环境温度变化影响,投影仪产生较大温度漂移,导致双目重建点云与单目重建点云发生“分层”现象。为此,文中提出了一种基于正交条纹投影的三重扫描系统温漂在线补偿方法,通过投影仪投射正交条纹来构建双目重建点在投影仪图像中准确的映射关系,并基于双目重建点在投影仪图像中的重投影误差最小化目标函数来求解温漂补偿后的投影仪最优外参数。最后,以金属球和汽车零件作为被测对象进行实验验证,在不依靠标定板等先验信息及繁琐标定流程基础上,所提在线快速补偿方法可以使得双目点云与单目点云温漂量分别减小78.2%和94.3%,极大减轻了温度变化对于三重扫描点云数据拼接影响。

关键词：三重扫描投影仪正交条纹温漂补偿

一种基于超粒子引导的自适应知识迁移多任务差分进化算法

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控制与决策 2024年第1期39卷 26-38页

作者：孙倩王磊徐庆征夏坤李薇西安理工大学陕西省网络计算与安全技术重点实验室西安710048 陕西理工大学陕西省工业自动化重点实验室陕西汉中723001 国防科技大学信息通信学院武汉430035

针对传统多任务优化算法(MTEA)存在负向知识迁移、迁移算子效率低下等问题,提出一种基于超粒子引导的自适应知识迁移的多任务差分进化算法(SAKT_MFDE).首先,通过任务之间的相似程度自适应地调节任务之间的交配概率,增大任务之间的正向迁... 详细信息

针对传统多任务优化算法(MTEA)存在负向知识迁移、迁移算子效率低下等问题,提出一种基于超粒子引导的自适应知识迁移的多任务差分进化算法(SAKT_MFDE).首先,通过任务之间的相似程度自适应地调节任务之间的交配概率,增大任务之间的正向迁移;其次,利用超粒子引导算法的搜索方向,进一步提升算法整体的优化效率;最后,通过多任务基准函数进行仿真实验来评价改进算法的寻优性能.实验结果表明,所提出算法可以有效规避任务之间的负向迁移,提高相似度较低的任务组的优化性能.

关键词：多任务进化算法知识迁移超粒子