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基于近红外光谱技术的空苞山核桃快速识别

中国食品学报 2024年第2期24卷 292-302页

作者：俞储泽翁定康曹烁森孙通浙江农林大学光机电工程学院杭州311300

空苞山核桃是指果实没有种仁或者发育受阻的山核桃,严重影响山核桃产品品质。为实现空苞山核桃的快速无损识别,利用2种近红外检测装置在200~1160 nm波长范围采集带壳山核桃样本的光谱,采用8种预处理方法进行光谱预处理,利用竞争自适应... 详细信息

空苞山核桃是指果实没有种仁或者发育受阻的山核桃,严重影响山核桃产品品质。为实现空苞山核桃的快速无损识别,利用2种近红外检测装置在200~1160 nm波长范围采集带壳山核桃样本的光谱,采用8种预处理方法进行光谱预处理,利用竞争自适应重加权采样(CARS)方法筛选空苞山核桃的特征波长变量,最后应用线性判别分析(LDA)、二次判别分析(QDA)和马氏距离判别分析(MDA)建立空苞和正常山核桃的分类模型。结果表明,使用检测装置1所建立的空苞山核桃分类模型性能优于检测装置2的分类模型,经多元散射校正(MSC)预处理后建立的分类模型的识别结果最好,LDA、QDA及MDA模型的特异性、敏感性和正确率均为1,优于其它预处理方法建立的分类模型。经CARS变量筛选后,建模所用的光谱变量数目大大减少,有效简化了分类模型,而模型性能仍与全波长模型性能持平。本文为空苞山核桃的快速、无损识别提供了一种可行的方法。

关键词：山核桃近红外光谱空苞竞争自适应重加权采样

蓝光激发的KMgF_(3)∶Cr^(3+)/Ni^(2+)基透明微晶玻璃超宽带近红外发光

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发光学报 2024年第7期45卷 1134-1144页

作者：赖俊欢陈龙刘雪云宁波大学高等技术研究院浙江宁波315211 宁波海洋研究院浙江宁波315832

近红外光谱技术在食品科学、信息安全、生物医疗等重大国计民生领域的应用对近红外光源提出了越来越高的要求。研发具有高效超宽带发射的近红外光源因此成为一项重要且迫切的研究课题。本文采用熔融淬火法在氟硅酸盐玻璃体系SiO_(2)-K_(... 详细信息

近红外光谱技术在食品科学、信息安全、生物医疗等重大国计民生领域的应用对近红外光源提出了越来越高的要求。研发具有高效超宽带发射的近红外光源因此成为一项重要且迫切的研究课题。本文采用熔融淬火法在氟硅酸盐玻璃体系SiO_(2)-K_(2)CO_(3)-KF·2H_(2)O-MgF_(2)中成功析出了钙钛矿型KMgF_(3)纳米晶体。通过改变玻璃组分和热处理温度可以调控氟化物纳米晶相的析出,得到析晶和透明度最佳的微晶玻璃样品。玻璃中KMgF_(3)纳米晶体为Cr^(3+)和Ni^(2+)提供了稳定的八面体配位和低声子能量发光环境,在450 nm蓝光激发下,基于Cr^(3+)到Ni^(2+)的能量传递实现了Cr^(3+)(700~1200 nm)和Ni^(2+)(1400~1700 nm)双宽带近红外发射,并且双宽带近红外发光强度随离子掺杂浓度而可调变化。荧光光谱和荧光衰减曲线表征证明了Cr^(3+)到Ni^(2+)的能量传递过程,对应的能量传递效率为52.2%,能量传递机制为电子偶极-四极相互作用。研究结果不仅可以为系统掌握透明光学材料的超宽带发光规律提供基础数据,同时有助于设计开发低成本、高效率的近红外宽带光源。

关键词：微晶玻璃,氟化物纳米晶体,宽带近红外发光 Cr^(3+)和Ni^(2+)

花岗岩石粉对机制砂混凝土基本性能及气体渗透特性的影响

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复合材料学报 2024年第7期41卷 3704-3715页

作者：周翱翔张云升钱如胜苗改霞薛翠真张宇乔宏霞兰州理工大学土木工程学院兰州730050 浙江工业大学建筑工程学院杭州310014

采用花岗岩石粉等质量(0%~32%)替代部分水泥制备机制砂混凝土,应用等温量热、压汞、准稳态气体渗透等方法测试机制砂混凝土的水泥水化热、孔隙结构、力学强度及气体渗透性能,结合灰色关联分析建立不同龄期(28天~130天)石粉-机制砂混凝... 详细信息

采用花岗岩石粉等质量(0%~32%)替代部分水泥制备机制砂混凝土,应用等温量热、压汞、准稳态气体渗透等方法测试机制砂混凝土的水泥水化热、孔隙结构、力学强度及气体渗透性能,结合灰色关联分析建立不同龄期(28天~130天)石粉-机制砂混凝土气体渗透特性与孔隙特征之间关系。结果表明:机制砂混凝土中掺入适量石粉可减缓水化放热、改善孔隙结构、提高抗压强度及降低气体渗透系数;8%石粉掺量机制砂混凝土的抗压强度最高、气体渗透系数最低,其灰色关联分析表明有效孔隙率和小于100 nm孔隙对气体渗透性影响最显著。

关键词：花岗岩石粉机制砂混凝土孔隙特征气体渗透性灰色关联分析

垂向振动对电弧增材制造碳钢的形貌、组织及性能的影响

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机械工程学报 2024年第11期60卷 342-352页

作者：石学智蔡成恒李振华浙江海洋大学海洋工程装备学院舟山316022

为探究电弧增材制造技术上舰制造的可行性,将电弧增材制造设备置于振动平台上,并利用正弦振动模拟舰船振动环境,进行ER50-6碳钢沉积实验,研究大型舰船常见的振动范围(频率为5~25 Hz)内,垂向振动对电弧增材制造设备振动特性及成形件形貌... 详细信息

为探究电弧增材制造技术上舰制造的可行性,将电弧增材制造设备置于振动平台上,并利用正弦振动模拟舰船振动环境,进行ER50-6碳钢沉积实验,研究大型舰船常见的振动范围(频率为5~25 Hz)内,垂向振动对电弧增材制造设备振动特性及成形件形貌、组织和性能的影响。研究结果表明,受到外部垂向振动的影响,电弧增材制造设备的焊枪和基板会发生差异性地振动,从而导致成形过程中电弧和熔池不稳定、熔滴发生偏离、传热凝固行为改变,使得电弧增材制造成形件的形貌、组织和性能发生变化。无振动成形试样平均晶粒尺寸为7.46μm,抗拉强度、下屈服强度和延伸率分别为495 MPa、370 MPa和29.87%;与之相比,不同振动工况下成形试样的平均晶粒尺寸在5.71μm到8.53μm之间,抗拉强度490~500 MPa,屈服强度370~385 MPa,延伸率29.17%~34.57%,所有顺利成形的试样均能满足性能要求;但有些振动会导致成形件外观形貌恶化甚至无法顺利成形,从而达不到生产制造要求,这是未来实现电弧增材制造上舰制造需解决的最大难题。

关键词：舰船电弧增材制造振动碳钢形貌性能

基于三维扫描的带肋钢筋-混凝土界面黏结失效精细有限元分析

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工程力学 2024年第S1期41卷 215-221页

作者：杨犇章子华周春恒王轩张振文宁波大学土木工程与地理环境学院宁波315211

钢筋与混凝土之间良好的界面黏结性能是二者协同工作的基础,对钢筋混凝土结构承载和安全极其重要。为了研究钢筋与混凝土之间的非线性黏结失效机理,考虑钢筋与混凝土之间的摩擦力和机械咬合力,以及月牙肋的表面特征,采用三维扫描的方式... 详细信息

钢筋与混凝土之间良好的界面黏结性能是二者协同工作的基础,对钢筋混凝土结构承载和安全极其重要。为了研究钢筋与混凝土之间的非线性黏结失效机理,考虑钢筋与混凝土之间的摩擦力和机械咬合力,以及月牙肋的表面特征,采用三维扫描的方式建立了带肋钢筋-混凝土三维精细有限元模型,并通过拔出试验对比验证了数值模型的准确性。在此基础上,研究了钢筋-混凝土界面黏结-滑移行为与破坏机理,讨论了该文所提方法的优势。结果表明:界面黏结强度随混凝土强度增大而线性增大;钢筋直径的增大会导致界面黏结强度逐渐减小,并导致试件破坏模式的改变;数值模拟结果与试验结果吻合较好,说明采用三维扫描建立的数值模型可以准确模拟筋材与混凝土之间的黏结失效行为,进而从细观层面上揭示界面黏结失效机理。

关键词：带肋钢筋混凝土黏结破坏三维扫描数值模拟

性能维持的增广可行域Tube鲁棒经济模型预测控制

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控制与决策 2024年第2期39卷 536-544页

作者：何德峰李能卓黄原驰韩平浙江工业大学信息工程学院杭州310023

针对未知但有界扰动作用下的约束线性系统,提出一种性能维持的增广可行域Tube经济模型预测控制(tube economic model predictive control, TEMPC)策略.首先考虑经济性能优化目标和鲁棒稳定控制目标,构造TEMPC优化问题的隐式收缩约束,并... 详细信息

针对未知但有界扰动作用下的约束线性系统,提出一种性能维持的增广可行域Tube经济模型预测控制(tube economic model predictive control, TEMPC)策略.首先考虑经济性能优化目标和鲁棒稳定控制目标,构造TEMPC优化问题的隐式收缩约束,并对系统状态和控制约束进行紧缩Tube设计,给出增广可行域优化问题的数学描述;然后,引入线性分解增广名义终端状态和终端罚函数,扩大优化问题的初始可行域,在此基础上应用终端“三要素”和收缩原理,建立TEMPC策略的递推可行性和闭环系统关于最优经济平衡点有界稳定性的充分性条件,进而证明闭环性能在原初始可行域上的不变性;最后,通过对比仿真结果验证所提出策略的有效性和优越性.

关键词：模型预测控制不确定线性系统鲁棒稳定性经济优化可行域

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基于TDLAS的近红外甲烷高灵敏检测技术

光子学报 2024年第3期53卷 243-250页

作者：刘海芹徐睿王振翔赵天琦赵春柳石岩陈亮中国计量大学光学与电子科技学院杭州310018 中国计量大学国家市场监管重点实验室(光传感与图像计量) 杭州310018

为增强甲烷气体检测技术的气体吸收率,提高检测灵敏度,利用可调谐二极管激光吸收光谱技术,采用中心波长为1 653.7 nm的分布反馈激光器作为光源,研制了有效光程为14.5 m的Herriott型气体吸收池,并采用波长调制光谱法进行甲烷气体浓度检... 详细信息

为增强甲烷气体检测技术的气体吸收率,提高检测灵敏度,利用可调谐二极管激光吸收光谱技术,采用中心波长为1 653.7 nm的分布反馈激光器作为光源,研制了有效光程为14.5 m的Herriott型气体吸收池,并采用波长调制光谱法进行甲烷气体浓度检测。结果表明,二次谐波峰值信号与甲烷气体浓度成较强的线性关系,线性度为0.998 52,检测下限为4.82 ppm;初始积分时间为1 s时的Allan方差为6.37 ppm;积分时间到112 s时,Allan方差为427 ppb,检测灵敏度为4.27×10^(-7)。

关键词：可调谐二极管激光吸收光谱甲烷气体检测波长调制法高灵敏 Herriott腔

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微小液体流量校准技术

化工进展 2024年第2期43卷 579-585页

作者：侯立凯范旭包福兵中国计量大学浙江省流量计量技术研究重点实验室浙江杭州310018 中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018

微小液体被广泛应用于微反应器中,具有传热传质效率高、高通量、集成化、方便控制等优势,微小液体流量计可以实现对样品的精确控制,但在极低流量下(μL/min乃至nL/min),微小液体流量计存在计量基标准不完善、校准难度大等问题。本文综... 详细信息

微小液体被广泛应用于微反应器中,具有传热传质效率高、高通量、集成化、方便控制等优势,微小液体流量计可以实现对样品的精确控制,但在极低流量下(μL/min乃至nL/min),微小液体流量计存在计量基标准不完善、校准难度大等问题。本文综述了目前在微小液体流量计量领域所采用的几种校准技术,主要包括质量法和体积法,并根据现有的研究给出了这些技术目前所能达到的校准范围和不确定度。分析表明,现有的质量法微小液体流量校准技术在应用于微小液体时仍具有不足,需要进一步研究多种作用机制的影响;体积法微小液体流量校准技术有多种实现方式,虽然目前仍处于探索阶段,但在未来有望成为更具有研究前景的一种方法。最后,结合微小液体流量计量技术的发展和先进测量体系的建设,展望了微小液体流量计量的发展前景。

关键词：微反应器微流体学测量校准技术

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压电纤维致动柔性结构的仿鱼体波振动特性及流场分布研究

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中国机械工程 2024年第3期35卷 405-413页

作者：温志伟娄军强陈特欢崔玉国魏燕定李国平宁波大学机械工程与力学学院宁波315211 浙江大学机械工程学院杭州310058

提出利用压电纤维(MFC)致动柔性结构的二阶振动模态来模仿鲹科鱼类的鱼体波运动。基于假设模态法求解智能柔性结构的前三阶振型,实验测得水下柔性结构的二阶振型,验证了智能柔性结构的二阶振型逼近鲹科鲈鱼的鱼体波。采用计算流体动力学... 详细信息

提出利用压电纤维(MFC)致动柔性结构的二阶振动模态来模仿鲹科鱼类的鱼体波运动。基于假设模态法求解智能柔性结构的前三阶振型,实验测得水下柔性结构的二阶振型,验证了智能柔性结构的二阶振型逼近鲹科鲈鱼的鱼体波。采用计算流体动力学(CFD)分析了柔性结构周围流线及压力分布情况,结果表明:二阶振动行为下,柔性结构节点前后流线方向相反;两侧流场始终存在两组高、低压集中区域,且节点前后的压力集中区域分布相反;柔性结构两侧始终存在正压梯度,其中向前的压力分量为柔性结构提供持续的推进力,而节点前后压力分量产生的侧向力方向相反,部分抵消,增强了柔性结构的侧向稳定性。研究结果为水下仿生推进器的设计和性能分析提供了重要参考。

关键词：水下柔性结构仿鱼体波振动压电纤维流场分布特性计算流体动力学