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基于多标记深度森林算法的冷鲜羊肉新鲜度无损检测方法

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 580-587页

作者：徐子洋姜新华白洁张文婧李靖内蒙古农业大学计算与信息工程学院内蒙古呼和浩特010018 内蒙古自治区农牧业大数据研究与应用重点实验室内蒙古呼和浩特010018

羊肉新鲜程度受多种因素影响,其检测一般要从感官性状、分解的理化产物和微生物繁殖程度等方面进行。然而基于单一指标的羊肉新鲜度检测局限性大,适用性低,很难综合评价羊肉新鲜程度,而且传统检测方法操作复杂,效率低,不能满足日常实际... 详细信息

羊肉新鲜程度受多种因素影响,其检测一般要从感官性状、分解的理化产物和微生物繁殖程度等方面进行。然而基于单一指标的羊肉新鲜度检测局限性大,适用性低,很难综合评价羊肉新鲜程度,而且传统检测方法操作复杂,效率低,不能满足日常实际需求。高光谱成像技术作为一种快速、无损、高效的检测技术,可以有效地获取冷鲜羊肉腐败过程中表面、内部组成和理化变化信息。提出一种基于改进深度森林算法的冷鲜羊肉新鲜度评价模型,增加特征筛选挖掘与多个评价指标相关的光谱信息,同时增加层增长控制有效防止模型过拟合。采集了0~14天4℃贮藏环境中羊肉样本的400~1000 nm高光谱数据,采用实验室方法测定了样本的挥发性盐基氮(TVB-N)、pH值、菌落总数(TAC)和大肠菌群近似数(ANC)指标值。选择感兴趣区域提取光谱数据,通过S-G平滑滤波法和多元散射校正法对原始光谱数据进行预处理,利用连续投影法提取了18个特征波段。将数据集按照3∶1划分为训练集和测试集;利用本文提出的改进深度森林算法建立新鲜度等级分类模型。结果表明,新鲜度等级分类总体精度为0.9857,并利用hamming loss、one-error、ranking loss和marco-AUC四种多标记度量指标评价模型性能,分别为0.0257、0.0143、0.0142和0.9986,均优于传统多标记分类算法也表明,该多指标新鲜度评价模型可用于羊肉新鲜度的快速无损检测,改善了单一新鲜度检测指标模型分类的局限性,为后续高光谱成像技术的多指标无损检测提供了方法。

关键词：高光谱冷鲜羊肉新鲜度多标记分类深度森林

不同施氮水平对油莎豆农田土壤养分表观平衡和块茎产量的影响

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干旱区研究 2024年第1期41卷 71-79页

作者：曹秭琦路战远任永峰赵小庆王建国侯智慧韩云飞王登云尚学燕段锐内蒙古农牧业科学院内蒙古呼和浩特010018 内蒙古巴彦淖尔市磴口县农牧业技术推广中心内蒙古巴彦淖尔015200

研究不同施氮水平下沙质土壤油莎豆(Cyperus esculentus)土壤养分表观平衡及块茎产量,为沙质土壤油莎豆科学施氮提供理论依据。以油莎豆品种“中油莎1号”为研究对象,分别设置0 kg·hm^(-2)(N0)、75 kg·hm^(-2)(N1)、150 kg·hm^(-2)(... 详细信息

研究不同施氮水平下沙质土壤油莎豆(Cyperus esculentus)土壤养分表观平衡及块茎产量,为沙质土壤油莎豆科学施氮提供理论依据。以油莎豆品种“中油莎1号”为研究对象,分别设置0 kg·hm^(-2)(N0)、75 kg·hm^(-2)(N1)、150 kg·hm^(-2)(N2)、225 kg·hm^(-2)(N3)4个施氮水平。分析4个施氮水平对油莎豆农艺性状、土壤表观养分平衡及块茎产量的影响。结果表明:随着施氮量增加,两地油莎豆茎蘖数、株高、单片叶面积等均有增加,但过高的施氮量会造成油莎豆地上部徒长,导致产量下降;施氮量为150 kg·hm^(-2)(N2),油莎豆最大根长、根体积等农艺性状最优,油莎豆整株干重及块茎产量均最高,块茎鲜产可达到9298.87~10336.06 kg·hm^(-2);两地氮素表观盈余率在0 kg·hm^(-2)(N0)和75 kg·hm^(-2)(N1)水平下均为负值,150 kg·hm^(-2)(N2)和225 kg·hm^(-2)(N3)水平下均为正值,表明两地氮素均在N2水平即施氮量为150 kg·hm^(-2)时达到氮素平衡状态。冗余分析也表明油莎豆茎蘖数、最大根长、根体积、氮携出量是驱动油莎豆干物质及块茎产量形成的主要因素。因此在北方沙质土壤条件下,N素施入量为150 kg·hm^(-2)时,可促进油莎豆对养分的吸收、维持土壤表观养分平衡,有利于油莎豆良好的生长发育和产量的提高。

关键词：油莎豆施氮水平农艺性状块茎产量土壤养分表观平衡

金属氧化物和分子筛在CO_(2)环加成中的研究进展

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精细化工 2024年第6期41卷 1184-1194页

作者：魏永健李媖孙映晖许瞳梁海欧白杰内蒙古工业大学化工学院内蒙古呼和浩特010051 内蒙古自治区工业催化重点实验室内蒙古呼和浩特010051

CO_(2)是主要的温室气体,也是廉价、无毒且可再生的碳一资源,将CO_(2)转化为有价值的精细化学品,可有效减缓气候变化、助力实现碳中和。CO_(2)与环氧化物的环加成反应具有高原子经济性、高选择性、低污染等优点,其产物环状碳酸酯可作为... 详细信息

CO_(2)是主要的温室气体,也是廉价、无毒且可再生的碳一资源,将CO_(2)转化为有价值的精细化学品,可有效减缓气候变化、助力实现碳中和。CO_(2)与环氧化物的环加成反应具有高原子经济性、高选择性、低污染等优点,其产物环状碳酸酯可作为锂离子电池电解质、聚合物材料前体以及精细化学品中间体,应用前景广阔。氧化物因具有结构多样、可调性强等优点,其作为催化剂应用于CO_(2)与环氧化物环加成反应中引起了广泛的关注。该文综述了2种典型且成本低廉、易于规模化生产的氧化物——金属氧化物与分子筛催化CO_(2)与环氧化物的环加成反应的研究进展,重点分析了反应机理以及催化剂的应用。提出了金属氧化物和分子筛在CO_(2)环加成中存在的问题,指出今后的研究重点是高性能无助剂的非均相催化剂的开发以及催化机理的探究。

关键词：二氧化碳环加成反应环状碳酸酯金属氧化物分子筛

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不同浸水率煤矸石浸水复干氧化特性研究

煤炭科学技术 2024年第S01期52卷 107-115页

作者：周琛鸿李绪萍张靖任晓鹏姚佳楠李直李天宇内蒙古科技大学矿业与煤炭学院内蒙古包头014010 内蒙古大学生态与环境学院内蒙古呼和浩特010021

露天堆积的煤矸石受雨水浸泡发生变化,在不同降水量区域表现出具有差异性的自燃倾向。为了研究水分对煤矸石氧化自燃的作用和影响,采用内蒙古棋盘井地区易自燃中高硫煤矸石进行研究。首先,对煤矸石进行不同浸水率(0、15%、30%、50%、10... 详细信息

露天堆积的煤矸石受雨水浸泡发生变化,在不同降水量区域表现出具有差异性的自燃倾向。为了研究水分对煤矸石氧化自燃的作用和影响,采用内蒙古棋盘井地区易自燃中高硫煤矸石进行研究。首先,对煤矸石进行不同浸水率(0、15%、30%、50%、100%)的浸泡试验,浸泡45 d后对煤矸石进行自然风干;将干燥后的矸石样品放入自制程序升温试验炉进行升温试验(升温速率设置为3℃/min,升温范围设置为30~390℃),使用集气袋收集煤矸石在各阶段温度点的气体(以每升高15℃为1个阶段),最后将采集气体通入GC-4000A型气相色谱仪。通过对比煤矸石在不同浸水率处理后的O_(2)消耗及CO、CH_(4)、C_(2)H_(4)、C_(2)H_(6)等指标气体生成的体积分数变化,结果表明:煤矸石在浸水率为15%时的低温氧化特性最佳,CO、CH_(4)、C_(2)H_(4)、C_(2)H_(6)等指标气体初始生成温度最低,当温度在390℃时产生各类指标气体体积分数最大;当浸水率超过50%时,在水分的溶解作用下,煤矸石中大量可燃物质被水分携带逸散,导致该浸水率煤矸石升温至390℃时生成的各类指标气体体积分数显著降低,甚至低于未经过浸水复干处理的对照试验组;煤矸石在水分的浸泡作用下,生成各类指标气体的初始温度点均降低约15℃。

关键词：水浸干燥煤矸石氧化自燃程序升温指标气体

冷等离子体灭菌技术在乳制品中的应用研究进展

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食品科学 2024年第11期45卷 314-322页

作者：齐格其朱俊邓浩国张海旭日花内蒙古大学生命科学学院内蒙古呼和浩特010070 内蒙古大学物理科学与技术学院内蒙古呼和浩特010021 内蒙古工业大学理学院内蒙古呼和浩特010051

冷等离子体(或非热等离子体)是在近几年获得普及的非热加工技术之一,有望作为一种快速的非热杀菌技术应用于乳制品加工领域。然而未经优化的冷等离子体工艺可能会导致食品品质下降,如脂质氧化和异味产生。因此,本文就冷等离子体灭菌技... 详细信息

冷等离子体(或非热等离子体)是在近几年获得普及的非热加工技术之一,有望作为一种快速的非热杀菌技术应用于乳制品加工领域。然而未经优化的冷等离子体工艺可能会导致食品品质下降,如脂质氧化和异味产生。因此,本文就冷等离子体灭菌技术的分类、灭菌机理以及对乳制品的影响等方面进行综述,旨在为冷等离子体灭菌技术在乳制品灭菌工艺中的应用提供理论支持。未来的冷等离子体研究需要在考虑灭活微生物的同时兼顾食品质量影响和消费者的感官接受度。

关键词：冷等离子体灭菌乳制品

光谱技术用于泥炭甲烷发酵残渣腐植酸的影响研究

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光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 1025-1030页

作者：路亚楠马力通李丽萍李冉冉邓雅卉内蒙古科技大学化学与化工学院内蒙古包头014010 生物煤化工综合利用内蒙古自治区工程研究中心内蒙古包头014010 内蒙古科技大学低阶煤炭碳中和实验室内蒙古包头014010

生物甲烷化可能是泥炭低碳转化最有利的方法,为探索泥炭甲烷发酵残渣再利用提取腐植酸,实现泥炭甲烷发酵耦合腐植酸提取新工艺,需要解析碱液对甲烷发酵残渣腐植酸得率、纯度、结构的影响。以草本泥炭为原料,先进行氢氧化钠预处理再甲烷... 详细信息

生物甲烷化可能是泥炭低碳转化最有利的方法,为探索泥炭甲烷发酵残渣再利用提取腐植酸,实现泥炭甲烷发酵耦合腐植酸提取新工艺,需要解析碱液对甲烷发酵残渣腐植酸得率、纯度、结构的影响。以草本泥炭为原料,先进行氢氧化钠预处理再甲烷发酵,残渣采用碱溶酸析法提取腐植酸,分别采用氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂和焦磷酸钠萃取,对得到的腐植酸样品进行产率、纯度分析和紫外-可见光谱、红外光谱、荧光光谱表征。结果表明,不同萃取剂萃取、氢氧化钠预处理甲烷发酵均对泥炭腐植酸产率、纯度、结构有明显影响。氢氧化锂萃取氢氧化钠预处理甲烷发酵与对照组残渣腐植酸产率、纯度均最高,产率分别达43.59%、41.07%、纯度分别是70.4%、70.6%。焦磷酸钠萃取泥炭腐植酸中羟基、甲基、亚甲基、醚键含量较多,芳构化程度较低;氢氧化钠萃取泥炭腐植酸酮、醛、羧酸和苯环等结构含量丰富,芳构化程度较高。氢氧化钠预处理甲烷发酵残渣腐植酸羟基、甲基、亚甲基、醚键含量均降低,羰基、苯环含量较高,芳构化程度增大。甲烷发酵残渣提取泥炭腐植酸的变化特征研究表明,氢氧化钠预处理甲烷发酵对碱溶酸析法提取泥炭腐植酸的结构有明显影响,泥炭甲烷发酵残渣再利用提取腐植酸工艺可行。

关键词：泥炭残渣再利用腐植酸甲烷发酵碱液

贝氏体钢时效处理富Cu团簇析出特点及其第一性原理计算

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材料导报 2024年第14期38卷 232-238页

作者：杨劼任慧平王海燕高雪云刘宗昌内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010

研究低碳贝氏体钢(15Cr12CuSiMoMn)时效处理过程中富Cu团簇的析出演变特点,并基于第一性原理计算,采用特殊准随机结构(Special quasirandom structures,SQS)、Solid-State Nudged Elastic Band(SSNEB)方法构建Fe-Cu二元体系的无序固溶体结构模型,模拟计算相变能量路径,分析并表征析出相析出演变规律与模拟计算之间的相互联系。结果表明,实验钢在指定温度(500℃)进行时效热处理,时效处理各阶段实验钢中弥散析出约2.6~53 nm的富Cu团簇,以共格、非共格状态存在于基体中,经模拟计算,BCC-Cu向9R-Cu转变过程中需在开始阶段克服8.9 meV的能垒,之后从9R-Cu向孪晶FCC-Cu+9R-Cu结构转变过程中需要克服4.9 meV的能垒,非稳态BCC富Cu团簇与稳定态的FCC Cu之间具有0.14 eV/atom的形成能差,当Cu含量超过21.6%(原子分数)后,富Cu团簇从BCC结构不断向稳定的纯FCC-Cu结构演变。从能量角度分析了富Cu团簇析出倾向,解释了富Cu团簇的析出惯序,有利于优化贝氏体组织,为含Cu贝氏体沉淀钢的深入研究及相关领域的开发拓展提供理论参考依据。

关键词： 15Cr12CuSiMoMn钢富Cu团簇时效处理结构转变

数控车床主轴热误差SHO–LSTM预测建模

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工程科学与技术 2024年第2期56卷 277-288页

作者：陈庚郭世杰丁强强苏哲唐术锋内蒙古工业大学机械工程学院内蒙古呼和浩特010051 内蒙古自治区特殊服役机器人重点实验室内蒙古呼和浩特010051

在高精度加工过程中,数控机床主轴误差对加工精度的影响较为严重。数控机床热误差占总误差比例高达40%~70%,是主要的误差源之一。为了提高热误差预测的精度,本文提出一种使用海马优化算法(SHO)优化时序预测网络(LSTM)的精密车床主轴热... 详细信息

在高精度加工过程中,数控机床主轴误差对加工精度的影响较为严重。数控机床热误差占总误差比例高达40%~70%,是主要的误差源之一。为了提高热误差预测的精度,本文提出一种使用海马优化算法(SHO)优化时序预测网络(LSTM)的精密车床主轴热误差预测建模方法。首先,利用羚羊优化算法(GOA)对模糊C均值聚类(FCM)的模糊矩阵常数、最大迭代次数、迭代终止条件进行优化并结合皮尔逊(Person)、斯皮尔曼(Spearman)和肯德尔(Kendall)相关分析方法优化温度测点,使用手肘法确定最优分组规模,根据DB(Davies–Bouldin)、BWP(Bregman Within–class Projection)和Silhouette(Silhouette coefficient)聚类评估指标评估温度测点聚类效果。其次,以车床主轴五点法获取的热误差数据和优化后的温度数据作为输入,使用海马优化算法(SHO)对时序预测网络(LSTM)的隐含层节点、全连接层节点、学习率、L2正则化常数进行优化,并使用S折交叉试验方法确定最优分组规模,建立主轴热误差SHO–LSTM预测模型。再次,在不同转速下对构建的热误差模型对基于平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)和平均绝对百分比误差(MAPE)的预测效果进行评估。最后,在CKA6163A型车床上进行实例验证,使用五点法进行测量辨识,同时测量主轴附近的温度。结果表明:本文所提出的温度测点优化算法相比未优化的模糊C均值聚类(FCM)的DB指标降低了89.00%,BWP和Silhouette分别提高了59.00%和8.17%,优化后的聚类算法可有效降低温度测点间的共线性,提高预测模型的预测效率。本文所提出的海马优化算法(SHO)优化时序预测网络(LSTM)与未优化的时序预测网络(LSTM)相比,均方根误差降低了42%,表明海马优化算法(SHO)可以提高时序预测网络(LSTM)的准确性;与天鹰(AO)优化卷积神经网络(CNN)、反向传播神经网络(BP)相比,本文所提出的预测网络的均方根误差分别降低了3%、57%,SHO–LSTM主轴热误差预测模型的鲁棒性和准确性更高。

关键词：数控机床主轴热误差 GOA-FCM算法热误差预测 SHO-LSTM网络

稀土对含铜钢等温时效过程硬度与显微组织演变的影响

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中国稀土学报 2024年第2期42卷 315-321,I0005页

作者：魏慧慧王海燕高雪云智建国张羊换内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010 内蒙古包钢钢联股份有限公司内蒙古自治区稀土钢产品研发企业重点实验室内蒙古包头014010

对不同含量La含铜HSLA钢进行900℃淬火、550℃等温时效热处理,利用光学显微镜、场发射扫描电镜和透射电镜观察组织及析出相形貌,结合硬度测试结果,探索其硬度变化趋势及显微组织演变规律,并讨论了La对试验钢硬度、显微组织及析出相的影... 详细信息

对不同含量La含铜HSLA钢进行900℃淬火、550℃等温时效热处理,利用光学显微镜、场发射扫描电镜和透射电镜观察组织及析出相形貌,结合硬度测试结果,探索其硬度变化趋势及显微组织演变规律,并讨论了La对试验钢硬度、显微组织及析出相的影响。结果表明,随着时效时间的延长,试验钢的硬度先增大后减小;试验钢的硬度随La含量的增加先增大后减小,添加0.005%La可以显著提高试验钢的硬度。试验钢淬火组织为马氏体和贝氏体混合物,等温时效后组织为回火马氏体;La可以显著细化板条结构。未添加稀土的试验钢中富Cu析出相弥散分布在基体上,添加稀土的试验钢中富Cu析出相主要在位错及板条界面处析出。试验钢的最终硬度由显微组织及富铜析出相协同决定。

关键词：稀土La 含铜钢等温时效硬度显微组织