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转炉烟气与炉口火焰光谱特征的相关性分析及应用

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现代电子技术 2025年第2期 162-168页

作者：张瑞成刘永龙韩阳华北理工大学电气工程学院华北理工大学冶金与能源学院

针对转炉烟气存在干扰性和滞后性的问题，利用与其同源产生的光谱信息，修正烟道安装环境对系统数据采集的扰动，研究转炉烟气的光谱分析新技术。为探究两者之间的相关性，首先利用多重分形理论对光谱数据的能量值、连续谱峰值、离散谱... 详细信息

针对转炉烟气存在干扰性和滞后性的问题，利用与其同源产生的光谱信息，修正烟道安装环境对系统数据采集的扰动，研究转炉烟气的光谱分析新技术。为探究两者之间的相关性，首先利用多重分形理论对光谱数据的能量值、连续谱峰值、离散谱峰值比和炉气数据的变化率特征进行运算，求取四者之间的关联性；然后使用粒子群算法优化支持向量机预测模型（PSO-SVM），以光谱数据的能量值、连续谱峰值和离散谱峰值比作为输入，以炉气数据的变化率特征作为输出，进行预测实验。结果表明：能量值、连续谱峰值等4个指标的多重分形谱最大值均接近于1.011 492，谱宽均接近于0.000 014 476，且实验曲线对称性相同，表明多重分形谱具有极强的自相似性和复杂性；同时，预测模型实验结果差异性的均方误差为0.012 5。

关键词：转炉烟气火焰光谱光谱特征分析相关性分析多重分形 PSO-SVM

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Cu-Fe合金凝固过程中结构变化研究

原子与分子物理学报 2025年第6期42卷 183-192页

作者：王旭锋张真豪高绪锋金雅璇张寒雨李运刚华北理工大学冶金与能源学院唐山063210

采用分子动力学模拟方法研究了Cu_(100-X)Fe_(X)(X=1%、3%、5%)合金在冷却速率为2×10^(10)K/s条件下合金凝固过程.研究表明,Fe含量为1%时,随着合金温度的降低Fe原子始终保持均匀分布的状态,未出现Fe原子聚集现象,晶体结构是以FCC为主... 详细信息

采用分子动力学模拟方法研究了Cu_(100-X)Fe_(X)(X=1%、3%、5%)合金在冷却速率为2×10^(10)K/s条件下合金凝固过程.研究表明,Fe含量为1%时,随着合金温度的降低Fe原子始终保持均匀分布的状态,未出现Fe原子聚集现象,晶体结构是以FCC为主的Cu基体,Fe原子以固溶形式存在于基体中.Fe含量为3%时,随着合金温度的降低Fe原子有聚集趋势,但BCC晶体结构占比较小,晶体结构仍是以FCC为主的Cu基体.Fe含量为5%,随着合金温度的降低Fe原子发生明显聚集,最终形成以FCC、HCP晶体类型为主镶嵌Fe原子的Cu基体.研究了Fe团簇的形成过程,结果表明,Fe团簇的形成、长大是一个连续的过程,该过程受形核生长机制控制,不同阶段形成Fe团簇的大小和数量受Fe-Fe原子相互作用力、Fe原子的扩散能力以及Fe团簇与Cu基体间的界面能三个因素共同影响.

关键词： Cu-Fe合金快速凝固晶体结构 Fe团簇

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中锰Fe-Mn-Al-C钢强化机制研究进展与Q&P处理应用展望

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中国冶金 2025年

作者：马涛霍力图董鑫平张宏博李运刚华北理工大学冶金与能源学院华北理工大学钢铁碳中和学院唐山钢铁集团有限责任公司

轻量化是解决汽车行业大气污染，实现“碳中和、碳达峰”的重要途径。锰质量分数为3%～12%的中锰Fe-Mn-Al-C钢因密度低、力学性能优良，且具备显著的低成本和生产加工优势，在汽车结构材料领域具有广阔应用前景。基于国内外研究现状系... 详细信息

轻量化是解决汽车行业大气污染，实现“碳中和、碳达峰”的重要途径。锰质量分数为3%～12%的中锰Fe-Mn-Al-C钢因密度低、力学性能优良，且具备显著的低成本和生产加工优势，在汽车结构材料领域具有广阔应用前景。基于国内外研究现状系统介绍了中锰Fe-Mn-Al-C低密度钢的强化机制，总结了不同热处理工艺条件对中锰低密度钢力学性能和变形过程中残余奥氏体稳定性的影响和作用机理。结合研究现状指出目前中锰低密度钢力学性能较传统汽车用钢仍有差距，尚难满足整车应用需求。聚焦发展历史和研究现状归纳了淬火-配分工艺的特点，分析了淬火-配分钢的强化机制，从加热温度、淬火温度、配分温度、配分时间的角度探讨了影响中锰钢力学性能的因素。基于当前中锰Fe-Mn-Al-C低密度钢性能提升的需求并结合其元素组成和微观组织形貌特性，指出了通过淬火-配分工艺可增加中锰Fe-Mn-Al-C低密度钢中残余奥氏体体积分数和稳定性，进而实现力学性能提升。未来需要关注的研究方向，一是如何设计合理的Q&P工艺参数避免钢中粗大的κ-碳化物析出，二是中锰低密度钢中κ-碳化物强化与TRIP效应之间是否存在多元强化机制的协同作用需探究，最后是Q&P处理是否会通过影响原始奥氏体晶粒尺寸大小等进而改变相变过程中马氏体组织的不均匀性，以及不同马氏体亚结构特性对残余奥氏体形核位点和形貌特征的作用规律也需要进一步研究，为该工艺在生产中的普及和优化改进提供参考。

关键词： Fe-Mn-Al-C 中锰淬火-配分 TRIP效应残余奥氏体稳定性

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基于双流特征融合的肺结节图像分割网络

现代电子技术 2025年第1期48卷 1-7页

作者：郝胜男庞建华华北理工大学人工智能学院河北唐山063210

为了提高对肺结节的准确分割,文中提出一种CSF-UNet的双骨干网络特征提取方法。使用两种不同侧重的骨干网络并行提取图像特征,通过利用ConvNeXt网络提取局部特征,并结合Swin Transformer网络提取全局特征来提升模型的特征提取能力。提... 详细信息

为了提高对肺结节的准确分割,文中提出一种CSF-UNet的双骨干网络特征提取方法。使用两种不同侧重的骨干网络并行提取图像特征,通过利用ConvNeXt网络提取局部特征,并结合Swin Transformer网络提取全局特征来提升模型的特征提取能力。提出了一种自适应大核融合模块,有效地融合两种不同规格的特征,通过串联两个大核卷积获得更大的感受野和动态选择机制来突出重要的空间区域。在SPPF中融合了ECA通道注意力和密集链接,提出了ESPP模块以进一步挖掘双骨干网络提取的高级语义信息,使网络更加关注重要的特征通道。在LIDC数据集上的实验结果表明,提出的模型在3个指标上优于基本UNet模型以及最近几年其他研究团队提出的针对该数据集的分割网络。最终,CSF-UNet模型实现了78.1%的IoU、87.71%的DSC、87.19%的敏感度和88.23%的精确度。这些结果表明,该模型在肺结节分割方面表现出良好的性能,对医生进行早期肺结节诊断具有重要的临床意义和应用价值。

关键词：肺结节 Transformer ConvNeXt 注意力机制计算机视觉双骨干网络

g-C3N4材料的改性策略促进光催化析氢的研究进展

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化工新型材料 2025年

作者：英博刘利华北理工大学化学工程学院

g-C3N4适宜的能带结构、稳定的理化性质及简单的制备方法被广泛应用于光催化制氢领域。g-C3N4材料在光催化反应过程中，存在光生电荷转移阻力大、光生载流子利用率低以及表面氧化还原活性位点不足等问题。对g-C3N4材料进行改性研究提升... 详细信息

g-C3N4适宜的能带结构、稳定的理化性质及简单的制备方法被广泛应用于光催化制氢领域。g-C3N4材料在光催化反应过程中，存在光生电荷转移阻力大、光生载流子利用率低以及表面氧化还原活性位点不足等问题。对g-C3N4材料进行改性研究提升其光催化性能一直是该领域的研究热点。从元素掺杂、构建异质结以及负载助催化剂三方面的改性策略对g-C3N4材料进行综述，并列举近年来基于g-C3N4材料的研究进展。

关键词： g-C N 光催化剂析氢改性策略

改进YOLOv8n的无人机航拍图像检测算法

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电光与控制 2025年第1期32卷 34-40,67页

作者：梁秀满贾梓涵刘振东于海峰李然华北理工大学电气工程学院河北唐山063000

针对无人机航拍图像中目标小、尺度变化大和背景干扰等因素导致检测精度低、定位不准确的问题,提出一种改进YOLOv8n的无人机航拍图像目标检测算法。首先改进C2f模块,利用可变形卷积(DCN)替换其Bottleneck中的卷积以适应航拍图像中物体... 详细信息

针对无人机航拍图像中目标小、尺度变化大和背景干扰等因素导致检测精度低、定位不准确的问题,提出一种改进YOLOv8n的无人机航拍图像目标检测算法。首先改进C2f模块,利用可变形卷积(DCN)替换其Bottleneck中的卷积以适应航拍图像中物体的形变和尺度变化,同时,在主干网络引入LSK注意力机制,实现动态调整空间感受野,从而在特征提取阶段更灵活地适应不同目标对背景信息需求的差异;然后改进颈部网络,增加一个较浅的检测层并移除大目标检测层,使网络能更有效地捕获小目标的特征以提升检测精度;最后引入WIoU损失函数,使模型更加关注低质量样本,得到更高的检测精度。在VisDrone2019数据集上进行对比实验和消融实验,mAP_(50)值较基线算法模型提升了5.2个百分点,参数量减少了20%,检测速度(FPS)达到87帧/s,能够满足实时性的检测需求。与主流算法进行对比实验,所提算法表现优于目前的主流算法。在DOTA数据集上进行泛化实验,mAP_(50)值提升了1.7个百分点,证明所提算法具有通用性。

关键词：无人机图像 YOLOv8n 注意力机制可变形卷积 WIoU

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基于改进YOLOv8的红外船舶检测

电光与控制 2025年第1期32卷 61-67页

作者：王海群魏培旭解浩龙左嘉炜华北理工大学电气工程学院河北唐山063000

针对现有红外船舶检测算法检测精度低和实时性不足问题,提出一种基于改进YOLOv8的红外船舶检测算法。首先,将设计的MCA机制引入到YOLOv8的主干网络,增强主干网络的多尺度特征提取能力;其次,对YOLOv8的检测头进行共享参数和重参数化设计... 详细信息

针对现有红外船舶检测算法检测精度低和实时性不足问题,提出一种基于改进YOLOv8的红外船舶检测算法。首先,将设计的MCA机制引入到YOLOv8的主干网络,增强主干网络的多尺度特征提取能力;其次,对YOLOv8的检测头进行共享参数和重参数化设计,以此提升检测头的检测效率;然后,使用BiFPN结构改进YOLOv8的颈部网络,利用双向信息流和可学习权重加强网络的特征表达能力;最后,使用Faster Block对YOLOv8的C2f模块进行改进,保持精度的同时减少参数量,提升算法的检测速度。该算法在红外船舶数据集上测试,mAP值达到了93.1%,相比较原算法提高了2.5个百分点,参数量比原算法减少了32.6%。实验结果表明,改进后的算法比原算法有了较大提升,证明了改进算法的有效性。

关键词：红外船舶检测 YOLOv8 注意力机制 BiFPN

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基于颜色线模型和多尺度融合的水下图像增强

控制与决策 2025年第1期40卷 162-169页

作者：梁秀满赵治刚于海峰刘振东李鑫滨华北理工大学电气工程学院燕山大学电气工程学院

针对水下图像出现蓝绿色偏、雾化和噪声等问题,提出一种基于颜色线模型和多尺度融合的水下图像增强算法.首先,设计一种局部自适应颜色校正方法对退化图像进行预处理,提高图像颜色线拟合效果并降低图像色偏的程度;然后,构建一种利用颜色... 详细信息

针对水下图像出现蓝绿色偏、雾化和噪声等问题,提出一种基于颜色线模型和多尺度融合的水下图像增强算法.首先,设计一种局部自适应颜色校正方法对退化图像进行预处理,提高图像颜色线拟合效果并降低图像色偏的程度;然后,构建一种利用颜色线和背景光矢量求解偏置来估计透射率的凸优化算法,求得准确的模型参数来恢复图像实现图像去雾;接着,将预处理后的图像利用白平衡算法来补偿颜色的深度选择性吸收所造成的偏色,将白平衡处理后的图像分别利用伽玛校正和基于颜色线约束的噪声抑制算法进行处理,分别得到提高全局对比度和抑制噪声的图像;最后,对去雾、对比度增强和低噪声图像进行多尺度融合,得到特征丰富的水下增强图像.实验结果表明:所提出方法能够有效解决水下图像的色偏、雾化和噪声现象;相对于各对比算法,在水下彩色图像质量评价指标和峰值信噪比上分别提高了18.37%和42.16%,更好地保留了水下图像的颜色并降低了图像噪声.

关键词：水下图像增强颜色线模型多尺度融合颜色校正凸优化噪声抑制

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基于YOLO提示与ICT-ViT的PCB缺陷高效分割技术研究

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激光与光电子学进展 2025年

作者：孙铁强于洪健张灿袁一东孙奥然华北理工大学人工智能学院中国矿业大学信息与控制工程学院

针对PCB缺陷完整轮廓难以界定，且易受板材背景影响，导致图像缺陷形状和尺寸难以分割的问题，提出一种基于改进MobileSAMv2高效提取缺陷板中缺陷形态的方法。首先，引入YOLO目标检测技术提供模型准确的掩码信息，解决歧义性问题，进而... 详细信息

针对PCB缺陷完整轮廓难以界定，且易受板材背景影响，导致图像缺陷形状和尺寸难以分割的问题，提出一种基于改进MobileSAMv2高效提取缺陷板中缺陷形态的方法。首先，引入YOLO目标检测技术提供模型准确的掩码信息，解决歧义性问题，进而优化分割性能。其次，利用特征融合技术构建一个融合输入、局部CNN和全局ViT的特征转换器网络ICT-ViT，通过牺牲部分参数量换取整体性能的提升，以适应硬件加速的特性。最后，通过对掩码解码器参数的微调，进一步提高分割速度和精度。实验结果表明，调参区间超过40%时，模型精度下降明显，优化后的模型在PKU-Market-PCB数据集上进行了测试，在保持m Io U为0.976和m Score为0.889的同时实现了毫秒级的推理速度，且在小目标缺陷轮廓分割上仍有不错的性能，不仅满足了高效率处理任务的需求，还确保了处理结果的准确性。

关键词： PCB 图像分割缺陷提取 MobileSAMv2 参数微调