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基于太赫兹光谱数据融合实现多组分橡胶添加剂的定量检测

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中国激光 2024年第5期51卷 260-268页

作者：殷贤华陈慧聪张活桂林电子科技大学电子工程与自动化学院广西桂林541004 广西自动检测技术与仪器重点实验室广西桂林541004

橡胶添加剂含量是判断橡胶质量好坏的一个重要标志。现有的检测方法不能满足橡胶中添加剂快速、准确、无损的检测需求,而且当检测对象为多组分混合物时,混合物的吸收光谱会出现重叠和失真现象,从而导致预测结果不准确。针对此问题,本文... 详细信息

橡胶添加剂含量是判断橡胶质量好坏的一个重要标志。现有的检测方法不能满足橡胶中添加剂快速、准确、无损的检测需求,而且当检测对象为多组分混合物时,混合物的吸收光谱会出现重叠和失真现象,从而导致预测结果不准确。针对此问题,本文提出了一种基于太赫兹时域光谱结合化学计量学方法、数据融合的定量分析方法。以丁腈橡胶、白炭黑、氧化锌、防老剂H和防老剂MB制成五组分混合物并将其作为实验样品,利用太赫兹时域光谱系统获取并计算了五组分混合物在0.3~1.6 THz范围内的吸收光谱,然后通过求一阶导数的方式获得样品的导数光谱数据。低层数据融合直接将吸收光谱数据与导数光谱融合;中层数据融合将蒙特卡罗无信息变量消除法和连续投影算法进行特征提取后的变量进行融合;高层数据融合使用多元线性回归法进行融合。基于蒙特卡罗无信息变量消除法的中层数据融合的预测精度高于单一光谱的预测精度,而且预测性能最好。研究结果表明,太赫兹光谱结合支持向量回归、数据融合的方法可以实现多组分混合物中防老剂MB的快速、准确、无损检测,对于促进橡胶工业的快速发展具有十分重要的意义。

关键词：光谱学橡胶及添加剂多组分混合物太赫兹光谱定量检测数据融合

基于混合信号多域特征和Transformer的干扰识别

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系统工程与电子技术 2024年第6期46卷 2138-2145页

作者：阳鹏飞何羚王茜王睿笛张明志电子科技大学航空航天学院四川成都611731 飞行器集群智能感知与协同控制四川省重点实验室四川成都611731

针对无线通信信道易受到蓄意射频信号干扰问题,提出了一种从混合信号中识别干扰类型的方法。通过改进经典Transformer结构,形成新型网络模型Multidomain-former,以提取多域特征和识别信号干扰类型。首先,通过特定的序列划分机制对输入... 详细信息

针对无线通信信道易受到蓄意射频信号干扰问题,提出了一种从混合信号中识别干扰类型的方法。通过改进经典Transformer结构,形成新型网络模型Multidomain-former,以提取多域特征和识别信号干扰类型。首先,通过特定的序列划分机制对输入频谱进行预处理,并通过线性嵌入和位置编码保留原始顺序特征;其次,设计了逆傅氏变换和傅氏变换结合的编码模块,使Multidomain-former能同时提取频域和时域特征。使用通用仪器和收发天线搭建了无线收发信道,在不同干信比条件下对混合信号频谱进行采集,得到训练集和测试集。干扰对比实验通过所提Multidomain-former网络模型完成,并将经典的Transformer结构和其他常见的深度学习模型与所提网络模型进行了对比。对比实验结果表明,在干信比小于10 dB时,所提模型性能相较于经典Transformer在识别正确率方面有2%~3%的提升;在干信比等于-5 dB时,所提模型以最少参数量和次低计算复杂度获得了比另外5种基准网络高3.0%~9.3%的识别率。

关键词：混合信号多域特征提取干扰识别 Transformer 干信比

四川某铜矿选冶渣综合理化特性及环境污染特性评价

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环境化学 2024年第2期43卷 475-486页

作者：张维傅开彬王磊谌书姚俊廖飞魏浪西南科技大学环境与资源学院固体废物实验室绵阳621010 西南科技大学成都创新研究院成都610000 中石化地球物理有限公司南方分公司成都610000 中国地质大学水资源与环境学院北京100083

针对铜矿选冶渣组成复杂、环境特性不清和治理修复难度大等问题,采用矿物解离分析仪(MLA)、X射线光电子能谱仪(XPS)和同步热分析仪-傅里叶变换红外气相色谱质谱联用仪(STA-FTIR-GCMS)等分析测试仪器研究铜矿选冶渣的综合理化特性;运用... 详细信息

针对铜矿选冶渣组成复杂、环境特性不清和治理修复难度大等问题,采用矿物解离分析仪(MLA)、X射线光电子能谱仪(XPS)和同步热分析仪-傅里叶变换红外气相色谱质谱联用仪(STA-FTIR-GCMS)等分析测试仪器研究铜矿选冶渣的综合理化特性;运用毒性浸出程序(TCLP)、改进的三步提取(BCR)、风险评估编码(RAC)和次生相与原生相比值(RSP)等方法研究铜矿选冶渣的环境污染特性.结果表明,铜矿选冶渣多呈团聚状,体积平均粒径为54.18μm,主要含铁橄榄石(75.33%)、磁铁矿(12.15%)、黑云母等物相.硫酸硝酸法测得的铜矿选冶渣Cr、Cu、Zn和Pb浓度未超过《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》规定的危废限值,该铜矿选冶渣为一类一般工业固体废物.RAC法和RSP法评价结果表明,Cu是铜矿选冶渣的主要防治对象,Fe、Zn、Pb是铜矿选冶渣的次要防治对象.研究结果为铜矿选冶渣的安全处理和处置提供了基础数据.

关键词：铜矿选冶渣综合理化特性环境污染特性风险评估编码法(RAC) 次生相与原生相比值法(RSP)

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冷轧钢表面与内部缺陷检测研究

中国光学（中英文） 2024年第4期17卷 823-833页

作者：陈名渝谢玥辰吕雄涛郭建荣贾国军许志鹏王狮凌项震刘东浙江大学光电科学与工程学院极端光学技术与仪器全国重点实验室浙江杭州310027 浙江大学杭州国际科创中心浙江杭州311200 浙江东南新材科技有限公司浙江杭州311222 宁波钢铁有限公司技术中心浙江宁波315807 中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018

为实现冷轧钢缺陷的全面检测,针对其表面和内部缺陷检测展开研究。对于表面缺陷检测,提出采用双侧线光源照明方案,并与常规线光源照明方案进行对比。对于内部缺陷检测,从检测分辨率和缺陷边缘特征两方面分析X射线、超声以及红外热波成... 详细信息

为实现冷轧钢缺陷的全面检测,针对其表面和内部缺陷检测展开研究。对于表面缺陷检测,提出采用双侧线光源照明方案,并与常规线光源照明方案进行对比。对于内部缺陷检测,从检测分辨率和缺陷边缘特征两方面分析X射线、超声以及红外热波成像等金属内部检测技术的适用性。经实验验证,双侧线光源照明不仅可以使YOLOv5目标检测算法总体平均精度mAP:0.5达到90.16%,相比线光源照明提升了15.46%,还可优化模型分类和提高训练效率。X射线和超声波检测法可检测直径为0.25 mm的盲孔,而红外热波成像技术则可有效识别出直径为1 mm的盲孔。在缺陷边缘特征评估中,X射线检测法的最小盲孔边缘灰度差值为145,超声波为89,红外热波成像为30。本研究提出了一种冷轧钢表面缺陷检测的改进方案,并为内部缺陷检测提供了思路。

关键词：冷轧钢缺陷检测表面缺陷内部缺陷双侧线光源照明

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吊舱组合导航系统弹性杆臂误差补偿方法

北京航空航天大学学报 2024年

作者：王海鹏刘海娜王振东缪存孝张贺叶文北京科技大学机械工程学院北京航天控制仪器研究所航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司中国计量科学研究院

针对机载光电吊舱受迫振动和框架角动态变化引起的动态弹性杆臂效应问题，提出了一种补偿弹性多杆臂误差的组合导航滤波方法。通过分析吊舱受迫振动的主要形式，建立吊舱线振动和角振动的动力学模型及由吊舱振动引起的弹性外杆臂模型；... 详细信息

针对机载光电吊舱受迫振动和框架角动态变化引起的动态弹性杆臂效应问题，提出了一种补偿弹性多杆臂误差的组合导航滤波方法。通过分析吊舱受迫振动的主要形式，建立吊舱线振动和角振动的动力学模型及由吊舱振动引起的弹性外杆臂模型；在多杆臂误差模型的基础上，对吊舱振动引起的速度、位置误差及振动角误差进行推导，分别建立弹性外杆臂误差模型和振动角误差模型，并将其引入到状态向量中，通过对不同机动状态下的系统状态向量进行可观测度分析，得到各状态向量可观测的充分条件，为规划机动方案提供了基于可观测度的自适应调整依据。仿真实验结果表明：弹性多杆臂误差补偿后，相较于刚性杆臂误差补偿后速度误差的均方根误差最大减少了73.4％，位置误差的均方根误差最大减少了77.4％，有效提升了吊舱组合导航精度。

关键词：光电吊舱受迫振动杆臂误差卡尔曼滤波可观测度分析

面向油品参数快速计量的高精度傅里叶近红外光谱仪

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计量学报 2024年第1期45卷 103-111页

作者：方旭刘欣李琪舒慧张正东程真英李瑞君合肥工业大学仪器科学与光电工程学院测量理论与精密仪器安徽省重点实验室安徽合肥230009 中国计量科学研究院北京100029

针对油品现场检测中实时性和准确度的需要,研制了一种面向油品参数快速计量的高精度傅里叶近红外光谱仪。该光谱仪采用相干长度扩增方法,可快速定位有效信号;通过驱动采集控制系统对傅里叶近红外检测光路进行100 nm等间隔的干涉调制,最... 详细信息

针对油品现场检测中实时性和准确度的需要,研制了一种面向油品参数快速计量的高精度傅里叶近红外光谱仪。该光谱仪采用相干长度扩增方法,可快速定位有效信号;通过驱动采集控制系统对傅里叶近红外检测光路进行100 nm等间隔的干涉调制,最终由傅里叶逆变换解析出的吸收光谱分辨力可达3.25 cm^(-1)。用该光谱仪对汽油样品进行质量检测的结果表明:该光谱仪可在短时间内对汽油中5种物质含量进行快速计量,其最大体积误差不超过0.7%,可以满足油品参数现场计量的需求,对市场中成品油质量的监管具有重要意义。

关键词：油品参数测量近红外光谱仪傅里叶逆变换汽油相干长度扩增法

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湖北省大型仪器共享平台建设现状及难点探究

实验室研究与探索 2024年第4期43卷 215-219,246页

作者：邹飘魏志欢严霜操媛武汉科技大学医学部武汉430081 武汉科技大学化学与化工学院武汉430081 湖北省计量测试技术研究院流量所武汉430223

大型仪器是进行科学研究、促进科技创新的必要条件,近年来政府大幅增加预算购置大型仪器。通过对湖北省研究发现,省内大型仪器总量尚可,但地方财政中科学技术支出相较于湖北省整体科研实力还有一定差距,且存在大型仪器市域分布差异大、... 详细信息

大型仪器是进行科学研究、促进科技创新的必要条件,近年来政府大幅增加预算购置大型仪器。通过对湖北省研究发现,省内大型仪器总量尚可,但地方财政中科学技术支出相较于湖北省整体科研实力还有一定差距,且存在大型仪器市域分布差异大、资源结构与产业发展关联度不强等问题。此外,通过对湖北省现有大型仪器共享平台调研发现,大型仪器运行效率不高、平台建设不规范、管理人员短缺及平台CNAS/CMA认证率较低等突出问题,针对上述问题,从刺激内需、平台规范化建设、增强人员激励力度、加快市场化运营等多个方面给出建议,希望通过一系列创新型举措,能有效促进大型仪器共享平台健康、快速发展。

关键词：湖北省大型仪器共享平台资源调研

三自由度精密检测平台结构设计及Workbench响应面优化

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工具技术 2024年第2期58卷 136-140页

作者：李梦涛吴国新王爱军何学军北京信息科技大学机电系统测控北京市重点实验室北京长城计量测试技术研究所

孔径测量仪是测量环规直径或量块端度的常用仪器,三自由度精密检测平台是孔径测量仪机械部分的核心,可以稳定支撑待测物,并能进行手动独立调节,满足孔径测量要求。对三自由度精密检测平台进行结构设计,使其满足y向平移、M_(z)偏转、M_(y... 详细信息

孔径测量仪是测量环规直径或量块端度的常用仪器,三自由度精密检测平台是孔径测量仪机械部分的核心,可以稳定支撑待测物,并能进行手动独立调节,满足孔径测量要求。对三自由度精密检测平台进行结构设计,使其满足y向平移、M_(z)偏转、M_(y)倾斜三个自由度的调节。从SolidWorks建立的三自由度精密检测平台装配体中取出底层板三维模型,化简后导入ANSYS Workbench中进行静力学分析,得到其变形云图和应力云图。为降低平台的变形量,在ANSYS中对底层版进行响应面优化分析。响应面优化分析选用中心复合实验设计,设计变量为底板厚度和三个弹簧立柱的支撑力,响应为变形量,得到25组实验点。根据实验结果,利用Kriging插值法建立了底板的响应面模型,并对各相关设计变量进行了敏感度分析。使用多目标遗传算法完成了底板的优化设计,与原始设计的结构方案相比,平台的变形量减少20.1%。

关键词：检测平台结构设计响应面优化 SolidWorks ANSYS

基于四维张量特征分解的风电机组轴承故障缺失数据恢复方法研究

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计量学报 2024年第5期45卷 738-746页

作者：时培明孙航璇许学方韩东颖燕山大学河北省测试计量技术及仪器重点实验室河北秦皇岛066004 燕山大学车辆与能源学院河北秦皇岛066004

针对风电机组轴承故障信息采集过程中数据缺失导致故障类型无法识别问题,提出了一种基于四维张量模型特征分解恢复缺失数据的方法。首先,基于转速、时窗、经验模态分解和时间4个维度构建四维张量;其次,通过加权优化算法实现张量填充,修... 详细信息

针对风电机组轴承故障信息采集过程中数据缺失导致故障类型无法识别问题,提出了一种基于四维张量模型特征分解恢复缺失数据的方法。首先,基于转速、时窗、经验模态分解和时间4个维度构建四维张量;其次,通过加权优化算法实现张量填充,修补故障数据的缺失值;然后,对张量进行Tucker分解得到核心张量及因子矩阵;最后,基于梯度优化算法进行迭代优化得到最终核心张量及因子矩阵,并利用二者对四维张量进行重构得到恢复数据。采用实验数据和实际数据来验证提出方法的有效性和可靠性。结果表明:两组恢复数据的RMSE值分别为0.3169和0.0291,远小于4种对比方法的RMSE值。利用双稳态随机共振对2组恢复数据进行故障特征提取,信噪比显著提高,分别为-13.2647和-15.5212,进一步验证提出方法的准确性。

关键词：信息采集数据恢复轴承故障诊断张量分解缺失值数据特征提取振动测量风电机组

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