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用于刑侦检测的日盲紫外折衍混合变焦光学系统设计

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光学学报 2024年第4期44卷 273-282页

作者：宋逸辰唐玉凤赖涛袁沛琦丁骁炜毛珊赵建林西北工业大学物理科学与技术学院光场调控与信息感知工业和信息化部重点实验室陕西省光信息技术重点实验室陕西西安710129

基于ARTCAM-407UV-WOM型紫外探测器,结合光学系统成像性能要求和光学元件成像特性,提出一种基于Qcon非球面和衍射表面的日盲紫外折衍混合变焦光学系统设计方法。所设计的系统仅由5块透镜组成,采用氟化钙和熔融石英两种材料,工作波段为0.... 详细信息

基于ARTCAM-407UV-WOM型紫外探测器,结合光学系统成像性能要求和光学元件成像特性,提出一种基于Qcon非球面和衍射表面的日盲紫外折衍混合变焦光学系统设计方法。所设计的系统仅由5块透镜组成,采用氟化钙和熔融石英两种材料,工作波段为0.24~0.27μm,连续变焦范围为40~100 mm。分析结果显示,该系统在整个变焦范围内,奈奎斯特空间频率在11 lp/mm处的调制传递函数值均高于0.7,全视场畸变小于0.06%,表明该设计方法能够满足日盲紫外连续变焦系统结构简单、体积小、像质优良、像面稳定等设计和刑侦检测使用要求,对此类光学系统的设计具有一定借鉴意义。

关键词：光学设计混合光学系统 Q型非球面日盲紫外光变焦光学系统

微塑料和菲对土壤化学性质、酶活性及微生物群落的影响

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环境科学 2024年第1期45卷 496-507页

作者：刘沙沙秦建桥吴贤格肇庆学院环境与化学工程学院广东省环境健康与资源利用重点实验室肇庆526061

微塑料和多环芳烃(PAHs)因在土壤环境中广泛存在及其潜在生态风险而受到越来越多的关注.然而,关于微塑料-PAHs复合污染对土壤生态系统的影响鲜有报道.选用聚乙烯(PE)/聚丙烯(PP)和菲(PHE)作为微塑料和PAHs的代表,进行为期300d的微宇宙... 详细信息

微塑料和多环芳烃(PAHs)因在土壤环境中广泛存在及其潜在生态风险而受到越来越多的关注.然而,关于微塑料-PAHs复合污染对土壤生态系统的影响鲜有报道.选用聚乙烯(PE)/聚丙烯(PP)和菲(PHE)作为微塑料和PAHs的代表,进行为期300d的微宇宙培养实验,利用土壤农业化学分析方法和16S扩增子测序技术研究PE/PP和PHE的单一和复合污染对土壤化学特性、酶活性和微生物群落(数量、结构、功能)的影响,分析PE/PP和PHE存在下土壤性质、酶活性和菌群的互作关系.结果表明,PE/PP和PHE的单一和复合污染对土壤pH值、有效磷(AP)和微生物(细菌、放线菌、霉菌)数量没有产生明显影响,但显著提高了荧光素二乙酸酯酶(FDAse)活性;PE、PP、PHE-PE和PHE-PP的添加显著增加了土壤有机质(SOM)含量和脲酶活性,PHE、PHEPE和PHE-PP显著增强了脱氢酶和磷酸酶活性及速效氮(AN)含量;PHE的添加对微生物群落影响不大,PE、PP、PHE-PE和PHE-PP对群落产生了一定的影响.PE/PP和PHE能够促进微生物产生能量、生长和繁殖,加快污染物的代谢/降解和细胞膜转运等功能.PE/PP和PHE引起的AN和SOM变化是影响土壤酶活性的关键因子,AN、AP和pH的改变是微生物数量增加的主要原因;微生物群落结构的改变与土壤化学性质、酶活性具有一定的相关性,其中SOM对菌群的影响达到了显著水平,土壤中不同碳源(PE/PP和PHE)的存在及菌与菌之间的互作关系也会影响微生物群落的组成.综上,PE/PP和PHE通过改变土壤化学性质、酶活性和微生物群落及其互作过程来促进菌群适应污染物胁迫.

关键词：微塑料菲(PHE) 土壤性质酶活性微生物群落

不同配体修饰的UiO-66-X/ZnIn_(2)S_(4)(X=H、NH_(2)、(OH)_(2)、Br)负载型催化剂的光催化性能研究

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功能材料 2024年第1期55卷 1193-1202页

作者：李佳欣王金乔安家君王磊王旭东陕西省膜分离研究院陕西省膜分离重点实验室陕西省环工重点实验室西安建筑科技大学环境与市政工程学院西安710000

通过水热法制备了不同配体修饰的UiO-66-X/ZnIn_(2)S_(4)(X=H、NH_(2)、(OH)_(2)、Br)负载型光催化剂,并采用傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱仪、光致发光光谱仪和电化学工作站对样品进行表征,分... 详细信息

通过水热法制备了不同配体修饰的UiO-66-X/ZnIn_(2)S_(4)(X=H、NH_(2)、(OH)_(2)、Br)负载型光催化剂,并采用傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱仪、光致发光光谱仪和电化学工作站对样品进行表征,分析了不同配体修饰方案对UiO-66-X/ZnIn_(2)S_(4)光催化性能的影响。以罗丹明B(RhB)和甲基橙(MO)溶液为目标污染物,探究不同修饰基团的电子效应对复合材料吸附性能和光催化性能的影响。结果表明:配体修饰后的ZU-(OH)_(2)/GF对阳离子染料RhB的吸附效率最好,在30 min时吸附效率为46.8%,反之,所有修饰后的复合材料对阴离子染料MO的吸附性能均低于未修饰的复合材料。在模拟太阳光照射下,所有复合材料经过配体修饰后的光催化性能都得到明显提升,其中ZU-(OH)_(2)/GF在150 min后对RhB的降解率高达99.0%。经过连续5次循环后,对RhB的去除率均保持在98%以上。这归因于配体修饰可以有效增强复合材料的光吸收性能,其中给电子基团还可以使复合材料活性中心的电子云密度增大,有效促进光生电子-空穴的分离和转移。

关键词：配体修饰负载型催化剂光催化电子效应复合材料

采空区煤自燃高温点识别与探测技术研究与展望

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煤炭学报 2024年第2期49卷 885-901页

作者：邓军王津睿任帅京王彩萍屈高阳马砺西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054 陕西省煤火灾害防治重点实验室陕西西安710054

我国因采煤活动造成的采空区总量大、范围广,针对采空区煤自燃高温点的有效识别与探测是煤矿安全生产的重要保障。从采空区煤自燃发生过程、高温点的形成运移特点概述了采空区高温点的生成演化特性,为采空区煤自燃高温点的有效识别与探... 详细信息

我国因采煤活动造成的采空区总量大、范围广,针对采空区煤自燃高温点的有效识别与探测是煤矿安全生产的重要保障。从采空区煤自燃发生过程、高温点的形成运移特点概述了采空区高温点的生成演化特性,为采空区煤自燃高温点的有效识别与探测提供基础理论支撑。围绕地下直探技术、地表及空天探测技术的基本原理、研究进展以及现场实际应用效果,从可靠性、稳定性等方面进行多元比较,剖析现有煤自燃高温点识别探测技术的适用性。针对探测中存在的实际难点,拓展分析了矿井声波温度信息探测、基于量子技术的热源探测、毫米雷达波探测技术等新兴技术的研究现状和应用潜力,进一步推动采空区隐蔽火源精细化探测技术发展创新。通过对现有技术的综合性研判及新兴技术的前瞻性思考,展望了煤自燃隐蔽火源探测技术的未来发展趋势,结合当前物探技术和多元信息融合理论的发展趋势,提出了采空区高温点动态运移智能可视化系统构想,从“空-天-地-孔”的综合化分时分区多维探测模式应用、“特征获取-场景仿真规划-动态决策”逐级时空演化数字孪生模型两方面阐述了矿井开采全生命周期平台建设的现实意义。通过该构想的逐步实施,为实现采空区隐蔽火源的高效识别预测和矿井智能化建设提供新的决策思路。

关键词：识别探测煤自燃高温点采空区数字孪生矿井

基于格拉姆角场的分布式光纤振动信号识别技术

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中国激光 2024年第5期51卷 88-98页

作者：李俊姚瑞煦任美莹张家瑞张訢炜马天西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054 陕西省煤火灾害防治重点实验室陕西西安710054

针对天然气管道沿线威胁事件的实时识别问题,笔者提出了一种基于瑞利光时域反射分布式光纤振动监测系统和深度学习网络的方法。首先,利用分布式光纤振动监测系统采集28.9 km长管道沿线6类事件的波形信号,并通过格拉姆角场(GAF)将其转化... 详细信息

针对天然气管道沿线威胁事件的实时识别问题,笔者提出了一种基于瑞利光时域反射分布式光纤振动监测系统和深度学习网络的方法。首先,利用分布式光纤振动监测系统采集28.9 km长管道沿线6类事件的波形信号,并通过格拉姆角场(GAF)将其转化为二维图像信息,然后利用GoogLeNet、VGG、AlexNet三种深度学习网络对图像信息进行分类对比,并分析了不同信噪比条件下GoogLeNet的分类效果。结果表明:GoogLeNet对6类事件的分类准确率最高,优于其他两种网络;当信噪比为8 dB时,GoogLeNet对人工挖掘和机械破坏事件数据进行滤波、GAF等处理之后没有出现误报。本文所提方法适合在实际现场使用,为管道安全监测提供了一种新的技术手段。

关键词：光纤光学管道监测格拉姆角场分布式光纤振动特征识别

基于CST的三维机翼气动结构解析参数化建模与优化方法

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航空动力学报 2024年第4期39卷 65-74页

作者：杨予成粟华龚春林谷良贤丁轩鹤王子一西北工业大学航天学院陕西省空天飞行器设计重点实验室西安710072

针对概念设计阶段机翼设计需要大范围探索设计空间并进行气动结构一体化设计的需求,提出一种基于类别/形状变换函数(class-shape function transformation,CST)的三维机翼气动结构解析参数化建模与优化方法。在二维CST基础上,推导三维CS... 详细信息

针对概念设计阶段机翼设计需要大范围探索设计空间并进行气动结构一体化设计的需求,提出一种基于类别/形状变换函数(class-shape function transformation,CST)的三维机翼气动结构解析参数化建模与优化方法。在二维CST基础上,推导三维CST参数化几何模型的解析函数形式,通过网格自适应离散与结构特征提取技术建立了三维机翼的气动和结构解析参数化模型,能够同时支持包括机翼几何构型、结构布局、结构尺寸、材料属性等参数的气动结构一体化快速建模与优化求解,具备几何模型大范围参数化以及气动、结构模型的建模过程自动化能力。采用该方法对某大展弦比机翼开展气动结构一体化优化设计,对比固定结构布局优化方案,优化结果梁由2个减至1个,翼肋由20个减至15个,质量相比减少26.1%。

关键词：几何建模解析参数化建模类别/形状变换函数机翼设计气动弹性优化

基于气候特征分析及改进XGBoost算法的中长期光伏电站发电量预测方法

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电力系统保护与控制 2024年第11期52卷 84-92页

作者：李永飞张耀林帆赵英杰陈宇轩赵寒亭霍巍陕西省智能电网重点实验室(西安交通大学电气工程学院) 陕西西安710049

光伏发电在能源结构中的重要性不断凸显,而提高光伏发电量预测的准确性成为当前研究的关键问题。针对中长期光伏发电量预测问题,提出一个综合利用气候预测数据的中长期光伏发电量预测方法。首先,在基于气候预测数据的发电量预测框架中,... 详细信息

光伏发电在能源结构中的重要性不断凸显,而提高光伏发电量预测的准确性成为当前研究的关键问题。针对中长期光伏发电量预测问题,提出一个综合利用气候预测数据的中长期光伏发电量预测方法。首先,在基于气候预测数据的发电量预测框架中,根据气候预测数据特点和预测周期划分多重子模型以充分利用气候预测数据信息。其次,在进行数据预处理后,通过对气候特征衍生与交叉、特征筛选和选择,充分挖掘气候特征的高价值信息。然后,采取一种两重多阶段超参数寻优策略,对极端梯度增强(extreme gradient boosting, XGBoost)超参数进行调整以优化预测模型。最后,在真实光伏发电量数据上,以MAPE为标准评估预测水平,验证所提中长期光伏发电量预测方法的有效性。相关实验结果表明该方法可以有效提高光伏发电量预测精度。

关键词：气候预测数据 XGBoost 中长期预测光伏发电量预测特征工程

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苹果霉心病不同光谱检测方式对比研究

光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 883-890页

作者：张仲雄刘昊灵魏子朝浦育歌张佐经赵娟胡瑾西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100 农业农村部农业物联网重点实验室陕西杨凌712100 陕西省农业信息感知与智能服务重点实验室陕西杨凌712100

苹果霉心病是一种对消费者健康产生威胁的水果内部病害,在苹果进入消费市场前实现霉心病的快速无损检测有助于提升苹果品质和保障消费者安全。近年来,可见/近红外光谱技术凭借其快速无损、操作简单、成本低和批量在线检测等优势,被广泛... 详细信息

苹果霉心病是一种对消费者健康产生威胁的水果内部病害,在苹果进入消费市场前实现霉心病的快速无损检测有助于提升苹果品质和保障消费者安全。近年来,可见/近红外光谱技术凭借其快速无损、操作简单、成本低和批量在线检测等优势,被广泛用于水果品质无损检测研究中,而根据实际检测需求进行光谱检测方式选择是开展水果光谱无损检测的关键步骤,为探寻苹果霉心病光谱无损检测中最佳的检测方式,首先基于实验室自主搭建的苹果漫反射、漫透射和透射光谱采集系统分别获取了243个苹果样本的三种光谱数据,然后采用一阶导数(FD)、归一化(NOR)、 S-G平滑(S-G)、多元散射校正(MSC)和标准正态变量变化(SNV)五种方法对光谱数据进行预处理,其次将局部线性嵌入(LLE)、多尺度分析(MDS)、分布邻域嵌入(SNE)和t分布邻域嵌入(t-SNE)四种流形学习方法用于光谱数据降维,并与传统的主成分分析(PCA)降维方法比较,最后基于降维后数据建立了最小二乘支持向量机(LS-SVM)算法的苹果霉心病分类模型。结果表明:在三种不同的光谱检测方式中,透射检测方式优于漫透射检测方式,漫透射检测优于漫反射检测方式。在五种不同的光谱降维方法中,基于SNE的降维方法在三种不同的光谱数据中都优于其他降维方法,最终以透射检测方式结合SNE降维方法构建了最优的苹果霉心病判别模型,其校正集和测试集的准确率分别为99.52%和97.14%。该研究对苹果霉心病光谱无损检测研究中的实验平台搭建和检测装备研发提供了指导。

关键词：苹果霉心病可见/近红外光谱检测方式光谱降维流行学习

气化渣复配调理剂对风沙土土壤性质及高羊茅生长的影响

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陕西农业科学 2024年第6期70卷 63-71页

作者：杨航李懿轩李强赵俞艾锋张凯煜榆林学院陕西省陕北矿区生态修复重点实验室陕西榆林719000 榆林学院榆林市固废资源化利用工程技术研究中心陕西榆林719000

使用高羊茅作为指示作物,采用田间小区及随机区组的试验方法,研究施用不同含量的气化渣复配土壤调理剂ET1(1000 kg/667 m^(2))、ET2(2000 kg/667 m^(2))、ET3(4000 kg/667 m^(2))、ET4(8000 kg/667 m^(2))对风沙土土壤性质的影响。结果... 详细信息

使用高羊茅作为指示作物,采用田间小区及随机区组的试验方法,研究施用不同含量的气化渣复配土壤调理剂ET1(1000 kg/667 m^(2))、ET2(2000 kg/667 m^(2))、ET3(4000 kg/667 m^(2))、ET4(8000 kg/667 m^(2))对风沙土土壤性质的影响。结果表明:(1)施用气化渣复配土壤调理剂可有效改良风沙土的物理性状。与CK相比,土壤含水量平均增幅18.12%;土壤容重平均降幅3.23%;地温平均增幅2.68%;(2)施用气化渣复配土壤调理剂可有效改良风沙土的化学性状。(3)施用气化渣复配土壤调理剂可有效改良高羊茅的农艺性状。土壤地温的增加可以使作物安全越冬、提高种子存活率。因此,气化渣复配土壤调理剂能有效改善风沙土土壤的理化性状,显著改善高羊茅的农艺性状,并且使用8000 kg/667 m^(2)的气化渣复配土壤调理剂为最佳选择。

关键词：风沙地气化渣土壤性质高羊茅