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大气多参数激光雷达在化工园区的安全环保和碳监测中的应用

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红外与激光工程 2024年第5期53卷 151-163页

作者：夏秋炜章振余赛芬夏海云潘凡峰南京信息工程大学大气物理学院江苏南京210044 国家碳计量中心(福建) 福建南平353011 福建瑞碳光电精密仪器有限公司福建南平353011

化工产业是国家经济发展的基础,但其在促进经济发展的同时也面临着高碳排放、环境污染和安全风险等挑战。为了保障化工园区的平稳运行,团队研制了一套全光纤体制的1.5μm大气多参数激光雷达系统,并应用于化工园区的污染强度、气体浓度... 详细信息

化工产业是国家经济发展的基础,但其在促进经济发展的同时也面临着高碳排放、环境污染和安全风险等挑战。为了保障化工园区的平稳运行,团队研制了一套全光纤体制的1.5μm大气多参数激光雷达系统,并应用于化工园区的污染强度、气体浓度、风场和降雨信息的监测和预警。该激光雷达系统集成了直接探测模块和相干探测模块,在直接探测模块中,基于扫描光源和超导纳米线单光子探测器进行气体浓度的监测。在相干探测模块中,基于对距离修正回波信号、载噪比和多普勒频移的分析获得颗粒物污染强度和风场分布;基于湍流动能耗散率和风廓线的速度梯度获得湍流和风切变信息;基于深度功率谱分析获得谱宽和偏度,用于区分风速和雨速,获得精准的降雨信息。大气多参数激光雷达分别在江苏省南京市江北新区和内蒙古自治区鄂尔多斯自治旗棋盘井镇进行外场实验,通过多次实验验证了该大气多参数激光雷达在化工园区进行环保、安全和精细化气象保障的能力。文中还进一步设计展望了该系统在化工园区探测多种危化气体浓度的潜力。

关键词：激光雷达化工园区环境监测大气遥感

Bi_(2)WO_(6)/MIL-101光催化降解水中四环素的性能与机理

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中国环境科学 2024年第8期44卷 4652-4660页

作者：蔡奉颖许煜航龙浩然袁语馨张宇晴何秋香吕健福建农林大学资源与环境学院福建福州350002 福建福晶科技股份有限公司福建福州350003

利用水热法制备Bi_(2)WO_(6)/MIL-101(BWO/MIL-101)异质结光催化剂,并研究其在可见光下降解水中四环素(tetracycline;TC)的性能及机理.结果表明,Bi_(2)WO_(6)纳米片在MIL-101载体表面致密生长形成BWO/MIL-101异质结材料后可见光催化TC降解的性能明显提高.其中,结构优化的BWO/MIL-101-40在60min内的TC降解效率为85.9%,其反应速率常数是Bi_(2)WO_(6)的1.4倍,是MIL-101的3.1倍,且BWO/MIL-101在中性及碱性环境中表现出稳定且良好的光催化性能.能带结构分析表明,Bi_(2)WO_(6)/MIL-101构成II型异质结,有效拓宽了可见光响应范围,加快光生载流子的迁移速率,并抑制e−和h^(+)的复合.通过自由基猝灭实验和电子顺磁共振(EPR)测试发现,在光催化体系中超氧自由基(·O_(2)^(-))和空穴(h^(+))是反应的主要活性物种.

关键词：钨酸铋金属有机框架四环素光催化异质结

基于生成对抗网络的目标检测黑盒迁移攻击算法

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软件学报 2024年第7期35卷 3531-3550页

作者：陆宇轩刘泽禹罗咏刚邓森友江天马金燕董胤蓬北京瑞莱智慧科技有限公司北京100089 清华大学计算机科学与技术系北京100084 重庆长安汽车软件科技有限公司重庆400021

目标检测被广泛应用到自动驾驶、工业、医疗等各个领域.利用目标检测算法解决不同领域中的关键任务逐渐成为主流.然而基于深度学习的目标检测模型在对抗样本攻击下,模型的鲁棒性存在严重不足,通过加入微小扰动构造的对抗样本很容易使模... 详细信息

目标检测被广泛应用到自动驾驶、工业、医疗等各个领域.利用目标检测算法解决不同领域中的关键任务逐渐成为主流.然而基于深度学习的目标检测模型在对抗样本攻击下,模型的鲁棒性存在严重不足,通过加入微小扰动构造的对抗样本很容易使模型预测出错.这极大地限制了目标检测模型在关键安全领域的应用.在实际应用中的模型普遍是黑盒模型,现有的针对目标检测模型的黑盒攻击相关研究不足,存在鲁棒性评测不全面,黑盒攻击成功率较低,攻击消耗资源较高等问题.针对上述问题,提出基于生成对抗网络的目标检测黑盒攻击算法,所提算法利用融合注意力机制的生成网络直接输出对抗扰动,并使用替代模型的损失和所提的类别注意力损失共同优化生成网络参数,可以支持定向攻击和消失攻击两种场景.在Pascal VOC数据集和MS COCO数据集上的实验结果表明,所提方法比目前攻击方法的黑盒迁移攻击成功率更高,并且可以在不同数据集之间进行迁移攻击.

关键词：对抗攻击目标检测黑盒迁移攻击生成对抗网络注意力损失

喷气涡流纺纱机及其关键技术的应用与研究进展

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纺织学报 2024年第3期45卷 209-218页

作者：邵英海赵业平韩贤国曹继鹏张明光陈文辽东学院辽宁丹东118003 福建新华源科技集团有限公司福建福州350200

针对国内外纺纱企业在喷气涡流纺纱机的应用与相关技术的研发情况及其所存在的问题,综述了喷气涡流纺纱机及其关键技术的研究进展,介绍了喷气涡流纺纱机的历史发展及其纺纱系统关键技术,详细分析了喷气涡流纺纱机的导棉喂入、牵伸和输... 详细信息

针对国内外纺纱企业在喷气涡流纺纱机的应用与相关技术的研发情况及其所存在的问题,综述了喷气涡流纺纱机及其关键技术的研究进展,介绍了喷气涡流纺纱机的历史发展及其纺纱系统关键技术,详细分析了喷气涡流纺纱机的导棉喂入、牵伸和输送机构,成纱器,纱线卷绕(横动)、卷装机构等零部件的特征与发展趋势。分析认为:喷气涡流纺纱技术的研究多集中在对现有规模化生产机器的喷气涡流成纱器的结构改进、工作机制探讨上,成果较多且较为成熟,但创新技术不突出;在构建新型成纱器的内部型腔结构和产生更理想的涡流形态上有望进一步突破,以提高喷气涡流纺纱的性能,满足多功能纱线的生产和扩大纺纱应用范围;同时科技进步也使更多智能控制系统的电子清纱器、异纤控制、短线诊断、可视化等技术在纺纱工序中有了应用和发展。

关键词：喷气涡流纺成纱器涡流管导棉机构卷绕机构

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线面特征约束的跨源点云配准方法

地球信息科学学报 2024年第5期26卷 1180-1192页

作者：李华蓉毛宏宇赵一毕艾琳陈团辛伟钟涛重庆交通大学智慧城市学院重庆400074 广州南方测绘科技股份有限公司重庆分公司重庆400021

随着三维传感器和三维重建技术的发展,跨源点云的配准融合成为了一个研究热点。传统的配准方法使用单一特征作为配准基元,会存在空间几何约束弱的问题。为了高精度融合跨源点云数据,充分表达场景中的立面信息,本文提出一种基于线面特征... 详细信息

随着三维传感器和三维重建技术的发展,跨源点云的配准融合成为了一个研究热点。传统的配准方法使用单一特征作为配准基元,会存在空间几何约束弱的问题。为了高精度融合跨源点云数据,充分表达场景中的立面信息,本文提出一种基于线面特征约束的跨源点云配准方法。通过RANSAC算法提取跨源点云中的同名线、面特征;利用四元数法描述空间变换参数,将线特征作为配准的约束条件,构建空间变换目标函数,估算变换相关参数完成粗配准,解决尺度差异性;在粗配准的基础上将面特征作为约束条件,求解旋转矩阵和平移参数完成精配准。以面特征代替点特征作为配准基元能避免从海量的点云数据中选取公共点,减少由人为选择的偶然误差,避免了误差的积累,进一步提高配准精度。最终使用影像匹配点云与激光雷达点云数据进行实验,结果为:在小区域单建筑、多建筑和大区域建筑群中RMSE值分别为0.3647、0.0320和0.6146,且同名面之间的夹角最大不超过1.5°,最小不到0.1°,夹角角度均值在1°范围内。结果表明本文方法对具有尺度差异的跨源点云具有较好的配准效果。

关键词：点云配准跨源点云线面特征约束激光点云影像匹配点云尺度因子平移参数旋转矩阵

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脉冲对InGaZnO薄膜晶体管性能的影响

液晶与显示 2024年第4期39卷 466-471页

作者：丘鹤元谢鑫李宗祥陈周煜王宝强王文超刘正刘耀刘娜妮王洋福州京东方光电科技有限公司福建福州350300

超大尺寸IGZO(InGaZnO)产品在高温高湿(50℃/80%)信赖性评价中易发生异常显示不良(Abnormal Display,AD)。其不良原因主要是集成栅极驱动电路(Gate Driver On Array,GOA)的关键器件M2转移特性曲线(IDS-VGS)在评价中发生了严重正移。本... 详细信息

超大尺寸IGZO(InGaZnO)产品在高温高湿(50℃/80%)信赖性评价中易发生异常显示不良(Abnormal Display,AD)。其不良原因主要是集成栅极驱动电路(Gate Driver On Array,GOA)的关键器件M2转移特性曲线(IDS-VGS)在评价中发生了严重正移。本文通过脉冲实验,模拟GOA关键器件M2的实际工作环境,重现了转移特性曲线严重正移的不良现象。通过设置不同的脉冲实验,揭示了造成不良的主要影响因素:M2器件关闭时,漏极与源极之间的压差VDS过大,使IGZO膜层内的氧空位V+O在电场作用下同时向IGZO与GI(Gate Insulator)的边界及源极端迁移,由于氧空位V+O对电子的捕获作用,最终导致转移特性曲线发生正移,并发现迁移的氧空位V+O经过加热后可以复原。此外,在不改变IGZO成膜条件下,通过减小M2器件关闭时的VDS压差,导入超大尺寸IGZO产品,高温高湿信赖性评价2000 h未发生AD不良。

关键词： InGaZnO薄膜晶体管集成栅极驱动电路异常显示阈值电压漂移

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尖晶石LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)材料表面Li_(3)PO_(4)包覆改性与电化学性能

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硅酸盐学报 2024年第6期52卷 2032-2039页

作者：柳娜宁德时代新能源科技股份有限公司福建宁德352106

尖晶石结构LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)(LNMO)材料因具备高工作电压、低成本和环境友好等优点,被认为是最具有发展前景的正极材料之一。然而,LNMO材料在充放电过程中表现出严重的表面失氧和Mn溶出反应,导致其整体电化学性能较差。采用前驱... 详细信息

尖晶石结构LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)(LNMO)材料因具备高工作电压、低成本和环境友好等优点,被认为是最具有发展前景的正极材料之一。然而,LNMO材料在充放电过程中表现出严重的表面失氧和Mn溶出反应,导致其整体电化学性能较差。采用前驱体Li_(3)PO_(4)包覆技术,在LNMO材料颗粒表面构建均匀的纳米包覆层,不仅提高了LNMO的循环稳定性和倍率性能,而且有效抑制了循环过程中阴极材料过渡金属溶出。结合X射线衍射仪、扫描电子显微技术、透射电子显微镜和电化学分析等测试手段,充分对比和分析Li_(3)PO_(4)包覆LNMO材料前后对微观结构和电化学性能的影响。该方法实现了Li_(3)PO_(4)的均匀包覆,并且没有改变LNMO正极材料的晶体结构。前驱体包覆3%Li_(3)PO_(4)的LNMO材料在1 C倍率下循环300圈容量保持率从无包覆的81.82%提升至包覆后的90.47%,2 C高倍率下的放电容量保持率从87.72%提升至92.39%,且EOL电芯阳极极片中过渡金属Mn溶出量明显降低。前驱体Li_(3)PO_(4)包覆策略是一种有效的材料表面改性策略,可以有效提升尖晶石型LNMO正极材料在循环过程中的结构稳定性和电化学性能。

关键词：镍锰酸锂磷酸锂包覆电化学性能

基于THz-TDS的氟橡胶材料寿命预测方法

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光谱学与光谱分析 2024年第6期44卷 1578-1583页

作者：王洋林振衡郑志杰谢海鹤聂泳忠福州大学机械工程及自动化学院福建福州350108 莆田学院新工科产业学院福建莆田351100 西人马联合测控(泉州)科技有限公司福建泉州362011

氟橡胶(FKM)材料具有优异的耐热性、耐腐蚀性、耐油性,已成为航空、航天、石油、机械等领域的热门材料。但由于传统的FKM材料寿命检测方法存在离线检测、会损伤待测材料、检测步骤繁琐、检测效率低等缺点,目前在FKM材料实际应用中往往... 详细信息

氟橡胶(FKM)材料具有优异的耐热性、耐腐蚀性、耐油性,已成为航空、航天、石油、机械等领域的热门材料。但由于传统的FKM材料寿命检测方法存在离线检测、会损伤待测材料、检测步骤繁琐、检测效率低等缺点,目前在FKM材料实际应用中往往采用定期更换的办法,易造成材料浪费与经济损失。提出了一种基于太赫兹时域光谱检测技术(THz-TDS)的FKM材料使用寿命预测新方法。首先,通过对在热空气老化箱中经不同温度、不同时长热氧老化处理的FKM材料进行THz-TDS透射检测,获得其对应的时域光谱图,提取相应的电流峰峰值,即在一个透射采样周期中最大的探测电流值与最小的探测电流值之间的差值;再将不同老化温度的FKM材料的THz时域波形的峰峰值与老化时间进行拟合,发现FKM样品时域光谱的峰峰值随着老化时间的延长呈下降趋势,且老化温度越高该下降趋势越明显。在200、300和360℃这三个老化温度下的拟合直线的相关系数分别高达0.9734、0.9821和0.9935。其次,根据阿伦尼乌斯公式的基本思想,建立起以时域光谱峰峰值为参考标准的FKM材料寿命预测数学模型。利用时域光谱峰峰值的FKM材料使用寿命预估办法获得的老化反应速率常数的对数与老化温度倒数关系拟合直线的相关系数达0.9969。最后,采用力学拉伸测量FKM材料断裂伸长率的办法,对其基于THz-TDS的使用寿命预估数学模型中的THz-TDS峰峰值失效临界值进行验证,可得构建的基于THz-TDS的FKM材料使用寿命预估模型成立且正确。研究结果表明:将THz-TDS检测方法应用到FKM材料寿命检测具有较高的准确性,且该方法具有无损、高效、操作简便、适用性广等优点,为FKM材料制品在线检测和寿命预测提供可能性,也为其他非极性材料和电介质材料的寿命预测方法研究提供参考。

关键词：太赫兹时域光谱氟橡胶寿命预测峰峰值

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基于MEMS技术的集成压力-湿度传感器

电子科技大学学报 2024年第1期53卷 21-28页

作者：陈果刘正波王韬张万里电子科技大学集成电路科学与工程学院成都611731 贵州航天智慧农业有限公司贵阳550000

设计了一种高灵敏度的集成压力和湿度传感单元的芯片。压力传感单元基于SOI和蛇形电阻结构。室温下,传感器在载压范围为3~129 kPa内灵敏度为0.026 mV/kPa,与有限元仿真基本吻合。传感器在25~120℃范围内的热灵敏度漂移为0.004‰FS/℃,... 详细信息

设计了一种高灵敏度的集成压力和湿度传感单元的芯片。压力传感单元基于SOI和蛇形电阻结构。室温下,传感器在载压范围为3~129 kPa内灵敏度为0.026 mV/kPa,与有限元仿真基本吻合。传感器在25~120℃范围内的热灵敏度漂移为0.004‰FS/℃,热零点漂移为0.25%FS/℃。湿度传感单元采用的叉指电极和电容式结构,引入含氟PI作湿度敏感膜。设计Mo电阻加热结构加快传感器降湿过程,缩短降湿时间近32%。在10%~90%RH的湿度范围,含氟PI湿度传感器的灵敏度为0.121 pF/%RH,略低于无氟PI器件。含氟基团的引入,使得传感器的湿滞较无氟PI降低16%。“电容-湿度”曲线呈指数分布,相关系数R^(2)=0.996。测试结果发现,湿度传感单元和压力传感单元拥有良好的独立工作性能。

关键词：电容式湿度传感器惠斯通电桥 MEMS工艺聚酰亚胺(PI) 压力传感器