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基于孪生网络的自监督太阳能电池板裂纹检测方法

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国外电子测量技术 2024年第3期43卷 177-182页

作者：崔康陈平中北大学信息探测与处理山西省重点实验室太原030051

太阳能电池板的裂纹缺陷检测能够避免电能转换效率低,以及短路造成起火的损失。针对现存对比学习方法中存在细微裂纹漏检导致检测精度低,并且严重依赖构建负样本等问题,提出了一种基于孪生网络的两阶段自监督裂纹检测方法。第1阶段提出... 详细信息

太阳能电池板的裂纹缺陷检测能够避免电能转换效率低,以及短路造成起火的损失。针对现存对比学习方法中存在细微裂纹漏检导致检测精度低,并且严重依赖构建负样本等问题,提出了一种基于孪生网络的两阶段自监督裂纹检测方法。第1阶段提出了一种基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和Transformer的预训练编码器模型,通过孪生网络架构学习样本的精细特征表示,提高对电池板细微裂纹的特征表示能力;第2阶段基于预训练模型在少量标注样本下学习分类器以区分缺陷样本。为进一步区分不影响电池板功能的纵向裂纹,另增加了一个分类头进行判别。在ELPV数据集上的实验结果表明,方法在测试准确度方面优于其他相关检测方法,在只对数据进行少量标注的情况下准确度达到83.26%,单张检测时间为6.1 ms,同时在裂纹图像中检出纵向裂纹的召回率也有76.7%。

关键词：太阳能电池板裂纹检测对比学习孪生网络

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喷墨打印液滴参数自动化测量技术

实验技术与管理 2024年

作者：许伟赵杰姚日晖宁洪龙彭俊彪华南理工大学材料科学与工程学院发光材料与器件国家重点实验室广东省高等学校能源与信息高分子材料基础研究卓越中心

印刷显示技术具有低成本、柔性化、可大面积生产等显著特点，是解决OLED显示产业高成本问题的有效途径。喷墨打印工艺制备发光像素前，都需要观测液滴的喷墨状况，判断喷嘴的导通性和墨水的可打印性。但是当喷嘴的驱动波形参数、墨水的... 详细信息

印刷显示技术具有低成本、柔性化、可大面积生产等显著特点，是解决OLED显示产业高成本问题的有效途径。喷墨打印工艺制备发光像素前，都需要观测液滴的喷墨状况，判断喷嘴的导通性和墨水的可打印性。但是当喷嘴的驱动波形参数、墨水的流变性或喷墨打印温度改变时，会导致喷墨的液滴均匀性、体积、喷射速度等参数发生相应变化，而这些参数的变化通常无法通过肉眼去分辨。该文开展了喷墨液滴参数自动化测量技术研究，以△t=10 μs的相位延迟时间获取不同时刻的液滴图像，形成完整的喷射过程，并对每张图像进行滤波降噪、二值转换、形态学运算和边缘检测处理，获得清晰的液滴轮廓，从而实现对液滴轮廓的有效提取，并自动计算液滴的喷射速度、直径和体积参数。为优化墨水的配制，以及喷墨打印制备高质量薄膜提供了可视化工具。

关键词：印刷显示喷墨打印自动化测量

基于深度迁移学习的池沸腾瞬时状态快速识别方法

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中国科学：技术科学 2024年第6期54卷 1057-1068页

作者：张轩洪敏古江杭莫冬传衡益中山大学计算机学院广州510006 中山大学国家超级计算广州中心广州510006 中山大学广东省计算科学重点实验室广州510006 中山大学材料学院深圳518107 广东省先进热控材料及系统集成工程技术研究中心广州510275

沸腾过程高效传热的同时也面临着沸腾危机,而沸腾状态的瞬时识别与预测是维持“高功率密度电子器件”高效散热与延长生命周期的关键问题之一.得益于人工智能的快速发展,智能监测与快速识别技术逐渐被用于开发高效的沸腾状态检测器.传统... 详细信息

沸腾过程高效传热的同时也面临着沸腾危机,而沸腾状态的瞬时识别与预测是维持“高功率密度电子器件”高效散热与延长生命周期的关键问题之一.得益于人工智能的快速发展,智能监测与快速识别技术逐渐被用于开发高效的沸腾状态检测器.传统机器学习方法作为纯数据驱动方法难以摆脱对数据的过度依赖,而在实际沸腾应用场景下,模型会因为工况改变与数据稀缺面临泛化瓶颈.基于此,本文提出了一种基于深度迁移学习的池沸腾瞬时状态快速识别方法.首先基于卷积神经网络构建状态识别器OrigCNN,并利用自行开展的池沸腾实验获取沸腾瞬时状态数据集Dataset A训练源模型,测试准确率为100%;针对源模型的泛化瓶颈,本文以自有数据集Dataset A为源域,公开数据集Dataset B和Dataset C为目标域,在源模型OrigCNN中引入迁移学习技术构建深度迁移模型TLCNN,并分别使用目标域数据集的10%,5%,2.5%和1%构建小样本数据集用于迁移训练.测试结果表明,迁移训练样本数据量越多,TLCNN的测试准确率越高,以使用5%Dataset B(132张)进行迁移训练为例,TLCNN测试准确率达99.83%,临界状态检测假阴性率(false negative rate,FNR)为0.38%,证明该模型在实际场景切换时迁移应用的有效性与可靠性.此外,本文提出的深度迁移学习模型的识别效率在单机设备上即可达到毫秒级,对开发实时沸腾瞬态状态识别器及相应的数字孪生工具软件有重要的意义.

关键词：沸腾危机状态识别实时检测卷积神经网络迁移学习

PET示踪剂在阿尔茨海默病早期诊断中的研究进展

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河北科技大学学报 2024年第2期45卷 181-188页

作者：刘文清刘明松杨莎马文杰朱华结徐志栋河北科技大学化学与制药工程学院河北石家庄050018 河北省药用分子重点实验室河北石家庄050018

阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease,AD)是一种发病机理极其复杂的神经退行性疾病,以认知功能障碍和记忆丧失为特征,涉及多种生理、病理过程。早期诊断是AD预防和治疗的关键。正电子发射断层成像(PET)技术能够在分子层面准确检测神经元... 详细信息

阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease,AD)是一种发病机理极其复杂的神经退行性疾病,以认知功能障碍和记忆丧失为特征,涉及多种生理、病理过程。早期诊断是AD预防和治疗的关键。正电子发射断层成像(PET)技术能够在分子层面准确检测神经元与脑组织中细微的生理变化,为AD早期诊断提供依据。从生物标志物的分类入手,介绍了脑中蛋白变性与神经元损伤的相关靶点,根据亲和力、半衰期、结合区域、药代动力学、分析方法以及结果相关性等几个重要参数,综述了各类PET示踪剂的研究现状,指出目前PET示踪剂开发面临的问题,认为未来研究应从以下几个方面展开:神经炎症相关PET示踪剂的开发;已有示踪剂的进一步评估和优化;示踪剂结果分析方法的规范化和标准化。

关键词：医学影像学正电子发射断层成像技术 PET示踪剂阿尔茨海默病临床诊断

六方晶格基底上薄膜生长的Monte Carlo模拟研究

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原子与分子物理学报 2009年第1期26卷 188-192页

作者：谭天亚陈俊杰江雪李春梅苏宇吴炜辽宁大学物理学院沈阳市光电子功能器件与检测技术重点实验室沈阳110036

利用Monte Carlo(MC)方法,模拟研究了六方晶格基底上薄膜生长的初始阶段岛的形貌和岛的尺寸与薄膜覆盖度以及入射粒子沉积速率之间的关系.结果表明在基底温度为300K时,岛的形貌主要表现为分形生长,随着薄膜覆盖度的增加,岛的分形枝簇变... 详细信息

利用Monte Carlo(MC)方法,模拟研究了六方晶格基底上薄膜生长的初始阶段岛的形貌和岛的尺寸与薄膜覆盖度以及入射粒子沉积速率之间的关系.结果表明在基底温度为300K时,岛的形貌主要表现为分形生长,随着薄膜覆盖度的增加,岛的分形枝簇变大,岛的数目不断减少.在同样的温度下,随着入射粒子沉积速率的增大,薄膜表面的形貌逐步由少数聚集型岛核分布状态向众多各自独立的离散型岛核分布状态过渡.进一步研究得出,薄膜覆盖度和入射粒子沉积速率对粒子扩散能力的影响最终导致岛的形貌发生了改变.

关键词： Monte Carlo模拟薄膜生长薄膜覆盖度沉积速率

吡咯氮掺杂还原氧化石墨烯泡沫活化过二硫酸钠去除双酚A

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陕西师范大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 16-28页

作者：左怡丹龙俊宏宋洁和丽金金华蕾夏丽红石苗罗利军戴建辉云南民族大学化学与环境学院云南省教育厅环境功能材料重点实验室云南昆明650500 云南省红河州开远市住房和城乡建设局云南开远661600

以吡咯为氮源,通过水热-冷冻干燥法制备易回收的氮掺杂还原氧化石墨烯泡沫(nitrogen doped reduced graphene oxide foam,N-RGF),并用于活化过二硫酸盐(peroxodisulfate,PDS)去除双酚A(bisphenol A,BPA)。利用扫描电子显微镜、X射线衍... 详细信息

以吡咯为氮源,通过水热-冷冻干燥法制备易回收的氮掺杂还原氧化石墨烯泡沫(nitrogen doped reduced graphene oxide foam,N-RGF),并用于活化过二硫酸盐(peroxodisulfate,PDS)去除双酚A(bisphenol A,BPA)。利用扫描电子显微镜、X射线衍射、光电子能谱、傅里叶变换红外光谱、BET比表面积和热重分析等技术对材料的结构进行表征和分析,探究溶解性有机质和无机离子对材料性能的影响。结果表明,以吡咯为氮源制备的N-RGF材料具有孔道较小且分布均匀(2~3.5μm)、比表面积大(90.029 m^(2)/g)、孔体积大(0.5417 cm^(3)/g)、石墨相氮含量高(4.3%)和弹性好等优点。N-RGF活化PDS降解BPA的动力学速率常数(0.00835 min^(-1))是RGF(0.00142 min^(-1))的5.88倍,且水中溶解性有机质和无机离子对N-RGF活化PDS降解BPA基本没有影响。活性物种捕获实验和电子顺磁共振检测结果显示单线态氧(^(1)O_(2))是N-RGF活化PDS降解BPA的主要活性物种。SPE-UHPLC-MS(solid phase extraction combined with ultra-high-performance liquid chromatography-mass spectrometry)中间体检测结果显示有10个中间体,提出了可能的降解途径,且通过MCF-7细胞活力测试发现降解过程产物的雌激素活性基本消除。

关键词：双酚A 吡咯石墨相氮还原氧化石墨烯泡沫过二硫酸盐活化

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微结构太赫兹调制技术研究进展

测试技术学报 2024年第5期38卷 455-466,F0002页

作者：李腾腾朱璞郝亚峰武慧嘉李子唯马富鹏杨建军余建刚李丰超雷程梁庭中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室山西太原030051

太赫兹调制技术凭借其独特的功能特性,在安全检测、医疗成像和下一代6G通信等多个领域展现出巨大的应用潜力和价值。其核心在于对太赫兹波的振幅、相位、偏振等关键参数的精准调制并按照目标领域对波形进行赋形,以满足多样化应用需求。... 详细信息

太赫兹调制技术凭借其独特的功能特性,在安全检测、医疗成像和下一代6G通信等多个领域展现出巨大的应用潜力和价值。其核心在于对太赫兹波的振幅、相位、偏振等关键参数的精准调制并按照目标领域对波形进行赋形,以满足多样化应用需求。本文全面梳理了基于人工电磁微结构的太赫兹调制技术最新研究进展,深入剖析了调制机理,并阐明了关键设计策略与方法。特别地,重点介绍了微加工工艺与THz功能材料(如相变材料、石墨烯、钙钛矿和液晶等)相结合的太赫兹调制器件在调制深度、响应速度和稳定性方面取得的最新研究成果与突破,为太赫兹调制技术走向实际应用提供一定的技术支撑。最后,客观分析了微结构太赫兹调制器件所面临的主要挑战与限制因素,并基于当前研究趋势,对太赫兹调制技术未来发展方向做出了展望,旨在为未来研究与实践提供方向性参考。

关键词：太赫兹人工微结构调制器表面等离子体共振相位

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溶胶凝胶制备的铁酸铋基薄膜及其性能表征

物理化学进展 2024年第1期13卷 19-24页

作者：张北桥邓朝勇贵州大学大数据与信息工程学院贵州省功能复合材料重点实验室贵州贵阳贵阳学院电子与信息工程学院贵州贵阳

随着微电子工业的迅速发展,多铁性材料成为了材料科学与工程领域的研究热点。在众多铁电材料中铁酸秘(BFO)的应用前景是很广泛的,铁酸秘不仅是个无含铅绿色环保的多铁性材料,而且铁酸秘的制备温度低,有大的剩余极化值。但是它的制备非... 详细信息

随着微电子工业的迅速发展,多铁性材料成为了材料科学与工程领域的研究热点。在众多铁电材料中铁酸秘(BFO)的应用前景是很广泛的,铁酸秘不仅是个无含铅绿色环保的多铁性材料,而且铁酸秘的制备温度低,有大的剩余极化值。但是它的制备非常困难,且由于Fe3+波动带来了大量氧空位,因此纯相BFO薄膜样品的漏电流较大。这也是一直以来困扰研究者的一个现实性问题。在此,我们使用了溶胶凝胶法和快速退火法,分别制备了掺杂Ce2+和Zn2+的Bi0.9Ce0.1FeO3 (BCFO)和BiFe0.9Zn0.1O3 (BFZO)薄膜以及共掺杂得到Bi0.9Ce0.1Fe0.9Zn0.1O3 (BCFZO)薄膜。并使用XRD和SEM技术研究制备薄膜的微观形貌和晶体结构,最后采用铁电测试仪在室温下对样品的电滞回线进行表征。结果表示掺杂以后的铁酸铋基薄膜因为抑制了氧空位而且降低了漏电流,所以铁电性能得到提升。这项研究证明了掺杂以后的薄膜具有良好的铁电性,本研究提供了提高铁电性的可行性方法以及铁酸秘薄膜为基础的多功能型应用器件的可用性。

关键词：溶胶凝胶铁酸铋薄膜

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基于液态金属的纤维复合材料应用研究进展

精细化工 2024年第9期41卷 1898-1908,1965页

作者：史纳蔓李思琦周爽张如全周阳罗磊武汉纺织大学纺织科学与工程学院湖北武汉430200 武汉纺织大学纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室湖北武汉430200

液态金属(LM)是一种兼具导电性与流动性的功能材料,因其优异的电导率以及形变能力而获得广泛关注。纤维材料作为常见的柔性基底,因其良好的可拉伸性、透气性以及可编织等特点,已在众多领域展现出广阔的应用潜力。为了解决电子元器件柔性... 详细信息

液态金属(LM)是一种兼具导电性与流动性的功能材料,因其优异的电导率以及形变能力而获得广泛关注。纤维材料作为常见的柔性基底,因其良好的可拉伸性、透气性以及可编织等特点,已在众多领域展现出广阔的应用潜力。为了解决电子元器件柔性差,难以满足可穿戴、智能化要求,从基体和导电材料出发,利用纤维材料的可拉伸变形、柔性等优势与LM的高导电、室温流动性等特点,制备的LM基纤维复合材料已广泛用于人体运动监测、储能等领域。该文从化学稳定性、电性能及热性能方面总结了液态金属基纤维性能调控策略;重点阐述了LM基纤维复合材料在柔性传感、电磁屏蔽、能量收集与存储方面的研究进展;最后,对其性能改善及当前研究中存在的问题提出了建议,并对未来发展方向进行了展望。

关键词：纤维材料液态金属传感器电磁屏蔽能量收集与存储