基于全透射可见-近红外光谱的西瓜糖度在线检测研究

糖度是评价西瓜品质的重要指标之一,影响着西瓜的受欢迎程度和销售价格。但体积大、皮厚的自然生物特征为西瓜糖度的快速、无损评估带来了挑战。为探索西瓜糖度快速无损检测,选择230个西瓜作为试验样本,使用自行研制的全透射可见-近红外光谱系统在线采集西瓜光谱数据,在线检测过程中保持光谱连续检测点在西瓜的赤道部位,并分别测量西瓜整果糖度和中心糖度作为理化糖度参考值。首先对样本在线检测过程中产生的多条光谱数据进行均值化处理,并选取波长范围690~1100 nm的光谱数据,使用蒙特卡洛方法剔除其中的异常样本,使用多种预处理方法(SNV、SG平滑等)对光谱数据优化,并采用SPXY算法划分样本校正集和预测集以减小因西瓜内部糖度分布差异造成的影响;基于优化的光谱数据构建了线性PLSR模型和非线性LS-SVM模型预测西瓜中心糖度和整果糖度。结果表明,基于SNV和SG组合法预处理光谱构建的LS-SVM模型预测西瓜整果糖度效果最好,其校正集相关系数R C=0.92,建模均方根误差RMSEC=0.37°Brix;预测集相关系数R P=0.88,预测均方根误差RMSEP=0.40°Brix。进一步使用特征波段挑选算法(CARS、UVE、SPA等)对光谱数据优化,结果显示构建的模型效果更好,其中使用CARS和UVE组合算法选取的特征波长构建LS-SVM模型预测西瓜整果糖度时效果最好,其校正集相关系数R C=0.94,校正均方根误差RMSEC=0.31°Brix;预测集相关系数R P=0.91,预测均方根误差RMSEP=0.37°Brix,且建模变量从1524个特征变量缩减到39个特征变量。该研究为实际生产中西瓜糖度快速无损检测应用提供了参考。

京津冀暖季短时强降水环境特征对比分析

利用2013—2021年暖季(6—9月)京津冀地区逐时降水资料和ERA5再分析资料,根据天气形势对短时强降水进行天气学分型,统计短时强降水发生的时空特征,对比动力、水汽和热力不稳定条件等环境要素特征。结果表明:短时强降水以冷涡型和副高型为主,占到55%,且主要发生在7月中下旬到8月上中旬,强降水主要集中在下午到前半夜。对比发现,不同类型短时强降水空间分布特征区别明显,分型合理;各类型大多表现为低层辐合和高层辐散,西南涡型动力强度表现最强,且随降水临近是增加的,弱天气强迫型在降水前各个时段动力表现最弱;副高型、台风型和西南涡型水汽最为充沛,副高型925 hPa比湿中位数达到19.14 g·kg~(-1),西南涡型在高低层相对湿度均较大,低层平均相对湿度中位数达到87%,弱天气强迫型相对较差,为74%,各类型整层大气可降水量在降水前随时间基本是增加的;弱天气强迫型的热力不稳定性最为突出,850 hPa和500 hPa温度差中位数最大为25.74℃,西南涡型最小,除弱天气强迫型外,各类型热力条件随时间是减弱的。

夹具材质和摩擦对放射性圆柱样品变形及应力的影响

对放射性样品开展几何测量时,夹具与样品间的相互作用会导致样品变形不均匀,从而影响测试精度。采用有限元方法(FEM)研究了夹具材质及夹具-样品间摩擦因数对样品受力及变形的影响,研究表明:夹具材料与样品的弹性模量差异会导致样品的不均匀变形,较软样品的测试夹具应采用弹性模量较低的材料;应考虑样品的表面粗糙度对摩擦因数的影响,当摩擦因数大于0.4时,摩擦因数变化对样品的变形影响可以忽略。研究结果可为放射性圆柱样品测试夹具的优化及实验开展提供借鉴。

森田疗法门诊操作规则的专家意见

森田疗法已诞生100余年,住院森田疗法可操作性强、易掌握,通过4期治疗就可改善许多难治神经症,但更多神经症是在门诊治疗,无法使用住院森田疗法,因此门诊操作专家意见的制定尤为重要。本文结合国内外文献,经国内森田疗法专家多次讨论,起草了第1版门诊森田疗法操作的专家意见,制定门诊三阶段的森田疗法操作规则:病因分析阶段,通过森田疗法理论指导,分析发病因素,提高对治疗依从性,降低抵抗;作业阶段,指导患者投入建设性意义行动,实现顺其自然为所当为原则,达到治疗目的;陶冶性格、充实生活阶段,注重正面信息关注,扩大行动范围、内容,提高适应复杂生活的能力,预防因能力不足导致的复发。该规则为国内门诊森田疗法的推广,使更多神经症等心理疾病患者在门诊就可得到森田疗法治疗奠定基础。

广州地区典型绿化乔木降温增湿效应研究

对广州地区典型乔木的降温增湿进行了仿真研究,并以广州某校园住宅小区为模型进行了参数化研究:首先,基于实测数据对仿真平台进行了校准,以提升其仿真精度(如室外空气温度及湿度的最大均方根误差分别低至1.49°C和5.63%)。其次,为了全面揭示乔木树种的实体形态及其群落特征对城市微气候的影响机制,建立了芒果、蒲桃、小叶榄仁、细叶榕、腊肠树、白千层6种乔木仿真模型,采用ENVI-met对单株植物和植物群落的热环境调控作用进行了仿真。研究表明,叶面积指数、冠幅、树高对植被下方的地面温度和显热通量影响较大;植被在10 m高度以上时植被群落的降温效果较好,单株细叶榕的降温增湿效果最好;相比低矮植物,白千层植物群落的降温增湿效果更好,在中午时分其降温程度和增湿强度分别比低矮植物高约1°C和约5%。选择合适绿化乔木可有效降低居住小区的热岛现象,增加空气湿度,提供更舒适的室外环境。

延化柴油精制热平衡问题分析及解决对策

针对延安石油化工厂240万t/a柴油精制装置热平衡进行了深入研究,通过数据分析,找出了装置热平衡存在问题的主要原因,并提出了有效的解决方案。本研究对于优化柴油精制装置热平衡、提高柴油产品的质量和产量具有重要意义。

基于ADAMS的势能驱动车凸轮设计

根据第七届全国大学生工程训练综合能力竞赛的命题要求,介绍一种逆向设计凸轮的方法,采用凸轮控制齿轮齿条机构实现势能驱动车转向功能。设计势能驱动车前轮理论轨迹,对势能驱动车的传动机构和转向机构进行分析设计并确定进行。采用ADAMS建立的势能驱动车转向机构模型,通过规划前轮运动轨迹计算前轮转向所需角度,反推出齿轮齿条与凸轮接触点的位置关系,间接得到理论轮廓,进而通过UG包络处理得到实际轮廓。通过实物模型的制作与运行,势能驱动车全程轨迹重合度较好,验证了此方法的合理性。

践行“两山”理念 书写生态美产业兴百姓乐的绿色篇章

白山市江源区坐落于长白山脚下、佟佳江畔,森林覆盖率77%,矿产资源十分丰富。为摆脱对传统发展模式的依赖,破解资源型城市转型发展难题,2021年,江源区提出,要以创建“践行‘两山’理念试验区示范基地”为引领,打造长白山区域绿色产业集聚地和经济发展新引擎。

预防维持性血液透析病人动静脉内瘘血栓审查指标及障碍因素分析

目的:审查维持性血液透析病人动静脉内瘘血栓预防的证据总结,分析其临床应用的障碍因素,为临床工作提供参考。方法:首先确定循证问题,然后进行文献检索,证据提取,最后制定审查指标及方法,根据基线审查结果分析障碍因素、促进因素。结果:本研究共纳入20条最佳证据,制定12条审查指标,其中4条审查指标≥60%,8条审查指标依从率<60%(其中3条审查指标依从率为0)。障碍因素为科室没有指导病人动静脉内瘘维护宣教视频、缺乏动静脉内瘘血栓评估系统、团队没有通路联络员、没有专业血管通路门诊、治疗中护士对动静脉内瘘动脉压监测不重视、护士对超声使用不够熟练、临床工作繁忙护士对上机前的物理诊疗不够重视、病人对动静脉内瘘维护及血栓预防意识不强。结论:维持性血液透析病人动静脉内瘘血栓审查指标与临床实践区别较大,临床工作人员应结合科室实际情况分析障碍因素,提出合理的干预措施,促进证据转化。

基于声发射检测技术的桩基损伤评估方法探究

在城市基础设施建设中,桩基的健康状况关系到整个建筑物的稳定性和安全性。为了有效地对其进行损伤检测和评估,引入了声发射检测技术。首先通过声发射原理对损伤发生过程中的应力波信号进行实时监测,进而探究了桩基损伤的种类与程度。其次建立了基于声发射技术的桩基损伤评估模型,提出了一种新的数据处理方法,不仅可以准确地判断桩基的损伤位置与程度,还可对其进行实时的跟踪和监控。最后展示了声发射技术在桩基损伤识别和评估方面的优势并实验证明其高效、准确的性能。因此,研究表明基于声发射检测技术的桩基损伤评估方法为实时监控桩基的健康状况提供了一种有效手段,具有广阔的应用前景。

河北“23.7”极端暴雨过程特征及成因初探

2023年7月29日—8月1日,河北省发生了致灾严重的极端暴雨事件,气象观测站3 d(72 h)最大累计降水量为1003.4 mm(邢台临城梁家庄),河北、北京多站突破了历史纪录。利用高空、地面、卫星云图和多普勒天气雷达等观测资料以及ERA5再分析资料,对此次极端暴雨的极端性和成因进行了初步分析。结果表明,此次极端暴雨过程是在对流层高、中、低层以及中、低纬度多尺度大气系统共同作用,并叠加地形影响下产生的。(1)中纬度大陆高压东移并与北上西进的副热带高压连通,在河北北部形成稳定的西北—东南向高压坝,台风“杜苏芮”登陆后北上西行到河南境内时,受阻于高压坝,速度减慢,导致台风残涡降水长时间维持。(2)台风“杜苏芮”北上自身携带的水汽以及副高南侧的台风“卡奴”远距离输送的水汽,为河北极端暴雨的发生提供了充足的水汽;台风北上减弱过程中结构不变,边界层东北风急流和东南风急流辐合,加上太行山地形的辐合抬升作用,共同为极端降水提供了强盛的动力条件。(3)太行山中段的强降水时段集中在29日夜间至30日夜间,主要是减弱台风残涡的螺旋雨带、东到东北风急流在迎风坡抬升以及喇叭口地形、“狭管效应”增强辐合共同作用所致,250 mm以上的强降水出现在太行山东麓300~800 m的迎风坡上,以稳定性、低质心的暖云降水为主。(4)与太行山中段的极端降水相比,太行山北段的降水时间更长,主要降水时段集中在29日夜间至31日夜间,250 mm以上的强降水范围更大,既包括北段山脉东麓300~600 m的迎风坡一侧,也包括相邻的东部平原,但迎风坡上的降水强度小于太行山中段迎风坡,而平原地区的降水强度则高于太行山中段迎风坡。强降水主要受与山脉平行的东北急流和东南急流辐合以及地形作用所致,山脉东侧浅山区和平原降水对流性更强。(5)此次极端降水的水汽、动力、热力等物理量场都表现出了较强的极端性,偏强2~6倍样本标准差。

高水头旋流阻塞复合内消能工水力特性研究

旋流阻塞复合内消能工是适用于高坝泄洪消能的一种新型消能工,为了分析其在超高作用水头下的泄洪消能适用情况,采用模型试验与数值模拟相结合的方法,对200 m作用水头条件下该消能工的水力特性进行了研究。结果表明:泄流量为1547 m^(3)/s,略大于设计值,满足泄流要求;洞内形成了稳定的空腔旋流,旋流洞段空腔直径约6~7 m,旋流角约60°,壁面压强约110×9.8 kPa,最大点流速约45 m/s;起旋器与旋流洞段为0.050~0.274 Hz的低频脉动,且水流空化数均大于1.2,运行安全;阻塞扩散段末端最小瞬时负压为-3.81×9.8 kPa,且水流空化数较小,但水流掺气率较高,有利于减免发生空蚀;阻塞扩散段末脉动优势频率为46.99 Hz;总消能率达82.1%,消能率高。研究成果可为该复合消能工在高水头下的泄洪消能应用提供参考。

维生素K_(2)单独及与钙剂联合使用对斑马鱼骨骼健康的改善作用及机制研究

目的:研究维生素K_(2)单独使用及与钙剂联合使用对斑马鱼骨骼健康改善作用及机制。方法:采用转基因Tg系健康斑马鱼作为实验动物,利用泼尼松龙诱导骨质疏松斑马鱼模型,显微镜下观察并拍照,以斑马鱼成骨细胞荧光面积和荧光密度为指标,评价药物处理后斑马鱼骨骼发育情况,并采用Real-time qPCR检测相关基因表达变化。结果:在5~20μg/mL的实验安全剂量范围内,维生素K_(2)及与D_(3)和钙剂联合使用,均能显著改善由泼尼松龙诱导的斑马鱼成骨细胞荧光面积和荧光密度的降低(P<0.05);维生素K_(2)通过促进成骨细胞生成相关的alp、bmp2a和bmp4基因的表达,抑制破骨细胞生成相关的opg、rank1、trap、ctsk基因的表达以及抑制细胞外基质中骨钙化相关基因vdrb、sparc、colla2表达从而发挥功效。结论:维生素K_(2)通过促进成骨细胞生成相关基因的表达,抑制破骨细胞和细胞外基质中骨钙化相关基因的表达,发挥改善斑马鱼骨骼健康的作用,其与钙剂联合给药,可提升其改善骨骼健康能力。

京津冀地区辐射雾生消影响因子和污染物特征分析

利用京津冀地区地面、高空气象观测资料和空气质量数据,分析了2002—2020年京津冀地区辐射雾气候特征,以及出现辐射雾前后气象要素和不同粒径污染物的变化。结果表明:京津冀中南部的平原地区是辐射雾的高发区,坝上高原和北京西北部山区出现次数较少,辐射雾日最小能见度普遍可降至0.1~0.6 km,并随日出升温迅速增大。高低气温差(辐射雾发生前一日最高气温与当日最低气温的差值)多集中在6.0~10.4℃,最大可达到20.3℃,最小为0℃,且空间差异性较大;春季的高低气温差大于其他季节,但极大与极小值均出现在冬季。辐射雾出现前一日14时的地面风速为1.0~2.4 m·s^(-1),到20时和当日08时风速降至1.0 m·s^(-1)左右,风向以偏北风和偏南风为主;垂直逆温多从地面开始,通常较为浅薄,风向随高度从北逆时针向西偏转。雾爆发当日,随着日出后气温升高、风速加大、湿度下降,PM_(2.5)和PM_(10)浓度下降,空气污染程度逐渐降低。

放射性圆柱样品几何测量气动夹具优化设计

放射性样品几何测量时需要采用特殊夹具夹持样品,稳定夹持需在保证测试精度的前提下对样品的影响最小。为此,开展了放射性圆柱样品的几何测量气动夹具设计。采用有限元方法研究了气源压力、夹具-样品摩擦系数对夹具及样品的变形影响,同时对夹持板接触部位倒角和厚度进行了优化设计。研究表明,当夹具材料与样品材料一定时,摩擦系数越大,其变化对样品的变形影响越可以忽略;夹具气源气压应与夹持板厚度等参数匹配设计;通过优化获得了对样品影响及自身变形较小的气动夹具优化构型,可应用于放射性圆柱样品的几何气动测试夹具优化及实验。

(Sr_(0.1)Th_(0.2)Nd_(0.3)La_(0.2)Gd_(0.2))_(2)Zr_(2)O_(7)高熵烧绿石固化体的制备及化学稳定性

以金属硝酸盐为原材料,通过溶胶-喷雾热解-高温烧结法制备了(Sr_(0.1)Th_(0.2)Nd_(0.3)La_(0.2)Gd_(0.2))_(2)Zr_(2)O_(7)高熵烧绿石固化体。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、Raman光谱对固化体结构进行表征,通过MCC-1浸出实验方法分析了固化体化学稳定性。研究结果表明:高熵烧绿石固化体为纯相高熵烧绿石结构,最佳烧结温度为1500℃。随着烧结温度增加,固化体晶粒和密度明显增加。浸出实验结果显示:La、Gd、Zr、Nd元素42 d归一化浸出率为10^(-6)g/(m^(2)·d)量级,Sr、Th元素的42 d归一化浸出率分别为10^(-5)g/(m^(2)·d)和10^(-3)g/(m^(2)·d)量级,固化体表现出良好的化学稳定性。

基于高光谱成像技术检测脐橙溃疡

为了研究从带有不同缺陷的柑橘类水果中快速识别出溃疡果的有效方法,基于高光谱成像技术,该文提出特征波段主成分分析法及波段比算法。以脐橙为研究对象,选取包括溃疡在内常见的10类脐橙果皮缺陷果及正常果。首先,提取并分析11类果皮感兴趣区域(ROI)光谱曲线并结合主成分分析法确定5个最佳波段(630、685、720、810和875nm);然后基于特征波段做主成分分析,选取第5主成分(PC-5)作为分类识别图像,识别率达到80%。为了进一步提高溃疡识别率,该文又提出采用特征波段主成分分析法与波段比算法相结合的方法,基于此算法溃疡正确识别率提高到95.4%。试验结果表明,基于高光谱成像技术可以有效地对带有溃疡病斑的脐橙分类识别。

应用CARS和SPA算法对草莓SSC含量NIR光谱预测模型中变量及样本筛选

采用光谱技术对水果进行定量或定性分析,如何获得一个简单、有效的校正模型对后续模型的应用和维护都非常关键。以草莓内部品质近红外光谱预测为例,从关键变量和特征样本优选两方面进行研究。采用竞争性自适应重加权CARS算法对光谱变量进行初次选择,随后采用连续投影算法SPA对校正集样本进行优选,获得98个特征样本,针对优选后的变量/样本子集利用SPA算法作二次关键变量提取,获得25个关键变量。为了验证CARS算法的性能,蒙特卡罗无信息变量消除MC-UVE和连续投影算法SPA用于比较研究。CARS算法在消除无信息变量的同时可以对共线性信息进行去除。同样,为了评估SPA算法在特征样本选择中的性能,经典的Kennard-Stone算法也用于比较分析。SPA算法能够用于校正集特征样本的优选。针对最终优选后的变量/样本(25/98)子集建立PLS和MLR模型对草莓内部可溶性固形物含量SSC含量进行定量预测。结果表明,两个模型利用原始变量/样本的0.59%/65.33%的信息均能够获得比基于原始变量/样本所建模型更好的性能,且MLR模型比PLS模型性能略优,r2pre,RMSEP和RPD分别为0.909 7,0.348 4和3.327 8。

基于掩模及边缘灰度补偿算法的脐橙背景及表面缺陷分割

缺陷检测一直是利用计算机视觉技术进行水果自动分级的难点。为了解决带有缺陷的水果在图像分割时部分缺陷容易被误分割为背景这一问题,以脐橙为研究对象,首先提取B分量,利用B分量构建掩模图像,然后对R分量图像进行掩模,从而在不损伤缺陷的情况下实现了水果与背景100%分割。考虑到水果呈球状,检测时边缘灰度较低,在缺陷分割时容易出现误分割,提出快速水果图像边缘灰度补偿算法,利用此算法,对6种常见脐橙缺陷,共计220幅图像,设定分割阈值为165,使不同灰度等级的缺陷一次性分割成功,分割率最高为100%,最低为79.5%。试验结果表明由于单阈值的使用,提高了缺陷分割效率。

近红外高光谱图像结合CARS算法对鸭梨SSC含量定量测定

高光谱数据量大、维数高且原始光谱噪声明显、散射严重等特征导致光谱建模时关键波长变量提取困难。基于此,提出采用竞争性自适应重加权算法(CARS)对近红外高光谱数据进行关键变量选择。鸭梨作为研究对象。采用决定系数r2、预测均方根误差RMSEP和验证集标准偏差和预测集标准偏差的比值RPD值进行模型性能评估。基于选择的关键变量建立PLS模型(CARS-PLS)与全光谱变量建立的PLS模型进行比较发现CARS-PLS模型仅仅使用原始变量中15.6%的信息获得了比全变量PLS模型更好的鸭梨SSC含量预测结果,r2pre,RMSEP和RPD分别为0.908 2,0.312 0和3.300 5。进一步与基于蒙特卡罗无信息变量MC-UVE和遗传算法(GA)获得的特征变量建立的PLS模型比较发现,CARS不仅可以去除原始光谱数据中的无信息变量,同时也能够对共线性的变量进行压缩去除,该方法能够有效地用于高光谱数据变量的选择。结果表明,近红外高光谱技术结合CARS-PLS模型能够用于鸭梨可溶性固形物SSC含量的定量预测。从而为基于近红外高光谱技术预测水果内部品质的研究提供了参考。