应用于半导体激光器的高精度温控系统设计

面向半导体激光器温控系统的高精度、高速与高集成化的需求,设计了一款高精度、快速响应、高集成化、低成本的数模混合架构温控系统。该系统以FPGA为控制核心,硬件部分包括由三线制惠斯通电桥、仪表放大器、模数转换器组成的温度信号采集与调理模块,全桥降压电路驱动模块,热电制冷器模块等。针对热敏电阻和电桥的非线性误差,提出了一种可变控温零点的温度信号调理方法,该方法基于迭代与多目标最优化算法,提高了控温精度,同时降低了仪表放大器与模数转换器的指标要求,从而降低了系统成本。针对温度滞后大、延迟高的特点,控温策略采用了抗饱和积分的PID(AWPID)自动控制方法,从而降低超调,加快收敛速度。测试结果表明,该温控系统在-45~75℃的温度范围内,实现了±0.02℃的控温精度,相较于固定控温零点的温控系统最大0.1951℃的控温精度提高了89.7%。与传统PID控制算法相比,AWPID控制算法将超调从9.13%降低到1.5%,将稳定时间从41 s降低到30 s。稳定性测试表明,该温控系统能够在长时间内保持±0.02℃的控温精度,满足稳定性要求。该系统具有高精度、快速响应、高集成化、低成本的特点,为半导体激光器的复杂应用场景提供了高精度的温度保障。

伊犁河谷植被物候变化特征及其对气候变化的响应

本文基于2001—2021年MODIS NDVI数据和气象数据,利用TIMESAT软件提取伊犁河谷植被物候参数,结合Sen趋势分析、M—K检验和偏相关分析等方法,研究伊犁河谷植被物候变化特征及其对气候(气温、降水)变化的响应。结果表明:伊犁河谷植被生长季始期(Start of the growing season,SOS)、生长季末期(End of the growing season,EOS)、生长季长度(Length of growing season,LOS)主要集中在45~113 d,290~335 d,186~279 d,海拔每上升100 m,SOS约推迟1.9 d,EOS提前1 d,LOS缩短2.9 d。SOS呈提前的像元占79.91%;EOS呈推迟的像元占81.64%;LOS呈延长和缩短的像元占31.89%,26.39%。1000 m以下草原SOS最早且提前天数最多(61.5 d);1000 m以上草原EOS提前天数最多(34.8 d),阔叶林仅提前7.6 d。SOS受2,3月气温及1,2月降水影响,3月气温升高使SOS提前;EOS与8月气温正相关,与9月降水负相关。本研究为伊犁河谷的植被资源保护与生态环境可持续发展提供科学依据。

实际灌溉面积遥感监测技术及其在江苏省灌区示范应用分析

总结实际灌溉面积监测技术研究进展,分析了江苏省灌区监测实际灌溉面积面临的问题及难点;介绍了一种灌区多尺度实际灌溉面积遥感监测关键技术方法,并以宿迁灌区、船行灌区为例阐述了这一方法的合理性、适用性,提出应用该方法提高江苏省各地灌区实际灌溉面积监测精度与效率的建议,可为江苏灌区管理提供关键技术支撑。

电容层析成像测量甲醇制烯烃催化剂床层温度

甲醇制烯烃作为煤制烯烃的关键一环,对实现煤炭的综合利用有重要意义。这一过程是典型的放热反应,为提高甲醇转化率与产物选择性,需对床层温度进行在线监测。基于高温电容层析成像,提出一种在线测量催化剂床层温度(DMTO工业催化剂,ZSM-5分子筛)的方法。通过与介电常数变化极小的石英砂、氧化铝等床层材料的测量结果对比,发现不同催化剂的介电常数随温度变化规律不同,催化剂床层的测量电容值随温度变化敏感且重复性较好。因此可通过高温电容层析成像装置测量温度分布均匀的床层归一化电容平均值实现对床层温度的测量。通过采用薄壁石英管的固定反应器,对甲醇制烯烃催化剂、ZSM-5分子床层进行在线测温验证了该方法的有效性,发现通过线性反投影算法重构的ECTt图像,可获得床层温度分布。由此,可以通过高温电容层析成像装置实现对固定床床层床层测温。

一种基于甲醇制烯烃及其下游生产链的m-PIOT模型定量研究

以我国西部某化工园区的规划数据为例,通过建立甲醇及其下游产业链实物型投入产出模型,对该产业链中不同产品部门之间的相互作用进行了定量分析。结果表明:该园区甲醇下游产业链中缺乏强拉动及强支撑作用的产品部门;丙烯酸异辛酯、混合C_(4)等对产业链发展具有较强的拉动作用;原材料甲醇的感应度系数高达21.808,对整条产业链具有较强的制约性。

利用固体潮研究岩石天体的深部结构

经过地球物理学的长足发展,我们有着丰富的手段来研究地球的内部结构.然而对于地球之外的其他天体,研究其内部结构的手段却仍然十分有限,往往依赖于轨道探测器、着陆器以及天文观测获取的大地测量数据.在这之中,固体潮对研究其内部结构有着重要的意义.固体潮汐形变和其带来的潮汐耗散提供了关于行星内部结构,尤其是深部核幔边界及核心部分的关键信息.本文将全面地对利用固体潮汐参数(包括潮汐勒夫数及潮汐品质因子)研究岩石天体的深部结构进行综述.首先对固体潮的基本理论、潮汐参数以及黏弹性模型进行了介绍,建立了天体内部结构参数与其外部固体潮汐响应之间的关系.之后对现有利用固体潮汐参数研究水星、金星、火星及月球这些岩石天体的内部结构的工作进行了回顾与总结,可以发现固体潮汐参数是一种对天体深部结构进行约束的有效手段.本文进一步提供了未来探测任务获取的高精度数据对研究天体深部结构的贡献.然而,目前固体潮汐参数对天体深部结构研究中也存在一些问题.例如不同黏弹性模型之间耗散强度的差异性问题、黏弹性模型的短周期实验数据和宏观长周期理论计算结果之间的不匹配问题等.本文也针对这些问题进行了讨论和分析,并对未来的研究方向进行了展望.

新型全域屈服固接耗能钢棒阻尼器数值模拟及分析

为改善现有金属阻尼器受力不均、延展性小、震后难以更换等问题,提出一种新型全域屈服耗能钢棒阻尼器,用于提高建筑结构的抗震性能。阻尼器采用耗能钢棒作为耗能元件,耗能钢棒经过截面设计后能实现全截面同时屈服,且方便震后更换。通过有限元数值模拟表明全域屈服耗能钢棒阻尼器滞回曲线饱满,耗能能力强,验证了全域耗能钢棒阻尼器设计合理性,可有效提升钢棒的耗能能力和延性性能,最后探究了钢棒半径、数量、长度对阻尼器力学性能的影响。分析结果表明:耗能钢棒能实现全截面屈服,滞回曲线饱满,性能稳定优越。耗能钢棒半径、长度、数量对阻尼器性能影响显著。阻尼器的耗能性能与钢棒半径、数量成正比,与钢棒长度成反比。

近47年吐鲁番盆地人工绿洲精明增长的时空过程分析

以1976、1990、2000、2010、2023年5期Landsat遥感影像进行解译,借助数理统计模型、分形维数、紧凑度指数等方法,结合精明增长理论,构建了绿洲精明增长指标体系,测度并分析了近47年吐鲁番盆地人工绿洲的扩张及分布情况以及绿洲精明增长水平的时空表现。结果表明:(1)吐鲁番盆地绿洲规模空间扩张态势明显,呈现出明显的阶段性特征,绿洲面积由1976年的1259.33 km^(2)扩张至2023年的1810.27 km^(2);其扩展强度在经历缓慢下降—慢速增长—快速增长后转变为精明增长背景下的中低速增长。(2)吐鲁番盆地绿洲空间扩张方向具有分异性,扩张方向以西北、东北最为显著,空间重心迁移轨迹为西南—东北—西南,最大迁移距离为55.60 km。(3)在研究时间段内绿洲紧凑度维持在较高水平,土地利用率较高,但近10年呈现下降趋势;空间扩张模式呈现蔓延式—跳跃式—填充式的演变特征。(4)吐鲁番盆地的绿洲精明增长水平较低,精明得分由1976年的0.474下降至1990年的0.383,随后回升,2023年达到最大值0.517;从精明增长水平的空间差异看,以大河沿—塔尔朗流域下游、托克逊—白杨河流域下游为高水平的双核心趋势明显,呈现由中心向四周波动递减的态势。研究结果可为未来绿洲区的合理发展,防止绿洲无序蔓延扩张,保障干旱区绿洲土地资源的合理配置提供参考依据。

黏结剂对甲醇制烯烃中单颗粒催化剂内部反应过程的影响

【目的】以甲醇制烯烃(methanol to olefins, MTO)为代表的非均相催化反应在现代化学工业中占据着重要的地位,研究MTO过程中单颗粒催化剂的反应、传质与传热过程,有助于系统理解催化反应机理、优化催化剂设计,实现工艺升级。【方法】建立单颗粒催化剂颗粒模型、反应动力学模型以及传质与传热模型;采用COMSOL Multiphysics 6.0软件模拟MTO反应过程,分别由二氧化硅、氧化铝和高岭土作为黏结剂,建立3种SAPO-34分子筛催化剂颗粒模拟模型;分析3种催化剂颗粒内甲醇扩散和温度传导过程,分析黏结剂对酸性位点、多甲基苯和多甲基萘的浓度分布的影响,将催化剂颗粒内部的传热、传质过程与化学反应进行耦合。【结果】甲醇分子向催化剂颗粒内部的扩散过程中,在t=100 s时甲醇浓度分布基本稳定,从颗粒边缘处向中部、核心处甲醇浓度依次减小;以二氧化硅为黏结剂的颗粒在中心处、边缘处的热力学温度分别为656、 627 K,颗粒内部的甲醇扩散速度最快;在MTO反应过程中,3种颗粒内部的热力学温度均为由中心向边缘处递减;随着MTO反应时间的增加,3种催化剂颗粒的酸性位点浓度平均值逐渐减小,多甲基苯、多甲基萘的浓度平均值逐渐增大;以二氧化硅为黏结剂的颗粒边缘处的的酸性位点浓度降幅最大,然后依次是颗粒的中部和核心处,颗粒内多甲基萘的分布更均匀。【结论】以二氧化硅为黏结剂的催化剂颗粒内部温度最高、温升最快,有效促进了MTO反应的进行,有利于颗粒内分子筛的充分利用和多甲基苯和多甲基萘的均匀分布。

新疆乡村韧性耦合协调、时空演变与驱动因素

基于韧性理论构建乡村韧性评价指标体系,以新疆68个县域单元为研究对象,结合系统结构和功能的关系,综合运用熵权法、耦合协调度模型、空间自相关分析和地理探测器,探析2000—2020年新疆乡村结构韧性与功能韧性的耦合协调、时空演变规律及内在驱动因素。结果表明,新疆乡村韧性空间分布不均衡,耦合协调度呈基本失调向基本协调缓慢发展的趋势;高、低值区域集聚化特征明显;结构韧性均值特征为小幅下降再平稳发展,低值单元呈“品”字形分布,农村居民点用地占比和土地垦殖水平相互作用为空间格局形成的主导因素;功能韧性均值特征为上升—下降—上升,整体上以较低、中、较高韧性为主导,高、低韧性县域零星分布,农业生产效益、现代化生产程度和农作物总播种面积对乡村功能韧性发展格局起主导作用。

基于时空特征的城市轨道交通短时OD估计方法

精准的短时出行地和目的地(OD)估计技术是城市轨道交通运营组织方案制定的主要依据,同时也是城轨断面客流预测的基础。为同时考虑时空双维特征,且快速实现全网OD的高精度估计,该文基于时间、空间2个维度分析了城轨客流OD分布特征,提出多维度下的最优输入因子筛选方法,构建了基于多元线性回归模型的多层级嵌套OD估计方法。以2019年工作日的南京地铁线网为例进行模型验证,结果表明,时间粒度为15 min以及60 min下,全网OD的平均绝对百分比误差(MAPE)分别为37%、24%,部分OD对在高峰时段的MAPE值小于5%;15 min粒度的均方根误差(RMSE)约为1.3。相比于现有短时OD估计方法,该文提出的方法在高峰时段预测效果更好,能够高效实现全网、全时段的OD估计。

地形对阿尔泰山草地植物群落物种多样性的影响

阿尔泰山草地是新疆草地生态系统的重要组成部分,在维护生物多样性、涵养水源、保持水土等方面具有重要作用。本研究以布尔津林区草地为研究对象,采用典型样地调查法,分析了地形因子对植物群落物种多样性的影响。结果表明:(1)随着海拔升高,草地植物群落物种丰富度、Margalef指数、Shannon-Wiener指数和Simpson指数均呈现先升高后降低再升高的趋势,Alatalo指数随着海拔升高呈现先降低后升高再降低的趋势。Shannon-Wiener指数和Simpson指数与海拔存在显著相关性,Margalef指数和Alatalo指数与海拔不存在显著相关性。(2)随着坡度逐渐增大,草地植物群落物种丰富度、Margalef指数、Shannon-Wiener指数和Simpson指数均呈现先升高后降低的“单峰”格局,Alatalo指数随着坡度增大呈现先降低后升高的“U”型格局。Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Alatalo指数与坡度存在显著相关性,Margalef指数与坡度不存在显著相关性。(3)不同坡向草地植物群落物种多样性明显不同,阴坡草地植物群落物种丰富度和物种多样性明显高于阳坡。Margalef指数、Shannon-Wiener指数和Alatalo指数与坡向存在显著相关性,Simpson指数与坡向不存在显著相关性。以上结果可为布尔津林区草地植物群落物种多样性保护及可持续发展提供理论依据。

阿尔泰山河谷林径向生长对气候的响应

阿尔泰山林区是新疆十分重要的生态屏障,研究阿尔泰山树木的生长规律及其对气候的响应十分重要。基于树木年轮学为基础,选择布尔津、哈巴河和北屯3个采样点,采用相关性分析及Mann-Kendall突变检验探究阿尔泰山河谷林径向生长变化特征及其对气候变化的响应。结果表明:(1)布尔津树轮宽度年表平均敏感度、标准差、树间相关系数和第一特征向量百分比最大,说明该标准化年表包含的气候信息最丰富的,其次是北屯。(2)河谷林3个样点树轮宽度指数变化均呈上升趋势,且经Mann-Kendall突变检验,哈巴河、北屯样点树轮年表的突变时间均在年平均气温和年降水量突变时间之后,说明树轮生长有“滞后效应”。(3)哈巴河样点树轮宽度指数与前一年降水量呈显著正相关(P<0.01),北屯样点树轮宽度指数与当年降水量呈显著正相关(P<0.01),说明树轮宽度指数与降水相关性较强,与气温相关性较弱。(4)布尔津树轮年表受温度影响大,从生长季开始到生长季中后期,均与气温呈显著正相关,北屯树轮年表与降水呈显著正相关,与生长季末期的平均温度呈显著负相关。研究表明即使在相似生境下树木生长的影响因素也不同,布尔津样点树木受到开始生长时温度和结束时降水的影响较大,而北屯和哈巴河受生长季降水因素影响更为突出。

急性心肌梗死患者PCI术后血清SFRP5、CLU的表达及对预后的影响

目的探讨急性心肌梗死(AMI)患者经皮冠状动脉介入治疗(PCI)术后血清分泌型卷曲相关蛋白5(SFRP5)、簇集蛋白(CLU)的表达及对预后的影响。方法选择2022年3月至2023年3月于射洪市人民医院心内科就诊的80例AMI患者作为观察组,另选择同期本院健康体检者80例作为对照组。比较两组血清SFRP5、CLU水平,并比较不同心功能分级、不同预后患者血清SFRP5、CLU水平。采用Pearson相关分析法分析AMI患者PCI术后血清SFRP5、CLU的水平与预后的相关性。结果观察组血清SFRP5水平低于对照组,CLU水平高于对照组(P<0.05);观察组心功能分级Ⅲ~Ⅳ级患者血清SFRP5水平低于Ⅰ~Ⅱ级患者,CLU水平高于Ⅰ~Ⅱ级(P<0.05);预后不良组血清SFRP5水平低于预后良好组,CLU水平高于预后良好组(P<0.05)。经Pearson相关分析结果显示,AMI患者PCI术后血清SFRP5与预后呈负相关,CLU的水平与预后呈正相关(P<0.05)。结论AMI患者PCI术后血清SFRP5、CLU的表达与预后密切相关,通过监测血清SFRP5、CLU的表达水平,可为AMI患者的精准治疗和预后评估重要参考。

面向运力精准投放的城轨列车多编组开行方案优化研究

文章首先从客流时空分布、OD交换特征、车站网络重要性等方面确定大小交路的折返站;并以改进后的交路方案为输入,建立最小化企业运营成本及乘客出行成本目标函数与发车频率、列车满载率等约束条件,构建多编组开行方案优化的上层模型;建立列车运力与客流量的方差和最小目标函数、列车最小追踪间隔和编组数量约束条件,构建运力精准投放的下层模型;根据模型特性,采用嵌套遗传算法进行求解。最后,以南京地铁2号线为例,验证模型优化得到的多编组开行方案在客流分布不均衡情况下的实际运用效果。

基于渐进式双重对齐的无源无监督领域自适应方法

无源领域自适应的核心任务是利用无标签的目标域数据,将预训练好的源模型迁移到目标领域。基于深度聚类的方法需要在自监督学习过程中挖掘辅助信息来正则化特征分布对齐,而辅助信息中噪声常常误导该对齐过程;基于伪源域的对抗学习方法进行概率分布对齐,对所构建伪源域质量十分敏感。针对现有方法存在的不足,本文提出了一种基于渐进式双重对齐的无源无监督领域自适应方法,在进行深度聚类的同时,进行域对齐,缓解深度聚类中伪标签的噪声。首先,通过超近邻增强样本生成高质量伪源域,以克服源域不可见的问题;其次,利用对抗学习,实现两个域的概率分布初对齐;最后,引入深度特征相似,进一步强化对齐效果。在两个公开数据集上的实验结果表明了其有效性。

体外丝线牵拉辅助两孔腹腔镜内环缝合在治疗内环口皱褶冗厚斜疝中的应用

目的探讨体外丝线牵拉辅助两孔腹腔镜内环缝扎治疗内环皱褶冗厚斜疝的安全性、可行性。方法2019年10月~2023年2月,322例斜疝患儿接受两孔法腹腔镜内环缝扎,其中186例(292侧)内环皱褶冗厚患儿采用体外丝线牵拉法辅助。在腹腔镜监视下,针持持针经内环口外下缘入腹膜,于腹膜后间隙走行至精索血管外侧缘出针;于精索血管外侧缘进针,体外轻轻牵拉线尾,腹腔镜下见进针点附近后腹膜间隙增大,缝针顺势在后腹膜间隙跨越精索血管表面。相同方法牵拉和展开折叠在输精管-髂外血管间隙的腹膜皱褶,增大后腹膜间隙,缝针继续在后腹膜间隙贴近髂血管表面跨越Doom三角区冗厚的腹膜组织。相同方法于腹膜外间隙跨越输精管表面。继续直视下缝合内环口内侧壁和上壁腹膜组织,于最初进针处出针和打结,闭合内环口。结果292侧体外丝线牵拉冗厚腹膜后,缝针能顺利跨越精索血管、Doom三角区以及输精管表面。80例单侧手术时间(18.5±3.2)min,106例双侧手术时间(32.6±5.3)min。均无术中并发症发生,均在术后6 h内出院。122例术后随访3~18个月(平均8.5月),未出现切口感染、医源性隐睾或睾丸萎缩等并发症,无复发疝、鞘膜积液。结论对于内环皱褶冗厚的儿童斜疝,体外丝线牵拉法可有效展开冗厚的后腹膜,降低两孔法腹腔镜内环口缝扎时缝针跨越精索血管、Doom三角区以及输精管表面的难度,具有安全性、可行性。

儿童盲肠后位阑尾腹腔镜切除:附57例报告

目的总结儿童盲肠后位阑尾行腹腔镜切除的体会。方法2019年10月~2024年2月,三孔法腹腔镜阑尾切除术中证实57例盲肠后位阑尾炎。脐正中切口置入5 mm trocar和30°观察镜,下腹正中膀胱上、脐下3~5 cm左侧腹直肌外缘分别置入5 mm trocar和操作钳,探查找到病变阑尾,结扎阑尾根部,电钩顺切和逆切相结合贴近阑尾离断阑尾头端和体部,若阑尾位于侧后腹膜外,需电钩打开侧后腹膜,显露、松解和离断阑尾。结果57例均获成功。手术时间65~120 min,(85.0±10.5)min。术后8~12 h可自行下床活动,术后0.5~2 d恢复排气并进流食,术后住院3~7 d,平均5.5 d。随访1~18个月,平均5.7月,均无切口感染、粘连性肠梗阻、阑尾残株炎、盆腔脓肿等并发症发生。结论盲肠后位阑尾与盲肠壁贴附紧密,手术时间相对较长。可先结扎阑尾根部,贴近阑尾壁离断阑尾,顺切和逆切阑尾相结合灵活操作。阑尾位于腹膜外时先电钩打开侧后腹膜显露阑尾,顺切和逆切相结合离断阑尾。

小儿误吞磁力珠致胃、空肠和回肠多发穿孔1例报告

儿童误吞磁力珠已有报道^([1,2]),偶有发生,但后果严重,通常就诊时已有消化道穿孔。报道多为一次误吞多个磁力珠并局限性聚集于消化道内,可导致局限范围内的多发穿孔^([3,4])。2024年1月1日,我们收治1例误吞磁力珠患儿,异物位于胃、空肠和回肠内,引起广泛多发穿孔,成功取出32粒磁力珠,报道如下。

经脐环上缘疝修补术治疗儿童脐上3 cm以内白线疝

目的探讨经脐环上缘入路筋膜下间隙修补脐上3 cm以内白线疝的安全性和有效性。方法回顾性分析我院2016年6月~2022年7月白线疝修补术资料,26例彩超检查提示白线疝下缘至脐上缘距离≤3 cm,经脐环上缘入路筋膜下间隙实施白线疝修补术。男7例,女19例。年龄7个月~11岁,中位数3岁。疝囊下缘至脐上缘距离(1.46±0.66)cm,白线疝疝环直径(1.16±0.57)cm。结果手术过程顺利,手术时间(39.1±26.3)min,无并发症,术后1天出院。随访时间1年2个月~7年3个月,中位数5年1个月。无伤口感染、出血等并发症,无白线疝复发和皮肤肉芽肿形成。结论经脐环上缘入路修补儿童脐上3 cm以内白线疝安全、有效,切口美观。