基于可见-近红外光谱技术的广东典型地区耕地土壤养分含量预测模型评估

【目的】可见-近红外光谱(Visible-near infrared spectroscopy,VNIRS)可以利用少量土壤样品建立预测模型,从而无损快速地预测土壤养分含量。然而,至今鲜见广东省土壤养分的VNIRS预测模型的报道。本研究旨在通过传统化学分析方法和VNIRS技术对广东典型地区的耕地土壤进行分析,构建土壤全量及速效养分含量的VNIRS预测模型,并评估利用光谱分析土壤全量和速效养分含量的可行性,为广东省土壤养分的快速检测及质量评估提供科学参考。【方法】本研究采集了粤东(梅州)、粤西(湛江)、粤北(韶关)、粤西北(肇庆)和珠三角(惠州和珠海) 5个地区共514份耕地土壤样品,测量样品有机质、全氮、可溶性有机碳、碱解氮和速效磷含量,同时利用VNIRS在400~2 490 nm波长范围内探明其全光谱特征,筛选定标样品,结合偏最小二乘法和主成分分析,建立预测模型,并在此基础上进行反向验证,评估模型的可行性。【结果】各地区土壤有机质、全氮、可溶性有机碳、碱解氮和速效磷含量及光谱特征均存在显著差异。有机质和全氮的定标预测模型效果较好,其中,粤西北地区的有机质定标相关系数达到0.831 1,珠三角地区的全氮定标相关系数达到0.789 8;可溶性有机碳、碱解氮和速效磷的预测模型效果在地区间差异较大,粤西北和珠三角地区碱解氮和速效磷的定标效果远优于其他地区。反向验证结果表明,有机质和全氮的预测值与实测值具有较好的相关性,决定系数(R2)最高分别达到0.69和0.65;粤西北和珠三角地区碱解氮的反向验证结果也较好,R2达到0.63和0.62;而可溶性有机碳和速效磷的反向验证结果总体较差。【结论】VNIRS技术能够区分省域内不同地区的土壤来源,可以作为未来土壤分类和土壤质量调查的重要评价指标。VNIRS技术能够较好地直接预测耕地土壤有机质和全氮含量,对可溶性有机碳、碱解氮、速效磷含量的预测存在明显元素差别和地区差异,今后需进一步筛选光谱范围或采用更优方式构建模型。

液体真空蒸发冻结过程的动力学研究

简要介绍了液体物料真空蒸发冻结过程中出现的暴沸、过冷、冻结等实验现象。针对溶液由液相表面蒸发为汽相、由冻干室向冷阱室流动迁移、在冷凝器上凝结的全过程,从质量与能量守恒原理、热力学原理和气体动力学原理出发,建立了完整的数学模型,并以纯水为例进行了模拟计算。同时利用专门组建的实验装置,对纯水的真空蒸发冻结过程开展了实验观测研究,得到整个过程的质量、温度、压力—时间曲线。通过对比理论模拟计算和实验测试的结果,说明了所建立的动力学模型的正确性。

空间环境模拟器真空度异常诊断系统开发

真空系统作为空间环境模拟器的重要组成部分,其一般分为粗抽与高真空两部分,在航天器热试验过程中起着模拟空间真空背景的关键作用,一旦热试验过程中真空度出现异常,不但试验无法进行,甚至可能对航天器造成危害。本文针对大型环境模拟器试验粗抽阶段的真空度异常诊断方法进行研究,开发了真空度异常诊断系统,并将其应用在了KM7A空间环境模拟器上,取得了良好的效果。

电推进地面试验真空系统配置策略与研究

电推进地面环境模拟试验主要用于完成对电推进器性能和可靠性等进行测试。由于电推进羽流效应的影响,电推进地面环境试验对于试验设备提出了严格的真空抽气要求。文章通过对电推进系统工作时的试验特点、真空要求及存在问题进行分析,结合国际上电推进地面环境试验设备的发展现状与研究进展,对该类测试设备的真空系统实现配置进行研究,总结出应对该类试验所需的真空抽气策略与研究方法,为后续电推进地面环境试验设备的研制和试验测试提供参考。

冷坩埚真空感应熔炼设备进展

叙述了冷坩埚真空感应熔炼设备的发展现状,对设备应用及其组成进行了简要介绍。对冷坩埚感应加热装置的重要零部件进行了分析,同时介绍了铸造装置的四种结构形式。

大型空间环境模拟器热沉泄漏定位方式研究

热沉作为空间环境模拟器的重要组成部分,其内表面涂以高吸收率的黑漆,内部通液氮,在航天器热试验过程中起着模拟空间冷黑环境的关键作用,一旦泄漏不但热试验无法进行,甚至可能对航天器造成危害。本文针对大型环境模拟器热沉泄漏的定位方式进行研究,得出了在热沉泄漏早期及时发现泄漏部位的方法,并将其应用在KM6空间环境模拟器上,取得了良好的效果。

移动式溶剂汽相干燥设备的传热传质过程系统模型

溶剂汽相干燥处理是大型油浸式电力变压器生产和维修过程中最重要的工艺过程之一。本文首先详细介绍了移动式溶剂汽相干燥技术的工作原理、设备系统组成、以及生产工艺流程。在对移动式溶剂汽相干燥设备及流程做了必要的简化和假设基础上,论文建立了一个包括40个数学方程的热质传递数学模型,完整地表征了工艺过程中溶剂、水、空气三种介质的相变与迁移过程的热力学规律,详细地描述了设备关键单元和流程中温度、压力、流量等重要物理量间的定量关系。采用Matlab软件编程,以一个来自生产现场的500 k V/750 MVA变压器处理的实际工艺过程为例,开展了一个完整工艺处理过程的模拟计算,获得了干燥工艺过程中器身温度、油箱内压力、出水量等关键工艺参数随时间变化的关系曲线。对照实际生产记录数据,发现理论模拟结果与实际数据在变化趋势上十分吻合,验证了所建立模型的正确性。该模型的应用,将有希望为干燥工艺过程控制和结果预测提供理论依据。可供相关技术人员,在改进设备的结构设计和优化工艺运行时,参考借鉴。

美国进口真空炉料筐同瓷条粘连问题的分析解决

本文就美国进口真空炉之料筐与瓷条粘连的问题进行了探讨分析,在对每次粘连的客观条件进行具体分析的基础上,对可能造成粘连的各种影响因素进行了较为详细的探讨论述,对瓷条进行了岩相分析,制定了解决问题的改进措施,经过实践解决了粘连问题。

航天器密封舱连接处漏率检测方法

带有密封舱段的航天器进行真空热试验时,需要通过容器外的压控系统对密封舱内的压力进行调节与控制。一般通过压控管道(金属波纹管)将密封舱与压控系统相连,一旦压控管道与密封舱连接处出现泄漏,航天器真空热试验将无法进行,因此,保证连接处漏率满足试验要求十分重要。本文对连接处的具体结构进行研究,得出了连接处的漏率检测方法,并进行了试验验证,取得了良好的效果。

基于等离子体在磁控溅射增强的模拟

磁控溅射为代表的真空法已经成为制备薄膜的主流方法,磁场分布、等离子体密度分布及其温度等因素会直接影响到薄膜的质量。因此,选择合适的模型研究磁控溅射过程中气体放电时等离子体粒子以及电子分布非常重要。本文根据气体放电的基本原理,对圆柱形溅射装置采用流体模型,以电子、离子、亚稳态离子和中性粒子为主要粒子的等离子体建立物理模型,采用有限差分方法对所建立的模型,利用计算机编程数值模拟了直流溅射系统内气体放电的过程得到等离子体粒子的分布以及电子温度分布特性的模拟结果。

真空技术在航空航天中的应用

文章从真空钎焊、真空热处理、真空热试验、真空技术在飞行模拟实验中的应用、真空测量五个方面对真空技术在航空航天领域的应用现状进行了介绍,展望了真空技术在航空航天领域应用的前景。真空技术的应用极大地推进了我国航空航天领域的发展,未来随着我国航空航天事业的快速发展,真空技术也必将会发挥更大的作用。

真空电弧炉及凝壳炉的控制技术进展

综述了真空电弧炉和真空凝壳炉的工作原理和国内外发展现状。介绍了真空电弧重熔(VAR)工艺控制技术发展情况,并指出电弧检测与调控对大型真空凝壳炉安全运行的重要意义。虽然,熔速控制实现了熔池糊状轮廓的稳定。但是,电弧运动改变了熔池的热量分布。基于熔速控制的电弧分布状态优化,是制造高品质铸锭的基础和工艺装备的发展方向。根据电弧运动特性,将电弧分布模型划为四类:集中、扩散、偏心和旋转。其中,扩散电弧分布模型对改善熔池轮廓和提升铸锭品质的作用明显。将VAR控制技术分为电弧分布、熔池特性和凝固过程三个组成部分。针对电弧的电磁特性,利用磁场对电弧分布进行检测和调控,将为VAR工艺带来新的技术革新。配有霍尔效应磁场传感器阵列和亥姆霍兹线圈的控制系统已应用在工业生产装备中,验证了控制系统对电弧检测与调控的有效性。

电磁悬浮真空熔铸技术进展

介绍了电磁线圈悬浮ELM,冷坩埚悬浮CCLM,冷坩埚半悬浮熔炼semi-CCLM--即感应凝壳熔炼ISM,三类真空熔铸技术的发展和现状。对该类技术在精密铸造、材料提纯、锭材及合金制备、气雾化制粉四个领域的应用进行实例论述。指明悬浮熔炼技术在材料种类、设备容量、熔体过热度及运行工艺几个方面的发展趋势。随着水冷铜坩埚技术的发展,半悬浮熔炼技术得到较快发展,并演化出多种形式,促进新型材料研制。激光和等离子加热技术的融合,为新工艺的实施奠定了基础。

大型钛合金熔铸技术——真空电弧凝壳精铸设备进展

叙述了真空电弧凝壳精铸设备的国内外发展现状,对该类设备的应用和各国设备研制公司产品的技术特点进行了简要技术对比和分析。以电弧凝壳精铸设备核心部件的电参数设计为重点,细致总结了不同导电结构的电流密度特性,并对电极杆和熔池附近电弧的不均匀导电和分布等特殊现象进行论述和分析。最后介绍了精铸技术发展的几个方向。