自适应融合气体-光谱双模态信息花生产地溯源方法

不同产地的花生质量差异明显,贴优质产地标签贩卖劣质花生的现象时有发生。本文基于电子鼻与高光谱系统的无损检测技术,提出双模态融合特征注意力(Bimodal fusion feature attention,DFFA)并设计DFFA-Net以实现花生质量辨识。首先,利用电子鼻与高光谱系统获取7个不同产地花生气体信息和光谱信息,花生自内而外的气体信息可以表征其整体宏观质量,不同化学键及官能团的光谱信息差异可以表征其整体微观质量;然后,提出DFFA以自适应融合气体-光谱双模态信息并关注影响分类性能的重要特征,并结合消融实验证明了双模态信息融合的必要性;最后,基于提出的DFFA模块,经网络结构优化得到DFFA-Net以实现不同产地花生质量的有效辨识。通过消融分析、多注意力机制分类性能对比,DFFA-Net获得了最佳分类性能:准确率为98.10%、精确率为98.15%、召回率为97.88%,验证了DFFA-Net在花生产地辨识中的有效性。提出的DFFA-Net结合电子鼻和高光谱系统实现了不同产地花生的质量辨识,为花生市场质量监督提供了有效的技术方法。

基于CA和OTSU的电气设备红外图像分割方法

针对电气设备红外图像中需要对目标进行识别和诊断的需求,提出了一种基于元胞自动机(CA)与最大类间方差(OTSU)法的图像增强与分割算法。首先采用高帽、低帽变换结合的方法对电气设备红外图像进行增强,对增强后的图像采用CA法进行边缘提取,并进行二值化处理,最后与经过OTSU算法分割后的红外图像进行融合。实验结果表明采用该算法后,红外图像目标细节清楚,适合人眼观测。

Hg^(2+)离子传感器的最新研究进展

综述了汞离子传感器的最新研究进展 ,主要介绍了利用光化学传感器、离子选择电极和生物传感器检测汞离子的状况 ,重点分析比较了功能材料和传感器特性。在此基础上 ,介绍了我们的研究情况 ,通过两个阶段的固相反应合成了汞离子传感器 ,并且通过激光脉冲沉积 (PLD)技术把靶材 (汞离子传感器 )制备在光寻址电位传感器(LAPS)的表面上 ,形成薄膜 。

基于LabVIEW的重金属离子选择电极分析系统

采用全固态离子选择电极,利用LabVIEW软件研制出了一套监控废水中重金属含量的分析系统,可实现铅、铜和镉3种重金属元素同时检测。结果表明:仪器检测铅、铜和镉的检测下限分别为9.66×10-7mol/L、9.38×10-8mol/L和8.93×10-7mol/L,均低于国家工业废水排放标准,可以对废水中重金属实时原位检测。仪器具有成本低、检测速率高、易携带、界面友好、原位自动检测分析等优点。

一种新型汞离子选择薄膜传感器

采用脉冲激光沉积技术,在光寻址电位传感器表面上沉积了对二价汞离子敏感的薄膜,制备了一种新型汞离子选择薄膜传感器,靶材成分为HgAgIS,基底为p型单晶硅片,金属接触层为Cr/Au。该薄膜传感器在3星期内显示了良好的重复性和稳定性;检出限为3×10-6mol/L;响应时间小于2min,适用pH范围小于2。对干扰离子和迟滞效应等也进行了研究。该传感器具有测量快速灵活、所需样品少、动态范围宽等特点,因为把电位信号转化为对光激发的交流电流信号进行测量,所以提高了灵敏度。同时也证明了脉冲激光沉积是适合制备薄膜传感器的一种新技术。

脉冲激光沉积技术制备的薄膜传感器的研究

基于脉冲激光沉积(PLD)技术在光寻址电位传感器(LAPS)表面上制备了Fe-Ge-Sb-Se硫系玻璃薄膜,合成的靶材成分为Fe1.2(Ge28Sb12Se60)98.8,在Si/SiO2基质上的金属层为Cr/Au,硫系玻璃薄膜对Fe3+敏感,显示了良好的重复性和稳定性.在1×10-5～1×10-2mol/L呈现线性,斜率为(56±2)mV/decade,检测下限为5×10mol/L,当浓度高于1×10-4mol/L时,响应时间不超过40 s;当低于此浓度时,响应时间不超过2 min.

基于模拟退火算法和支持向量机的粘液形成菌识别

针对获取的工业冷却水中的粘液形成菌图像,采用形状不变矩、统计法和分形法分别从形状和纹理两个方面对其进行了特征提取,然后将模拟退火算法应用于图像识别中支持向量机分类参数C和g的优化,并与网格搜索法优化结果进行了对比,结果表明参数优化速度提高了5.736倍,分类器的识别率提高了2.31%。采用模拟退火-支持向量机分类器对粘液形成菌进行分类,识别率达96.666 7%,表明该分类器对粘液形成菌进行分类识别是可行的。

基于图像处理的异养菌菌落计数方法研究

目前异养菌计数是采用国标法——平皿计数法进行的,该法依靠人工观察计数具有一定的主观性、误差大、耗时长、效率低的缺点。为此,采用数字图像处理的方法对工业冷却水中的异养菌数进行检测。将采集到的彩色的菌落图像转换为灰度图像后,首先根据不共线的三个点可以确定一个圆的原理去除了培养皿边缘图像,再利用灰度加权阈值算法对菌落图像进行二值化处理,然后用距离变换和分水岭算法分割粘连的菌落,最后用四邻域搜索的方法对连通区域进行标号后计数。实验证明该方法具有快速、简单、准确等优点,而且计数结果不受菌落形态、大小的影响,是实现菌落计数的一种行之有效的方法。

光寻址电位传感器及其应用

光寻址电位传感器(LAPS)是一种基于半导体光电效应的化学传感器,在稳定性、重复性、灵敏度、准确性和响应速度等方面具有优良的性能。介绍了LAPS的基本原理和测量方法,阐述了LAPS在细胞传感器、图像传感器、金属离子敏感薄膜传感器、气体传感器及生物医学领域中的应用,并对其存在问题和研究方向进行了总结和展望。

基于FCM-SVM的差分脉冲伏安电子舌用于对绿茶的识别

本文构造了三电极的伏安型电子舌,并采用差分脉冲伏安法对5种绿茶进行检测区分。针对实验输出的伏安特性曲线,提取极大值电流、极小值电流、第二极小值电流作为特征值,并采用模糊C-均值聚类的支持向量机(FCM-SVM)模式识别方法对提取的特征值进行处理。最终将FCM-SVM处理结果与应用支持向量机(SVM)得到的结果进行比较。结果表明,伏安型电子舌能够对5种绿茶进行有效地区分,并且FCM-SVM对样品的预测效果明显优于SVM。

铜离子选择电流型薄膜传感器

以铜离子选择电极为靶材,采用脉冲激光沉积技术在p型单晶硅基底上制备了一种铜离子选择电流型薄膜传感器。该传感器的线性区间为10^-4~10^-6mol/L,标准曲线的斜率为71nA/decade,检出限为3.0×10^-7mol/L,适宜pH范围4~6,响应时间不超过2min,在12周内该薄膜传感器显示了良好的稳定性和重复性。该薄膜传感器采用交流红外调制光源激发,以外电路中电流幅值变化量为铜离子浓度测量依据,基于电流量来表征薄膜传感器线性区斜率,该薄膜传感器的检出限比对应的铜离子选择电压型电极低,灵敏度提高了2.45倍。

硫酸盐还原菌诱导腐蚀的电化学噪声分析

基于电化学噪声(EN)和信号处理研究硫酸盐还原菌(SRB)对304不锈钢诱导的腐蚀。将304不锈钢电极分别置于硫酸盐还原菌接种前后的培养基中,利用电化学工作站分别对2种试样的腐蚀进程进行电化学噪声测量,将测得的噪声数据去除直流漂移,再对这些数据进行时域、频域和小波分析。结果表明:通过时域分析得到的标准偏差和噪声电阻可表征腐蚀速率,局部因子则可以区分腐蚀类型。通过频域分析得到的功率谱密度曲线,能表征304不锈钢腐蚀的程度。小波分析则能从不同尺度下分解信号,更加直观、清晰地表征腐蚀进程。利用电化学噪声技术能很好地监测SRB对不锈钢的腐蚀影响,根据不同的需求采用不同的分析方法进行电化学噪声数据分析,才能准确表征腐蚀类型、腐蚀速率以及腐蚀程度。

工业冷却水中硫酸盐还原菌诱导腐蚀研究进展

基于SRB的生理学和腐蚀机理,综述了SRB对铜及其合金、不锈钢等工业冷却水系统中换热设备常用材料的腐蚀影响,并从换热设备材料的选择、MIC在线监测技术和对SRB腐蚀的抑制措施3个角度进行了展望。

基于主动热红外技术的苹果损伤检测

对于苹果的红外无损检测，本文研究了苹果损伤部位与完好部位的温差特性，为实现损伤部位的自动识别提供理论依据。首先本实验从激励源、加热距离、拍摄距离等因素对苹果损伤检测热图像采集系统进行了优化设计，以达到最优检测效果；其次本文从定性和定量两个方面分析了苹果的果梗和花萼的热性图像曲线和区域温差，利用特有的温差特性有效排除了果梗和花萼对损伤图像特征提取的干扰。实验表明完好部位的温差范围为0．7～1．3℃，果梗在4．3～8℃之间，花萼在3．3～4．7℃之间，轻微损伤在1．3-2．6℃之间，重度损伤在2．6—3．2℃之间。

基于PLC的智能水泥自动配料系统设计

针对水泥制造业应用环境恶劣、干扰因素比较多的现状,本文设计了一种智能自动配料系统。该系统由S7200型号PLC作为测量和控制的核心,TD400C作为人机接口单元,采用FS11系列变频器用来控制配料系统的电机速度,波纹管电阻应变式压力传感器作为称重元件,磁电式速度传感器作为测速元件,采用固定取样长度并进行累加称重的控制策略,能够实现水泥生产过程中的在线动态称重,有效地增强了系统的抗干扰能力,解决了下料不稳定时带来的误差,提高了配料精度。

伏安电子舌研究进展

伏安电子舌是由一组贵金属电极组成,通过在工作电极和参比电极上施加外电压,来测量辅助电极和工作电极之间的电流,再配以模式识别方法来识别不同的样本。该种电子舌具有操作简单、适应性强、敏感度高、信息量大等优点。本文介绍了伏安电子舌的原理及其在饮品、微生物、环境和工业等领域的应用状况,并对其发展方向进行了展望。

全固态汞离子选择电极的研究

汞是剧毒物质,易对水环境造成严重的污染,研发适合现场在线检测汞的技术非常必要。通过2个阶段的固相反应合成了一种全固态离子选择电极,电极成分为AgI,Ag2S和HgI,该电极对二价汞离子具有选择性,线性范围为10-110-5mol/L,斜率为29.3 mV/decade,pH适用范围为02,检测下限为3.31×10-6mol/L,响应时间小于3m in。

P-隐式广义预测控制在球磨机制粉系统中的应用

球磨机制粉系统多变量、强耦合的特点使得传统的控制策略难以取得良好的控制效果。通过选择合适的权矩阵,预测控制可以实现间接解耦控制,但系统的跟踪性能将大大降低。提出了带比例调节器的隐式广义预测控制(P-隐式GPC)算法,将其他通道对当前通道的影响作为扰动,从而实现近似解耦。在目标函数中用控制量的增量代替控制量,使控制增量变化不至过于剧烈,新增加的比例调节器使设定值与实际值的偏差实时改变,增强了系统的跟踪性能。将该算法应用到球磨机制粉系统取得了良好的控制效果。

基于ARM和FPGA的全自动拉丝机控制系统设计

根据拉丝机的工作原理以及拉丝过程中对拉丝机各部件的动作要求,提出采用32位RISC处理器ARM7和FPGA作为主控制器和从控制器,实现嵌入式全自动拉丝机控制系统的设计。该控制系统稳定可靠、精度高、成本低、可移植性强,具有一定的推广价值。

《微机原理与接口技术》教学改革与实践研究

《微机原理与接口技术》课程是工科专业必修的一门计算机类基础课程,该课程内容比较抽象,内容覆盖面广,软件和硬件都是教学重点。针对学生学习效果和考试结果均不好的现状,提出了系列教学改革措施,并通过多样化的考核方式,提升学生学习该课程的兴趣和动力,从而强化了学生应用微机分析问题和解决问题的能力。