应用可见光和近红外图像对白桦凋落叶碳质量分数的估测模型

为了克服传统植物凋落叶碳质量分数检测方法成本高、费时耗力等问题,探究基于可见光、近红外图像信息和机器学习算法构建凋落叶碳质量分数估测模型,为实时监测和快速获取植物凋落叶的碳质量分数提供技术手段。以白桦凋落叶为研究对象,利用可见光和近红外图片信息提取光学三原色(RGB)、六角锥体模型(HSV)和单色图像中的叶片颜色、纹理和形状特征共47个,然后利用主成分分析对特征变量进行降维,并利用遗传算法优化神经网络模型(GA-BPNN)、3种不同核函数的支持向量机回归模型(SVR)和随机森林回归模型(RFR)对叶片碳质量分数进行建模和预测。结果表明:在训练数据集上,RFR模型对叶片碳质量分数的拟合和预测效果最好(平均绝对误差(E_(MA))=4.6253,均方根误差(E_(RSM))=5.6087,平均百分比误差(E_(MAP))=0.0106,决定系数(R^(2))=0.8348);在测试数据集上,GA-BPNN和RFR模型对叶片碳质量分数预测精度相似,RBF-SVR模型的拟合和预测效果最好(E_(MA)=6.5292,E_(RSM)=7.9252,E_(MAP)=0.0150,R^(2)=0.6107),RBF-SVR模型与BPNN和RFR模型相比E_(MA)分别下降13.04%和13.27%、E_(RSM)分别下降8.6%和9.77%、E_(MAP)分别下降12.79%和13.29%。研究结果为快速无损获取凋落叶碳质量分数,及时预测凋落物的分解速率提供了新的方法。

3000t/h锅炉运行中灰渣含碳质量分数的分析及燃烧优化

针对某3 000t/h锅炉灰、渣含碳质量分数大的问题进行了分析,从煤质变化、煤粉细度、磨煤机运行方式、锅炉负荷变化及燃烧配风等方面,论述了灰、渣含碳质量分数大的原因,并对不同燃煤提出不同的燃烧控制,合适的煤粉细度和配风,降低不完全燃烧损失,提高锅炉热效率。

采伐对小兴安岭森林沼泽土壤碳质量分数和碳密度的影响

为了研究不同采伐强度对小兴安岭森林沼泽土壤碳质量分数和碳密度的影响,选取兴安落叶松(Larix gmelinii)—油桦(Betula ovalifolia)—修氏苔草(Carex schmidtii)沼泽、兴安落叶松—油桦—笃斯越橘(Vaccin-ium uliginosum)—藓类沼泽和兴安落叶松—狭叶杜香(Ledum palustre var.angustum)—泥炭藓(Sphagnum magel-lanicum)沼泽3种森林沼泽类型,利用Elementar vario MACRO元素分析仪测定土壤碳的质量分数,并计算土壤碳密度。研究结果表明:采伐对土壤碳质量分数和碳密度的影响因森林沼泽类型和采伐强度的不同而不同,不同土层受到采伐的影响也存在差异。在碳质量分数方面,采伐一般使兴安落叶松—油桦—修氏苔草沼泽土壤层的碳质量分数有所降低,且随着采伐强度的增大降低幅度加大;采伐改变了兴安落叶松—油桦—笃斯越橘—藓类沼泽土壤层碳质量分数的分布格局,但对其土壤碳质量分数影响不大;择伐既改变了兴安落叶松—狭叶杜香—泥炭藓沼泽各土壤层碳质量分数的分布格局,也提高了深层土壤碳的质量分数;皆伐对土壤碳的质量分数及其分布格局的影响规律与择伐相类似,但未达到显著水平。对0～50 cm土体的碳密度而言:相对于对照样地,兴安落叶松—油桦—修氏苔草沼泽择伐后减低1.9%,皆伐后降低40.6%;兴安落叶松—油桦—笃斯越橘—藓类沼泽择伐后降低8.8%,皆伐后降低18.3%;兴安落叶松—狭叶杜香—泥炭藓沼泽择伐后增加27.3%,皆伐后降低25.7%。

吐哈盆地烃源岩有机碳质量分数测井定量预测模型

烃源岩地层通常具有高声波时差、高孔隙度、高电阻率和低密度等测井响应特征。正常情况下,烃源岩有机碳质量分数越高,其在测井曲线上的异常反应就越大。将测井信息与有机碳质量分数之间建立一种定量关系模型,就可以计算出烃源岩有机碳质量分数在纵向上的连续变化值,从而有效地弥补实验室测样的不足。国内外学者对此进行了相关的探讨与研究,提出的定量预测模型可分为单参数型和多参数型。文中依据吐哈盆地地质资料,在Δlg R方法的基础上同时结合多元统计原理,选取了声波时差测井与电阻率测井,建立了两者与有机碳质量分数之间的线性关系式。根据实测值与拟合值的比较,认为建立的定量预测模型拟合效果良好。

利用测井曲线反演计算烃源岩有机碳质量分数——以准噶尔盆地东部为例

以测井资料为基础,在比较现有测井曲线反演计算烃源岩有机碳质量分数(w(TOC))方法的基础之上,结合研究区实际情况,优选了精度较高的算法对准噶尔盆地东部地区所发育的二叠系平地泉组(P2p)、三叠系小泉沟群(T2-3xq)和侏罗系八道湾组(J1b)等3套主要烃源岩w(TOC)进行了反演求取。研究结果显示:经金强修改后的算法要比Passey提出的ΔlogR法具有更高的精度,能够更加客观地反映研究区烃源岩的丰度;在准东地区3套主要烃源岩中,P2p烃源岩w(TOC)最高,且高丰度(2%<w(TOC)<4%)烃源岩分布广,而T2-3xq和J1b烃源岩以中高丰度(1%<w(TOC)<2%)的烃源岩为主。w(TOC)的研究为后续烃源岩综合评价打下了基础。

有机碳质量对黄河三角洲芦苇凋落物分解及其温度敏感性的影响

凋落物分解速率及其温度敏感性Q10能够影响凋落物对土壤的碳归还及其对全球变暖的响应。然而,凋落物有机碳质量对凋落物分解及其温度敏感性的影响研究仍不充分。以黄河三角洲芦苇(Phragmites australi)为例,通过凋落物袋法、室内模拟实验及固态13C核磁共振技术,研究有机碳质量对凋落物分解及其温度敏感性的影响,探讨预测凋落物分解及其温度敏感性的指标。结果表明:(1)随着凋落物分解,易分解碳组分(烷氧碳、双烷氧碳)相对含量逐渐降低,而难分解碳组分(芳香碳)相对含量显著增加,疏水碳/亲水碳、芳香碳/烷氧碳比值逐渐增大,凋落物有机碳更加稳定,凋落物呼吸速率及失重率呈下降趋势。(2)凋落物失重主要受烷基碳、烷氧碳相对含量及C/N的影响,凋落物CO2累积释放量主要受烷氧碳及双烷氧碳相对含量的影响。羰基碳相对含量可以用来解释Q10的变异。因此,相对于生态化学计量比,烷基碳、烷氧碳、双烷氧碳、羰基碳相对含量是预测凋落物分解及其温度敏感性的敏感性指标。

烃源岩演化中有机碳质量与含量变化定量分析

根据有机碳质量守恒原理,建立反映有机碳质量变化的有机碳质量补偿系数数学模型;综合考虑有机碳生烃、排烃和岩石失重过程对有机碳含量的影响,建立计算有机碳含量变化的数学模型。采用正演方法,模拟计算不同类型烃源岩在不同演化阶段和不同排烃效率下有机碳质量补偿系数和有机碳含量值。计算结果表明,有机碳质量补偿系数与烃源岩有机质类型、热演化程度和排烃效率有关,Ⅰ型、Ⅱ1型、Ⅱ2型和Ⅲ型有机质烃源岩的有机碳质量补偿系数最大值分别为2.104、1.360、1.169和1.099。不同类型泥质烃源岩都存在排烃效率阀值,Ⅰ型为20%、Ⅱ1型为30%、Ⅱ2型和Ⅲ型为60%,排烃效率小于阀值时,残余有机碳含量普遍大于原始有机碳含量;排烃效率大于阀值时,残余有机碳含量普遍小于原始有机碳含量。在完全排烃条件下,Ⅰ型、Ⅱ1型、Ⅱ2型和Ⅲ型有机质类型泥质烃源岩有机碳含量最大减少幅度大致分别为43%、20%、10%和10%。

燃烧吸收法测定碳纤维碳质量分数的研究

碳质量分数是影响碳纤维物理和化学性质的关键指标。利用燃烧吸收法进行碳纤维碳质量分数测定试验。研究表明,用研磨法样品测得结果重复性较好,在最佳燃烧时间为20 min,燃烧温度为850℃,试验后干燥管在干燥器中保温10min等一系列条件试验下,燃烧吸收法测定的碳质量分数其准确度和精确度均能满足工业生产和实验室的要求。

筛网孔径与取样量对蒙古栎树木组织部分碳质量分数及其变异的影响

利用不同孔径筛网(1 700、830、380、180、96μm)处理蒙古栎不同树木组织部分的粉碎样品,并利用德国元素总有机碳分析仪实测不同树木组织部分的碳质量分数,旨在确定合适的取样量和筛网孔径,探索蒙古栎不同树木组织部分碳质量分数测定过程中数据的变异及其可能的影响因素,比较不同树木组织部分碳质量分数的差异,为蒙古栎林碳储量的客观评估提供依据。结果表明:筛网孔径对细根、中根、细枝、中枝碳质量分数影响较大,40目筛网处理的样品碳质量分数低估和变异程度比较小;测定蒙古栎不同树木组织部分的合适取样量为14.93mg;蒙古栎不同树木组织部分的碳质量分数从大到小依次为中根、老枝、细枝、中枝、老叶、细根、粗根、树皮、树干、新叶,不同树木组织部分碳质量分数总体上差异显著。可确定,合适的取样量和筛网孔径能够保证蒙古栎各树木组织部分测量结果的准确度,在利用森林清查数据估算森林碳储量与碳封存能力时,蒙古栎的不同树木组织部分碳质量分数的差异是不容忽视的变量。

几种改进BP神经网络算法预测飞灰含碳质量分数效果的比较

分别介绍了动量梯度下降法、L-M数值优化算法和贝叶斯算法,建立了预测模型,对某电厂飞灰含碳质量分数进行预测。通过预测结果的分析,对比了不同算法对预测精度的影响。结果表明:在该模型下,当训练样本量为30甚至更多时,动量梯度下降法不能收敛,L-M算法和贝叶斯算法的收敛速度比动量梯度下降算法要快很多,而贝叶斯算法的预测精度最高。

运用事例推理技术确定飞灰含碳质量分数实时目标值

为降低锅炉机械不完全燃烧损失,从锅炉运行优化的角度提出了飞灰含碳质量分数目标值的定义。采用基于趋势提取的检测方法对锅炉原始运行工况数据库进行稳态判定,依据外部约束条件将锅炉稳定运行工况进行分类,以锅炉效率为评价标准获得各工况类中的最优运行工况组成锅炉运行目标工况数据库。以当前工况的运行不可控因素作为当前事例,以锅炉运行目标工况数据库作为事例库,通过相似度计算获得当前工况所对应的飞灰含碳质量分数目标值。实际应用表明该方法计算精度高、实时性好,能够向运行人员实时提供当前工况的飞灰含碳质量分数目标值,为飞灰含碳质量分数的运行调整提供了依据。

基于碳质量影响因素的实木家具设计方法研究

目的对实木家具碳质量的影响因素进行分析,针对不同影响因素采取相应的有利于实木家具碳质量保持的设计方法。方法以森林和木材的固碳理论为基础,将科学数据与设计思维相结合。结论通过分析实木家具形成和使用的过程,得出不同树种木材的含碳率、实木家具使用周期、实木家具循环利用及加工过程消耗是影响实木家具碳质量的主要因素。通过分析影响因素,提出了优材广用、艺工结合、创生以及低碳设计方法,保持实木家具碳质量,进而指导木质家具产业低碳化发展,开拓和促进该行业设计思路与生产技术的进步。

应用测井方法计算泥页岩有机碳质量分数

有机碳质量分数(TOC)是评价页岩气资源潜力的重要参数之一。利用测井信息的特殊响应,可以快速识别井下泥页岩地层。依据大量的实测数据,结合测井方法计算泥页岩TOC,可以有效地筛选富有机质泥页岩层段。以塔里木盆地2口井为例,探讨测井方法计算TOC的适用性。研究认为:经典的△lg R法对高—过成熟阶段的海相泥页岩TOC的计算并不适用,对中等成熟阶段的陆相泥页岩TOC的计算具有一定的适用性;对海相、陆相泥页岩利用U曲线法计算TOC具有很好的应用效果;在缺乏成熟度数据的非高—过成熟阶段的泥页岩层段,使用△lg R与U曲线组合法计算TOC,可以提高计算值的精确度。

不同类型毛竹林枯落物碳质量分数的比较

运用森林生态定位研究方法，选择位于天目山余脉的浙江富阳春建尖山林区，天台山余脉的奉化新建林区，参照毛竹林分不同立地和经营条件，采集毛竹纯林、毛竹阔叶树混交林（竹阔混交林，下同）的枯落物样品。结果显示：不同毛竹林分的枯落物碳素质量分数存在显著差异（p〈0．05），竹阔混交林的枯落物平均碳质量分数是34．46％（31．06％-37．55％，n=18），垦复毛竹林是29．62％（26．89％-31．79％，n=12），未垦复毛竹林是29．76％（16．82％-33．76％，n=12）；垦复与未垦复毛竹林差异不显著。林地枯落物有机碳储量序列：竹阔混交林〉未垦复毛竹林〉垦复毛竹林，垦复后不利于枯落物碳素累积．竹阔混交林比毛竹纯林具有更强的枯落物碳贮存。

红外反射法测量飞灰碳质量分数

采用红外反射法研究飞灰中碳的质量分数．在自行设计的实验台架上，对碳质量分数为3％～14％的烟煤飞灰样品进行测量分析．测量结果表明，样品厚度对反射光强有影响，当样品厚度在1cm以上时红外反射光强较稳定；当不同样品间碳的质量分数近似相同时，飞灰粒径对反射光强有影响，反射光强与飞灰粒径成正比；对于碳质量分数渐变的多个样品，粒径对反射光强影响不大，红外光反射比能够反映飞灰中碳质量分数的变化．

利用图像信息熵差检测炉渣碳质量分数

为了快速准确地检测反映锅炉燃烧效率的重要指标炉渣碳质量分数,实时掌握锅炉燃烧工况,针对目前炉渣碳质量分数高精度检测法检测时间长而快速视觉检测法准确度低的问题,提出了一种基于机器视觉技术的锅炉炉渣碳质量分数检测方法。该方法通过采集炉渣图像,基于图像信息建立图像信息熵差与炉渣碳质量分数之间关系模型,再根据此关系模型,获得待测炉渣的碳质量分数。实验结果表明,与传统的灼烧失重法比较,检测时间少,所提方法的平均偏差小于2%,满足目前检测精度要求;与目前存在的视觉检测方法相比,提出的方法检测结果不受拍摄光照环境的影响,精度显著提高。该研究为进一步实现炉渣碳质量分数的实时在线检测打下了基础。

西北太平洋山间盆地沉积物有机碳质量累积速率及影响因素

海洋碳汇作用是大洋生态系统的重要生态系统服务功能,不仅影响着海洋生态系统的能量流动,也是元素循环的重要驱动力。本文以中国大洋48航次采集自西北太平洋典型海山区海盆的沉积物样品和资料为基础,对西北太平洋山间盆地沉积物有机碳质量累积速率(F_(orgc))特征及影响因素展开初步研究。结果表明,西北太平洋山间盆地有机碳质量累积速率变化范围为1.41~1.73 g/(m^(2)·ka),均值为1.60 g/(m^(2)·ka),以中部偏西海区的有机碳质量累积速率最高;全区平均净初级生产力转移效率约为0.0031%。西北太平洋山间盆地有机碳质量累积速率和净初级生产力转移效率均低于东太平洋海区和赤道太平洋海区。本区有机碳质量累积速率受水层和沉积层的生物地球化学循环驱动因素,如海洋净初级生产力、沉积物质量累积速率、有机碳含量、氧化还原电位等的综合影响,同时也受距海山距离、水深等地形因子的影响。

基于磁巴克豪森信号的碳质量分数的无损评估方法

提出以磁巴克豪森(MBN)信号检测铁磁材料中碳含量的方法,用退火处理后的碳素钢得到硬度、MBN信号与碳含量的关系。硬度随碳含量增大而增大,MBN特征值随碳含量的增大先增大后减小,在碳质量分数为0.55%时,MBN特征值能取得最大值。将45钢通过不同回火温度处理得到不同硬度的试样,发现MBN信号随硬度增大逐渐递减。对比可知,碳含量的变化对MBN信号存在很大影响。若被测试样碳质量分数在0.32%~0.55%或0.55%~0.80%间时,MBN信号随碳含量单调递增或递减,可由MBN信号直接测得碳的质量分数。当被测样品碳含量介于0.32%~0.80%间时,同一MBN特征值对应着两个碳质量分数,可将MBN信号测量和硬度测量相结合,实现基于磁巴克豪森信号的碳质量分数的无损评估。

基于偏最小二乘法的锅炉飞灰含碳质量分数预测模型研究

针对目前锅炉飞灰含碳质量分数测量方法的滞后性及误差大等问题,根据某电厂大量运行(样本)数据,提出基于偏最小二乘法(PLS)的飞灰含碳质量分数的数学预测模型,并对模型的回归效果进行了分析和检验。研究结果表明:该方法能够克服数据间的多重相关性,具有预测速度快、计算精度高的特点。

基于井震联合反演方法的泥页岩有机碳质量分数预测及应用

针对含油气泥页岩有机非均质性强的特点,以松辽盆地南部小城子地区青山口组为例,提出利用井震联合反演方法预测有机碳质量分数的空间分布.该方法首先基于改进的Δlg R模型确定井剖面上有机碳质量分数的变化,分析有机碳质量分数与纵波阻抗的相关性;然后根据测井评价和稀疏脉冲约束波阻抗反演数据分别求取垂向和水平变差函数;最后利用井震联合反演得到高分辨率有机碳质量分数数据体.结果表明,该方法可以有效预测青山口组有机碳质量分数空间分布,后验井检验反演结果与测井评价有机碳质量分数符合率达82.7%;参照页岩油资源分级评价标准,研究区青山口组页岩油主要富集于青一段,区域上分布在西部和城10井区.该方法为少井或勘探初期地区泥页岩有机碳质量分数的空间分布预测提供新思路,对页岩油勘探开发具有指导意义.