Adaptive illumination light source for online machine vision inspection of tin steel strips

The different reflection characteristics of the surface of tin steel strips and the different speeds of the tinning line demand an adaptive illumination light source for online machine vision inspection. This light source can be integrated with a time delay integration charge-coupled device （TDI CCD ） to capture the images of moving objects and facilitate inspection of the surface quality of tin steel strips. On-site application show the effectiveness of the TDI camera with the adaptive illumination light source in detecting the surface defects on tin steel strips of three different materials and with different tin coating weights.

Selective Separation of Light and Heavy Rare Earth Elements from the Pregnant Leach Solution of Apatite Ore with D2EHPA

Different separation techniques such as solvent extraction, ion exchange, and precipitation are often used for recovery of rare earth elements (REEs) from pregnant leach solutions obtained from acid leaching. Solvent extraction is generally accepted as the most appropriate commercial technology for separating REEs due to the need to be able to handle larger volumes of diluted pregnant solutions. This study focused on the development of selective separation of light and heavy REEs from the pregnant leach solution obtained from leaching of apatite ore in 1 M sulfuric acid (H2SO4) using solvent extraction. Three different commercial organophosphorus extractants (di-(2-ethylhexyl) phosphoric acid (D2EHPA), 2-ethylhexyl phosphonic acid mono-2-ethylhexyl ester (PC88A) and tributyl phosphate (TBP)), and the influences of experimental parameters such as extractant concentration, organic/aqueous phase ratio, diluent type, pH, extraction time and stripping agent concentration were examined. Results showed that light REEs (LREEs) and heavy REEs (HREEs) in the pregnant leach solution were selectively separated with D2EHPA via a two-stage extraction process. In the first-stage of solvent extraction, >90% of (0.05 g/L) HREEs was extracted with 1.8 M D2EHPA in kerosene while the vast majority (>95%) of LREEs was remained in raffinate. In the second-stage, >93% (1.01 g/L) of LREEs was extracted from the raffinate with 1.8 M D2EHPA dissolved in kerosene at pH 1.6. HREEs (>95%) and LREEs (>90%) loaded with D2EHPA after the first and second-stage of extraction were stripped by 4 M H2SO4 and 1 M H2SO4 solutions, respectively. Distribution of middle rare earth elements (MREEs) was discussed through the extraction processes in this study.

马来酸酐接枝聚乙烯对多层共挤薄膜的影响

对于以PA6为阻断层的多层共挤膜而言,通过马来酸酐(MA)接枝改性的聚乙烯是一种良好的黏合树脂,利用双螺杆挤出机制备马来酸酐接枝聚乙烯,作为五层共挤薄膜的结合层,从晶体数量、拉伸强度、剥离强度等角度,考察马来酸酐接枝聚乙烯对五层共挤薄膜的影响。经实验发现,随着马来酸酐添加量的增加,对五层共挤吹膜晶点的影响先增大后减少,对五层共挤膜的纵向拉伸强度和横向拉伸强度的影响都是先升高后降低,但是剥离强度逐步升高,氧气透过率先降低后升高,透光率逐步降低。在五层共挤薄膜的生产过程中,需要结合马来酸酐对五层共挤薄膜的拉伸强度、剥离强度、氧气透过率、透光率的影响,综合考虑马来酸酐的添加量。

空间扭曲的导光条注塑模具设计

导光条的重要特征是导光齿,针对导光齿呈空间扭曲状态分布的长条形导光条模具的开模方向设计难点,提出了基于特征面的法向集合选择模具Z向的方法。先分析零件特征,进行特征面归类,整理归类好的特征面的法向集合,寻找法向的分布规律,根据分布规律确定模具的开模方向范围,再借助零件上其他特征缩小开模方向范围,直至选定合适的开模方向和模具坐标系。在模具结构设计过程中,充分考虑模具受力平衡,设计了瓣合分型+空间大角度抽芯的多层组合式分型机构,最终成功设计了一套一模两件带组合抽芯机构的热流道模具。模具受力平衡,产品质量好。

基于投影光条法智能矫直系统板形检测研究

针对多样化板材零件矫直,采用投影光条法对板形平直度检测进行了研究,旨在解决单件板材零件在矫直前、后的板形识别问题。通过研究光条图像的滤波去噪、边缘检测算法和中心线提取方法,并对条纹图像处理算法进行了大量的计算机仿真实验对比,选取了适合本系统的光条图像处理方法,实现了对板材零件的平直度计算和板形重构。研究结果表明,该系统的检测误差小于±0.5 mm,对于规则形状板材零件的板形识别,系统响应时间为1.5 s;对于有孔的不规则形状板材零件的板形识别,其系统响应时间为1.8 s。该方法可有效用于矫直系统中各类金属板材零件的平直度检测,并能显著提高矫直系统的自动化和智能化水平,是一种非接触式全局测量方法,能有效克服传统测量方式对板材表面的损伤。

轨道交通户外站台门与列车间隙背景灯带图像分割算法研究

轨道交通在发车前需要清空站台与列车间隙,否则异物入侵会对乘客与列车运行造成安全隐患,基于背景灯带的异物入侵检测需要对灯带在图像中进行图像分割、提取、识别。针对在户外站台场景下,复杂背景和日光等因素为背景灯带提取带来困难的问题,提出一种无监督的图像分割算法。首先通过卷积神经网络进行特征提取,然后将特征图输入到后续分类器中对所有像素进行类别输出。在训练过程中,使用的损失函数从三方面进行设计:考虑特征相似度和空间连续约束、基于深度支持向量描述以及基于几何与光度增强。算法能够实现单样本无监督对神经网络参数进行调优。通过对某城轨站台真实数据采集及实验结果表明,本文提出的方法在与训练样本不同光照条件、拍摄角度条件下,对背景灯带进行分割的F1分数为78.47%;在性能优于其他方法的同时,耗时最多能减少97.1%;算法为基于背景灯带的异物检测方案提供一种行之有效的图像分割方法,为后续的异物自动检测提供基础。

轻小型无人机载激光雷达测量系统检校方法

轻小型无人机载激光雷达测量系统具有成本低廉、作业便利等优势,其应用领域越来越广泛。但现有系统由于控制成本等原因,使其直接采集的点云数据质量不高,必须通过地面检校来消除系统误差。设计了一套适用于轻小型无人机载激光雷达测量系统的检校方案,首先设计了一种可灵活组装与使用的圆型靶标器,其次建立了以航带点云为单元的区域网平差模型,最后通过精确测量靶标器中心点的真实地面坐标和采集点云坐标,平差求解出每条航带点云的几何校正参数并以大疆禅思L1激光雷达测量系统为例对该方法进行了实验。结果表明该方案可显著提升原始点云的定位精度。此外,通过设计不同的靶标器布设方案对检校实施方案进行了探讨,总结了靶标器最佳布设原则。

自发光高可视警示服的可视性能评价

为评价自发光警示服的可视性能,采用稀土发光材料、反光材料、发光二极管(light emitting diode, LED)灯带及电激发光(electro luminescent, EL)冷光线制备了2款具有光致发光与电致发光特性的自发光高可视警示服试样。通过可视时间与可视距离测试,对试样的可视性能进行评价。结果表明:时间及距离在很大程度上影响可视性能,相较于距离,时间对可视性能的影响更大,第一代高可视警示服的可视时间与可视效果相关度更高,第二代高可视警示服的发光性能更稳定。

大秦重载铁路计轴与轨道电路共缆传输方案研究

大秦线是我国第一条双线重载电气化运煤专线,随着运量的逐年增加,线路尤其是隧道内因煤尘所导致的道床漏泄增大,造成轨道电路“红光带”故障,严重影响运输效率。为此,从彻底解决问题、工程改造影响范围小、方案可实施性强的角度出发,提出计轴与轨道电路共缆的传输方案。首先设计叠加系统整体架构,明确关键模块功能及系统工作流程;其次设计关键部件,并结合现场情况提出工程改造方案,指导叠加系统现场安装与实施;然后确定叠加系统应用技术范围,进一步对叠加系统进行整体测试,得出测试结论符合预期要求;最后对该方案进行经济性分析,论证实施该方案的必要性及推广价值。

带状套作大豆群体冠层光能截获与利用特征

【目的】研究不同行距的玉豆间距带状套作组合对大豆冠层结构特征与光能利用的影响,为制定适宜的群体配置提供理论依据。【方法】以四川省主推玉米和大豆品种"川单418"和"贡选1号"为试材,设计(A)玉豆间距40 cm(大豆窄行行距70 cm)、(B)玉豆间距50 cm(大豆窄行行距50 cm)、(C)玉豆间距60 cm(大豆窄行行距30 cm)3种玉豆带状套作组合,并以单作玉米(SM)和单作大豆(SSB)作为对照,对带状套作大豆冠层结构、光能截获量、干物质重等指标进行测定分析。【结果】(1)不同带状套作大豆群体冠层上方的PAR存在显著差异,且均显著低于SSB(P<0.05)。玉豆共生期间,处理A大豆群体冠层上方的PAR与处理B和C相比,分别低44.1%和60.4%。这说明由于处理A缩短了玉豆间距,加剧了玉米对大豆的遮荫程度,从而降低了大豆群体可利用的有限光照资源。(2)不同带状套作大豆群体的LAI、叶倾角和株高均呈现显著差异(P<0.05),在大豆V5、V7和R1期,处理B比处理C和处理A的LAI分别提高了16.4%、13.1%、12%和30.3%、32.2%、29.3%。叶倾角比处理C和处理A分别提高了15%、16%、14%和34%、31%、26%。株高比处理C和处理A分别减低了7%、8.8%、7.9%和13.5%、16.7%、14.8%。说明适宜的玉豆间距可以提高套作大豆的LAI,调整更加合理的叶倾角和株高,优化植株形态特征,实现光能在大豆群体内的均匀分布,有利于提高大豆的光能利用效率。(3)不同带状套作大豆光能截获量呈现显著差异(P<0.05)。在大豆V5、V7和R1期间,处理A与处理B相比光能截获量分别降低了43%、22%和33%,处理C与处理B相比则分别降低了21%、10%和17%,LAI与光能截获量存在显著的正相关关系(0.977**),说明在玉豆间距为50 cm时增加了大豆群体的LAI,从而提高了光能截获量。(4)不同带状套作大豆光能利用率呈现显著差异(P<0.05)。在大豆V5、V7和R1期,处理B与处理C相比光能利用率分别提高了8.6%、7.0%和5.8%,处理B与处理A相比则分别提高了40%、23%和13%。(5)不同带状套作大豆群体的干物质重均显著低于SSB,且处理间呈显著性差异(P<0.05)。在大豆V5、V7和R1期,处理A与处理B相比分别降低了59%、36%和41%,处理C与处理B相比则分别降低了27%、16%和22%,DMW与光能截获量存在显著的正相关关系(0.989**),说明在玉豆间距为50 cm时增加了大豆群体的光能截获量,从而提高了大豆群体干物质的积累。(6)不同带状套作大豆群体产量及总产量存在显著性差异(P<0.05)。其中处理B的大豆产量分别比处理C和处理A提高了10%和27%,总产量比处理C和处理A提高了1%和3%。说明随着玉豆间距的缩短,大豆弱光胁迫程度的增加,大豆产量呈下降趋势。【结论】本试验条件下,以玉豆间距为50 cm的玉豆带状套作种植模式可以优化大豆群体冠层结构、提高光能利用率和产量。

基于改进灰度重心法的光带中心提取算法

在线结构光三维测量中,由于线结构光光源质量、物体表面反射率非均匀性以及表面粗糙性等因素的影响,激光光带经常会出现宽度不均匀,光带亮度不集中、离散性较大的现象。本文提出一种改进灰度重心法提取激光光带中心线,该算法基于自适应二值化处理得到光带各列法向宽度值以及光带的准确边界。然后,利用光带边界与灰度数据进行灰度重心计算确定出光带的中心位置。结果证实,改进算法中灰度重心的计算范围与光带宽度相一致,因而具有较高的提取精度和良好的适应性。

一种新的高精度的线结构光传感器标定方法

提出了一种新的高精度的线结构先传感器标定方法.这种方法仅需一个简单标定靶和一个一维工作台，且不用另外的仪器来测量光手面上点的光标，即可实现对线结构先传感器参数的高精度、快速的标定.该方法对可见光和不可见光的场合均适用.

不同玉米-大豆带状套作组合条件下光合有效辐射强度分布特征对大豆光合特性和产量的影响

【目的】发展间种套作大豆是有效解决粮食供需矛盾的重要途径。本文旨在通过优化群体配置,改善群体光分布特征,实现大豆对有效光能的高效利用,为套作大豆高产栽培及群体结构的优化设计提供理论依据和技术途径。【方法】本研究于2011年和2012年,以不同株型玉米杂交种和大豆品种贡选1号为试材,设计登海605/贡选1号(处理A)、川单418/贡选1号(处理B)、雅玉13/贡选1号(处理C)3种玉豆带状套作组合,并以大豆单作作为对照(CK),分析不同玉豆带状套作组合PAR分布特征对大豆光合特性和产量的影响。【结果】(1)不同玉豆带状套作组合的PAR和透光率存在显著差异,且均显著低于CK(P<0.05)。玉豆共生期间,处理A的PAR分别比处理B和处理C高54.4%和90.7%。处理A的透光率分别比处理B和处理C高7.4%和17.7%。处理A的PAR和透光率均显著高于处理B和处理C。这说明登海605/贡选1号的带状套作组合,能够提高套作系统的光合有效辐射强度和透光率。(2)不同玉豆带状套作组合下,处理A大豆叶片Pn显著高于处理B和处理C(P<0.05),处理B和处理C大豆的Pn与处理A相比分别低了14.16%和27.23%。Gs和Ci与Pn变化趋势相同,Pn与Gs存在显著的正相关关系(0.883**),说明气孔限制可能是Pn下降的主要原因。(3)不同玉豆带状套作组合显著提高了大豆叶片的Chla、Chlb、Chl(a+b)含量,降低了Chla/b比值,且均呈显著差异(P<0.05)。在V3、V5和R1期时,处理C大豆叶片Chla含量比处理A和B相比分别高5.42%、10.2%、5.9%和3.08%、4.9%、3.3%。处理C下大豆的Chlb含量比处理A和处理B分别高14.4%、14.9%,11.73%和7.8%、7%和5.74%。处理C大豆叶片Chl(a+b)的含量比处理A和处理B分别高7.27%,11.1%,7%和4.08%,5.35%,3.8%。处理间Chla/b与其呈相反的变化趋势。不同套作组合大豆叶片的叶绿素含量随着遮阴程度的增加而增加,使叶片更有效的捕获有限的光能,对光强降低有一定的补偿作用,增加对有限光能的利用。(4)不同玉豆带状套作组合大豆叶面积指数和干物质重且均显著低于CK。且处理间呈显著性差异(P<0.05),玉豆共生期间,不同玉豆带状套作组合大豆的LAI表现为处理A>处理B>处理C,且处理B和处理C的干物质重分别比处理A低35.4%和57.1%,LAI与干物质重存在显著的正相关关系(0.977**),说明紧凑型玉米削弱了对大豆弱光胁迫的程度,增加了LAI和光能截获量,从而提高了套作大豆群体的物质积累。(5)不同玉豆带状套作组合下,大豆产量及产量构成因素存在显著性差异(P<0.05)。处理A的单株荚数比处理B和处理C高11.28%和32.75%,单株粒数高5.19%和13.34%,每荚粒数高6.4%和22.5%,单株粒重高2.16%和6.22%。不同处理间大豆产量以处理A的产量最高,且分别比处理B和处理C高13.13%和35.6%,说明随着玉米对大豆弱光胁迫程度的加剧,大豆产量呈现降低趋势。【结论】适宜的株型配置可以改善套作大豆生长的光照环境、提高其光合效率和产量。

株行配置对带状条播小麦群体光环境及抗倒伏性能的影响

【目的】旨在筛选四川丘陵带状机播小麦高产抗倒的株行配置方式。【方法】采用二因素裂区设计,主区为品种,选用紧凑型川农27和半紧凑型绵麦367,副区为带宽2 m和种植密度150×104hm-2固定情况下的7种行数和行距配置方式,即每带种植5行和行距20 cm+20 cm+20 cm+20 cm(CK,传统"双三零"模式)、每带3行和行距30 cm+30 cm(F3-1)、每带3行和行距35 cm+35 cm(F3-2)、每带3行和行距40 cm+40 cm(F3-3)、每带4行和行距20 cm+20 cm+20 cm(F4-1)、每带4行和行距20 cm+30 cm+20 cm(F4-2)以及每带4行和行距20 cm+40 cm+20 cm(F4-3),研究减少种植行数和扩大行距对带状条播小麦群体透光率、抗倒伏性能及产量的影响,并探讨了透光率与抗倒伏性能间的关系。【结果】两品种表现一致,带状小麦边行抗倒伏性能显著高于内行,内行抗倒伏性能与群体透光率呈显著正相关。种植行数由5行减少为3或4行,再增大行距后,群体透光率显著提高,边行与内行的抗倒伏性能均得到改善,内行优化效果尤为显著,表现为株高和重心高度降低,单茎干物质积累量增多,基部第二节间缩短变粗,茎壁加厚,机械强度、节间充实度、节间干密度、纤维素及木质素含量提高,倒伏指数减小,边行优势减弱,群体更为均衡,田间不易发生倒伏,且成穗数及产量增加。CK的边行茎秆质量最优,抗倒伏能力最强,但内部透光率最低,内行茎秆质量严重劣化,以中间行最为显著,边行优势最强,田间倒伏率高,且产量低于F3-3和F4-3,仅与F3-2和F4-2相当。【结论】四川丘区带状机播小麦高产抗倒最佳株行配置方式为种植3行行距40 cm+40 cm或种植4行行距20 cm+40 cm+20 cm,其次为种植3行行距35 cm+35 cm或种植4行行距20 cm+30 cm+20 cm,以上均可替代传统"双三零"模式。

带状套作荫蔽及复光对不同大豆品种(系)生长及产量的影响

选取我国南方套作模式下20个不同产量水平的大豆品种(系),于2013—2014年采用净作和遮阴(遮阳网或玉米)对比分析了高产和低产大豆品种在荫蔽期及复光期的生长特点。结果表明,荫蔽期间,茎叶干物重显著低于净作,分配规律表现为"茎多叶少",分别为58.4%和41.6%;与高产类型大豆相比,低产类型茎叶干重下降比例、茎长、茎长/茎粗、茎长/地上部干物质、茎长/叶面积显著增加;荫蔽期地上部干物质与产量呈显著正相关,茎干物质比例与产量呈显著负相关。光照恢复后,地上部干物质迅速增加,分配规律表现为"茎少叶多",复光后30 d分别为47.7%和52.3%;高产类型地上部干物质、叶面积、叶干重比例、茎粗均显著大于低产类型,茎长/茎粗、茎长/地上部干物质、茎长/叶面积均显著小于低产类型;地上部干物质、叶面积、茎粗、叶干物质比例与产量呈显著正相关,茎长/茎粗、茎长/地上部干物质、茎长/叶面积与产量呈极显著负相关。通过复光前后生长性状与产量的回归分析,复光后30 d的叶干物质比例、茎长/地上部干物质、茎粗可作为预测套作大豆产量的主要指标。上述结果表明,选择荫蔽期茎长较短、地上部干物质较大、叶面积更大,光照恢复期茎粗较大、叶干物质比例较大、茎长/地上部干物质较小的大豆品种可以在套作下获得高产。

带状间作不同带间距对玉米光能利用的影响

【目的】探究玉米单株生长环境一致情况下,不同玉米带间距离对带状间作玉米光能利用的影响。【方法】于2021—2022年,以传统间作(1M1S、2M1S)和玉米-大豆带状间作(2M2S、2M3S、2M4S)为研究对象,设置5种玉米带间距离,分别为1 m(1M1S,1行玉米﹕1行大豆)、1.2 m(2M1S,2行玉米﹕1行大豆)、1.6 m(2M2S,2行玉米﹕2行大豆)、2 m(2M3S,2行玉米﹕3行大豆)、2.4 m(2M4S,2行玉米﹕4行大豆),另外设2种单作玉米为对照,单作玉米行距分别为80 cm(M80)和40 cm(M40),分析光环境的差异对玉米光能截获和光能利用率(RUE)的影响。【结果】与单作玉米相比,带状间作改善了玉米冠层中下部的透光率,显著提高玉米的叶面积和光能利用率,增加玉米干物质积累,使玉米叶片保持较高的净光合速率,促进产量的增加。随着玉米带间距离的增加,玉米中下部的透光率升高,带状间作2M2S、2M3S和2M4S处理较单作M80和M40处理分别升高30.67%、20.62%、10.10%和112.70%、96.35%、79.23%。2M4S处理由于玉米占地面积最少,导致单位土地面积上玉米光能截获最小,分别低于单作M80和M40处理44.72%和53.54%,但2M4S处理的单株光能利用率分别是单作M80和M40的1.14和2.16倍。带状间作2M2S、2M3S、2M4S处理的产量较单作M80和M40处理分别提高4.97%、10.47%、13.43%和50.05%、57.08%、61.31%。【结论】在玉米单株生长环境一致时,玉米带间距离的增大改善了玉米冠层中下部的透光性,增大了玉米的叶面积,使叶片保持着较高的净光合速率和光合产物的累积,进而提高了玉米的光能利用率。2M4S处理玉米中下部透光率最大,玉米的净光合速率和干物质积累最高,导致光能利用率和产量优势最高。

带状套作复光后不同大豆品种干物质积累模型与特征分析

为了研究套作下高产类型大豆复光后的干物质积累特征,本研究共采用14个高、中、低产量水平的大豆为材料,比较了不同大豆产量类型品种与玉米套作,复光后的干物质积累特征差异。结果表明:1)高产类型大豆复光后干物质积累量为32.99 g·plant?1,较中、低产类型分别高26.82%和91.51%(两年均值)。2)不同产量类型大豆复光后干物质积累速率均呈先增加后下降的趋势,复光后最大干物质积累速率和平均干物质积累速率呈高产类型>中产类型>低产类型,高产类型大豆最大干物重积累速率的时间大致在复光后41~42 d,中低产类型则在复光后33~37 d;高产类型大豆复光后干物质渐增期天数、积累速率和干物质积累量以及快增期和缓增期的积累速率和积累量均显著高于中、低产类型。3)产量与最大干物质积累速率、最大干物质积累速率时间、平均干物质积累速率、渐增期的持续时间及干物质增量、快增期平均积累速率及干物质增量、缓增期平均积累速率及干物质增量呈显著正相关。本研究表明,套作下高产类型大豆复光后较强的干物质积累优势主要表现在复光后渐增期,而复光后渐增期较强的干物质积累能力主要在于其较长的渐增期持续天数。

汽车焊缝密封胶条的光条中心提取算法研究

汽车焊缝涂胶能够提高车身密封水平,需要对胶条进行检测并且获得三维信息。激光三角法是应用广泛的检测方法,其关键技术之一是准确提取光条中心。但针对黑色被检胶体,光条中心提取鲁棒性差,因此提出了一种基于光条分割的Hessian矩阵定位和高斯曲线拟合的算法。首先,将整体图像对比度提高,运用去噪算法消除干扰的噪声;然后用极值法初步定位光条,结合Hessian矩阵对激光条的中心进行定位;最后利用高斯曲线准确拟合出激光条的中心。实验研究表明,在对光条图像添加噪声幅度为100的白噪声之后进行处理,同样能够将精度控制在亚像素级别,能够提高黑色被检测物体的光条的稳定性。

应用气提原油稳定工艺提高轻烃回收率

对中原油田采油一厂文一联、文三联负压原油稳定装置存在的问题进行了分析。利用ASPEN-PLUS软件对原油稳定塔内的平衡汽化、平衡冷凝过程进行模拟计算,确定最佳工艺参数,在此基础上对负压原油稳定装置进行了改造。介绍了改造后的气提原油稳定轻烃回收技术的作用和效益。

一种改进的高斯拟合法在光带中心提取中的应用

由于投射到物体表面的激光条纹因被调制在条纹不同位置处其宽度也各不相同。因此不能确定合适的拟合数据使得高斯拟合法的提取精度较低。针对此情况,提出了改进的高斯拟合法来进行激光条纹中心线提取,当激光条纹宽度发生变化时,通过边缘增强,图像分割,去噪处理后获得合适的拟合数据长度。实验结果表明:这种改进的高斯分布的曲线拟合算法在测量中更具有可行性,且提取精度得到提高,更适合于光条中心线提取。