CuCe/2D-VMT成型催化剂CO-SCR脱硝性能研究

采用共沉淀法和涂敷法制备了CuCe/2D-VMT成型催化剂,通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、氢气程序升温还原(H_(2)-TPR)和X射线光电子能谱(XPS)等表征方法对催化剂的理化性质进行了表征,并在中试脱硝装置中用真实烟气评价了其CO选择性催化还原(CO-SCR)脱硝活性。结果表明:制备过程中实现了铜铈均匀掺杂,蛭石提供了更多氧空位,更优的分散性和氧化还原性能提升了催化剂的脱硝活性。在真实烟气中,125℃时NO转化率达57%;260h的长期测试中,催化剂NO转化率没有明显下降,维持在55%左右,表明催化剂能够用于实际工程中。

不同烟草制品烟气气溶胶的粒径和成分对比研究

该文通过自行设计的在线捕集稀释装置采集烟气气溶胶,采用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)测定不同烟草制品主流烟气气溶胶中粒状物的粒径分布和含特定成分的粒状物数浓度随粒径的变化规律。结果表明三种烟草制品烟气气溶胶粒相物粒径的尺寸在0.15μm到0.6μm之间服从正态分布规律,且在0.3~0.45μm范围内分布最为集中。三种烟草制品中含有芳香烃、有机碳和烟碱成分的粒状物占有较高比例,且不同类型的化合物在不同粒径气溶胶中呈现的分布趋势大致相同。含有特征化合物烟碱的粒状物呈现出传统卷烟<电子烟<加热不燃烧卷烟的总体趋势。致癌或促癌的化合物,包括芳香烃和重金属在传统卷烟、电子烟和加热不燃烧卷烟烟气气溶胶中的相对含量呈现逐渐增加的趋势。该文成果有助于研究烟草制品的烟气产生方式和产生条件对烟气气溶胶粒状物粒径和成分的分布规律影响。

基于人工神经网络的烟气及温度实时预测模型

为监测建筑火灾事故区域的危险程度,实现更加安全、高效的火灾应急救援,以通廊式建筑为研究对象,基于转置卷积神经网络及数值模拟方法开发1种可实时预测走廊位置处烟气扩散和温度分布的神经网络模型。首先,依托Python建立包含全连接、转置卷积、反池化等在内的19层神经网络模型的整体架构;其次,建立包含99个火灾场景,共7920组图像数据的火场信息数据库用于模型训练;最后,使用测试集对模型进行可靠性验证。研究结果表明:烟气(温度)预测模型在不同火灾场景下的预测精度达到95%,训练完成后模型的预测时间一般为1~2 s。研究结果可为应急策略的快速制定提供数据参考。

实时直接分析质谱法分析卷烟和烟气中的成分

卷烟和卷烟燃烧后产生的烟气含有多种有害和致癌的化学成分,影响人类身体健康。研究采用实时直接分析质谱法(DART-MS)检测烟叶,卷烟主流烟气,主流烟气粒相物和侧流烟气中的复杂成分。质谱仪器参数优化后氦气温度350℃,DART离子源的导轨移动速率0.2 mm/s。DART离子源可以直接分析卷烟烟叶固体和烟气气体,不需要再进行复杂的样品预处理,检测过程操作简单,分析速度快,可以对待测样品进行高通量分析。

轻量级WebVR地铁站大规模火灾情景实时仿真研究

大规模火灾仿真需要庞大的计算量和卓越的渲染能力,对Web端实时在线火灾仿真系统的实现提出了挑战。提出了一套轻量级Web端地铁站火情实时仿真技术框架。基于火灾安全领域中的计算公式整理简化,分析地铁站防烟设施影响,提出了基于防烟分区的两阶段烟雾扩散模型,实现烟雾扩散趋势计算;提出了Web端的防烟分区级多粒度粒子发射器框架,完成火焰和烟雾形态的渲染,实现基于Web端实时计算和可视化过程。试验验证表明:本文方法与专业火灾模拟软件模拟结果在大体趋势上相近,并且打开网页即可实时在线对火灾进行模拟,在便捷性上拥有显著优势。

改进YOLOV5目标检测模型的实时抽烟检测方法

抽烟目标的实时检测难以在实际场景中应用,主要原因是终端设备成本低,能够承载的模型计算量十分有限,难以同时兼顾精度与速度。为此,本文使用改进的YOLOV5目标检测模型,将其双向特征融合网络(FPN+PAN)替换为加权双向特征金字塔网络(BiFPN),增强网络的特征传递能力。实验结果表明,替换特征网络之后的YOLOV5s-BiFPN目标检测模型精度更高,AP 0.5达到91.7%,且模型的参数量、计算量以及FPS基本不变,满足应用在实际场景中进行实时抽烟检测的条件。

实时直接分析-四极杆飞行时间质谱法快速分析青果槟榔和烟果槟榔代谢物差异

目的基于实时直接分析-四极杆飞行时间质谱法(direct analysis in real time-quadrupole time-of-flight mass spectrometry,DART-QTOF-MS)结合非靶向代谢组学,快速分析青果槟榔与烟果槟榔代谢物差异。方法通过单因素实验,考察影响DART离子源电离效率的关键因素;结合QTOF-MS以TOFMS和信息依赖采集模式分别在正离子和负离子模式下获得质谱数据,采用多元统计学软件建立无监督和有监督的判别模型并筛选差异化合物。采用MarkerView 1.3.1、PeakView软件及在线数据库对差异化合物进行初步鉴定。结果在正负两种扫描模式下,DART离子源的最佳工作条件为:离子化温度500℃、样品传输速度0.2 mm/s。在此条件下发现两种食用槟榔化学成分存在差异,获得了25种差异化合物;烟果槟榔中有20种化合物的相对含量高于青果槟榔,有5种化合物的相对含量低于青果槟榔。结论本研究采用实时直接分析质谱技术,具有操作方便、分析速度快、准确度高和稳定性好的优点。同时,该研究从代谢组学角度初步揭示了青果槟榔与烟果槟榔代谢物的差异性,可为食用槟榔的加工工艺研究及品质提升提供参考依据。

基于在线冲击的烟气气溶胶浓度检测方法

结合特有的烟气发生装置以及气路切换和稀释技术,建立了基于在线冲击检测卷烟主流烟气气溶胶浓度的测试方法和装置,实现了逐口抽吸时新鲜烟气气溶胶浓度的实时检测。利用该方法检测了5种品牌卷烟主流烟气气溶胶浓度。结果表明:该装置测试状况稳定,被测5种卷烟烟气气溶胶粒子数平均浓度为1.39×109～3.71×109个/cm3,粒子数浓度变异系数小于9%。

一种飘动性分析的视频烟雾快速检测新算法

针对DSP视频监控系统中,实时视频烟雾检测功能的需求,提出一种基于烟雾飘动性分析的快速视频烟雾检测算法.相比于现有相关算法,在完成对给定视频样本学习后,该算法无需存储视频的历史帧数据,也不需要学习场景背景,而直接对原始视频图像分块提取烟雾飘动特征,然后经Bayesian决策输出检测结论.结合提出的一组新颖的视频烟雾飘动特征,新算法同时获得了较低的计算复杂度和较高的检测性能.综合来看,新算法能更好地适用于实时视频监控系统中的烟雾检测需求.

基于物理模型的烟雾实时模拟

本文提出了一种基于物理模型的烟雾的实时数值模拟方法.真实感和实时性是计算机图形学追求的两个目标.传统的动画技术生成的物体运动是虚拟的,并不能完全反映物体的真实运动.与传统的动画技术相比,基于物理的动画更能表现运动的真实性.在用非粘性不可压欧拉方程表示烟雾的物理模型的基础上,利用破开算子法将其分解成外力项、对流项和投影项分别进行求解,每一步都稳定,因而整个求解也就稳定.求解过程的稳定性保证了模拟可以用大时间步长,也就保证了模拟的实时性.与传统的方法相比,能同时满足计算机图形学的真实感和实时性要求.

单颗粒气溶胶飞行时间质谱仪分析香烟烟气气溶胶

单颗粒气溶胶飞行时间质谱可同时对气溶胶单颗粒的粒径大小、化学成分进行实时、在线检测。本研究介绍了新近研制的单颗粒质谱仪的原理、结构、主要技术指标及对香烟烟气气溶胶的应用研究。仪器采用空气动力学透镜聚焦,双光束粒径测量系统确定颗粒物的空气动力学直径,激光电离系统实现颗粒物精确电离,通过双极有网反射飞行时间质量分析器实现正负离子同时检测。香烟检测结果表明,在颗粒物粒径分布上,新鲜香烟烟气颗粒范围较老化烟气宽。在气溶胶化学成分上,老化烟气颗粒物与新鲜烟气相比,尼古丁,氰酸盐,硝酸盐,硫酸盐及铵盐5种成分的数浓度百分比都有所增加,而含Cl-的数浓度百分比减少。原因可能是由于烟气由气相到粒相之间的转化,及颗粒物与空气中的气体发生了非均相反应;Cl-老化之后的减少是因为HNO3与Cl-之间的非均相反应。

卷烟烟气气溶胶颗粒实时观测分析

利用大气采样器、光学显微镜、CCD数码相机及图像处理系统设计了一套烟气气溶胶颗粒观测分析系统，分析了观测系统和图像处理及统计分析系统方法的可靠性，实现了烟气气溶胶颗粒的实时观测及其统计分析。试验结果表明，主流烟气气溶胶颗粒平均粒径为0．8—1．0μm之间，颗粒密度在1．6×10^7-2．9×10^7个／cm^3之间，烟气气溶胶颗粒大小一定程度上与滤嘴的材料、长度、烟支长度等因素有关。此研究工作对卷烟降焦有指导意义。

基于维纳过程的粒子系统研究

通过对现实烟雾、粉尘等现象中粒子的受力分析,利用粒子系统原理对其进行了模拟,引入了维纳过程建立粒子运动模型,提出了基于粒子密度的粒子消亡算法。并利用BillBoard技术对系统进行了优化。试验证明,采用该方法建立的粒子系统具有良好的实时性和沉浸性。

基于视频图像分析的火燃检测及其应用

综合分析了目前视频火焰检测技术中几个主要方面,包括可视探测技术的优势,火燃事件的特性分类和视觉特征的描述,具有代表性的检测算法,典型的系统解决方案及其发展趋势等,同时也探讨了其中涉及的若干关键问题,并展望了相关研究的应用前景。

一种快速实时烟雾仿真方法

在导弹发射、飞行实时仿真系统中,对导弹尾部烟雾的仿真是影响可视化仿真系统真实感和实时性的重要因素。运用粒子系统的方法,对系统中导弹尾部的烟雾进行了仿真,提出了合适的粒子产生、运动、消灭和形状模型,并在系统中得以实现,取得了较好的效果。

基于物理模型的实时烟雾模拟

针对使用直接绘制法渲染烟雾时,在高网格分辨率下实时性差的问题,文中提出了一种新的基于纹理的烟雾渲染算法。该算法采用不可压缩的Navier-Stokes方程作为烟雾模拟的基本物理计算模型,从而保证烟雾物理运动的真实性,同时利用OpenGL中的纹理映射技术渲染烟雾,保证了烟雾渲染效果真实,烟雾模拟细节更能体现出来;另外文中还给出了在烟雾中添加障碍物时边界条件的计算方式。模拟实验结果表明,该算法既能满足烟雾模拟的实时性,又能真实有效地模拟烟雾流动情况。

一种基于三维烟雾的实时模拟研究

随着当前电影行业及动画行业不断发展,对于烟雾模拟技术也有着越来越大的需求,因而研究烟雾实时模拟也就十分必要。在当前烟雾模拟中,在利用GPU的基础上可实现三维烟雾模拟,从而可使三维烟雾模拟真实感得以增强,达到更加理想的效果,使人们产生更好的视觉体验。本文主要就在GPU基础上实现三维烟雾模拟进行分析,以保证三维烟雾实时模拟能够得到更加理想的效果,增强其真实性。

基于图像实时绘制的烟幕仿真方法研究

烟幕仿真是光电成像武器应用领域中的一项重要技术。针对烟幕的自身特点和施放条件的影响,并依据某型发烟罐外场试验的实测图像和数据,提出了对经典烟幕模型的修正方法,同时仿真视景的背景、目标等仿真要素采用与实测数据对比分析的方法进行图像库生成,在此基础上利用编程软件C++Buider2007,使用图像分层实时透明绘制的方法实现了对烟幕干扰的动态视景仿真,其视景窗口为360×240,帧频为40帧每秒,可以满足一般成像型制导过程的仿真实时性要求。

森林火情烟雾识别算法研究

森林火情自动识别系统的首要目的就是对着火点及烟雾的识别,为了能尽早的发现火情,以及适应较远的观测距离,降低成本,本文提出一种基于可见光相机的森林火情自动识别方法,制定全新的搜索策略,无需预先背景采集,采用帧间相关的方法对烟雾进行实时监测,与传统的差分法检测火情相比具有更好的实时性及检测效率,实验证明,该方法具有很好的可靠性和稳定性,对提高火情识别效率、降低漏警率和虚警率的发生具有很大改善。

基于深度学习的实时吸烟检测算法

在公共场所内吸烟,不仅对自身、他人身体健康造成潜在的危害,还存在造成火灾等现象的隐患。因此,出于健康和安全方面的考虑,为机场、加油站、化工仓库等严禁吸烟的场所,设计了一种基于深度学习的能快速发现和警告吸烟行为的检测模型。该模型使用卷积神经网络对摄像头所拍摄的视频流输入帧进行处理,经过图像特征提取、特征融合、目标分类以及目标定位等过程,定位烟头的位置,进而判断出吸烟行为。常见的目标检测算法针对小目标物体检测效果不甚理想,检测速度亦有待提高。通过设计的一系列卷积神经网络模块,不但减少了模型计算量,加快了推演速度,满足实时性要求,而且提高了小目标物体(烟头)检测准确率。此外,运用了一些模型训练的技巧,提升了模型的鲁棒性。由于缺乏现有数据集,自制了一个与吸烟行为相关的数据集。对比实验证明了提出的算法在本数据集以及一些公开数据集上有着更好的检测效果。