1 南京水利科学研究院, 南京 210029
2 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 南京 210029
3 青岛理工大学土木工程学院, 青岛 266033
在钢筋混凝土结构服役过程中, 由环境侵蚀因素导致的耐久性问题是制约结构长效服役的重要原因, 其中, 氯离子侵蚀导致的钢筋锈蚀是引起钢筋混凝土耐久性劣化的主要因素之一。在混凝土内掺加防腐添加剂, 可从促进钢筋表面成膜和改善混凝土自身性能(孔隙结构、水化过程、Friedel’s盐生成)等方面提升阻锈能力, 近年来逐渐成为研究热点。本文将防腐添加剂分为传统阻锈剂、绿色植物提取物阻锈剂、纳米材料以及矿物掺合料等四类, 从材料开发、作用机制、阻锈影响因素等方面对防腐添加剂的研究进行了综述。最后, 探讨了防腐添加剂研究中存在的问题, 并对未来的研究提出了建议, 以期为防腐添加剂能够更好地防治混凝土中的钢筋锈蚀问题提供参考。
钢筋混凝土 防腐添加剂 钢筋锈蚀 阻锈剂 纳米材料 矿物掺合料 氯离子侵蚀 reinforced concrete anti-corrosion additive corrosion of steel bar corrosion inhibitor nano material mineral admixture chloride erosion
1 南昌航空大学江西省光电信息科学与技术重点实验室，江西 南昌 330063
2 南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室，江西 南昌 330063
3 南昌航空大学无损检测与光电传感技术与应用国家工程实验室，江西 南昌 330063
为实现海水温度和盐度的同步测量，理论和实验研究了受激布里渊散射（SBS）频移和线宽相结合的数据反演方法。理论上根据经验公式，拟合了SBS频移、线宽随温度、盐度的变化关系。实验上测量了不同温度、盐度下海水的SBS频移和线宽，并利用理论反演模型反演分析了海水的温度和盐度。研究结果表明，利用频移和线宽相结合的方法可实现海水温度和盐度的同步反演，温度反演误差的最小值为0.04 ℃、最大值为0.41 ℃，盐度反演误差的最小值为0.09‰、最大值为0.65‰。
散射 受激布里渊散射 频移 线宽 温度 盐度 光学学报
2022, 42(24): 2429001
1 河南工业大学土木工程学院, 郑州 450001
2 高速铁路建造技术国家工程研究中心, 长沙 410075
3 中南大学土木工程学院, 长沙 410075
4 中国二十冶集团有限公司, 上海 201999
氯离子扩散系数是研究海洋环境下混凝土结构耐久性的重要参数之一。通过开展不同水胶比混凝土的压汞试验和盐雾扩散试验,研究了混凝土内部孔隙率、孔径分布及临界孔径对氯离子扩散系数的影响规律。结合Menger海绵体模型, 建立孔体积分形维数与氯离子扩散系数的关系。结果表明: 孔隙率和临界孔径与无量纲化氯离子扩散系数的相关性很高, 可作为反映混凝土氯离子扩散性能的重要参数; 通过数学分析计算得到的孔表面分形维数分布在2.56~3.86之间, 孔体积分形维数分布在2.85~2.98之间; 基于压汞法和分形理论计算得到的孔体积分形维数可以作为评价氯离子扩散系数的指标, 在孔径小于10 nm、10～100 nm、100～1 000 nm以及大于1 000 nm四类区间, 氯离子扩散系数随孔体积分形维数的增加而下降。
混凝土 孔径分布 临界孔径 孔隙率 分形维数 氯离子扩散系数 concrete pore size distribution critical pore size porosity fractal dimension chloride diffusion coefficient
提出了一种基于红外特征的在役飞机电接触可靠性在线评估方法。在役飞机长期的振动、腐蚀、高温等环境负荷冲击导致电接触载体表面状况恶化，其程度往往难以定量评估。通过模型机理分析发现，斑点化特征引起接触电阻等可靠性指标下降。然后针对某型电接触载体施加一定的扭矩载荷谱，实时获取电接触部位的“热”信息。在低载荷、临近额定载荷状态下，随载荷状态变化而出现的斑点化特征较为明显。由此认为，将热力收缩线区域最高温度、等温线密集程度、连通区域面积及边界模糊化程度等作为表征指标，能够反映电接触表面施加机械载荷状态的实际衰减程度。因此，该方法可用作在役飞机接触电阻恶化程度的有效评估方法 。
红外特征 电接触 接触电阻 在线评估 在役飞机 infrared characteristics electrical contact contact resistance online assessment aircraft in service
1 江西农业大学 工学院 江西省现代农业装备重点实验室，江西南昌330045
2 江西农业大学 工学院 江西省果蔬采后处理关键技术及 质量安全协同创新中心，江西南昌330045
采用同步荧光技术结合化学计量学实现了鸡肉中磺胺二甲基嘧啶（Sulfamethazine，SM2）和氧氟沙星（Ofloxacin，OFL）残留的快速检测。分析了SM2标准溶液、OFL标准溶液、空白鸡肉提取液和含SM2和OFL的鸡肉提取液的三维同步荧光光谱，确定了鸡肉中SM2和OFL残留检测的波长差（Δλ）分别为150 nm和210 nm，荧光激发峰分别为292.5 nm和295 nm。采用单因素实验考察了β-巯基乙醇和邻苯二甲醛溶液加入量及时间对荧光强度的影响，确定了最佳检测条件为：β-巯基乙醇溶液300 μL、邻苯二甲醛溶液25 μL和采集时间44 min。最后，利用峰高法和峰面积法分别建立了预测模型。实验结果表明，与基于峰面积法的预测模型相比，基于峰高法的预测模型的综合评价更好。基于峰高法的SM2和OFL残留预测模型的预测集决定系数（R2P）分别为0.897 3和0.997 3，预测集均方根误差（RMSEP）分别为6.060 5 mg/kg和0.539 2 mg/kg，回收率分别处于76.1%~115.2%和96.7%~110.1%之间，相对标准偏差（RSD）分别处于2.7%~7.0%和2.8%~10.0%之间。本方法快速、简便，可用于鸡肉中SM2和OFL残留的快速检测。
光谱检测 同步荧光光谱法 鸡肉 磺胺二甲基嘧啶 氧氟沙星 回归分析 spectral detection synchronous fluorescence spectrometry chicken sulfamethazine ofloxacin regression analysis
南京邮电大学 电子与光学工程、微电子学院，南京 210046
人工识别光缆喷码字符弊端众多，亟需光缆自动化识别技术。针对光缆喷码点阵字符特点，提出一种在线光缆喷码字符识别系统，对模板匹配、人工神经网络和支持向量机等3种字符识别算法进行仿真研究和参数优化，并比较了这3种算法的优劣；分析了人工神经网络和支持向量机相关参数对识别准确率和训练时间的影响。仿真结果表明：相同测试集下，人工神经网络算法识别率最高，支持向量机算法在训练样本数量较少时性能出色，模板匹配算法复杂度最低。
字符识别 光纤光缆 模板匹配 人工神经网络 支持向量机 characters recognition fiber optic cable template matching artificial neural network support vector machine
1 江西农业大学, 江西省现代农业装备重点实验室, 江西 南昌 330045
2 江西农业大学, 江西省果蔬采后处理关键技术及质量安全协同创新中心, 江西 南昌 330045
采用同步荧光技术结合化学计量学方法实现了鸡肉中甲磺酸达氟沙星（DFM）和氧氟沙星（OFL）残留的快速检测。 首先, 分析了DFM标准溶液、 OFL标准溶液、 空白鸡肉提取液和含DFM和OFL的鸡肉提取液的同步荧光光谱, 确定了鸡肉中DFM和OFL残留的检测波长差（Δλ）分别为130和200 nm, 荧光激发峰分别为288和325 nm。 其次, 采用单因素试验考察了氢氧化钠溶液浓度和表面活性剂种类对荧光强度的影响, 确定了鸡肉中DFM和OFL残留的最佳检测条件为: 氢氧化钠溶液浓度0.1 mol·L-1和SDS溶液浓度0.1 mol·L-1。 最后, 利用线性回归和偏最小二乘回归（PLSR）及多元线性回归（MLR）算法分别建立了鸡肉中DFM和OFL残留的预测模型。 试验结果表明, 与基于线性回归和MLR的DFM残留预测模型相比, 基于PLSR的DFM残留预测模型的综合评价更好, 其预测集决定系数（R2P）为0.978 3, 预测集均方根误差（RMSEP）为1.934 2 mg·kg-1, 相对预测误差（RPD）为5.876 5。 与基于线性回归和PLSR的OFL残留预测模型相比, 基于MLR的OFL残留预测模型的综合评价更好, 其R2P为0.895 0, RMSEP为3.859 8 mg·kg-1, RPD为2.509 1。 该方法操作简单、 耗时短, 可用于鸡肉中DFM和OFL残留的快速检测。
同步荧光光谱法 鸡肉 甲磺酸达氟沙星 氧氟沙星 回归分析 Synchronous fluorescence spectrometry Chicken Danofloxacin mesylate Ofloxacin Regression analysis 光谱学与光谱分析
2021, 41(5): 1367
1 江西农业大学工学院/生物光电及应用重点试验室, 江西 南昌 330045
2 江西省果蔬菜后处理关键技术与质量安全协同创新中心, 江西 南昌 330045
以金溶胶作为活性基底, 浓度为1%的NaCl溶液作为活性剂, 利用DXRTM显微拉曼光谱仪采集鸡肉的表面增强拉曼光谱(SERS), 实现快速鉴别鸡肉中残留的磺胺二甲基嘧啶(SM-2)和磺胺吡啶(SPD)两种抗生素。 用937和1 188 cm-1处是否有拉曼特征峰来判别鸡肉中是否残留SPD和SM-2。 采用单因素实验方法, 根据937和1 188 cm-1处的特征SERS强度, 对试验条件进行优化, 得到最佳试验条件: 金溶胶加入量为500 μL、 NaCl溶液加入量为100 μL和吸附时间为5 min, 所选用的金溶胶柠檬酸钠加入量3.7 mL。 根据测试集鸡肉中残留的SM-2和SPD的分类精度确定研究用自适应迭代惩罚最小二乘法(air-PLS)、 归一化和二阶导数作为原始拉曼光谱的预处理方法, 然后用主成分分析(PCA)提取特征向量, 最后以前四个PCA得分值作为支持向量机(SVM)分类模型的输入值, 建立基于C-SVC类型的SVM分类模型。 其中, 最优惩罚参数c为0.01、 核参数g为0.1。 此分类模型对测试集的整体分类精度达到93.23%。 对测试集的敏感性和特异性进行计算, 敏感性的范围为77.42%~100%, 特异性的范围为96%~99.02%, 其中, 含SM-2+SPD鸡肉的敏感性最高为100%, 含SPD鸡肉的特异性最高为99.02%。 试验结果表明, 该方法具有良好的鉴别效果, 可用于实现对鸡肉中SM-2和SPD两种抗生素残留的快速检测和鉴别。
表面增强拉曼光谱 磺胺二甲基嘧啶 磺胺吡啶 分类鉴别 主成分分析 支持向量机 Surface-enhanced Raman spectroscopy Sulfamethazine Sulfapyridine Identification Principal component analysis Support vector machine
为了给苍术颗粒剂基于高光谱成像的可视化区分提供理论指导, 选用竞争性自适应重加权采样法(CARS)和相关性分析(CA)进行两次特征波长选择, 提出了利用近红外高光谱成像技术对苍术颗粒剂产品溯源的新方法。 874~1 734 nm波段范围内采集150个来自三个生产厂家的苍术颗粒剂高光谱图像, 提取感兴趣区域(ROI)的光谱反射率值作为鉴别模型的输入变量, 采用邻近算法(KNN)、 误差反向传输神经网络(BPNN)、 偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)、 最小二乘支持向量机(LS-SVM)建立四种算法(分类器)的判别模型。 通过对模型效果的评价标准(预测集总体判别率以及kappa系数)来判别三个不同厂家苍术颗粒剂的区分效果。 除KNN模型外, 预测集的判别率都是100%, kappa系数均为1。 为了加快运算速度, 研究通过CARS、 随机蛙跳算法(RF)、 连续投影算法(SPA)和序列前向选择(SFS)算法初步选择特征波长; 采用CARS, RF, SFS和SPA结合CA算法取得了4组最优波长。 分别得到4个(975, 1 220, 1 419, 1 476 nm)、 2个(1 005, 1 442 nm)、 4个(924, 1 005, 1 419, 1 584 nm)和3个(948, 1 146, 1 412 nm)最优波长, 并分别建立了KNN, BPNN, PLS-DA和LS-SVM判别模型。 在筛选三种最优算法的情况下, 能够以较少的特征波长个数获得的最好建模效果为: CARS-CA-LS-SVM模型中预测集总体判别率是100%, kappa系数为1。 将CARS-CA筛选出波长变量的每个像素点光谱数据输入到LS-SVM模型中, 将判别结果用不同颜色直观显示。 该研究为快速无损进行苍术颗粒剂产品溯源提供了思路, 为今后开发相关机构的快速监管提供了技术支持。
高光谱成像 苍术颗粒剂 化学计量学 特征波长 Hyperspectral imaging Atractylodes lancea granules Chemometrics Characteristic wavelengths 光谱学与光谱分析
2020, 40(11): 3567
1 湖南农业大学 a. 食品科技学院
2 湖南省食用菌研究所, 长沙 410013
3 湖南农业大学 b. 园艺园林学院, 长沙 410128
本试验旨在通过建立蔗糖-天冬酰胺(Suc-Asn)反应体系模拟美拉德反应过程, 探究黄原胶对体系中5-羟甲基糠醛形成的影响。试验采用高效液相色谱法(HPLC)测定样品中5-羟甲基糠醛的含量, 分光光度法测定样品的褐变度, 通过单因素试验及正交试验, 系统研究了黄原胶质量浓度、反应时间、反应温度及体系pH值对蔗糖-天冬酰胺反应体系中5-羟甲基糠醛生成量和褐变度的影响。得到最佳反应条件是反应时间12 min、反应温度160℃、0.1%的黄原胶溶液、pH值为7, 此时反应体系产生的5-羟甲基糠醛含量最低。5-羟甲基糠醛具有潜在的安全隐患, 此试验旨在就抑制食品体系中5-羟甲基糠醛的生成方法提供更多依据。
5-羟甲基糠醛 黄原胶 褐变度 美拉德反应 5-hydroxymethylfurfural xanthan gum browning degree Maillard reaction
