提出了一种基于K近邻（K‑nearest neighbors，KNN）算法和相位敏感光时域反射（Phase‑sensitive optical time domain reflectometry，φ‑OTDR）系统的高铁声屏障故障识别方法。设计了V字型光缆敷设方式，能够感知声屏障不同高度吸声板在脉动力冲击下的振动，并利用φ‑OTDR系统采集振动信号。对振动信号进行多域特征提取以及K近邻分类后，可以实现对声屏障故障状态识别。实验结果表明，在复杂场景下对于故障点的识别正确率达到了90.9%。该方法为声屏障故障识别提供了一条可行的技术路线，能够减少对专业人员的依赖，对于提升高铁声屏障智能运维水平具有重要意义。

为了在水射流辅助激光加工过程中更加高效地观测工件表面的结构特征，本文提出了一种基于Retinex去雾算法的水射流辅助激光加工图像融合算法。首先，利用基于形态学理论的自适应性Retinex去雾算法解决水射流导致的气泡和表面模糊问题。通过图像区块的标准差值计算细节指数，确定高斯滤波函数的尺度，并计算单尺度函数线性叠加的权重。其次，采用离散小波变换分解聚焦区域不同的源图像序列，并根据人眼视觉原理拉伸细节分量。最后利用离散小波逆变换将分量重新融合，得到可以增强细节信息的全聚焦图像。当水射流喷嘴直径为0.4 mm时，算法处理后的图像的标准差、平均梯度和空间频率分别可以达到参考图像的95.41%、71.88%和67.29%；当射流倾斜角为45°时，上述三个指标分别达到了参考图像的90.59%、72.69%和94.50%。这表明本文所提算法有效提升了图像质量，对于在不同加工情况下获得的图像均可实现较好的处理效果，同时有助于提高加工效率。

倒置钙钛矿太阳能电池因具有器件结构简单、迟滞效应小和制造成本低等优点，受到了研究人员越来越多的关注。电子传输层作为钙钛矿太阳能电池中的重要组成部分，其作用主要是传输电子和阻挡空穴。对电子传输层进行改性，可以有效解决其表面粗糙、能级不匹配、电子迁移率低等问题，从而提高器件的光电转换效率。本文从电子传输材料的选择、电子传输层的界面修饰、掺杂作用和改性三方面综述了电子传输层对倒置钙钛矿太阳能电池的性能的影响，并对今后倒置钙钛矿太阳能电池实现商业化做出了展望。

近年来，细菌感染性疾病不断发生，抗生素的频繁使用使得耐药细菌的数量显著增多，耐药现象愈发严峻。迫切需要一种高效、准确的检测技术来对致病菌作出判断。不同种属细菌其分子组成和结构不同，表面增强拉曼光谱（SERS）主要由于其能反映细菌特有的光谱指纹而被用于区分和反映细胞状态。SERS对致病菌的检测受到多个因素的影响，本文从三个方面回顾了SERS对致病菌的检测并做一简要综述：首先，从基底的设计方面，总结了不同结构和大小的SERS基底对致病菌的检测；其次，回顾了致病菌的共培养、原位还原和静电结合的非标记检测方式以及标记检测包括外标记和内标记方法对致病菌的SERS检测；最后，结合致病菌拉曼光谱分析方法即传统的多变量统计分析方法和先进的机器学习算法对致病菌加以鉴定并对SERS用于致病菌检测进行了总结和展望。

对GH738镍基高温合金贯通槽式损伤试样进行激光沉积修复, 分析了修复试样的显微组织及室温拉伸性能。结果表明：激光沉积修复区组织为典型的外延生长柱状枝晶, 枝晶垂直于基体, 并趋向激光沉积高度方向贯穿多个沉积层连续生长, 修复区中心的枝晶取向出现了较大偏转; 修复区内未发现γ′相, 且碳化物含量较少, 枝晶干上主要为富含Cr、Co的颗粒状M23C6型碳化物, 枝晶间存在少量尺寸相对较大的立方体MC型碳化物, 其Ti、Mo含量较高。相比于基体, 热影响区中γ′相的尺寸明显增大, 部分尺寸超过了200 nm, 平均间距明显增大; 热影响区内的碳化物含量减少, 且部分碳化物发生分解。激光沉积修复试样的室温抗拉强度为锻件的78.2%, 断后伸长率为锻件的69.2%。

残余应力直接影响修复件性能及尺寸稳定性, 为降低修复应力, 进行了低能量输入工艺参数组合及不同扫描路径的激光沉积修复GH4169合金试验研究。通过正交试验, 研究了激光功率、扫描速度、送粉速度对沉积层熔高、熔宽、熔深以及热影响区宽度等特征尺寸的影响规律, 采用低功率参数组合以及长边扫描路径与短边扫描路径, 进行盲槽损伤试样的激光沉积修复, 并检测分析了基体残余应力的分布情况。试验表明, 相比1 400 W高功率参数, 采用600 W低功率参数的修复试样残余应力明显减小, σx的平均降幅为48 MPa, 降低14.0%; σy的平均降幅为105 MPa, 降低37.8%; 与长边扫描修复相比, 短边扫描修复的残余应力略低, σx降低了25 MPa, 降低7.8%, σy降低了38 MPa, 降低18.0%。试验结果表明, 采用低功率参数组合和短边扫描路径有利于降低激光沉积修复GH4169合金的残余应力。

利用6 kW光纤激光器的激光沉积修复系统和电磁感应加热设备, 采用TA15钛合金粉末在基板未预热和预热到200 ℃、400 ℃时分别进行激光沉积修复实验。利用光学显微镜、显微硬度计、压痕法应力测试仪对激光沉积修复试样的显微组织、显微硬度、残余应力进行测试分析, 得到不同预热温度对激光沉积修复显微组织、显微硬度、残余应力的影响规律。结果表明: 随着感应预热温度的升高, 片层α组织变得粗大, 初生α相生长更加充分; 组织分布均匀化, 显微硬度轻微降低; 残余应力明显减小。为感应加热辅助激光沉积修复提供指导依据。

采用激光沉积修复技术对GH4169镍基高温合金贯通槽式损伤工件进行修复，分析了修复过程中气孔及熔合不良等缺陷的产生原因，通过优化工艺参数，获得了无缺陷的修复件；考察了修复件的微观组织及力学性能，并对修复件进行了局部热处理。结果表明：优化工艺参数后得到的修复区和基体形成了致密的冶金结合，采用局部热处理可明显提升修复件的抗拉强度。

针对自由立体显示器视疲劳的问题，对交叉视差及观看时间影响视觉舒适度的问题进行了分析和研究。实验选取具有交叉视差的图片和视频，观察者采用主观评价和客观评价相结合的方法，对其观看舒适度进行评价。结果表明具有交叉视差的图片和视频，其观看舒适度都随时间的增加而减弱，图片的观看时间应在23min以内，视频的观看时间应在17min以内，此时观看较为舒适。持续观看具有交叉视差的图片和视频会引起视疲劳，应控制其观看时间。

现有金属激光沉积成形工件是根据几何模型按照设定扫描路径层层叠加而成, 工件易发生变形开裂问题, 其根本原因在于工件局部温度梯度过大和局部应力集中, 对成形过程温度进行实时检测并实现动态扫描路径规划是解决该问题的主要途径, 本文提出了激光沉积成形层面红外图像的温度分区轮廓提取方法。首先采用红外热像仪构建沉积层面温度实时采集系统, 提出了基于像素范围与测量距离匹配的层面红外图像几何坐标快速计算和转换方法;然后采用阈值法对层面温度数据进行分区划分, 并采用基于边缘检测法提取温度分区轮廓;进而解析了分区轮廓出现断环的根本原因在于噪音点存在, 提出了基于断环起终点距离判断的温度分区轮廓闭合连接方法, 为分区动态路径规划和分区扫描顺序优化提供依据。