北京工业大学城市建设学部, 水质科学与水环境恢复工程北京市重点实验室, 北京 100124
本文对工业废弃物漂珠进行煅烧改性, 制备易回收的吸附材料。以三氯乙烯作为目标污染物, 研究改性漂珠吸附污染物的可行性和不同改性参数对去除污染物的影响。通过Box-Behnken设计-响应曲面法以煅烧温度、煅烧时间及粒径为影响因素, 建立以三氯乙烯吸附量为响应值的预测模型, 对改性漂珠进行XRD、SEM-EDS、BET等表征分析以探讨材料的吸附性能。结果表明, 煅烧改性后的漂珠表面疏松多孔, 比表面积增大2.4倍左右, 影响改性漂珠吸附水中三氯乙烯的因素顺序依次为: 煅烧时间＞煅烧温度＞粒径。模型优化的最优吸附条件为: 粒径为0.25~0.38 mm, 煅烧温度为640 ℃, 煅烧时间为80 min, 预测吸附最大值为1 326 μg/g, 试验值为1 344 μg/g, 两者仅相差1.4%。通过高温煅烧改性的漂珠具备更优良的吸附性能, 是一种可大规模生产、以废治废、易回收的环保材料。
粉煤灰 吸附 改性漂珠 响应曲面法 三氯乙烯 煅烧 fly ash adsorption modified cenospheres of fly ash response surface methodology trichloroethylene calcination
上海海洋大学信息学院, 农业农村部渔业信息重点实验室, 上海 201306
受水下强光衰减或散射的影响,水下图像存在颜色失真、模糊和细节丢失等问题,严重影响水下目标识别的精度。针对上述问题,提出一种面向浑浊水域的图像增强方法和YOLOv4算法相结合的方案。首先使用改进的带颜色恢复的多尺度Retinex算法增强水下图像,然后采用全卷积生成式对抗网络实现图像颜色校正和细节恢复,最后通过YOLOv4算法对增强后的图像进行鱼目标识别。结果表明,所提出的图像增强方法与YOLOv4算法相结合方案的平均准确率(mAP)可达到89.59%,与原始图像经训练得到的平均准确率相比提高了7.46%,检测速度达到了90 frame/s。
成像系统 水下视频 图像增强 全卷积生成式对抗网络 YOLOv4 目标识别 激光与光电子学进展
2021, 58(22): 2211002
1 杭州电子科技大学 数字媒体与艺术设计学院, 浙江 杭州 310018
2 浙江大学 海洋学院, 浙江 舟山 316021
3 卫星海洋环境动力学国家重点实验室, 浙江 杭州 310012
4 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
5 杭州蓝科光电科技有限公司, 浙江 杭州 310018
主要研究激光束在盐水和沙子两种下垫面上方传输时的波前特性, 并采用自适应光学系统对波前畸变进行校正。建立了激光传输实验平台, 基于自适应光学系统的输入输出数据建立了自适应光学系统模型, 基于该模型设计了自适应光学系统闭环控制器, 对比了激光束在两种下垫面上方传输时的波前畸变特性与自适应光学系统校正的差异。实验结果显示, 在同样辐射加热的条件下, 沙面上方的空气湍流对激光束波前影响更剧烈; 经自适应光学系统校正后, 波前传感器点位移方差在盐水情况下减少了28%, 而在沙子情况下减少了10%。该研究为在海洋环境中利用闭环自适应光学系统进行光束波前畸变校正的可行性做出了初步探索。
自适应光学 波前畸变校正 激光传输 海洋环境 adaptive optics wavefront aberration correction laser propagation marine environment 红外与激光工程
2016, 45(4): 0432001
1 浙江大学 海洋学院，浙江 舟山 316021
2 国家海洋局第二海洋研究所 卫星海洋环境动力学国家重点实验室，浙江 杭州 310012
3 杭州电子科技大学 数字媒体与艺术设计学院， 浙江 杭州 310018
4 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室，吉林 长春130033
5 杭州蓝科光电科技有限公司，浙江 杭州 310018
主要探究了在传感器采样频率较高(如高速相机、位置传感器)、倾斜镜动态特性不可忽略的情况下，如何基于实验数据建立开环倾斜镜系统的动态耦合数学模型的问题。分析了系统的动态特性以及输入与输出之间的耦合，提出了基于倾斜镜系统的输入输出数据、采用子空间辨识算法建立倾斜镜系统动态耦合数学模型的方法，并通过实验评估了模型的准确性和建模方法的可行性。实验结果显示，通过该方法所建立的倾斜镜动态耦合模型的VAF值达到95%，模型准确性相比传统的静态模型有了很大提高，验证了建模方法的可行性。研究成果可用于闭环倾斜镜系统优化反馈控制器的设计，提高系统对于光束偏移矫正的性能。
倾斜镜 多输入多输出系统 动态耦合模型 子空间辨识 fast steering mirror MIMO system dynamic coupling model subspace identification 红外与激光工程
2016, 45(3): 0318002
北京航空航天大学 电子信息工程学院, 北京 100191
基于Rytov近似和Huygens-Fresnel原理, 推导出外差激光雷达在non-Kolmogorov弱湍流中斜程探测时目标平面的平均光强和闪烁指数, 得到外差激光雷达系统效率, 并针对广义指数、天顶角、结构常量、基站结构、望远镜孔径和光束类型对系统效率的影响进行了研究.研究结果表明：当广义指数小于3.2或大于3.8时, 外差激光雷达的系统效率减小幅度较大;随着天顶角的增大系统效率逐渐减小;双基站结构外差激光雷达的系统效率小于单基站结构;随着望远镜孔径的增大, 系统效率存在最低值, 并最终趋于平缓;近场时平行光系统效率最大, 远场时发散光的系统效率最大.
外差激光雷达 non-Kolmogorov湍流 系统效率 平均光强 闪烁指数 Heterodyne lidar Non-Kolmogorov turbulence System efficiency Mean intensity Scintillation index
安徽农业大学生命科学学院, 安徽 合肥 230036
从家蚕(Bombyx mori L.)5龄幼虫肠道分离鉴定产淀粉酶细菌菌株以用作微生态制剂的研究, 并对该菌α-淀粉酶基因进行克隆、序列分析及在大肠杆菌中原核表达。通过含淀粉NA培养基筛选分离得到产淀粉酶菌, 通过形态学观察及16S rDNA序列分析鉴定其种属, DNS法测定酶活, 并设计了淀粉酶基因引物进行克隆, 构建了DZ-a号菌淀粉酶基因的原核表达载体, 经酶切鉴定后转化到大肠杆菌Transetta(DE3)中并诱导表达。共分离得到2株产淀粉酶细菌菌株, 将其PCR扩增得到的16S rDNA序列分别与GenBank上已有序列进行比对, 均与芽孢杆菌属蜡样芽孢杆菌Bacillus cereus有99 %的同源性, DZ-a号菌和DZ-h号菌的产酶能力分别为20.5 U/mL和24.2 U/mL。产淀粉酶基因片段测序结果表明两株菌的克隆基因片段长度分别为3 414 bp和3 378 bp, 均包括完整的编码区序列, 可编码586个氨基酸, SDS-PAGE分析得到大小约66 kD的目的蛋白。鉴定该2株菌DZ-a、DZ-h号菌均属于芽孢杆菌属蜡样芽孢杆菌, 克隆测序所得序列为完整的蜡样芽孢杆菌α-淀粉酶基因序列, 并成功表达。为进一步纯化和鉴定目的蛋白及研究其功能奠定了试验基础。
家蚕 肠道细菌 α-淀粉酶 克隆及原核表达 Bombyx mori L. intestines bacteria α-amylase 16S rDNA 16S rDNA cloning and prokaryotic expression
安徽农业大学生命科学学院, 安徽 合肥 230036
肠道微生物分泌的蛋白酶可促进家蚕对桑叶养分的消化吸收, 枯草芽孢杆菌是家蚕肠道内一种重要的产蛋白酶菌株。为提高枯草芽孢杆菌蛋白酶的高效利用, 对该菌株适宜发酵条件及酶学性质进行了研究。结果表明: 各因素对枯草芽孢杆菌产酶活性影响的大小顺序依次为: pH值>培养温度>培养时间>装液量; 最适的产酶条件为: pH=7, 培养温度: 30 ℃, 培养时间: 36 h; 对枯草芽孢杆菌产蛋白酶进行初步提纯后并研究得出该酶反应的最适pH 10.0, 最适反应温度为: 60 ℃; 该酶为碱性蛋白酶、不耐高温、不耐酸, 但在35 ℃条件下热稳定性较好。
家蚕 肠道 枯草杆菌 蛋白酶 酶学性质 silkworn intestine Bacillus subtilis protease enzyme properties
