1 四川轻化工大学计算机科学与工程学院, 四川 宜宾 644000
2 四川轻化工大学物理与电子工程学院, 四川 宜宾 644000
3 四川轻化工大学自动化与信息工程学院, 四川 宜宾 644000
快速、 准确检测酒醅酸度, 可显著提高白酒出酒率和成品酒品质。 近红外光谱(NIR)提供了分子的倍频和合频, 即有机物中含氢基团(C-H、 N-H、 O-H)的振动信息, 通常用于样品中含氢化合物的定性和定量分析。 采用NIR能简单、 迅速的测定酒醅酸度, 克服了传统化学分析方法检测周期长、 试剂消耗大、 人为误差等不足。 由于NIR是一种间接分析技术, 如何建立校正模型是准确检测酒醅酸度的关键。 作为深度学习中的典型模型, 卷积神经网络(CNN)具有局部区域连接, 分享权值等优点, 不仅能从复杂的光谱数据中提取关键特征, 还能减少网络模型的复杂度。 因此, 提出基于CNN和NIR的酒醅酸度定量分析方法, 以某酒企生产线中采集的545个酒醅样本光谱数据作为研究对象, 采用标准正态变换(SNV)、 Savitzky-Golay (SG）滤波和一阶求导（1stD）三种算法相结合对原始光谱进行预处理; 利用无信息变量消除法(UVE)选择光谱数据的特征波长; 使用CNN建立酒醅酸度模型。 结果表明: (1)对光谱数据进行预处理后, 消除了原始光谱中的基线偏移, 噪声等问题; 经过预处理后的光谱数据模型相较于原始光谱建模, 预测集决定系数提升了22.85%, 预测集均方根误差降低了0.049 5, 提高了酒醅酸度与光谱反射率的相关性。 (2)对光谱数据进行波长筛选后所建立的模型相较于全波段建模, 预测集决定系数提升了2.04%, 预测集均方根误差降低了0.004 8。 (3)基于CNN建立的酸度预测模型, 预测集决定系数为0.955 5, 预测集均方根误差为0.039 1。 相较于偏最小二乘回归模型, 预测集决定系数提升了1.03%, 预测集均方根误差降低了0.097 6; 相较于反向传播神经网络模型, 预测集决定系数提升了1.16%, 预测集均方根误差降低了0.099 4。 该方法可实现对酒醅酸度的快速、 准确测量, 为后续酒醅酸度在线检测提供方法支撑。
卷积神经网络 近红外光谱 酒醅酸度 白酒 Convolutional neural network Near infrared spectroscopy Acidity of fermented grains Liquor 光谱学与光谱分析
2023, 43(12): 3726
1 长安大学公路学院, 西安 710064
2 中交路桥华南工程有限公司, 中山 528405
3 空后代建办, 北京 100035
为了探究动态疲劳荷载作用下玄武岩纤维混凝土抗渗性衰减规律及机理, 基于抗渗性优选了玄武岩纤维最佳参数; 利用自主研发的加载装置设计了疲劳试验, 分析疲劳荷载下电通量的变化规律; 研究了荷载作用下微观结构的演化以揭示玄武岩纤维混凝土抗渗性衰减机理。结果表明: 混凝土抗渗性随玄武岩纤维长度和掺量增加呈现先增强后减弱的变化规律, 基于抗渗性推荐玄武岩纤维的最佳长度为12 mm, 掺量为0.08%(质量分数); 随疲劳作用次数和应力比增加, 玄武岩纤维混凝土电通量增加幅度低于基准混凝土, 其更适合在重载、重交通地区应用; 玄武岩纤维细化了混凝土孔结构, 无害孔比例增加18.51%, 疲劳荷载下混凝土孔径呈扩张趋势, 孔分布呈粗化状态; 疲劳加载前期混凝土微裂缝主要沿长度方向延伸, 而加载后期以宽度扩展为主; 玄武岩纤维延缓了混凝土孔结构劣化和微裂缝扩展, 从而降低了抗渗性衰减幅度。
玄武岩纤维混凝土 动态疲劳荷载 抗渗性 衰减机理 孔结构 微裂缝 basalt fiber reinforced concrete dynamic fatigue load impermeability attenuation mechanism pore structure microcrack
1 西北工业大学 航天学院, 陕西 西安 710072
2 航天飞行动力学技术国家级重点实验室, 陕西 西安 710072
3 航天科技第九研究院 第十六研究所, 陕西 西安 710100
速率偏频激光捷联惯组的定向精度除与激光陀螺仪有关外, 还与加速度计有关, 因此, 研究加速度计的指标体系对提高整个速率偏频激光捷联惯组的性能和精度有重要意义。从初始对准和航向保持两个方面研究了加速度计对定向精度的影响: 加速度计零偏误差和随机游走均会导致初始对准航向角误差。为了得到高精度的航向保持精度, 速率偏频激光惯组的3个加速度计的漂移趋势需要保持一致。试验结果表明, 加速度计的零偏稳定性提高4倍, 初始对准航向角统计精度提高30%; 加速度计精度相同情况下, 加速度计漂移趋势一致的速率偏频激光捷联惯组, 相比其漂移趋势不一致的速率偏频激光捷联惯组, 航向保持精度提高了57%。
速率偏频 激光惯组(IMU) 加速度计 随机游走 稳定性 定向精度 rate-bias laser inertial measurement unit(IMU) accelerometer random walk stability directional accuracy
1 成都理工大学核技术与自动化工程学院, 四川 成都 610059
2 华东理工大学江西省核资源与环境重点实验室, 江西 南昌 330013
3 中南大学地球科学与信息物理学院, 湖南 长沙 410083
用能量色散X射线荧光光谱方法检测轻基体中重金属元素时, 提高峰背比是一大难题, 而设置滤片是解决这个难题的一种办法。 该研究先对初级滤片(分为一类初级滤片和二类初级滤片)和次级滤片(平衡滤片)的选择(材料元素及厚度)作了理论分析, 然后通过MC软件进行蒙特卡罗进行分别模拟, 比较设置前后的峰背比, 验证理论分析的准确性。 一类初级滤片模拟设置了Fe和Cu两种材料, 结果表明设置后的峰背比较设置前的1.36均提高了两倍左右； 二类初级滤片模拟设置了Te和Ba两种材料, 设置后的最大峰背比分别为14.88和13.58, 均比比设置前提高了10倍左右； 平衡滤片则是先后设置Rh和Ru两个滤片, 两者计数相减即得到平衡通带, 结果可见通带内特征峰透过率为83.1%, 而通带外的背景值降低到几乎为0, 使得峰背比大大增加了。 经过比较, 三种滤片的设置都有效地提高了峰背比, 其中平衡滤片提高的倍数最大, 二类初级滤片次之, 最小为一类初级滤片。 理论上三种滤片是可以同时设置以更大地提高峰背比的, 但由于轻基体中Cd元素含量很小, 而低计数的结果会大大增加放射性统计涨落误差, 因此, 在实际应用中, 还应考虑到这一点, 以决定是否进行两两同时设置或者三者同时设置。 研究创新之处在于除了传统的两种滤片外, 还提出了二类初级滤片的运用。
重金属元素 能量色散X射线荧光光谱法 初级滤片 次级滤片 Heavy metal elements Energy dispersive X ray fluorescence spectrometry Primary filter Secondary filter 光谱学与光谱分析
2018, 38(6): 1917
1 中国科学院 电子学研究所, 传感技术国家重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
谐振式压力微传感器因其高精度、高稳定性及准数字输出等特性而广泛应用于气压监测、航空航天等领域。相较于其他结构, 差分谐振式具有灵敏度高、线性度好及温度漂移小等优势。然而, 要获得差分谐振式压力微传感器的最优性能, 仍需解决差分谐振梁灵敏度不匹配的问题。在仿真与实验的基础上, 对差分谐振式压力微传感器的灵敏度匹配特性进行了相关研究。根据研究结果, 对传感器的结构参数进行了优化设计。两谐振梁的设计灵敏度为±46 Hz/kP, 实验结果显示中心梁的实际灵敏度为45 Hz/kPa, 边梁的实际灵敏度为-44 Hz/kPa, 差分输出的线性度高达0.999 999 9。
微机电系统 谐振式压力传感器 差分频率 灵敏度匹配 双谐振器 有限元分析 resonant pressure micro sensor differential frequency output identical sensitivity dual resonators finite element analysis simulation 强激光与粒子束
2016, 28(6): 064130
1 华南师范大学激光生命科学研究所,中国广东广州510631
2 华中农业大学农业部微生物重点实验室,中国湖北武汉430070
3 广东省农业科学院植物保护所,中国广东广州510640
本文用绿色荧光蛋白基因(green fluorescent protein)标记水稻白叶枯细菌,观察其在白叶枯细菌中的表达情况.光激发后,白叶枯细菌发出绿色荧光,表明gfp在白叶枯细菌中得到了高效表达.后续工作意在利用gfp所发出的绿色荧光,来追踪白叶枯细菌侵染水稻的路径,以及检测水稻在遭受白叶枯病害时的一些生理生态变化,进一步探讨水稻对白叶枯细菌的抗生机理,希望能够为水稻抗性品种的检测提供新的理论?谰?文中重点介绍了对质粒pM2464的改造过程,经gfp标记后的水稻白叶枯细菌,在紫外或蓝光的激发下,发出绿色荧光,证明了用标记有gfp基因的白叶枯细菌来观察其侵染水稻过程的想法是可行的.
绿色荧光蛋白基因(gfp) 水稻白叶枯细菌 侵染 green fluorescent protein（gfp ） Xanthomonas oryzae pv. oryzae inestation
