基于偏最小二乘留一交叉验证法的近红外光谱建模样品选择方法的研究

目的提出一种新的挑选定标集的方法-偏最小二乘留一交叉验证法。方法以玉米为例,通过对玉米中水分含量的实际建模与外部验证,根据主成分数、相关系数、预测均方根差以及相对分析误差(ratio of performance to standard deviate,RPD)等因素,综合比较4种定标集挑选方法的优缺点。结果偏最小二乘留一交叉验证法结合样品和光谱性质,在保持原始样品覆盖范围的基础上,挑选出的定标集所建立的模型具有较低的模型复杂程度、较高的验证相关系数以及较高的RPD值。结论该方法既克服了随机挑选法存在的样品代表性不足的风险,同时也避免了含量梯度法和计算机识别法只考虑样品或者光谱的单一性质的不足,同时该方法具有操作简单、易于推广等优点,为食品安全检测提供了一种新的筛选样品的方法。     

基于可见/近红外光谱技术的便携分析仪的应用

目的为解决水果内部品质信息的快速无损检测,自主研制了一台基于可见/近红外光谱技术的便携式分析仪,通过试验验证其可行性及所建模型的鲁棒性。方法以红富士苹果为检测对象,采集透射光谱曲线,与化学指标可溶性固形物含量(soluble solid content,SSC)分别建立基于平均光谱、基于各采样光谱的偏最小二乘(partial least squares,PLS)回归模型,比较预测精度并对非同批次样本进行预测。结果试验表明该分析仪对苹果SSC具有较高的测量精度,特别是基于各采样光谱的PLS模型,对同批次样本预测相关系数(Rp)达到0.924,预测均方根误差低至0.429%Brix,预测精密度(平均偏差)低至0.136%Brix,对非同批次样本SSC表现出较强的鲁棒性能,预测均方根误差为0.531%Brix。结论通过此项研究,表明该便携分析仪可用于水果内部品质信息的定量分析,并建议采用基于各采样光谱建立的回归模型用于外来样本的预测。     

咖啡中掺入黑玉米、大麦和巴西莓果粉的红外鉴别研究

目的建立判别模型快速有效筛查咖啡中是否掺入黑玉米、大麦和巴西莓果粉。方法基于衰减全反射红外光谱法以及便携式红外光谱仪一致性检验原理,采集咖啡、黑玉米、大麦和巴西莓果粉的红外漫反射光谱,用OPUS软件建立咖啡一致性检验模型,以咖啡样品红外光谱图为参考光谱,以掺杂样品光谱图为验证光谱进行一致性检验分析。结果利用该一致性检验模型能够准确区分咖啡中是否掺入一定量的黑玉米、大麦和巴西莓果粉。结论本研究建立的检验模型简单、快速、有效,为咖啡中掺入黑玉米、大麦和巴西莓果粉的鉴别提供了参考。     

两产区3种色型玛卡的红外光谱解析

目的从红外光谱分析的角度去认识色型(品种)及产区对玛卡化学组成的影响。方法对云南丽江及会泽两产区的紫、黑、黄各3种玛卡进行了透射红外光谱测试并进行了光谱解析。结果 3种丽江玛卡的红外光谱差异相对强于会泽玛卡;2产区紫色玛卡红外光谱差异显著强于黑、黄玛卡;丽江紫玛卡的红外光谱与其他5种玛卡存在显著差异,糖类物质含量显著较高。结论色型对玛卡的化学组成具有非常重要的影响,产区对玛卡化学组成的影响与玛卡色型有关,紫色玛卡的地域差异显著,两产区的黑玛卡或黄玛卡具有一定的可替代性。     

炭/炭复合材料表面SiC/ZrSiO4-SiO2复合涂层的抗氧化性能与红外发射特性研究

为提高炭/炭(C/C)复合材料的高温抗氧化性能并降低其红外发射率,采用包埋–刷涂法在其表面制备了SiC/ZrSiO_4-SiO_2复合涂层。借助XRD、SEM等表征分析了涂层的成分与微观结构,并研究了SiC/ZrSiO_4-SiO_2复合涂层包覆C/C复合材料在1500℃动态空气条件下的抗氧化性能,以及在90和500℃下的红外发射率。结果表明:由疏松结构SiC内涂层和镶嵌结构ZrSiO_4-SiO_2外涂层组成的SiC/ZrSiO_4-SiO_2复合涂层具有优异的抗氧化性能,在1500℃流动空气(0.6 L/min)等温氧化条件下氧化50 h后试样的氧化失重率仅为0.03%。在C/C复合材料表面制备SiC/ZrSiO_4-SiO_2复合涂层后其红外发射率明显降低,并随温度升高而越低。复合涂层包覆试样在90℃时3~5μm和8~14μm波段的平均红外发射率分别为0.55和0.66;在500℃时3~5μm和8~14μm波段的平均红外发射率分别为0.48和0.62。SiC/ZrSiO_4-SiO_2复合涂层包覆C/C复合材料可作为优良的低红外发射率高温热结构材料应用于航空航天领域。     

AgSnO2电接触材料熔桥行为的高速摄像研究

本研究以AgSnO₂电接触材料为研究对象,借助高速摄像技术并与电接触试验机组成电接触-高速摄像试验体系,观测电触头对在不同负载条件下熔桥行为的基本特征和规律,并进行定量测量研究,同时通过扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)对熔桥行为后触头表面的微观结构和元素分布进行分析。结果表明,AgSnO₂触头熔桥演化行为可分为接触区域熔化、熔桥稳定存在和熔桥失稳及断开三个阶段,熔桥和电弧现象可以同时存在,并且存在一定的协同和竞争关系,AgSnO₂触头材料的熔桥尺寸为微米级(0.027-0.295 mm),熔桥直径随电流的增大而增大,熔桥长度随电流的增大而减小,熔桥演化行为过程中熔桥形状依次表现为墩粗型、圆柱型和哑铃型,熔桥行为会改变触头的表面形貌和元素分布。     

高频等离子固相外沉积工艺参数在线测量系统研究

高频等离子固相外沉积工艺工程中沉积温度和沉积量是最为关键的工艺参数,但受到沉积车间温度、强光照和高频信号干扰等不利条件的限制,常规测量方法无法实现精确测量。本文根据工艺特性采用红外测温和影像测量的手段实现工艺过程的在线精确测量,提升了工艺控制精度和石英材料产品品质。     

高强钢焊接缺陷磁光成像分形特征检测

研究一种基于磁光成像原理的焊接缺陷无损检测新方法.以高强钢表面微小焊接缺陷为例,采用分形维数对焊缝磁光图像进行特征识别并估计最优尺度,根据Adabost分类算法对提取的焊接缺陷特征进行分析和训练,构建焊接缺陷特征量并对高强钢表面缺陷磁光图像进行自动识别.结果表明,运用磁光成像方法可以获取高强钢焊接缺陷特征,并通过图像分形维数分析可识别焊缝缺陷的位置、形状和类别.     

Analysis of dynamic plasma behaviours in gas metal arc welding by imaging spectroscopy

For gas metal arc welding, the effect of CO₂ mixture in a shielding gas on a metal transfer process was investigated through the observation of the plasma characteristics and dynamic behaviour at the droplet’s growth-separation-transfer by the temperature measurement methods which were suitable, respectively, to the argon plasma region and the metal plasma region. At the present experimental conditions, the metal transfer process was a spray transfer type with 100%Ar shielding gas. On the other hand, with 85%Ar + 15%CO₂ shielding gas, the metal transfer process was a globular transfer type in which the arc length was shorter, the width was narrower and the time interval of the droplet separation was longer. For both shielding gases, the metal plasma region near the arc central axis exhibited 6500–7500 K, which was lower than the argon plasma region. With 85%Ar + 15%CO₂ shielding gas, when the metal droplet grew below the electrode wire, the region below the droplet has a high plasma temperature and a high concentration of iron vapour which surrounded the droplet. The region also exhibited a remarkably high electron number density. At the spray transfer process, the argon plasma region had an electron number density twice as high as the metal plasma region. Meanwhile, at the globular transfer process, the metal plasma region had a higher electron number density than the argon plasma region, which corresponded to a higher electrical conductivity near the arc axis. This means that the electric current goes through the arc axis easier than the spray transfer process. This condition increases the temperature below the droplet. The thermal expansion increases the force preventing the droplet from falling down. In consequence, the metal transfer takes the globular transfer type.     

紧密对接焊缝多尺度形态学磁光成像检测方法

利用磁光传感器获取紧密对接微间隙（0~0.1 mm）焊缝磁光图像.针对传统形态学图像处理方法检测微间隙焊缝时容易出现边缘细节丢失的问题和存在检测精度不高的缺点,在四个不同方向上各选取三种不同尺度的结构元素,应用多尺度多结构元素形态学方法提取微间隙焊缝边缘信息,并与小波边缘检测和Sobel边缘检测结果相比较.在激励磁场变化情况下进行三组试验,分别采用多尺度形态学算法和传统形态学算法提取焊缝中心位置.结果表明,多尺度多结构元素形态学算法能更有效地检测出微间隙焊缝中心位置,为紧密对接焊缝的识别与跟踪控制提供试验依据.