计量与测试

  • 基于贝叶斯方法的冲击试样测量不确定度评估

    李海蓉;彭煜;胡翔;靳俊杰;包福;刘方义;姜明;

    目的:提出了一种基于贝叶斯方法(BM)的测量不确定度评估方法,可用于对ABS共聚物冲击试样的测量不确定度进行评估。方法:通过XJJ-50型简支梁冲击试验机(7.5 J摆锤),对试样的冲击强度进行了测试。在对冲击系统建模与不确定度源分析的基础上,首先基于JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》对冲击试样的测量不确定度进行了评估,并将其结果作为参考计算标准;其次,基于贝叶斯不确定度评估理论,结合蒙特卡罗模拟,对该冲击试样测量不确定度进行评估。结果:BM与测量不确定度表示指南(GUM)评估结果存在差异的主要原因是其先验数据与整体测试样本数据未保持分布一致。结论:将BM与蒙特卡罗模拟相结合,并通过多次随机抽取先验数据与后验数据,有利于获得更为有效的冲击试样测量不确定度评估结果。

    2021年03期 v.32;No.103 291-297页 [查看摘要][在线阅读][下载 164K]
  • 一种基于质谱仪的数字滤波器参数设计方法研究

    章燕妮;李畅;刘梅英;楚士颖;安育庭;徐锐锋;黄泽建;戴新华;方向;俞晓平;江游;

    目的:数字滤波器可以提高质谱仪信噪比。针对数字滤波器参数设置不当会降低质谱仪质量分辨率以及浪费系统资源的问题,提出一种数字滤波器参数设计的方法。方法:根据滤波前后质量分辨率变化规律、限定质量分辨率增量以及基线信号强度变化,完成了数字滤波器的窗函数、阶数及最佳截止频率的参数设计。结果:在实验室自主研制的四极杆-线形离子阱串联质谱仪中,使用本方法实现了hamming窗低通数字滤波器的设计,将仪器信噪比提升71%,同时分辨率降低量小于1%。结论:该方法在提高质谱仪信噪比和分辨率的同时,减少了系统资源浪费,为高灵敏质谱仪研发提供了参考方法。

    2021年03期 v.32;No.103 298-303页 [查看摘要][在线阅读][下载 397K]
  • 基于3D视觉的螺栓定位算法

    尹瑞多;郭刚祥;陈元杰;

    目的:针对螺栓自动装卸的视觉引导需求,提出了基于RealSense D435 3D相机的螺栓定位算法。方法:首先利用深度相机提供的点云深度信息,筛选出符合深度要求的像素;其次,进行形态学腐蚀膨胀,连通域分析画出最大轮廓;再次,绘制出最小外接矩形,并对最小外接矩形中心进行微调,使其处于同一距离平面,减小了误差;最后,内外参坐标系转换,将螺栓中心绘制到彩色图像;最终直方图均衡化绘制出螺栓定位分析图像。结果:提出了一种针对螺栓定位的新算法,其定位平均误差为1.629 1 mm。结论:该算法能够满足螺栓定位需求。

    2021年03期 v.32;No.103 304-309页 [查看摘要][在线阅读][下载 2309K]
  • 基于K-L散度和TEO的滚动轴承故障频率识别方法

    李一平;叶海天;曹立;赵琦;徐新胜;

    目的:针对滚动轴承故障信号易受噪声干扰,使故障频率难以识别,而传统奇异值分解方法存在主观性强、降噪效果不显著的问题,提出一种K-L散度与TEO相结合的滚动轴承故障频率识别方法。方法:首先,将一维故障信号构造成Hankel矩阵,并采用SVD对信号矩阵进行分解;然后,利用信号分量与原始信号的K-L散度值确定有效阶次进行降噪;最后,采用TEO对降噪后的信号进行解调,从而提取信号中的故障频率。结果:利用美国西储大学的滚动轴承数据集进行了验证,准确识别滚动轴承的转频、内圈故障频率及其倍频、内圈故障频率与转频之和的频率。结论:提出的方法可有效应用于滚动轴承振动信号的降噪及故障频率识别。

    2021年03期 v.32;No.103 310-317页 [查看摘要][在线阅读][下载 1234K]
  • Pd/Nafion/GCE电极的制备及甲醛检测电化学行为

    黄晓巍;徐舒婷;杨泽蓉;琚文涛;江莉;卫国英;

    目的:通过循环伏安法制备Pd微粒和Nafion共同修饰的玻碳电极,对其表面进行表征分析,并对该电极检测甲醛性能的影响因素进行实验,探究Pd/Nafion/GCE电极的最佳制备工艺。方法:采用不同Nafion质量分数、不同Nafion用量以及不同Pd负载量制备Pd/Nafion/GCE电极,将上述电极应用于甲醛氧化性能的循环伏安测试。结果:Nafion质量分数为1.0%、Nafion用量为6μL、沉积圈数为20时,循环伏安图结果表明Pd/Nafion/GCE对甲醛的氧化峰电流密度值约为4.34 A/cm~2,其对甲醛的响应灵敏度最优。结论:Pd/Nafion/GCE电极有效电活性表面积约为Pd/GCE电极的2倍,说明Nafion增大了Pd/Nafion/GCE电极的比表面积,使修饰电极对甲醛呈现优异的检测性能。

    2021年03期 v.32;No.103 318-324页 [查看摘要][在线阅读][下载 3048K]
  • 基于深度残差网络的小样本杯沿缺陷检测

    金宇霏;陆慧娟;郭鑫璐;张俊;朱文杰;

    目的:为解决软包装产品在出厂检测时速度慢、效率低、误检率高、标准不统一等问题。方法:通过数据预处理和迁移学习,使用ResNet50网络模型框架,对软包装杯沿缺陷检测进行了实验和分析。首先对小样本数据集进行预处理,其次采用迁移学习的方法,将特征提取能力较强的参数引入本地模型,再针对杯沿数据集重新训练提高模型分类精度。结果:在小规模软包装杯沿图像集上神经网络模型准确率可达97.69%。结论:由此可见,该实验设计对解决食品软包装杯沿缺陷分类问题有效。

    2021年03期 v.32;No.103 325-331页 [查看摘要][在线阅读][下载 2147K]
  • 电机转矩转速性能测试系统设计

    姚碧辉;竺春祥;邓立唯;王斌锐;

    目的:在电机-测功机平台中,设计一种转矩转速性能测试系统,在加载多种模拟信号的同时高精度地采集测试转矩转速信号。方法:以FPGA和STM32作为双核心处理器,在STM32中使用操作系统实现数据交互,将用户指令发送给FPGA的同时,接收FPGA数据给上位机。在FPGA中用测周法实现数字信号测频,并使用直接数字合成方法实现模拟信号输出。最后设计一个上位机进行简单的人机交互和数据显示储存。结果:经过功能和误差测试,该系统输出误差低于1%,测频误差低于0.1%,满足设计要求。结论:双核心处理器系统及测周法、直接数字合成法能模拟多种电机测试环境并进行高精度测试。

    2021年03期 v.32;No.103 332-340+346页 [查看摘要][在线阅读][下载 3682K]
  • 基于图像处理的灰渣含碳量在线测量模型研究

    高博楠;闫志勇;

    目的:针对燃煤锅炉飞灰及炉渣(以下简称灰渣)含碳量难以在线测量的现状,研究采用神经网络结合数字图像处理技术对灰渣含碳量进行实时测量的方法和系统的组成。方法:构建一套图像采集系统用来实现实时灰渣图像的获取及清晰、稳定的传输,在计算机Windows操作系统上利用OpenCV视觉库对图像进行灰度化、阈值分割、中值滤波、图像通道分离、合并等操作,获取灰渣图像在RGB、YUV、HSI三个颜色空间下最佳颜色特征参数,分析各图像颜色特征值与灰渣含碳量之间的对应关系,在此基础上建立基于粒子群算法优化BP神经网络的灰渣含碳量测量模型。结果:通过测量模型获取的灰渣含碳量实时数据与传统工业检测结果相比较,最大相对误差为8.10%,平均相对误差为5.66%,通过QT5(模型开发所用软件)时间测算函数的数据,在线检测模型及系统运行时间小于1 min。结论:建立的基于PSO-BP神经网络的灰渣含碳量测量模型,可在极短时间内完成图像采集、处理,从而可基本实现灰中未燃尽碳含量的在线测量,使运行人员准确了解锅炉实时的燃烧效率,对指导锅炉高效运行和节能降耗具有重大意义。

    2021年03期 v.32;No.103 341-346页 [查看摘要][在线阅读][下载 874K]
  • 浮式风机聚酯系泊系统动力响应及优化

    陈瑞祥;张火明;陆萍蓝;管卫兵;

    目的:采用5MW-OC04半潜式浮式风机平台作为参考模型,研究聚酯缆作为系泊缆材质对于浮式风机平台动力响应的影响。方法:使用AQWA建立半潜式浮式风机平台模型,使用聚酯缆作为系泊缆材质,对比研究在南海一年一遇海况下系泊缆的改进对于浮式风机平台动力响应的影响;在此基础上,基于南海百年一遇的海况对浮式风机平台进行优化。结果:在对系泊方案进行优化之后,各项动力响应均呈现一定程度的减小,其中纵摇振幅从6.64 m降至4.7 m,最大张力从6.56 MN降至4.65 MN。结论:较之传统方案,该方案能改善浮式风机平台的动力响应。

    2021年03期 v.32;No.103 347-354页 [查看摘要][在线阅读][下载 4165K]
  • 加工误差对静压气浮主轴稳态性能影响的研究

    叶月亮;李瑞瑞;王鹏峰;李运堂;

    目的:研究轴套内存在周向加工误差(正弦波纹、方波波纹、三角波纹和锯齿波纹)对静压气浮主轴稳态性能的影响。方法:采用有限元法求解稳态雷诺方程,得到主轴的承载能力和高度角。结果:验证了有限元法的准确性,分析了周向加工误差形状、幅值和周期,对静压气浮主轴气膜厚度、气体压力、承载能力和高度角的影响。结论:周向加工误差使气膜厚度和气体压力沿圆周方向大幅波动,变化特点由加工误差的形状、幅值和周期决定;锯齿波纹提升承载能力最显著,对高度角影响最小;承载能力和高度角随锯齿波纹幅值的增大而增大,且随正弦波纹、方波波纹和三角波纹周期增大而减小,当周期超过一定值,将小于理想表面主轴的承载能力和高度角。

    2021年03期 v.32;No.103 355-361页 [查看摘要][在线阅读][下载 4680K]
  • 钉扎未补偿磁矩对柔性衬底上铁磁/反铁磁薄膜交换偏置的影响

    焦志伟;吴磊磊;姜伟棣;王映棋;丁志谦;周云;张冬芹;

    目的:旨在确定柔性衬底上对交换偏置的主要贡献是铁磁(FM)/反铁磁(AFM)界面效应还是AFM体效应。方法:采用超高真空磁控溅射法在柔性衬底PI上制备Ni_(81)Fe_(19)/Fe_(50)Mn_(50)双层膜和Ni_(81)Fe_(19)/Fe_(50)Mn_(50)/Ni_(81)Fe_(19)三层膜,将其退火后使用振动样品磁强计测试样品的场冷磁滞回线,分别研究了交换偏置场与顶层FM层厚度、AFM层厚度和底层FM层厚度之间的关系。结果:三层膜交换偏置场的数值远小于双层膜的;交换偏置场随顶部和底部Ni_(81)Fe_(19)层厚度的变化呈现相同规律,均随层厚增大而减小;交换偏置场随AFM层厚度的增大出现先为零随后快速增大到最大值然后有所下降后保持不变。结论:在Ni_(81)Fe_(19)/Fe_(50)Mn_(50)/Ni_(81)Fe_(19)三层膜中,两个FM层共享AFM层或AFM层的磁重序,从而减少AFM层的有效钉扎未补偿磁矩,导致交换偏置场降低。

    2021年03期 v.32;No.103 362-368页 [查看摘要][在线阅读][下载 394K]

信息科学

  • 基于生成对抗自关注的点云补全网络

    叶荆荆;叶海良;曹飞龙;

    目的:基于生成对抗网络,构建带有自关注机制的模型用于三维点云补全。方法:首先用多层感知机对点云进行特征提取,再将结果输入自关注模块,得到表征特征内部相关性的特征向量,最后利用特征金字塔模块生成点云的缺失部分。结果:与其他点云补全方法在Shape-Net数据集上进行实验比较,本文所提方法对完整点云补全的预测点到真实点和真实点到预测点平均误差分别降低了0.2%~70%和9%~74%,且在超过一半的物体类别上,补全精度都有显著提高。结论:表明基于生成对抗自关注机制的模型在点云补全任务中具有有效性。

    2021年03期 v.32;No.103 369-377+397页 [查看摘要][在线阅读][下载 2498K]
  • 智能物联网下的消防监督管理系统建设

    苏尔煜;詹德佑;

    目的:随着物联网技术发展,"智慧消防"将成为消防建设必不可少的一环。由于目前"智慧消防"建设尚未有统一的标准和规范,以致建设成果差异较大,因此需要提供符合当前需求的消防监督管理系统架构。方法:针对消防部门在消防数据来源单一及社会物联网服务单位缺乏统一监督管理等问题,基于目前的技术能力,提出一种基于智能物联网的消防监督管理系统。结果:提出一种符合目前"智慧消防"建设的消防监督管理系统的总体架构。通过建立消防数据中台,统一标准完善管理系统架构。结论:通过本次对消防监督管理系统的研究可充分发挥智能物联网优势,提升消防监管系统的数据质量和应用能力,能够满足消防部门消防数据集中化、信息化、规范化的需求。

    2021年03期 v.32;No.103 378-383页 [查看摘要][在线阅读][下载 836K]
  • 基于物联网和机器视觉的自动导航灭火机器人

    张帆;肖丙刚;

    目的:设计一种灭火机器人以解决目前国内外灭火机器人研究所存在的环境监测范围受限、避障风险高、火焰识别精度不高三个问题。方法:采用物联网系统框架并结合紫蜂(ZigBee)无线通信技术;采用激光雷达自主避障导航技术并改善其路径规划算法,通过实验确定新算法的最佳参数;采用新型图像预处理方法并进行火焰识别模型的训练。结果:所设计的灭火机器人解决了传统灭火机器人环境监测范围受限、避障风险高、火焰识别精度不高的问题,改善后的火焰识别模型准确率达到90%,实验确定了最佳模型参数为0.6到0.8的区间值。结论:所设计的机器人系统能够高效、可靠地执行火焰检测到灭火的一系列工作,具有很好的现实应用价值。

    2021年03期 v.32;No.103 384-390页 [查看摘要][在线阅读][下载 4850K]
  • 机器学习算法在电力贫困用户识别中的应用

    毛秋云;李璟;毕凤娟;潘一洲;蔡慧;郭倩;卢子萌;

    目的:研究不同机器学习算法在电力贫困用户识别中的应用效果。方法:文中基于3 000余户电力用户一年的日用电量进行分析,提取合适的分类特征量并加以预处理。分别采用支持向量机、逻辑回归和神经网络三种分类方法进行二分类,分类目标为贫困用户和非贫困用户。结果:结果表明在对电力用户进行分类时,三种分类方法均具有一定局限性,但支持向量机分类模型体现了更高的正样本分类精准率。结论:支持向量机分类模型更加符合电力贫困用户的高精度识别要求。本研究为电力企业基于用电信息对电力用户进行贫困用户识别提供了参考,有利于节省人力资源,便于开展精准帮扶工作。

    2021年03期 v.32;No.103 391-397页 [查看摘要][在线阅读][下载 216K]
  • 基于CD-YOLO算法的蚕茧种类识别

    李时杰;孙卫红;梁曼;邵铁峰;

    目的:针对目前蚕茧种类智能化辨别程度低的问题,基于YOLO目标检测算法,结合蚕茧特征提出一种蚕茧种类识别算法(CD-YOLO)。方法:以黄斑茧、烂茧及上车茧为研究对象,对传统YOL-Ov3算法做出轻量化改进,采用C-means算法进行聚类,用于获得匹配蚕茧尺寸的先验框;通过合并BN层与卷积层参数减少运算量,删除不适合蚕茧尺度的特征图,以简化网络结构和加快蚕茧种类预测速度;更改损失函数的组成比例以及引入GIoU边框损失函数,以提高蚕茧分类、定位的准确率。结果:测试结果显示,CD-YOLO算法对蚕茧图像的平均检测精度MAP为92.5%,综合评价指标F1为92.3%,检测速度为20帧/s,与YOLOv3算法相比,MAP提升了11.7%,F1值提升了15.5%,速度提升了42.9%。结论:CD-YOLO算法可实现对蚕茧种类的高精度实时检测。

    2021年03期 v.32;No.103 398-405页 [查看摘要][在线阅读][下载 3823K]
  • 企业高级人才队伍时滞系统建模及其状态反馈镇定控制

    薛燕;蔡智辉;张宝琳;

    目的:本文研究含招聘滞后的企业高级人才队伍建模及其状态反馈镇定问题。方法:基于对各类员工转岗、招聘行为及其招聘时滞等因素的分析,研究企业高级人才队伍的动力学模型,进而采用Lyapunov-Krasovskii稳定性理论,研究企业高级人才队伍状态反馈镇定控制的条件。结果:建立了企业高级人才队伍的不确定时滞动力学模型,得到了企业员工闭环系统渐近稳定的时滞依赖条件。结论:仿真结果表明,本文设计的状态反馈控制方法可以使企业高级人才队伍时滞系统渐近稳定。

    2021年03期 v.32;No.103 406-413页 [查看摘要][在线阅读][下载 1828K]
  • 基于多语义复合表示模型的去离群点文本聚类

    顾永春;武娇;金世举;顾兴全;尹雪婷;刘雅萱;

    目的:将词语的多种语义信息融合,提出多语义复合文本表示模型和基于该模型的文本聚类算法。方法:首先,利用高斯混合模型构建词语的多语义空间,计算词语的不同语义概率权重;其次,运用所有的语义概率加权词嵌入复合形成文本向量;最后,借助文本向量的多语义结构识别文本数据中的离群点,通过剔除离群点提升K-means算法的聚类性能。结果:多语义复合文本向量能够有效地去除冗余,突出文本的语义结构特征;实验表明,与其他文本聚类算法相比,本文提出的算法能够提高约3.57%~44.88%的聚类性能。结论:基于多语义复合表示模型的去离群点文本聚类算法具有更优性能。

    2021年03期 v.32;No.103 414-420+438页 [查看摘要][在线阅读][下载 544K]

生命科学

  • 褐飞虱酵母双杂交cDNA文库的构建及PIGM互作蛋白的筛选

    郑荣儿;吴佳敏;张瑞娟;姬金亮;李雅彬;俞晓平;许益鹏;

    目的:构建用于酵母双杂交的褐飞虱cDNA文库以及pGBKT7-NlPIGM诱饵载体,筛选与NlPIGM具有相互作用的蛋白。方法:以褐飞虱全虫mRNA为起始模板,采用CloneMiner构建褐飞虱cDNA文库并通过涂布鉴定文库库容量和滴度,通过两步法构建pGBKT7-NlPIGM诱饵载体并鉴定重组诱饵载体的自激活活性及毒性,然后通过mating法筛选与NlPIGM具有相互作用的蛋白。结果:构建的初级cDNA文库总库容为1.04×10~8 CFU,次级cDNA文库滴度为3.4×10~7 CFU/mL,重组率为100%,插入片段大小集中在750~2 000 bp之间;pGBKT7-NlPIGM载体无自激活活性,对Y2H Gold酵母菌株无毒性。并筛选到9个能与NlPIGM互作的蛋白。结论:成功构建了可用于酵母双杂交的高质量褐飞虱cDNA文库及褐飞虱PIGM诱饵载体,并筛选到了能与NlPIGM互作的蛋白。

    2021年03期 v.32;No.103 421-428页 [查看摘要][在线阅读][下载 1759K]
  • 金华市稻田土壤和稻米中镉、铅、铬污染状况及其潜在风险评估

    毛扬彬;谭海峰;韦何雯;丁艳菲;徐文萍;贺希格都楞;朱诚;王飞娟;

    目的:阐明金华市稻田和稻米重金属污染状况及潜在风险。方法:选取金华18个乡镇,采集土壤和稻米样品各275份,通过重金属含量测定结果进行潜在风险评估。结果:(1)金华采样区土壤中重金属污染率为铅(Pb)>铬(Cr)>镉(Cd),稻米中超标率为Cd>Cr>Pb;(2)土壤重金属生态风险和人体健康风险评估显示,Cd为中度污染,Cr和Pb均为轻度污染,Cd的皮肤接触和经口摄入的危害熵(HQ)和慢性危害指数(HI)均小于1,Cr和Pb吸入式途径的HQ和HI均显示大于1;(3)稻米重金属污染健康风险评估显示,重金属致癌风险指数远远超过累积癌症风险的最大承受范围(10~(-4))。结论:金华市采样区稻田与稻米存在不同程度重金属污染,Cd是主要健康风险因素。

    2021年03期 v.32;No.103 429-438页 [查看摘要][在线阅读][下载 401K]

  • 《中国计量大学学报》征稿简则

    <正>《中国计量大学学报》是中国计量大学主办的学术理论刊物。本刊以刊登有一定创见性的科学技术研究论文为主,并适当刊登有价值的学科前沿、最新技术发展的综合评述类文章,努力体现"以质量检验检疫为特色,多学科协调发展"的办刊宗旨。《学报》为季刊,每季末出版,国内外公开发行。欢迎您踊跃投稿。为适应我国信息化建设需要,扩大作者学术交流渠道,本刊已加入《中国学术期刊(光盘版)》、中国期刊网、万方数据-数字化期刊群、台湾华艺CEPS中文电子期刊、超星移动图书馆、维普网,您可键入http://zgjl.cbpt.cnki.net查阅。

    2021年03期 v.32;No.103 439页 [查看摘要][在线阅读][下载 432K]
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