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《中国计量大学学报》
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2026年02期
计测技术与仪器
基于高光谱成像技术的油膜边界像素级检测与可视化
谢欣睿;尹禄;张昕日;钱前;李燕;吴明取;梁培;康娟;目的:针对溢油应急监测中油品种类精细识别与空间分布可视化的双重需求，提出一种基于近红外高光谱成像的像素级油膜边界检测与可视化方法。方法:采用推扫式高光谱成像系统采集混合油膜样本数据，将前期基于33类纯净油品预训练的ACNN-AS模型进行零样本部署，实现逐像素的油品种类分类；通过Otsu自适应阈值分割生成油膜掩膜，结合置信度阈值过滤与中值滤波优化边界提取；设计多层次可视化方案，并通过像素统计计算各类油品的平均置信度、面积占比及估算面积。结果:在模拟溢油样本上，可视化结果能清晰区分油膜主体区域与边界不确定区域，直观呈现不同油品间的接触边界；像素统计显示，19号、24号、32号油品平均分类置信度分别为51.81%、57.10%与51.86%。结论:本研究验证了纯净油品预训练深度学习模型在复杂油膜场景下直接部署的可行性，并通过可视化方法实现分类结果与空间分布的直观对应，为溢油事故提供了一种兼具识别精度与空间表达能力的检测方法。
用于离轴积分腔技术的温控系统设计研究
甄开顺;王坤阳;骆诗妤;蒋天植;目的:为提升离轴积分腔输出光谱系统的测量稳定性，设计了一套高精度的温度控制系统，并研究散热结构和温控点对温度控制效果的影响。方法:以STM32F103微控制器为核心构建温度控制电路，选用PT1000铂电阻搭配AD7793模数转换芯片搭建高精度测温模块，采用积分分离PID算法输出100 Hz的脉冲宽度调制信号驱动加热膜实现温控。设置四种不同功率、不同数量散热风扇的组合，对比积分腔表面四处典型位点的控温效果。结果:采用0.96 W单扇功率的双小功率风扇散热方案并匹配最优温控点位时，系统综合性能最优。连续2 h稳态测试表明，腔体温度波动控制在±0.015℃以内，测量标准差为0.003 9℃。结论:散热结构是影响温控性能的核心因素。大功率三风扇强散热方案(单扇功率1.8 W)升温速度更快，升温时长约3 412 s,但稳态温度误差可达0.034℃;小功率双风扇弱散热结构升温耗时略增至3 878 s,稳态误差仅0.002℃,更适配高精度光谱检测场景。
Tolansky干涉图像系列圆环半径自动识别方法研究
罗贤欢;张宝武;崔建军;杨桩;刘维;张斌;陈恺;目的:为满足Tolansky端面厚度干涉测量实验中干涉圆环半径的高精度提取需求，实现干涉圆环参数的自动化识别，本研究提出了一种高精度干涉圆环半径自动提取方法。方法:首先通过高斯模糊滤波抑制图像噪声，然后利用自适应二值化分割出圆环区域，最后结合条纹细化处理与霍夫变换，自动提取Tolansky干涉图形中系列圆环的半径值，并分别通过仿真图片和实验图片对其有效性进行了验证。结果:该方法具有较好的噪声抑制能力，仿真非噪声图片和含噪声图片的相对误差都控制在0.21%以内；与万能工具显微镜的测量数据相比，所提方法识别的半径值相对误差为±0.41%,两者吻合良好。结论:所提方法在预设半径值的条件下可以实现系列Tolansky干涉圆环半径值的高精度自动识别。
控制科学与工程
迁移差分蜣螂优化算法在六足机器人能耗最优足端轨迹规划中的应用研究
仲启帅;马瑞梓;目的:为解决六足机器人运动过程中能耗较高以及足端轨迹规划难以兼顾运动学与能耗约束的问题，提出一种迁移差分蜣螂优化算法(migration differential dung beetle optimizer, MDDBO),结合5-7-5分段多项式实现能耗最优足端轨迹规划。方法:首先，引入拉丁超立方抽样初始化种群，以提升初始种群的空间分布均匀性与多样性；其次，设计路径迁移引导策略，增强滚球阶段的搜索方向引导能力与全局搜索效率；最后，设计精英差分变异策略，平衡算法的全局搜索与局部开发能力，避免算法过早收敛。结果:在CEC2017测试集上的对比实验表明，所提MDDBO算法在收敛精度、收敛速度及稳定性上均表现出明显优势；在六足机器人能耗最优足端轨迹规划实验中，优化后的足端轨迹平滑连续，关节角速度及角加速度波动明显减小，运动学性能得到显著改善，整体能耗降低了26.70%。结论:MDDBO算法能够有效解决六足机器人能耗最优足端轨迹规划问题，具有较好的工程应用潜力。
基于步高数据的双足步态对称性检测系统研究
胡宇超;张斌;洪晓雪;王斌锐;周坤;目的:针对光学步态分析设备成本高、惯性测量单元在位移解算中易累积漂移等问题，提出一种基于超声波测距的低成本双足步态对称性检测系统。方法:在双足鞋侧布置足跟、足尖超声波传感器，采集关键点对地距离，建立足部二维几何模型解算足部姿态和步高，并估算步长、步频；引入步高对称性指数(symmetry index, SI)、归一化互相关(normalized cross-correlation, NCC)、时延估计(time-delay estimation, TDE)、能量比(energy ratio, ER)及均方根误差(root mean square error, RMSE)构建步态对称性评价体系。招募10名健康受试者模拟正常、慌张及拖曳步态进行验证。结果:步长估计结果的平均绝对误差(mean absolute error, MAE)、均方根误差(RMSE)、偏差及决定系数R2分别为2.76 cm、3.54 cm、0.37 cm与0.945;步频估计对应的各项指标分别为4.47步/min、5.71步/min、0.10步/min与0.959。步态对称性分析结果显示：正常步态与慌张步态的步态均衡系数ER均趋近于1,归一化互相关系数NCC整体大于0.9;慌张步态的足尖、足跟时序偏差TDE分别缩短至436 ms、424 ms;拖曳步态的不对称指数SI升高至1.223,足跟区域对应的ER、RMSE与时序偏差TDE分别增大至18.410、30.01 mm、968 ms。结论:该系统能够高精度解算步长、步频及步态对称性特征，可为低成本步态监测与临床康复评估提供技术支撑。
基于多尺度融合动态图卷积网络的多站点太阳辐照度预测
钱玉飞;马祥;目的:多站点太阳辐照度的高精度预测是提升光伏功率预测精度与电网运行管理效率的关键，但目前缺乏同时对不同时间尺度下动态时空相关性的建模方法。方法:提出一种多尺度融合动态图卷积网络(multi-scale fused dynamic graph convolutional network, MSFDGCN),利用基于注意力机制的动态图卷积网络，精确刻画站点间随时间演变的动态空间关系；同时，设计了一种轻量化的可分解多尺度融合模块(decomposable multi-scale fusion, DMSF),通过解耦并重组季节项与趋势项，实现跨尺度特征的交互；最后，为每个时间尺度配置结构一致但参数独立的预测器，以充分利用不同尺度下的主导时空模式。结果:在覆盖三种典型气候区的真实数据集上实验结果表明，与先进的自适应图卷积长短期记忆网络(adaptive graph convolution and long short-term memory, AGCLSTM)相比，MSFDGCN的平均绝对误差平均降低了9.83%,并在保持较高预测精度的同时具备更优的计算效率。结论:本研究提出的预测方法显著提高了多站点太阳辐照度预测的精度，为光伏发电系统的优化运行提供了重要的技术支持。
基于CFSFDP聚类与层间级联融合的杆塔巡检照片命名研究
曹蕴瀚;郑恩辉;目的:针对无人机电力杆塔巡检中产生的海量图像命名不规范、部件分类准确率低、人工整理效率不足等问题，提出一种基于多模态融合的高效自动化命名方案。方法:首先，融合无人机巡检照片、飞控系统位姿数据以及包含杆塔信息的PMS2.0台账信息，构建多模态数据；随后，提取巡检照片自带的位姿信息，结合快速搜索与密度峰值聚类(clustering by fast search and find of density peaks, CFSFDP)算法，实现巡检照片到所属杆塔的快速且准确归类；最后，设计一种嵌入多尺度空间注意力的不对称特征融合模块，融合图像视觉特征和位姿空间特征，实现杆塔部件的准确分类与命名。结果:所提方法的杆塔归类准确率达100%,模型推理速度达120 fps,可在1 s内实现百张图像的100%精准归类；在部件分类任务上的准确率达92.44%,较传统交叉注意力融合方法提升10%以上。结论:本研究的方法成功实现了对杆塔巡检照片的规范化自动命名，为输电线路缺陷检测与故障定位提供了可靠的数据保障，可有效提升运维工作的精益化水平。
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简论农药残留量检测中的样品前处理技术
陈华才简要介绍了农药残留量测定中样品的提取、净化等前处理技术最新研究进展 ,包括固相萃取、固相微萃取、超临界流体萃取、微波辅助提取、免疫亲和色谱和凝胶色谱等技术
固体照明光源-白光LED的研究进展
徐时清;金尚忠;王宝玲;张丽艳;赵士龙;李晨霞;回顾了照明光源的历史,介绍了实现白光LED的基本原理和方案,分析了国内外固态照明的发展现状,指出白光LED目前存在的问题,并对发展白光LED进行了展望.
圆柱绕流的流场特性及涡脱落规律研究
涂程旭;王昊利;林建忠;采用粒子图像测速技术对630、800及950三种雷诺数条件下的圆柱绕流场进行了实验,给出了圆柱下游沿流动方向4倍圆柱直径和垂直方向3倍圆柱直径区域内的速度场、涡量场以及涡脱落现象的时空演化规律.结果表明:圆柱尾流区域位于垂直方向约1.52.5倍圆柱直径范围内,随着雷诺数增大,这一范围呈现缩小趋势,而主流对涡的拉伸和输运能力有所增强;涡脱落频率随雷诺数增大而增大,小雷诺数时能够较为完整地捕捉到涡生成、脱落、发展和耗散过程,由于PIV采集频率的限制,大雷诺数条件下涡脱落整个过程不易被完整捕捉到.
铝及铝合金表面处理研究进展
张高会;黄国青;徐鹏;于明洲;铝合金耐磨性差、特殊条件下耐蚀性差的缺点限制了它的进一步利用,对铝合金进行表面处理长期以来一直是扩大铝合金使用范围地行之有效的方法.文章综述了铝合金的各种表面处理方法,比较了它们的优缺点,指出表面氧化是铝合金表面处理的主流,复合处理、纳米化处理将是今后铝合金表面处理的主要研究方向.
近红外透射光谱聚类分析快速鉴别食用油种类
刘福莉;陈华才;姜礼义;胡献恩;以8种食用油纯油的43个样品为对象,研究了近红外透射光谱结合聚类分析法快速鉴别食用油种类的可行性.采集样品在12 5004 000 cm-1范围内的傅立叶变换近红外透射光谱,利用光谱模式识别法中的聚类分析法对图谱进行定性分类鉴别.实验证明,光谱经二阶导数预处理后,最短距离法、最长距离法和方差平方和法均可准确无误地将食用油样品分为8类,判别模型对预测集样品的准确率达到100%.研究表明,近红外透射光谱结合聚类分析法可以为快速无损鉴别食用油种类提供一种准确可靠的方法.
茶叶原产地检测方法及其应用
叶子弘;言思敏;崔海峰;付贤树;俞晓平茶叶在我国拥有悠久的历史,目前我国有许多地理标志的茶叶品种,然而市场上也出现了一些打着原产地旗号出售的假冒茶叶,因此有必要发展相应的检测手段对茶叶进行原产地鉴定.首先对茶叶的一些理化性质检测进行介绍,然后再对目前已经应用在茶叶以及其他农产品原产地保护中的检测技术进行综述,并根据原理的不同,将检测手段分为质谱法、光谱法、分离技术以及传感器技术四大类,分别针对每一种方法的原理、优缺点及应用进行介绍.
铝及铝合金表面处理研究进展
张高会;黄国青;徐鹏;于明洲;铝合金耐磨性差、特殊条件下耐蚀性差的缺点限制了它的进一步利用,对铝合金进行表面处理长期以来一直是扩大铝合金使用范围地行之有效的方法.文章综述了铝合金的各种表面处理方法,比较了它们的优缺点,指出表面氧化是铝合金表面处理的主流,复合处理、纳米化处理将是今后铝合金表面处理的主要研究方向.
快速闪烁晶体在未来高能物理实验中的应用
朱人元简要综述了快速闪烁晶体在未来高能物理实验中的应用和目前研究进展.在未来高亮度强子对撞机（HLLHC）上通过采用高亮度、快速和高抗辐照强度的LYSO晶体为CMS的量能器升级,可以建成具有良好E/γ能量分辨率的稳定的精密电磁量能器.通过读取PbF2,PbFCl和BSO晶体中的切伦科夫光和闪烁光,可以为未来的轻子对撞机建立具有良好的喷注能量分辨率的均匀强子量能器.有亚纳秒衰变时间的BaF2晶体将为未来的高能物理强度前沿实验建立在速率及时间分辨率提高超过10倍的晶体量热器.对新型快闪烁晶体如PbFCl,YAP:Yb,ZnO:Ga和CuI的研究可能为今后高能物理实验发挥重要作用.
基于ResNet50网络的乳腺癌病理图像分类研究
王恒;李霞;刘晓芳;徐文龙;目的:为解决传统机器学习在病理图像诊断方面的性能不足和纯粹人工阅片导致的误诊或者错诊等问题。方法:结合深度学习在图像识别的优势,以ResNet50为基础网络框架,使用迁移学习实现模型功能,设计了一个用于计算机辅助诊断(Computer-Aided Diagnosis, CAD)的乳腺癌病理图像自动分类模型。结果:模型迭代7 000次时在验证集的正确率收敛于98%左右,在测试集上进行测试,正确率达到97.4%。在测试集中的1 083个恶性肿瘤样本中平均有1 061个样本被正确识别出,达到98%的灵敏度。结论:本模型具有泛化性好、深度大、精度高、收敛快的优点,为CAD应用于实际临床诊断提供了可行性论证。
圆柱绕流的流场特性及涡脱落规律研究
涂程旭;王昊利;林建忠;采用粒子图像测速技术对630、800及950三种雷诺数条件下的圆柱绕流场进行了实验,给出了圆柱下游沿流动方向4倍圆柱直径和垂直方向3倍圆柱直径区域内的速度场、涡量场以及涡脱落现象的时空演化规律.结果表明:圆柱尾流区域位于垂直方向约1.52.5倍圆柱直径范围内,随着雷诺数增大,这一范围呈现缩小趋势,而主流对涡的拉伸和输运能力有所增强;涡脱落频率随雷诺数增大而增大,小雷诺数时能够较为完整地捕捉到涡生成、脱落、发展和耗散过程,由于PIV采集频率的限制,大雷诺数条件下涡脱落整个过程不易被完整捕捉到.
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《中国计量大学学报》是浙江省教育厅主管、中国计量大学主办的学术理论刊物，季刊，国内外公开发行。学报以刊登有一定创见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“以计量为特色，多学科协调发展”的办刊宗旨。
本刊是《中国学术期刊综合评价数据库》、《中国核心期刊（遴选）数据库》、《中国期刊全文数据库》
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