2025年 01期
热流型差式扫描量热仪热流校准方法对比分析
王临志;许金鑫;胡东芳;丁炯;目的:差示扫描量热仪(DSC)的多种校准方法各有优劣，本文研究了不同校准方法之间的差异，为仪器准确校准提供参考。方法:采用熔化焓法和标准比热法对热流型差示扫描量热仪的数据进行校准，对比不同升温速率和不同校准样品质量对两种校准方法获得校准系数的影响。结果:标准比热法在宽温度范围内准确性大于熔化焓法；采用标准比热法和熔化焓法校准后的锡熔化焓相对误差分别为0.79%与5.48%。两种校准方法因升温速率差异产生的变化较小，标准差小于0.01;熔化焓法样品外推温度点与升温速率成正比关系。标准比热法受校准样品质量变化的影响大于熔化焓法，校准时应选择合适的样品质量。在使用标准比热法校准时，通过外推校准物质质量的方式可优化质量差异的影响。结论:研究结果为合理选择差示扫描量热仪的热流校准方法提供了依据，有助于优化仪器的校准过程。
基于KOH修饰碳量子点的电容式湿度传感器研究
赵增朋;金飞;葛洪良;蔡培庆;吴琼;王莹;目的:研究以KOH修饰的碳量子点(K-CQD)作为湿敏材料的湿度传感器性能。方法:通过透射电子显微镜(TEM)和荧光光谱仪表征碳量子点(CQD)的结构和性能，利用紫外可见光谱(UV-vis)和红外光谱(FT-IR)对比分析CQD和K-CQD的结构差异；以CQD和K-CQD作为湿敏材料，采用滴涂法制备湿度传感器，测试其湿敏特性。结果:以K-CQD为湿敏材料制备的湿度传感器在11%～57%相对湿度(RH)范围内灵敏度达到165.34 pF/%RH,在57%～97%RH范围内灵敏度达到2 132.06 pF/%RH。与未修饰的CQD相比，K-CQD显著提升了湿度传感器的灵敏度和稳定性。结论:KOH修饰能够显著提升碳量子点湿度传感器的灵敏度和稳定性，使其能够应用于各种非接触式检测场景。
四段式水基纳米颗粒冷凝生长装置的研究
陈曦;李旭娟;于明州;目的:进一步降低冷凝粒子计数器检测颗粒的粒径下限。方法:基于颗粒冷凝生长技术，在已有的三段式颗粒生长装置设计上，新增一个“采样段”;通过调整该采样段的温度和流速，达到降低检测颗粒粒径下限的目的。结果:实验结果表明：在四段式颗粒生长装置中，当采样段的温度从30℃降低至5℃时，颗粒的中值粒径从3.28μm增加至3.79μm;当采样段流速从0.2 L/min降低至0.1 L/min时，颗粒中值粒径从3.05μm增加至4.07μm。数值模拟结果表明：在四段式颗粒生长装置中，当采样段温度从30℃降低至5℃时，系统过饱和峰值增加约0.3;检测颗粒的粒径下限从1.72 nm降低至1.56 nm。当采样段流速从0.21 L/min降低至0.03 L/min时，系统过饱和峰值增加约0.2;检测颗粒的粒径下限从1.69 nm降低至1.59 nm。结论:新的四段式设计，通过降低采样段的温度及流速，进一步提升了系统的过饱和峰值、增加了颗粒中值粒径，降低了检测颗粒的粒径下限。
声空化条件下传动液压力传递特性
王勇金;陈俊君;陈益宏;杨安;李孝禄;梁明轩;目的:研究在声空化条件下，用含有空气和蒸汽的ISO4113试验油作为传动液，其压力传递特性及影响因素。方法:建立传动液在声空化条件下的压力传递数学模型，分析管内传动液压力的频率响应特性和传递函数；同时，结合流场参数的动态变化，分析沿管道轴向方向的动态响应特性，探讨管径、含气率和温度对管内传动液压力传递特性的影响。结果:当管内传动液与凸轮轴的激励产生谐振时，谐振频率为60 Hz时的幅值比最高可达55 dB。在200～1 000 Hz频率范围内，幅值比稳定在1～3 dB之间，液体传动系统响应保持稳定。尤其是频率在400～800 Hz范围内，系统逐渐达到一种相对稳定的动态平衡状态，仅有微小的相位差波动。在其他参数保持不变的条件下，幅值比随管径、初始含气率和初始温度减小而增大，而相位差几乎不变。结论:通过适当减小管径、降低初始含气率和控制初始温度等措施，可有效提高传动液压力传递效率。
单馈宽频段圆极化介质谐振器天线的设计
袁诚浩;郁国良;邱阳;朱明敏;周浩淼;目的:通过调整谐振器结构改善介质谐振器天线的圆极化性能，设计一种结构简单的单馈宽带圆极化介质谐振器天线。方法:利用不等长十字缝隙激励介质谐振器的正交工作模式，通过调整谐振器结构，观察谐振器变化前后天线的回波损耗和轴比变化情况，最终加工出介质谐振器天线实物并进行测试。结果:当加载相位差为90°的长条形谐振器和圆环谐振器后，天线仿真结果的-10 dB阻抗带宽和3 dB轴比带宽分别为1.97～3.15 GHz和2.12～3.06 GHz;实测结果表明-10 dB阻抗带宽为2.1～3.14 GHz, 3 dB轴比带宽为2.08～3.00 GHz。结论:仿真与实测结果基本一致，表明通过调整谐振器结构设计单馈宽带圆极化介质谐振器天线具有可行性。
基于动态时间规整和模糊推理的电梯门故障机器视觉识别算法
冯都良;薄利龙;张月;荆华俊;王凌;梅从立;目的:利用电梯轿厢内置监控摄像头采集图像，设计一种基于机器视觉的电梯门故障检测方法。方法:通过电梯轿厢内置监控摄像头采集电梯门的视频图像数据，利用霍夫变换(Hough transform)算法定位电梯门的边沿位置，提取电梯门开关过程中电梯门沿的像素距离变化特征。利用动态时间规整(dynamic time warping, DTW)算法计算待检测数据与正常开关门数据的距离，提取距离序列数据的特征范围，应用模糊推理理论对电梯门运行数据是否存在故障情况进行判定。结论:本设计的电梯门故障检测方法的准确率达到了95.69%,具有较高的准确性和可靠性，有望为电梯门运行故障诊断提供技术保障。
基于模态分解与CNN-Transformer的居民区充电桩充电负荷预测方法
陈倩楠;李璟;李灵至;赵紫玉;裘枭敏;焦田利;目的:对居民区充电桩充电负荷进行精准化的预测。方法:首先基于皮尔逊相关系数(Person)筛选预测模型的输入特征，并采用滑动窗口法构建输入矩阵；然后利用集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition, EEMD)将原始充电负荷序列分解为多个稳定、有规律的时序模态函数(intrinsic mode function, IMF),突出负荷数据的时序特征；最后针对每个IMF分别构建CNN-Transformer模型，对各个模型的预测结果进行加权得到最终充电负荷预测值。结果:基于某居民区的实际充电负荷数据进行算例分析，本研究所提模型与Transformer相比，均方根误差(root mean square error, RMSE)降低22.90%,预测效果显著提升。结论:实验对比证明，采用EEMD分解和卷积神经网络模块能够更有效地提升模型捕捉负荷数据中时序、局部特征的能力，本研究所提预测方法可以准确预测居民区的充电需求，为充电桩未来规划提供可靠的理论依据。
改进离散麻雀搜索算法在无人机电力巡检路径规划中的应用研究
朱有钱;叶刚跃;叶伟荣;崔昕晨;邹国平;目的:提出一种改进的离散麻雀搜索算法(discrete sparrow search algorithm, DSSA)用于无人机电塔巡检路径规划，在满足巡检要求的情况下使得飞行路径最短。方法:首先，采用大小顺序编码的方式，改进麻雀搜索算法以适应离散化问题；其次，采用遗传算法进行种群初始化；最后，使用贪婪策略、两元素优化(2-optimization, 2-opt)局部算子和常规变异策略提高搜索质量，避免陷入局部最优。结果:与其他离散算法相比，本研究提出的方法在旅行商问题库(traveling salesman problem library, TSPLIB)部分测试集上，优化路径长度分别缩短了9%～50%;在实际飞行路线的仿真比对中，收敛速度显著加快并获得了更优的结果。结论:改进的离散麻雀搜索算法在无人机电力巡检路径规划中体现出较好的性能。
基于Pareto解集变化类型的动态多目标优化算法
单跃波;赵峰;赵天剑;邹国平;安斯光;目的:提出基于Pareto解集变化类型的环境检测方法及响应策略，实现动态多目标优化算法对Pareto前沿的快速、准确跟踪。方法:通过检测决策空间中不同位置的Pareto解集进化方向和步长，将Pareto解集变化类型分为不变、平移和旋转；根据Pareto解集变化类型，分别采用多样性增强策略、线性预测策略和多种群策略的响应方法，实现算法导向性启动，加快算法收敛速度。结果:利用本研究所提出的算法求解动态多目标优化问题测试集CEC2015和CEC2018,实验结果表明，所提出的算法能够跟踪动态多目标问题的时变Pareto解集，在收敛性与分布性上优于DNSGA-II、PPS、SGEA等现有动态多目标优化算法。结论:基于Pareto解集变化类型的动态多目标优化算法在处理动态多目标优化问题时具有先进性。
新的区间图片模糊集Dice相似度及其应用
王茗青;罗敏霞;赵瑞瑞;目的:鉴于当前区间图片模糊集相似度的度量方法未充分考虑决策者风格对决策结果的影响，提出一种新型的区间图片模糊集Dice相似度，并探讨其在多属性决策中的应用。方法:将区间图片模糊集转化为包含决策者风格的图片模糊集。基于这一转换，利用图片模糊集Dice相似度原理，发展带有决策者风格的区间图片模糊集Dice相似度。结果:新型的区间图片模糊集Dice相似度满足Dice相似度的公理化定义。结论:将提出的Dice相似度应用于多属性决策场景中，并与现有的决策方法进行比较，结果表明所提出的决策方法合理有效。