涡致振动压电能量收集系统对在自然界中产生的压电信号进行信号分析相较于在固定实验室中进行实验分析更具备科学意义,因此笔者设计了一种适用于自然河流环境下的压电信号采集、检测装置,并通过实验验证了该装置对压电信号采集的有效性.该系统利用"L"型支架将阻流体、压电悬臂梁等器件固定于漂流船底部,将航速调整模块、压电信号采集装置和蓝牙通信模块放置于漂流船内.在实际实验中,利用岸上的上位机通过蓝牙通信模块向航速调整模块下达指令,控制漂流船的航行速度模拟出不同的水流速度,使船内压电信号采集装置采集到不同水流速下压电悬臂梁产生的能量信号,并将其转换后通过蓝牙模块发送到岸上的接收处理系统进行存储分析.实验研究表明:在实验水域、水速范围内,该装置能够实现对自然河流中压电信号的采集;电压信号随着水流速的提高而增大.
大学的本质和特征是什么?是高等教育哲学最基本的问题,是研究者一直在追问和不断反思的问题,更是大学管理者和教育者需要深度认知的重要问题.一直以来,一定数量的研究者、管理者和教育者,认为自己早已经深谙其道、熟知其理,但是真要让其准确描述,却因"身在此山"而言辞模糊、逻辑小畅、语焉不详.
以人造彩砂和混合树脂为主要成分制备了一种新型道路标线材料——预成型道路标线带.通过磨耗、逆反射系数、色度、摩擦系数、耐水性能、耐酸碱性能以及耐老化性能等测试,对所制预成型道路标线带进行了综合性能评价.实验结果表明:当胶骨比为 1∶2.3,将部分玻璃微珠通过外撒的方式加入到预成型道路标线带中时,所得标线带的综合性能最好,其耐磨性能、反光性能、抗滑性能以及耐水、耐酸、耐碱和耐老化性能均能满足预成型道路标线带的使用性能要求.
工业生产过程中难以建立精确的数学模型,其参数往往难以整定.基于此,本文研究了基于内模控制的参数整定方法,利用减半原则将高阶含有延迟环节的模型降阶为一阶或二阶的模型,依据内模比例-积分-微分参数整定过程推导出SIMC法的整定公式进行SIMC参数整定.经仿真分析发现该方法的单位阶跃响应速度快、无振荡、超调量小,且其控制效果明显优于其他经典PID整定方法.应用此方法对精馏塔温度控制系统进行PID参数整定,由于精馏塔系统本身存在很强的耦合作用,故设计基于内模控制思想的内模解耦控制器.通过仿真结果发现无论在模型匹配还是失配的情况下,都不仅能消除回路之间的耦合作用,还能减小超调.所研究的内模解耦控制是一种先进、有效的解耦方案.
以注塑机机筒加热方式和物料的塑化过程为研究对象,通过模拟和实验分析,对比研究红外加热与电阻加热方式的温升过程;对比研究不同加热方式和螺杆转速变化对注塑机塑化能力的影响.温升过程的模拟与实验结果表明,红外加热模式可提升有效加热速度;注塑机塑化能力的实验结果表明,红外加热可略微提升塑化能力,螺杆转数的增加,可使塑化能力明显增强.因此,采用红外加热方式可以有效提升加热效率,又能在塑化能力提升方面有一定的辅助作用.
详细阐述了聚硫堇/金纳米粒子/还原型氧化石墨烯修饰玻碳电极(PTh/AuNPs/rGO/GCE)为基础的电流型传感器的制备及其在过氧化氢检测中的应用.首先,以石墨粉为原料制备氧化石墨烯,通过扫描电子显微镜、紫外-可见吸收光谱、红外光谱对氧化石墨烯的形貌和结构进行表征.其次,利用电还原方法制备还原型氧化石墨烯/玻碳电极(rGO/GCE).在氯金酸溶液中,rGO/GCE通过电还原方法得到相应的金纳米粒子修饰的rGO/GCE(AuNPs/rGO/GCE).最后,采用电聚合方法将硫堇(Th)聚合到电极表面制备对过氧化氢有响应性的PTh/AuNPs/rGO/GCE电化学传感器.该传感器对过氧化氢表现出良好的选择性和响应性,检测过氧化氢浓度的线性范围为4～80 mmol/L,检出限低至0.1 mmol/L.该研究为过氧化氢的简单快速分析提供了新思路.
我国河流砷镉污染形势严峻,具有超标率高、成因复杂等特点,相关科学认识薄弱,亟待深入研究.采用原子荧光光谱、原子吸收光谱及BCR连续提取法等技术及方法研究河流沉积物对As和Cd的吸附性能.研究结果表明:粒径小于53 μm的沉积物对As和Cd吸附量最大,有机质促进沉积物吸附As和Cd;沉积物对As的去除率随pH升高而降低,对Cd的去除率则相反;沉积物吸附As和Cd(25 mL、50 mg/L)效果最佳用量分别是1.0g和0.8 g;沉积物吸附As后主要化学形态为铁锰氧化物结合态,而吸附Cd后的主要化学形态是可交换态/碳酸盐结合态.该研究为认识及控制河流沉积物中As和Cd的污染提供了科学理论依据.
分别采用微型流化床反应分析仪和热重分析仪研究了不同粒径(106～270 μm)的煤焦在纯氧气氛下的燃烧反应特性,并求解了反应动力学.结果表明:随着粒径减小,煤焦燃烧反应速率增大,反应所需时间随之减少,MFBRA中煤焦在900℃时完全燃烧所需时间不到20 s;通过两种动力学计算方法得出TGA中的机理模型为成核与生长(n =2),其中G(x)=[-ln(1-x)]1/2;由于内扩散的原因,在MFBRA中测得的表观活化能整体上都小于TGA.
很多场所和环境要求人员佩戴口罩才准许进入.当由人工进行口罩人脸检测时,耗时且漏检率、错检率高.因此,设计一个用于检测人脸是否佩戴口罩的模型显得十分重要,并且该模型需要具备轻量、快速、精度高的特点,以便将其应用于实时视频检测.首先,对传统MobileNet V2 模型进行改进,缩小模型深度,提高其计算速率;然后,建立了 1 600 张图像的人脸数据库,并进行手工标注;最后,利用该人脸数据库对改进后的模型进行训练,最终训练完成的模型仅11.5 MB.通过实验对比该模型与其他三种口罩检测模型的检测精确度、损失值和检测速度,对戴口罩的人脸该检测模型的平均检测精确度提高了3%以上,检测速度也快于其他三类.
以AT89S52 单片机为核心,设计一种智能车载日历时钟及温度测量系统.系统主要包括日历时钟、温度检测、按键、显示等部分.系统采用时钟电路芯片实现时钟的实时显示功能,并采用温度传感器实现环境温度的采集和A/D信号的转换,再通过单片机将其送入数码管进行显示.利用Proteus和Keil软件对系统进行仿真,结果表明该系统可实现预期功能.与传统的温度测量系统相比,该系统能够快速检测并反映在数码管上,测量精度高(测量精度为±0.5℃)且读数方便,具有很强的实用性和通用性.
由于活性污泥显微图像固有的光晕、阴影等伪影以及絮状物和丝状菌多样性和结构性的不均匀性,传统图像分割方法存在絮体和丝状菌欠分割和过分割的问题.笔者基于高分辨率网络(high resolution network,HRNet)提出一种级联高分辨率网络(cascaded high resolution network,CHRNet)的活性污泥显微图像分割方法.该方法基于HRNet网络框架,通过特征金字塔构建级联的解码器结构,利用低分辨率提取语义信息,并中高分辨率恢复与细化边缘信息.引入多标签监督使反向传播更加平滑,从而实现更准确的预测.通过引入加权交叉熵损失函数,改善活性污泥显微图像分割中絮体和丝状菌样本类别不均衡的问题.真实污水处理厂活性污泥显微图像数据集图像分割实验结果表明:CHRNet方法在鲁棒性和泛化能力方面好于HRNet、U-Net和DeepLabV3+方法.
传统的轴承剩余使用寿命预测方法大多是对原始振动信号进行时域特征、频域特征以及时频域特征的提取,创建轴承的健康指标来建立模型,实现剩余寿命预测.为了简化轴承剩余寿命预测方法及提高预测的准确度,提出一种只保留传统卷积神经网络里的卷积层,且把卷积层改为窄卷积的降维方法.首先,将窄卷积层神经网络对原始输入信号进行特征学习,构建健康指标;其次,采用Adam优化损失函数及加权平均方法对网络输出结果进行降噪处理,得到健康指标,进而根据健康指标反向计算且平滑后得到剩余使用寿命;最后,通过滚动轴承全寿命试验数据仿真证明该方法能够准确预测轴承剩余使用寿命,且与传统卷积神经网络的预测结果进行对比,该方法的寿命百分比误差均值为7.33%,传统卷积神经网络的寿命百分比误差均值为61.65%,该方法的平均误差降低了88.11%,验证了其有效性.
采用模板法以具有结晶结构的杜仲胶为基体材料,在杜仲胶硫化过程中同步在其表面制备以金属粒子、杜仲胶微晶和杜仲胶基体共同构成的具有多元微-纳复合结构的超疏水表面.通过调控金属模板的刻蚀时间控制硫化杜仲胶表面的微-纳复合结构尺寸和形态,并对比分析不同的微-纳复合结构对硫化杜仲胶表面疏水性能的影响.结果表明:通过化学刻蚀可在金属模板表面形成珊瑚状的多孔结构,在杜仲胶硫化过程中热和压力的共同作用下形成了硫化杜仲胶表面多组分的粗糙结构,水接触角从92.4°提高至169.2°;通过酸溶剂处理实验以及扫描电镜表征了超疏水表面的结构,并对这种类荷叶的高粗糙度微-纳复合结构的形成机理进行了系统地分析.
电影字幕作为电影图像的解释文本,可以帮助观众更好地理解电影剧情.针对在复杂背景下提取字幕困难的问题,提出基于特征点、颜色等多特征融合的电影中英文字幕同时提取算法.该算法首先通过帧间差分算法进行运动目标检测,提取电影图像中的字幕帧;然后通过运用ORB特征点检测技术、启发式筛选、形态学处理等方法定位字幕,对准确定位的文本区域通过颜色聚类提取字幕文本,实现文本分割;最后通过OCR文字识别技术实现对字幕帧文本的识别.实验结果表明:该方法将处理帧数减少到与字幕条数相同,将字幕提取的准确率提高到95%,提高了字幕检测效率,验证了多特征融合技术的有效性.
为提高丁腈橡胶的力学性能,采用共固化的方法制备癸二胺型苯并噁嗪树脂(Bz)改性的丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)复合材料NBR-Bz,着重研究NBR-Bz橡胶同未改性的NBR在机械性能方面的差异.研究结果表明:与完全用硫磺硫化的NBR相比,NBR-Bz橡胶的拉伸强度、断裂伸长率明显增加;添加5g的Bz可以使拉伸强度增加 68%,断裂伸长率增加 66%.这说明癸二胺型苯并噁嗪树脂具有明显的增强和增韧作用.
滚动轴承是旋转机械中至关重要的零部件,它的失效会带来机械运行故障.为了更加准确地揭示表面缺陷轴承振动响应的机理,考虑了滚动轴承受到不平衡力以及运行产生的扰动力的影响,基于Hertzian接触理论,结合弹性力学、轴承运动学以及几何学,建立了4 自由度外圈缺陷深沟球轴承动力学模型.为了能够更好地描述轴承缺陷的位置,对缺陷部分进行了数学化处理,该模型将缺陷部分看作一个矩形,从轴承实际运动的角度刻画轴系-内圈-外圈-轴承座传递过程.以深沟球SKF6205-RS轴承为建模对象,利用四阶变步长的Runge-Kutta法对动力学的拉格朗日方程进行求解,得到外圈缺陷的振动响应时域信号以及频域信号,与凯斯西储大学轴承实验结果进行了比较,验证了模型的可行性以及准确性.
利用微型流化床反应分析仪(MFBRA)和热重分析仪(TGA)分别测定了空气中碳酸钙的等温与非等温反应,并采用不同的数据处理方法对其分解动力学进行了对比研究.MFBRA增强了反应过程中传热传质以及有效消除气体外扩散对反应的影响,其测得的活化能(E = 138.35 kJ·mol-1)和指前因子(A =1.58×105 s-1)均低于TGA(E =209.95 kJ·mol-1,A =8.95×107 s-1)获得的结果,但两者所测得的活化能均在文献报道的120～280 kJ·mol-1 范围内.此外,两种仪器得到的最概然机理函数模型均为收缩几何模型(圆柱形对称)G(x)=1-(1-x)1/2,表明了MF-BRA在气固反应动力学表征方面的有效性和可靠性.
针对二苯甲烷型双马来酰亚胺树脂成型工艺及耐热性能不足的问题,在二烯丙基双酚A改性二苯甲烷型双马来酰亚胺树脂(简称BD树脂)体系中加入高耐热金刚烷型双马来酰亚胺形成共聚体系.采用Kissinger方程研究了金刚烷结构引入前后共聚体系的固化过程及动力学,研究了共聚体系固化产物的力学性能及微观形貌.结果表明:引入金刚烷型双马来酰亚胺可提高BD树脂的耐热性,其中40％热失重温度提高20℃以上;该共聚体系固化产物具有良好的力学性能,弯曲强度达117.4 MPa;金刚烷型双马来酰亚胺引入后,"ene"固化反应的表观活化能降低,"Diels-Alder"固化反应的表观活化能升高,反应级数0.9 左右.金刚烷型双马来酰亚胺树脂共聚体系的耐热性、力学性能等综合性能良好,成型加工工艺得到优化.
针对传统故障诊断技术在复杂工况下滚动轴承复合故障振动信号进行故障诊断的准确率较低且泛化能力较差的问题,提出一种基于短时傅里叶变换(STFT)的卷积神经网络故障诊断方法(STFT-CNN).该故障诊断方法首先通过对复杂工况下的振动信号进行短时傅里叶变换,然后通过卷积神经网络对该振动数据进行训练学习,最后进行故障诊断.为验证所提方法的有效性和可行性,在滚动轴承包括复合故障在内的 15 类故障中,将提出的方法与卷积神经网络(CNN)、支持向量机(SVM)和深度神经网络进行比较,实验对比过程采用相同的滚动轴承数据进行实验,以保证实验的公平性.实验结果证明:该故障诊断方法的故障诊断准确率达到了 100％,滚动轴承复合故障诊断准确率得到大幅提升.
筛选一种具有可分散性的质量分数为 5％的多杀菌素油悬浮剂配方.采用湿法研磨工艺,使用实验室立式砂磨机、激光粒度仪对配方中分散介质、乳化剂、分散剂和结构调整剂及其用量分别进行筛选.采用矿物油作为油相介质,其在增加多杀菌素油悬浮剂稳定性的同时起到增效的作用.在上述方法下,对多杀菌素可分散油悬浮剂进行优化,优化配方为:多杀菌素原药 5％(质量分数,以下同),矿物油乳化剂10％,AEO-7 乳化剂2％,P6 分散剂4％,869 结构调整剂3％,分散介质矿物油76％.筛选得到的多杀菌素可分散油悬浮剂,经过冷热贮稳定性测定,其各项指标均符合油悬浮剂的标准.
