饲料中粗脂肪和粗纤维含量的近红外光谱快速分析

采用近红外光谱(NIRS)结合偏最小二乘(PLS)方法,实现对饲料中粗脂肪和粗纤维的快速定量分析。采用Norris-Williams平滑求导(NW)和多元散射校正(MSC)方法对光谱进行预处理;蒙特卡罗无信息变量消除法(MCUVE)、变量组合集群分析法(VCPA)和区间变量迭代空间收缩法(iVISSA)用于光谱变量选择和优化; PLS用于光谱校正模型的建立,采用校正集相关系数(R_c)、交互验证均方根误差(RMSECV)、预测集相关系数(R_p)和预测集均方根误差(RMSEP)评价模型。光谱预处理中经MSC处理后的光谱模型优于其他预处理方法,其RMSECV和RMSEP值都减小,R_c和R_p值都增大。脂肪定量分析中,原始光谱模型的RMSECV和R_c为0.21和0.87, RMSEP和R_p为0.20和0.88,变量数(V_n)为1 501;经MCUVE方法选择变量后建立的定量模型,其RMSECV和R_c为0.17和0.92, RMSEP和R_p为0.19和0.89,V_n为400个;经VCPA选择变量建立PLS定量模型,其RMSECV和R_c为0.21和0.87, RMSEP和R_p为0.25和0.81,V_n为12;经iVISSA选择变量后的模型,其RMSECV和R_c为0.21和0.86, RMSEP和R_p为0.20和0.87,V_n为20。粗纤维定量分析中,原始模型的RMSECV和R_c为0.28和0.91, RMSEP和R_p为0.25和0.95,V_n为1 501;经MCUVE选择后的模型,其RMSECV和R_c为0.23和0.95, RMSEP和R_p为0.23和0.94,V_n为740;经VCPA选择变量后的模型,其RMSECV和R_c为0.27和0.91, RMSEP和R_p为0.30和0.91,V_n为11;经iVISSA选择后变量的模型,其RMSECV和R_c为0.29和0.90, RMSEP和R_p为0.27和0.93,V_n为20。结果表明, MSC方法可以有效提高光谱质量,消除光谱平移误差; MCUVE变量选择方法可以简化模型提高模型精度和稳定性,建立最优模型。在粗脂肪的定量分析模型中, MSC处理后的光谱经过MCUVE选择后剩余400个变量,R_c和R_p相较于全谱模型提高了0.05和0.01, RMSECV和RMSEP分别降低到了0.17和0.19;经VCPA和iVISSA选择变量的模型其结果与全谱模型相似,但其变量分别只有12和20个。在粗纤维模型中,经MCUVE选择后740个变量用于建立PLS模型,其R_c和R_p为0.95和0.94, RMSECV和RMSEP分别为0.23和0.23; VCPA和iVISSA分别运用11和12个变量建立回归模型,但结果都比MCUVE模型差。利用饲料近红外光谱建立MSC-MCUVE-PLS模型可以有效对饲料粗脂肪和粗纤维进行定量分析。     

绿松石成分的EDXRF方法研究

利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)测试方法对来自湖北的26块表面相对干净、颜色均匀的绿松石样品进行定值,每个样品表面按照“田字格”的方式逐一测试9个点,用于评价绿松石成分的均匀性。数据结果显示,绿松石样品中Al,P,K,Cu,Fe,V,Cr和Zn的平均变异系数在5.4%以下,而CaO和SiO₂的平均变异系数分别为34.8%和16.2%,说明绿松石中Si和Ca元素存在明显的不均匀性。选取其中的21个样品作为参考标准样品,5个作为未知样品,采用能量色散型X射线荧光光谱仪(EDXRF)建立绿松石的工作曲线,用于测定绿松石的成分。研究结果显示主量元素Al,P和Cu工作曲线的相关系数在92.3%~94.3%之间,平均相对误差在4.6%~9.7%;微量元素Fe,Cr和Zn的相关系数达到0.990以上,K和V元素工作曲线的相关系数分别为0.939和0.972,这五种元素平均相对误差范围在7.2%~13.9%;而Si和Ca元素工作曲线的相关系数分别为0.958和0.866,且在5个未知样品中,Si和Ca元素的平均相对误差分别为348%和27.8%,这与绿松石中Si和Ca元素的含量低和不均匀性,以及仪器方法的检出限等影响因素有关。重复性实验显示Al,P,Cu,Fe和Zn元素的相对标准偏差(RSD)均在1%以内,精密度较高;V,Cr,K,Ca和Si元素的RSD在1.34%~10.17%之间。该研究为快速、准确、无损地定量测定绿松石中Al,P,Cu,Fe,Cr,Zn,V和K等元素的含量提供了一种新思路和新方法,可运用于实验室的绿松石检测鉴定。     

NIRS法定量分析多年生苦荞叶片蛋白质与GABA含量

为满足多年生苦荞育种工作的需要,采用近红外光谱分析技术结合定量偏最小二乘法对多年生苦荞叶片蛋白质和γ-氨基丁酸(GABA)含量进行了快速测定研究,实验使用了222份多年生苦荞材料,扫描光谱后测定其化学值。研究发现样品蛋白质含量的平均值、最大值和最小值含量分别是164, 331和121 mg·g~(-1);样品GABA含量的平均值、最大值和最小值含量分别是2.489, 3.968和1.439 mg·g~(-1)。蛋白质建模结果:采用不同光谱区建模时,建模集的平均决定系数(R~2)、校正标准差(SEP)和平均相对误差(RSD)分别是93.46%, 0.63和3.82%,检验集的平均R~2, SEP和RSD分别是91.77%, 0.88和5.28%。采用不同比例的建模样品和检验样品时,建模集的平均R~2, SEP和RSD分别是93.55%, 0.63和3.82%,检验集的平均R~2, SEP和RSD分别是92.18%, 0.87和5.20%。采用4 000～9 000 cm~(-1)光谱范围,二阶导数(13)预处理光谱,建模集与检验集的比例为4∶1,模型最优,其建模集内部交叉R~2, SEP和RSD分别是93.57%, 0.55和3.38%,检验集内部交叉R~2, SEP和RSD分别是93.35%, 0.73和4.40%。GABA建模结果:采用不同光谱区建模时,建模集的平均R~2, SEP和RSD分别是86.28%, 0.21和8.30%,检验集的平均R~2, SEP和RSD分别是84.35%, 0.22和8.76%。采用不同比例的建模样品和检验样品时,建模集的平均R~2, SEP和RSD分别是88.51%, 0.20和8.04%,检验集的平均R~2, SEP和RSD分别是86.80%, 0.21和8.40%。4 000～10 000 cm~(-1)光谱范围,原始光谱,建模集与检验集的比例为4∶1,模型最优,其建模集内部交叉R~2, SEP和RSD分别是93.28%, 0.15和6.10%,检验集内部交叉R~2, SEP和RSD分别是91.49%, 0.17, 6.68%。证明了使用近红外光谱技术定量测定多年生苦荞叶片蛋白质和GABA含量的可行性以及模型的稳定性。     

采用AVR控制器的GPS授时与定位装置的设计与制作

本文以解析GPS的时间信息和位置信息为目标,通过使用嵌入式GPS模块和AVR控制器,设计和制作GPS授时与定位装置,实现时间信息和位置信息的解析和显示等问题。本文首先给出了基于GPS模块和AVR控制器的授时与定位装置的整体构架,然后对各个部分的 硬件进行详细设计,给出了硬件设计电路和软件设计框图。最后对所设计的基于GPS模块和AVR控制器的授时与定位装置进行实物制作,证明了设计内容的正确性和可行性,具有一定的实际应用价值。     

Energy and life of electrons and holes in the columnar nanometer system北大核心CSCD

利用S-矩阵理论,在有效质量近似下,求出柱状纳米系统电子和空穴的能量和寿命,并与球状纳米系统相比较.以HgS/CdS/HgS柱状纳米系统为例,探讨了线度和势垒宽度对电子和空穴的能量和寿命的影响.结果表明:柱状纳米系统中,电子和空穴的能量和寿命随线度的变化规律相似,即势垒宽度一定时,能量随内半径增大而减小,寿命随内半径增大而增大;内半径一定时,能量随势垒宽度增大而减小,但变化甚微,而寿命随势垒宽度增大而迅速增大;势垒宽度Δ<4aCdS时,电子和空穴的寿命均为零,但电子和空穴寿命不为零的势垒宽度范围不同,空穴的寿命要比电子的寿命小.柱状和球状纳米系统电子和空穴寿命的变化规律相似,形状的影响很小.     

稻干尖线虫病胁迫水稻叶片波谱响应特征及识别研究

对植被病害的精确识别是采取植保措施的前提,同时对喷施农药也具有积极的指导作用。比较了受稻干尖线虫胁迫水稻叶片和健康叶片色素含量、光谱反射率、高光谱特征参数,受害水稻叶片与健康叶片相比,叶绿素和类胡萝卜素含量分别降低18%和22%;光谱反射率在蓝紫光、绿光和红光谱段分别增加1.5,1和2.3倍,在近红外和短波红外区域分别降低约28.9%和26.3%,红边和蓝边分别蓝移约8和10nm,绿峰和红谷分别红移约8.5和6 nm。以红边面积和红边位置作为C-SVC(非线性软间隔分类机)的输入向量,对受害和健康叶片进行识别,精度为100%。研究表明,水稻叶片光谱对病害胁迫具有显著的响应特征,利用C-SVC对受害和健康叶片进行辨别的方法是可行的。     

基于图像处理和模式识别的网络图像监控系统

随着科学技术和生活水平不断的提高,人们的财产和人身安全问题已经不仅仅来自于传统的经验,而是逐渐的转变到虚拟的网络当中;为此,提高人们的隐私安全和财产安全需要加强网络监控,其中图像监控是较为主要的方面;加强图像监控的可靠性和实时性,是实现社会稳步发展和人民网络隐私安全的首要目标;应用计算机网络技术和现代化通讯技术相结合,综合图像处理技术和模式识别技术的应用,设计应用于网络图像监控系统是当前社会发展的安全技术保障之一;文章通过对图像监控进行简析,阐述图像处理技术和模式识别技术的相关方面,探讨研究网络图像监控中图像识别和处理方面的技术;通过对图像处理中的色彩均化和模糊识别实验,得出其对于网络中传播的图片辨识度和提取信息能力具有很高的发展。     

ICP-MS在城市道路尘土中非常规监测微量元素污染评价中的应用

采集了石河子城区32个站点的道路尘土样本,测定了样品中10种非常规监测微量元素(B,Be,Bi,Co,Ga,Li,Sb,Sn,Tl,V)的含量。并采用地积累指数法、元素相关性分析和主成分分析法对尘土中的微量元素污染程度和来源进行了分析。结果表明：道路尘土中微量B,Be,Bi,Co,Ga,Li,Sb,Sn,Tl和V的平均含量分别为41.11,1.68,0.52,13.58,36.26,24.91,3.37,3.64,0.42,72.66 mg·kg-1。其中,Co,Li和Tl的平均含量均低于新疆土壤元素背景值,B,Be和V的平均含量和新疆土壤元素背景值相似,Bi,Ga,Sb和Sn的平均含量高于新疆和世界土壤元素背景值。地积累指数计算结果表明：B,Be,Co,Ga,Li,Tl和V污染级数为0,说明无污染,而Sb,Bi和Sn污染较为严重(污染等级分别为2,1,1)。元素相关性分析和主成分分析多元统计方法计算结果表明,Bi,Co,Sb和Tl主要是人为来源,B,Be,Li和V主要是自然来源,而Ga和Sn可能受自然因素和人为因素的共同影响。     

无限长载流薄板磁场的矢势与磁感应强度计算及可视化

推导了无限长均匀薄板电流磁场的矢势和磁感应强度的解析式,将公式无量纲化,计算矢势和磁感应强度,画出中垂面上和板平面上矢势和磁感应强度曲线,并与直线电流磁场的矢势和磁感应强度进行比较,画出矢势和磁感应强度两个分量以及合磁场和方向曲面,画出了二维磁感应线,显示了磁感应强度分布规律.     

电磁学中研究性教学的实践

电磁学是物理学中过去、现在和未来结合度最高的课程之一,也是理论和实践关联度最密切的课程,是开展研究性教学的极好载体.研究性教学作为培养创新人才的现代教学模式,其基本理念是教师主导与学生主体相结合,在教学过程中,创设一种类似科学研究的情境和途径,引导学生独立的主动探索、主动思考、主动实践,在探索和研究过程中,吸收知识和应用知识,分析问题和解决问题,从而提高学生的各方面素质,培养学生创造能力和创新精神.这种模式的确立,需要教师赋予课程教学新的理念和新的内涵.     

多媒体技术与生命科学

 近年来,随着计算机技术的发展和计算机应用的普及,CD光盘、家庭影院、电子出版物逐步进人千家万户.计算机的功能已从原来简单的数字计算、打字,而代之进行各种设计,收看电视,播放电影音乐,阅读电子信件和出版物,实行资源交流和共享,所有这一切成就,都归结于多媒体技术的应用和发展.人们对多媒体已由陌生和好奇转为了解和尝试、学习和应用.正如80年代的个人电脑,90年代的多媒体技术已把人类社会带人一个全新的世界.     

旋流气粒两相流动的研究

旋流气粒两相流动广泛存在于燃气轮机燃烧室,旋风分离器和旋风炉,锅炉旋流燃烧器等装置中。用测量和数值模拟更好地了解其流动特性,对优化和放大设计,用以提高燃烧效率和收集效率、降低流动阻力和污染物排放,稳定火焰,都十分重要。对其进行了系统的实验测量和数值模拟研究,包括用相位多普勒仪等测量进行的实验研究,雷诺平均模拟和大涡模拟的数值研究,阐明了两相速度,两相湍流特性和颗粒浓度分布等规律,有助于研制低阻力和高效率低污染燃烧装置。     

GaN基半导体新热点:从半导体照明到功率电子器件

Ⅲ族氮化物(又称GaN基)宽禁带半导体属于新兴的第三代半导体体系,在短波长光电子器件和功率电子器件领域具有重大应用价值。过去10多年,以蓝光和白光LED为核心的半导体照明技术和产业飞速发展,形成了对国家经济和人民生活产生显著影响的高技术产业。近年来GaN基功率电子器件受到了学术界和产业界的高度重视,形成了新的研发和产业化热点。首先介绍了半导体照明技术和产业的发展历程和现状,分析了当前GaN基LED芯片技术面临的关键科学和技术问题;然后重点介绍了GaN基微波功率器件和电力电子器件的发展历程和动态,包括微波功率器件已经取得的突破性进展和产业化现状,电力电子器件相对Si和SiC同类器件的优势和劣势,并对GaN基功率电子器件当前面临的关键科学和技术挑战进行了较详细的分析。     

RNA碱基的太赫兹光谱和拉曼光谱特征研究

应用傅里叶红外光谱仪和激光拉曼光谱仪测试了RNA碱基在太赫兹波段(1～10 THz)的红外和拉曼光谱,同时结合Guassian09软件和周期性边界条件下基于能量的分块方法(PBC—GEBF),分析了RNA碱基晶体的红外和拉曼光谱特征,得到了所有特征峰位置及其对应的振动模式,且计算光谱与测试光谱一致吻合,表明碱基粉末样品为无定形晶体结构。通过对红外光谱的分析可知,在太赫兹波段,腺嘌呤和鸟嘌呤都有6个红外活性振动模式,胞嘧啶和尿嘧啶分别为6个和3个红外活性振动模式,与实验结果相比,除了鸟嘌呤6.35 THz处的弱吸收峰没能重现,4.83和5.39 THz处的吸收峰简并;胞嘧啶4.3和4.79 THz处吸收峰简并;尿嘧啶3.32和3.82 THz处的吸收峰简并外,其他吸收峰的位置和强度均被准确地模拟重现。通过对拉曼光谱的分析可知,理论和实验光谱基本一致,除了尿嘧啶3.52和4.48 THz处特征峰简并;鸟嘌呤7.26和8.03 THz,3.57,4.02,4.49,4.89和5.98 THz处特征峰简并外,其他特征峰的位置和强度均被准确的模拟重现。通过对特征峰的分析和辨认,可知在1～10 THz,RNA碱基的振动模式均来源于晶格内分子的集体振动,分子间的氢键和弱相互作用力对振动模式的贡献很大,进一步分析可知,在1～5.5 THz,其振动模式来自所有原子参与的集体振动,在5.5～10 THz,振动模式来自于部分原子参与的集体振动。此项研究对揭示RNA碱基在构成生物大分子结构、生物大分子鉴定以及太赫兹波段光谱的形成机制等方面,具有重要的理论和实际参考价值。     

传统枪弹向智能化方向发展

<正>当今世界,随着战争的演进和高新技术的发展,大规模电路超高集成化和小型微型化的技术进步,在信息技术、新材料技术、感知和控制技术的推动下,兵器的引信和制导技术不断提高,弹药引信和制导向着微型化和智能化的方向发展,使得传统枪弹技术领域正在孕育一场新的革命,一大批机理独特、威力强大、命中率高的智能化弹药脱颖而出,智能弹药发展     

现代物理学及其应用

 现代科学技术是生产力的一个重要因素,而现代物理学则是现代科学技术的基础.19世纪中期电磁感应现象的发现和电磁理论的发展,为电能的开发应用和电气化奠定了基础;19世纪末电磁波和电子的发现和研究,开创了无线电电子学的新时代;20世纪初期量子论、相对论量子力学和原子核物理的创立和发展,不但引起了物理学自身的革命,开始了微观、高速和高能领域的研究,而且也为半导体、激光和原子核能等新技术的开发应用提供了启迪的根据和明确的途径.物理学为什么具有这样的作用呢?物理学的现状和未来又是怎样和将会怎样发展呢?     

平面波与线性粘弹海底的反射和折射

采用基于广义标准线性体Boltzmann叠加原理的固体流变模型来描述粘弹性海底底质结构,分析了沉积层和基岩的纵、横波速度频散和衰减的特点,计算了海水沉积层界面和沉积层基岩界面位移势反射和折射系数和能量反射和折射系数。结果表明,采取本模型的粘弹性海底的速度频散、衰减和已有文献的实验数据符合较好,能准确的描述海底底质的主要性质,反射和折射系数和声波的频率有关。      

基于ARM和DSP的钻井控制和信息传输平台的研究

为了抑制粘滑振动和监控钻井过程,需要对钻井过程进行控制,并将钻井参数实时地传输至监控中心。本文提出了一种基于ARM和DSP的钻井控制和信息传输平台,DSP作为算法运算中心、信息转发和协议转换器,ARM作为信息显示和数据存储单元。在系统总体框架下,重点分析了系统的软件和硬件设计方案。对系统在井场进行了现场测试,验证了该系统的可靠和稳定性以及控制算法的有效性。最后,阐明了只要性能和接口满足要求,DSP可用别的嵌入式CPU替代。     

基于数据挖掘的高校管理信息系统设计与实现

高校事务信息的数据规模较大,更新速度较快,复杂度较高,需要设计有效的高校管理信息系统,提高信息管理能力。传统的高校管理信息系统设计采用嵌入式Visual Basic的信息管理系统构架方法,系统的信息再植入能力和多线程处理性能不好,提出一种基于多元特征数据挖掘和嵌入式Linux内核的高校管理信息系统设计方法。首先在嵌入式Linux的核单元中进行高校管理信息系统总体设计和文件配置,进行系统的功能模块分析和技术指标描述。设计基于相空间重构和关联特征提取的数据挖掘算法,进行高校管理信息的有用特征挖掘和提取。以数据挖掘结果进行程序加载和引导,进行高校管理信息系统的软件开发和设计,主要包括程序加载模块、数据存储模块、交叉编译模块以及网络通信模块的设计,实现基于数据挖掘的高校管理信息系统的改进设计。实验结果表明,采用该系统进行高校管理信息的挖掘和存取调度,具有较好的可靠性和人机交互性,系统的吞吐性能和执行时间开销等指标具有优越性。     

智能电网超导装备的电磁设计与暂态特性分析

基于第二代高温超导材料的超导变压器和超导电缆作为智能电网超导设备,可以灵活应对电力系统发生短路故障等暂态环境,保证电网稳定运行。针对31.5 MVA,110 kV/10.5 kV的超导变压器和10.5 kV/1.85 kA的三相同轴电缆的联合运行开展电磁设计和暂态特性分析,提出了超导设备的结构参数和电气参数,建立了基于MATLAB和PSCAD/EMTDC包含可变电阻、损耗和电抗的仿真模型,仿真结果显示,超导变压器具有限流功能,配合超导电缆运行,超导电缆的出口短路电流降低了21%,大幅降低超导电缆的出口短路电流和故障中的产热,对于线路制冷系统和后续恢复具有重要意义。