基于天然气敏材料猪肉中优势腐败菌的可视化检测

优势致腐菌是引起猪肉变质的重要原因之一,为了探索猪肉优势致腐菌绿色、快速的检测方法,本研究使用天然色素作为气体可视化传感器阵列的气敏材料,区分猪肉中的优势致腐菌。首先从植物中提取17种天然色素作为气敏材料,并将其固定在基底材料上,干燥后制成气体可视化传感器阵列。将3种优势致腐菌(梭状芽孢杆菌、热死环丝菌、假单胞菌)分别接种至3组猪肉样本中,在室温(20℃)条件下分别培养8、16和24 h,然后将传感器阵列与猪肉样本产生的挥发性物质接触并发生反应,用扫描仪获取传感器阵列与每个样本反应前后的图像信息,将传感器反应前后的颜色差值作为样本的特征值组成一个数据矩阵,并制成差值图像。最后采用主成分分析对培养8,16和24 h后的3种优势致腐菌进行检测,识别率分别为90%,90%和100%。结果表明,天然色素可以作为气体传感器的气敏材料,检测猪肉的优势致腐菌,且检测过程不会产生化学毒害。     

托卡马克边缘湍流的数值研究

本文从电阻率梯度驱动的托卡马克边缘湍流理论模型出发,通过数值计算方法,观察了这一湍流随时间演变的过程。研究了湍流发展的物理本质,进一步探明了欧姆耗散效应在湍流发展过程中的作用。发现了它对湍流饱和时间的延缓现象,尤其是在高密度托卡马克装置上,欧姆效应明显地降低了各涨落量的饱和水平。     

用于光声层析成像的虚拟阵列探测及逆拉东变换

提出用固定孔径的换能器虚拟阵列探测器进行数据采集,该换能器只需对样品进行180扫描。实验中,使用调Q Nd: YAG激光器作为光源,激光器输出激光波长为532 nm,重复频率为10 Hz,脉宽为7 ns;使用非聚焦换能器进行光声信号探测,其接收面直径为6 mm,中心频率为2.25 MHz,接收到光声信号用逆拉东变换进行图像重建。以小白鼠的离体爪子作为成像对象,换能器由旋转电机控制并以2作为旋转步长进行180旋转扫描获取实验数据,运用逆拉东变换进行了图像重建。所重建的图像比较清晰地反映了爪子内部的骨骼分布。由此表明,逆拉东变换可以用于光声成像,并且实现了有限角度的光声成像。     

三聚氰胺甲醛树脂废弃物制备氧还原电催化剂研究

在燃料电池阴极催化剂的研究中,FeNx/C材料与目前广泛应用在燃料电池中的Pt基催化剂相比,不仅价格低廉,而且表现出良好的氧还原催化活性. 尽管如此,设计合成性能高、成本低的FeNx/C催化剂仍面临巨大挑战. 在此,作者提出废物利用的方法,以三聚氰胺甲醛树脂固体废物为前驱体,合成了具备介孔结构和较大的比表面积的非贵金属催化剂. 经酸性条件半电池测试,这种电催化剂的氧还原催化活性接近5%商业Pt/C性能. 本文工作为三聚氰胺甲醛树脂固体废弃物处理提供了新思路.     

光谱预处理对LIBS检测脐橙中Cu的偏最小二乘定量模型影响

应用激光诱导击穿光谱(LIBS)对脐橙中Cu元素进行快速检测,并结合偏最小二乘法(PLS)进行定量分析,探索光谱数据预处理方法对模型检测精度的影响。针对实验室污染处理后的52个赣南脐橙样品的光谱数据,进行不同数据平滑、均值中心化和标准正态变量变换三种预处理方法。然后选择包含Cu特征谱线的319~338 nm波段进行PLS建模,对比分析了模型的主要评价指标回归系数(r)、交互验证均方根误差(RMSECV)和预测均方根误差(RMSEP)。采用13点平滑、均值中心化的PLS模型3个指标分别达到了0.992 8,3.43和3.4,模型的平均预测相对误差仅为5.55%,即采用该前处理方法模型的校准质量和预测效果都最好。选择合适的数据前处理方法能有效提高LIBS检测果蔬产品PLS定量模型的预测精度,为果蔬产品LIBS快速精准检测提供了新方法。     

激光诱导击穿光谱结合偏最小二乘法直接检测皮蛋壳中的Cu含量

运用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术对皮蛋壳中Cu元素直接进行检测,获得样本中Cu元素的特征谱线信息,采用湿法消解结合原子吸收分光光度计(AAS)测量样品中Cu元素的真实含量。由于LIBS检测的精度和准确度受到样品基体复杂,环境噪声,系统噪声,激光能量稳定性等一系列因素的影响,采用传统的单变量赛伯-罗马金拟合方式对样品的LIBS相对强度和浓度进行线性拟合不能满足定性分析的要求,因此,采用一种多变量的分析-偏最小二乘(PLS)对LIBS光谱数据进行了处理,比较分析了不同点数平滑处理和五种预处理方法对PLS建模精度和准确度的影响。分析得出采用11点平滑结合多元散射校正(MSC)预处理能有效地提高PLS建立的模型的相关系数,降低均方根误差和平均相对误差,有效提高了模型的准确性。研究结果表明,激光诱导击穿光谱技术能够准确地直接检测皮蛋壳中重金属Cu的含量,下一步的工作将对皮蛋进行批量试验,寻找出蛋壳与蛋清、蛋黄中重金属Cu的数量关系,实现通过LIBS检测皮蛋壳便可知蛋清、蛋黄中重金属含量的目标,为农产品质量安全提供新的快速无损检测技术方法。     

基于LIBS技术的脐橙中铜含量联合区间偏最小二乘法定量分析

选用60个果形相当的脐橙样品进行激光诱导击穿光谱(LIBS)试验,引入联合区间偏最小二乘法(siPLS)的分析方法,实现水果脐橙中重金属铜元素的LIBS定量分析。先对脐橙在320~340nm波段内激光诱导击穿光谱进行九点平滑处理,并提取特征光谱CuI324.75nm为分析线。采用siPLS方法将光谱划分为25个子区间,当选择其中5、14、16、22 4个子区间建立的模型时效果最佳,其校正集相关系数和均方根误差分别为0.988 3和5.61,预测集相关系数和均方根误差分别为0.979 2和8.62。研究表明,与偏最小二乘法(PLS)相比,改进的siPLS模型更能有效利用光谱中的信息,减少模型计算量,提高预测能力。为进一步实现水果中痕量重金属元素的快速定量分析提供了方法。     

一种基于遗传禁忌昆合策略的时延约束组播路由算法

提出了一种基于遗传算法和禁忌搜索法相结合混合策略的时延约束最小代价组播路由算法(GATSA).该算法利用Djjkstra第k最短路径算法找出源节点到每一个目的节点满足最大时延限制的路径,通过遗传禁忌混合策略的选择、交叉与变异等操作,求出满足条件的组播树.仿真实验结果表明本算法性能和算法性能稳定,其代价性能接近目前性能最好的BSMA算法,并具有快速,低时延的特.     

相对论电子束在磁化等离子体中的能量损失

本文研究了相对论电子束(REB)在磁化等离子体中的能量损失。导出了REB能量损失的一般表达式,并用数值方法分析了能量损失与参量之间的关系。结果表明,在一定的参数范围内,磁场对REB能量损失有极重要的影响。