应用遗传算法结合连续投影算法近红外光谱检测土壤有机质研究

应用遗传算法结合连续投影算法近红外光谱检测土壤有机质研究。采集浙江省文城地区农田土壤样品近红外光谱数据,土壤样品数为394个。为简化模型,采用遗传算法结合连续投影算法挑选出18个特征波长建模,应用偏最小二乘回归建立有机质预测模型,建模集的决定系数为0.81,均方根预测误差为0.22, 剩余预测偏差为2.31,预测集的决定系数为0.83,均方根预测误差为0.20,剩余预测偏差为2.45。研究发现,遗传算法结合连续投影算法在简化模型同时,模型的预测评价指标同采用全谱波长建模并没有明显降低。因此,遗传算法结合连续投影算法挑选的特征波长可以应用于近红外光谱检测土壤有机质含量。     

单脉冲和再加热正交双脉冲激光诱导击穿光谱对比研究

为了提高激光诱导击穿光谱技术(LIBS)的检测灵敏度和辐射光谱特性,采用再加热正交双脉冲结构对样品中的4种元素Fe,Pb,Ca和Mg以及含有不同浓度重金属元素Cr的土壤样品进行分析。研究了4条特征谱线FeⅠ：404.581 nm,PbⅠ：405.78 nm,CaⅠ：422.67 nm和MgⅠ：518.361 nm的光谱强度和信背比随两激光脉冲之间时间间隔的变化关系,获得了两激光脉冲之间最佳的时间间隔为1.0 μs。在单脉冲和双脉冲条件下,得到了4条特征谱线FeⅠ：404.581 nm,PbⅠ：405.78 nm,CaⅠ：422.67 nm和MgⅠ：518.361 nm光谱强度的增强倍数分别为2.23,2.31,2.42和2.10;分析了特征谱线FeⅠ：404.581 nm和CaⅠ：422.67 nm谱线强度随时间的演化特性以及4条特征谱线信背比随光谱采集延时的变化关系,双脉冲能有效延长光谱强度的衰减时间以及提高特征谱线的信背比;比较分析了等离子体温度和电子密度随时间的演化特性,在双脉冲条件下,等离子体温度最大升高了730 K,电子密度最大增加了1.8×1016 cm-3。单脉冲和双脉冲条件下获得重金属元素Cr的检测限分别为38和20 μg·g-1,再加热正交双脉冲技术使元素检测限下降近2倍。以上结果表明：再加热正交双脉冲能有效地提升LIBS技术的检测灵敏度和光谱特性,为进一步降低元素的检测限提供了有效的方法。     

基于对氨基苯甲酸和邻菲罗啉构筑的铕(Ⅲ)配合物的荧光传感

利用水热法合成了一种新的配合物,[Eu(PABA)₃(phen)(H₂O)]·2H₂O(1)(PABA= 对氨基苯甲酸根,phen=1,10-邻菲罗啉)。该配合物为单核分子,中心离子Eu3+的配位数9,环境为{EuO₇N₂},形成了一种扭曲的单帽四方反棱柱多面体。该配合物通过氢键进一步构筑成为三维超分子结构。配合物1在紫外灯下显现为亮红色,其荧光光谱在595和618 nm处出现了2条尖锐的发射峰,分别对应于Eu3+的5D₀→7F₁和5D₀→7F₂跃迁。研究了水溶液中不同阴离子、阳离子以及溶剂对配合物1荧光的影响,实验结果表明不同阴离子、阳离子和溶剂对该配合物的荧光强度有不同程度的影响,在各自实验条件下,F-,Pb2+和硝基苯对该配合物有显著的荧光猝灭效应。基于荧光猝灭机理,该配合物可作为F-,Pb2+和硝基苯的荧光探针。     

蔗糖对酪蛋白结构及其乳化性影响的光谱学分析

酪蛋白酸钠作为一种良好的乳化剂和乳化稳定剂,对乳饮料品质具有重要的作用。蔗糖作为甜味剂,可以提高乳饮料的口感。但酪蛋白结构和性质很容易受到其所处的微环境的影响,为了分析蔗糖对酪蛋白酸钠结构及其乳化性的影响,利用荧光光谱技术探讨了酪蛋白酸钠荧光光谱和表面疏水性的变化,利用动态光散射技术分析了酪蛋白酸钠乳液液滴流体力学直径的变化,利用Turbiscan光谱学稳定性测试评价了酪蛋白酸钠乳液的背散射光强度变化以及稳定性指数(TSI)。结果表明：蔗糖会使酪蛋白酸钠发生内源荧光猝灭,猝灭速率常数K_S＜2.0×1010 L·mol-1·s-1,属于动态猝灭,未形成稳定的基态配合物,表明两者仅以较弱的氢键和疏水相互作用结合。酪蛋白酸钠的表面疏水性显著增强(p＜0.05),部分酪蛋白酸钠聚集程度增加,形成了可溶性聚集体。随着蔗糖浓度的增加,酪蛋白酸钠乳液流体力学直径增大,是高压均质时蛋白聚集体在油水界面上优先吸附的结果。背散射光强度结果显示随着蔗糖浓度的增加,乳液越不易产生分层、浓度变化、乳滴迁移等不稳定性现象。稳定性指数显著增大(p＜0.05),乳液稳定性增强。     

高光谱成像的油菜和杂草分类方法

利用高光谱成像技术结合化学计量学方法对油菜中的杂草进行分类识别。采用近红外高光谱技术,通过正态变量变换(SNV)、去趋势化(De-trending)、多元散射校正(MSC)、移动平均平滑法(MA)、多项式卷积平滑法(SG)、基线校正(baseline)及归一化(normalize)算法对光谱数据进行预处理,采用主成分载荷(PCA loadings)、载荷系数法(x-LW)、回归系数法(RC)、连续投影算法(SPA)分别进行特征波长提取,采用偏最小二乘判别分析(PLS-DA)、极限学习机(ELM)和支持向量机(SVM)建立分类模型。结果表明,基于De-trending 预处理,通过PCA loadings,x-loading weights及SPA特征波长提取方法,基于极限学习机ELM算法建立的模型取得了最优的分类效果,建模集和预测集的分类精度均达到100%,另引入平均分类精度的指标,发现不同试验时间下,模型分类精度变化不大,表明应用近红外高光谱成像技术对油菜和杂草进行分类是可行的。     

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By using Fluent software with the Eulerian multiphase model and Non-equilibrium boiling model, the subcooled flow boiling heat transfers was numerically simulated in the plain upward vertical tubes under the condition of one-side heating. The influences of the different mass flux, inlet temperatures and heat flux on the heat transfer coefficient, the void fraction and heat transfer deterioration were investigated.     

游标卡尺在金属线胀系数测量中的应用

针对传统的光杠杆测定金属线胀系数实验中涉及仪器多、待测物理量多以及实验调节繁琐等问题,利用现有的金属线胀系数测量仪,设计了一种用游标卡尺测定金属线胀系数的实验装置,该装置用游标卡尺直接测量金属铜杆受热而发生的微小形变量,再通过计算获得线胀系数值。     

柚皮素7-O-葡萄糖苷非对映异构体的NMR波谱分析

二氢黄酮糖苷化后产生的R与S构型非对映异构体在¹H NMR谱上会呈现一些差别,但文献对其差别描述非常有限.为便于利用¹H NMR谱图判断二氢黄酮糖苷的R与S构型非对映异构体,本文首先在植物药皂荚提取物中分离得到一种二氢黄酮苷-柚皮素7-O-葡萄糖苷R与S构型混合物,分析其氘代二甲亚砜（DMSO-d₆）溶液的¹H NMR、¹³C NMR、¹H-¹H COSY、¹H-¹³C HSQC和¹H-¹³C HMBC谱,对其¹H和¹³C NMR谱峰进行了归属;然后,采用手性色谱柱对该混合物进行分离,结合圆二色光谱（CD）技术确定构型;最后,为鉴别R与S构型柚皮素7-O-葡萄糖苷在¹H NMR谱中特征差别谱峰,避免葡萄糖残基质子对二氢黄酮苷元质子化学位移的影响,采集了R与S构型柚皮素7-O-葡萄糖苷及其混合物氘代乙腈（CD₃CN）溶液的NMR谱,结果显示葡萄糖残基端基质子H-1″化学位移差别最为明显,为9.4 Hz;5-位酚羟基质子化学位移差别为5.8 Hz,C环上3个质子化学位移差也较明显．     

波尔共振实验中基于旋转矢量的相位差分析

在波尔共振实验中,通过引入两个旋转矢量分别描述受迫振动和强迫力,解决了实验中频闪法测相位差原理阐述不清的问题.针对有机玻璃转盘上白线与刻度盘零刻线分别成锐角和钝角的情况,由旋转矢量法分别给出了受迫振动与强迫力的相位差.研究发现,无论白线指向刻度盘的哪个区域,受迫振动与强迫力的相位差始终为-π/2与有机玻璃转盘的白线所指向角度之差.     

利用超声光栅研究声速与液体性质

设计并搭建了超声光栅,观察了激光经过光栅形成的衍射斑纹,测量了声速;并利用超声光栅测定了不同温度、不同浓度的NaCl溶液中的声速,给出了声速-水温和声速-溶液浓度的依赖关系.水的温度每升高1℃,3.974 MHz的超声波的声速增加2.09 m/s,16.574 MHz的超声波的波速增加2.04m/s;声速随着NaCl溶液浓度的增大线性增加,NaCl溶液浓度每升高1%,3.974 MHz的超声波声速增加13.637 m/s,16.574 MHz的声波声速增加11.757 m/s.在此基础上,分析了不同频率的超声波对实验规律的影响,认为不同频率的超声波在相同条件下测量的溶液中声速大小的不同源于测量的随机误差.