基于OSC–WT–PLS近红外光谱法测定烟草中芸香苷

采用正交信号校正(OSC)结合小波变换(WT)对烟草光谱进行光谱预处理,将预处理后的烟草光谱结合偏最小二乘法(PLS)建立了烟草光谱对芸香苷的预测模型。利用OSC滤除光谱中与芸香苷含量无关的光谱信息,确定OSC提取的最佳主成分数为7,再选择WT中的最佳小波基函数bior1.1对OSC预处理后的光谱进行压缩及进一步滤噪,然后进行PLS建模,OSC–WT–PLS所建模型决定系数r~2=0.874,校正标准偏差RMSEC=0.85,预测均方根误差RMSEP=0.743,交互验证系数Q_(ext)~2=0.887。结果表明,用OSC–WT–PLS可滤除光谱信息中与待测样品含量无关的信息、减少光谱数据量,降低建立模型的复杂度、提高建模速度及模型的预测能力、准确度。     

Enhancing NMR Sensitivity of Natural‐Abundance Low‐γ Nuclei by Ultrafast Magic‐Angle‐Spinning Solid‐State NMR Spectroscopy

Although magic‐angle‐spinning (MAS) solid‐state NMR spectroscopy has been able to provide piercing atomic‐level insights into the structure and dynamics of various solids, the poor sensitivity has limited its widespread application, especially when the sample amount is limited. Herein, we demonstrate the feasibility of acquiring high S/N ratio natural‐abundance ¹³C NMR spectrum of a small amount of sample (≈2.0 mg) by using multiple‐contact cross polarization (MCP) under ultrafast MAS. As shown by our data from pharmaceutical compounds, the signal enhancement achieved depends on the number of CP contacts employed within a single scan, which depends on the T_1ρ of protons. The use of MCP for fast 2D ¹H/¹³C heteronuclear correlation experiments is also demonstrated. The significant signal enhancement can be greatly beneficial for the atomic‐resolution characterization of many types of crystalline solids including polymorphic drugs and nanomaterials.     

基于非接触式电导信号的土壤速效钾含量检测方法

该文针对土壤中速效钾含量采用传统测定法操作复杂、检测时效滞后的问题,建立了基于非接触式电导检测信号快速检测土壤速效钾含量的分析方法。采用高效毛细管电泳/非接触式电导检测仪获取河南潮土的非接触式电导检测信号,并使用导数法与高斯曲线拟合法相结合进行初步峰谱识别,按条件进行峰值过滤后,引入基于Levenberg-Marquardt(L-M)的高斯分峰拟合算法,实现了单峰和重叠峰的拟合计算,得到高斯峰和相应的特征参数,包括峰位、峰高、半峰宽和峰面积;最后将拟合得到的高斯峰及相应的特征参数表征原始非接触式电导检测信号离子峰谱信息结合偏最小二乘法(PLS),确定特征参数与土壤速效钾含量的关系,建立模型,实现了对土壤中速效钾含量的预测。结果表明,将基于L-M的高斯分峰拟合算法结合偏最小二乘法应用于非接触式电导检测信号测定土壤速效钾含量时具有较高精度,回归模型决定系数(R²)为0.856 4,相对分析误差(RPD)为2.639,适用于土壤速效钾的快速检测分析。     

Electron spin relaxation times and rapid scan EPR imaging of pH‐sensitive amino‐substituted trityl radicals

Carboxy‐substituted trityl (triarylmethyl) radicals are valuable in vivo probes because of their stability, narrow lines, and sensitivity of their spectroscopic properties to oxygen. Amino‐substituted trityl radicals have the potential to monitor pH in vivo, and the suitability for this application depends on spectral properties. Electron spin relaxation times T₁ and T₂ were measured at X‐band for the protonated and deprotonated forms of two amino‐substituted triarylmethyl radicals. Comparison with relaxation times for carboxy‐substituted triarylmethyl radicals shows that T₁ exhibits little dependence on protonation or the nature of the substituent, which makes it useful for measuring O₂ concentration, independent of pH. Insensitivity of T₁ to changes in substituents is consistent with the assignment of the dominant contribution to spin lattice relaxation as a local mode that involves primarily atoms in the carbon and sulfur core. Values of T₂ vary substantially with pH and the nature of the aryl group substituent, reflecting a range of dynamic processes. The narrow spectral widths for the amino‐substituted triarylmethyl radicals facilitate spectral‐spatial rapid scan electron paramagnetic resonance imaging, which was demonstrated with a phantom. The dependence of hyperfine splittings patterns on pH is revealed in spectral slices through the image. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于局部线性嵌入的特征融合方法在岩石破裂 状态分类的应用*

为了获取岩石破裂过程有效的声发射信号特征,更好的对岩石破裂状态进行分类,提出一种基于流形学习算法的LLE特征融合方法进行数据降维。以红砂岩为研究对象设计室内单轴压缩实验采集信号,然后对原始声发射信号预处理并对信号进行特征提取,以时域、频域下的特征向量重新组合成一组新的多维特征向量,采用线性主元(PCA)和流形学习LLE算法分别进行降维。比较两种算法降维后融合特征的聚类效果二维和三维分布图,使用LLE算法降维后,四种状态分布相对更近,呈一条水平线趋势,且各状态交叉混叠数目较少,第一状态没有一个样本错判,且四个状态相比于PCA降维后的聚类效果更集中。再比较两种算法降维后融合特征的敏感度之和,LLE算法融合特征敏感度之和远大于PCA算法,说明经过LLE算法降维后得到的融合特征更多地表征了原始信号包含的局部信息同时证明了LLE算法相比PCA算法具有更好的聚类效果。最后经LLE特征融合下的砂岩破裂状态分类实验验证,融合特征后的识别率相对单一的时域特征识别提高了6%。表明该方法能显著提高岩石破裂状态分类的识别率,降维性能相对突出。     

噪声信号特征量分布函数相似特性的研究

应用高速数据采集卡,记录悬浮颗粒计数光电传感器本底噪声信号序列值,研究噪声信号独立特征量, 如信号幅度极值、上升沿幅值、下降沿幅值、极值时序间隔,以及特征量乘积值等统计分布规律. 结果表明,上述独立特征量均能够与以自然数l为自变量的对数正态分布函数高度符合, 噪声信号特征量统计分布呈现出高度相似特征.基于这种统计相似性,还可推出噪声信号不同特征量对应的统计自变量之间的幂函数变换关系.噪声信号特征量统计分布函数相似性可理解为噪声信号集合统计分形特性的一种表现.     

基于分数阶可停振动系统的周期未知微弱信号检测方法

本文建立了分数阶可停振动系统, 其可停振动状态的改变对周期策动力敏感, 对零均值随机微小扰动不敏感, 这事实上为周期未知微弱信号检测提供了一种新的高效检测方法和判别标准. 与现有的利用混沌系统的大尺度周期状态变化检测周期未知弱信号的方法 需逐一尝试设置不同频率内置信号以便期望与待检周期信号发生共振不同, 利用分数阶可停振动系统的可停振动状态变化检测周期未知微弱信号的方法, 除了同样具有因为状态变化对周期信号的敏感性而能够实现极低检测门限的特点外, 还具有混沌系统信号检测所不具有的优点: 1)无需预先估计待检信号的周期; 2)无需计算系统状态的临界阈值; 3)可停振动状态可由本文设计的指数波动函数可靠地进行判断; 4)通过系统微分阶数的变化, 将检测系统层次化, 从而可得到比整数阶检测系统更低的检测门限, 特别是在色噪声环境下, 通过选取合适的微分阶数, 基于分数阶可停振动系统的微弱周期信号检测法能够大幅度的降低检测门限, 在本文的仿真试验中, 检测门限可达-182 dB. 关键词： 分数阶非线性系统 Duffing振子 弱信号检测     

一种用于光纤链路振动信号模式识别的规整化复合特征提取方法

相位光时域反射链路监测系统是一种利用光纤作为传感介质的传感系统, 能够监测、定位、识别入侵信号.模式识别模块是其重要组成部分, 实时智能区分安全扰动和危险入侵.本文提出一种用于光纤链路振动信号模式识别的复合特征提取方法.利用改进的双门限方法确定有效信号段的起止位置, 结合最大能量与最高信噪比挑选出采样周期内主要入侵扰动的特征段.综合利用特征段时域持续时间和小波包能量谱提取复合特征向量, 使用支持向量机进行模式识别.实验表明, 基于本文提出的规整化特征提取方法的模式识别准确率有了显著提高.     

调制与解调用于随机共振的微弱周期信号检测

提出了调制随机共振方法，实现了在大参数条件下从强噪声中检测微弱周期信号.将混于噪声中的较高频率的弱信号经调制变为一差频的低频信号作用于随机共振体系，该低频信号满足绝热近似理论，因而能产生随机共振；再经解调可获得埋于噪声中的原较高频率的弱信号.对埋于噪声中的未知频率，可采用连续改变调制振荡器的频率，以获得一个适当的差频信号输入到随机共振体系，根据输出信号共振谱峰的变化经解调而得待检弱信号的未知频率.该方法应具有较高的应用前景. 关键词： 调制与解调 非线性双稳系统 随机共振 微弱信号检测     

彩色套印色标光电扫描式探测系统的研制

彩色套印过程中必须检测出套色偏差并予以纠正,而彩色套印偏差的检测是通过检测邻色标的间隔从而获得的.本文报道了一种用于塑料薄膜多色套印中套色偏差检测的光电扫描式探测系统的研制.给出了其测量原理、系统构成及结果.