基于图像的磨粒在线监测系统关键技术研究

针对磨粒在线监测系统开发要求,对其中的关键技术进行了深入研究.构建了基于显微图像分析和微泵进样的磨粒在线监测系统,给出了图像检测子系统和微流控分析芯片的详细设计原理和方法;利用粗糙集理论对磨粒特征参数进行了优化;根据系统光路特点,对磨粒图像进行了基于彩色特征的转换,并通过与背景图像的差值处理来快速提取磨粒目标.最后,利用颗粒计数器和铁谱分析技术对系统性能进行了检验,结果表明本系统磨粒统计与识别准确率分别达到90%和95%,具有较高的检测精度,满足磨粒在线监测要求.     

在线固相萃取/液相色谱-线性离子阱质谱法同时检测生物样品中18种氨基甲酸酯类农药

建立了同时测定全血、尿液和肝组织等生物样品中18种氨基甲酸酯类农药的在线固相萃取/液相色谱-线性离子阱质谱(On-line SPE/LC-LIT/MS)分析方法。样品经乙腈处理,稀释和离心后直接进样。经Waters OasisHLB在线SPE柱富集纯化,以BETASIL C18柱为分析柱,甲醇-水(均含0.1%甲酸)为流动相进行梯度洗脱;使用电喷雾电离(ESI)正离子模式测定,扫描方式为选择反应监测(SRM)和连续反应监测(CRM)。18种农药在考察的质量浓度范围内线性关系良好(权重因子1/X),相关系数为0.994 3~0.999 4;在全血和尿液中的检出限为0.1~5 ng/m L,在肝组织中的检出限为0.1~5 ng/g;3个加标水平的回收率为90.2%~114.5%,相对标准偏差(n=4)为0.5%~7.5%。该方法简单准确,灵敏度高,能够满足生物样品中18种氨基甲酸酯类农药的快速分析要求。     

土壤中多环芳烃和酞酸酯类有机污染物气相色谱-质谱测定方法中的质量控制与质量保证

建立了气相色谱-质谱(GC-MS)测定土壤中多环芳烃(PAHs)和酞酸酯类(PAEs)有机污染物的方法。样品经加速溶剂萃取和超声萃取处理后,通过固相萃取或凝胶渗透色谱法进行净化,在选择离子监测模式下进行定量。通过全程序空白、空白加标回收、清洁土壤基质加标回收及有证标准参考物质比对等方式,对所建立的方法进行严格的质量控制和保证。16种PAHs和7种PAEs的方法检出限分别为0.13～2.2 μg/kg和0.19～0.52 μg/kg,平均加标回收率分别为41.5%～116.9%和90.7%~107.1%。本研究所建立的土壤中PAHs和PAEs的GC-MS快速分析方法及其质量控制措施可以为全国性土壤污染状况调查数据的科学性和准确性提供技术保障。     

抛光加工参数对KDP晶体材料去除和表面质量的影响

针对软脆易潮解KDP功能晶体材料的加工难点,提出了一种基于潮解原理的无磨料化学机械抛光新方法,研制了一种非水基无磨料抛光液,该抛光液结构为油包水型微乳液.通过控制抛光液中的含水量可以方便地控制KDP晶体静态蚀刻率和抛光过程中材料的去除率.实验中还研究了不同加工参数对晶体材料去除率和已加工表面质量的影响.该抛光液的设计为易潮解晶体的超精密抛光加工提供了一条新的技术途径.     

边坡变形的分布式光纤监测模拟试验研究

布里渊散射光时域反射测量技术(BOTDR)作为一项新型光电传感监测技术,因其具有良好的抗干扰、长距离、可植入性和分布式监测的特点而被广泛应用于结构工程健康监测中。而直接将光纤布设在土体中则存在变形协调性差、易折断及空间定位难等问题。本次研究通过室内小比例尺模型试验,分别将光纤植入土工布和土工格栅等柔性复合材料中并一起铺设在边坡模型不同深度处,利用BOTDR监测边坡在外荷作用下的变形特征。试验结果表明,布设在土工格栅中的光纤稳定性最好; 土工布中的光纤变形协调性和敏感性优于土工格栅; 通过合理布置光纤能够对异常应变进行较为准确的识别和定位。试验初步验证了该方法应用于土质边坡变形监测的可行性。     

QCM-D研究蛋白质与多糖的相互作用

应用具有耗散因子功能的石英晶体微天平（QCM-D）检测了多糖多层膜的构筑过程以及蛋白质在多层膜上的吸附行为。 研究结果表明,通过层层组装的方法,可以实现多糖卡拉胶多层膜的构筑,并且随着卡拉胶电荷密度的增加,其组装量减少。 研究了牛体血清蛋白(BSA)在卡拉胶上的吸附行为。 结果发现,BSA的吸附行为强烈地依赖于卡拉胶的电荷密度和基体的粗糙度。 通过QCM-D实时监测了BSA在卡拉胶上的动力学吸附曲线,同时根据ΔD值推测了BSA在不同的基底表面上所形成的结构及吸附行为。     

基于光纤SPR光谱分析的污水降解过程监测研究

讨论了光纤表面等离子体波传感器的工作原理,并对将其用于监测以甲基橙为代表的环境污水降解过程的可行性进行了探讨。用光纤SPR传感器监测了50 mL初始浓度为30 mg·L-1的甲基橙原溶液在降解过程浓度的变化,对降解过程中光纤SPR传感器的光谱进行了详细的分析;同时采用紫外-分光光度计对降解过程中溶液浓度的变化进行了监测,并对2种方法所测的数据进行了分析对比。结果表明,光纤SPR同常规方法的测量结果一致,随着降解时间的增加,甲基橙溶液的吸光度和浓度逐渐减小,光纤SPR传感器的共振波长逐渐发生蓝移,同初始标定的甲基橙原溶液共振光谱比较,说明甲基橙逐渐被降解,且在2 h内降解率达到73%,说明用光纤SPR传感器监测污水降解过程是完全可行的。研究结果不仅为环境污水降解过程提供了一种新的监测方法,同时促进了我国SPR传感技术与环保监测研究结合,为光纤SPR技术走向实用,并最终实现产业化积累了经验。     

近红外光谱法快速评定牛肉品质

应用近红外反射光谱技术(NIRS),采用偏最小二乘法(PLS),建立了牛肉理化特性的近红外预测模型。从屠宰加工厂选取经48 h排酸后的里脊、眼肉、腿肉、臀肉、外脊等部位的牛肉样品114份,采用多元散射校正(MSC)、一阶导数、标准正态变量(SNV)预处理方法,谱区为950～1 650 nm,建立牛肉水分、脂肪、蛋白质3个化学参数以及pH、肉色(CEI L*,a*, b*)和剪切力(WBSF)3个物理参数的校正模型。其校正相关系数(R2)分别为0.947 2(水分),0.924 5(脂肪),0.934 6(蛋白质),0.620 2(pH),0.820 3(L*),0.864 6(a*),0.753 0(b*),0.475 9(WBSF)。校正标准差(RMSEC)分别为0.313 3(水分), 0.221 0(脂肪), 1.243 2(蛋白), 0.744 6(pH),1.778 3(L*),1.394 2(a*),1.763 9(b*),1.074 3(WBSF)。应用所建立的模型对30个实际牛肉样品的理化参数进行预测,并对预测值与实测值进行t检验,检验结果显示预测值与实测值差异不显著,说明模型适合于快速评价牛肉的品质。从预测的准确度看,化学指标预测的精确度明显高于物理指标。     

景观湖水质的三维荧光指纹

荧光光谱法灵敏度高、选择性强、测量快速便捷,而三维荧光光谱更有信息丰富的优点。荧光光谱与水样具有一一对应的关系,就像水样指纹一样,被称为“水质荧光指纹”。 该文采用三维荧光光谱法研究了北京两个相邻景观湖四季的水质变化。两湖湖水均具有明显的类蛋白质和类腐殖酸的荧光,且类蛋白质的荧光强度较强。荧光强度与自然和人为活动的相关性表明,两湖湖水水质随季节变化明显,春夏季节水质相对较好,秋冬季节水质相对较差;以游船为主的娱乐湖的水质主要受藻类和植物生长等自然因素的影响,而种植等人为因素对植物观赏湖的水质的影响十分重要。由此可见,湖水水质的变化是由湖的功能决定的。在春秋人工清理藻类和植物的残余有利于保护湖体水质。     

H调制陀螺监控高精度惯性导航系统

对于由单自由度液浮陀螺仪构成的平台式惯性导航系统,H调制陀螺监控技术可以同时对三个导航陀螺分别进行监控和漂移自补偿,它采用北向和方位H调制陀螺监控方案,在惯性平台台体上加装北向和方位监控陀螺,对北向和方位导航陀螺进行监控,实现误差自补偿。监控陀螺采取力反馈工作方式,其输入轴与相应导航陀螺的输入轴同向平行。通过改变监控陀螺电机的转速,使其周期性工作在不同的动量矩H值上,并保证不同H值之间监控陀螺调制漂移的稳定性。根据不同H值下的监控陀螺输出,即可解算出相应导航陀螺的漂移并随时加以补偿。经过室内试验、码头系泊试验和海上航行试验的考核,结果表明,H调制陀螺监控高精度惯性导航系统其定位误差最大值≤1.50 nmile/72 h,CEP≤0.90 nmile/72 h,系统重调周期可以延长至3～5昼夜。