基于MATLAB的声表面波标签数据采集与处理

利用Matlab控制数字示波器,实现声表面波-射频识别(SAW-RFID)系统数据采集的功能,以获取示波器采集的标签编码回波信号。上位机在Matlab上进行了显示界面的设计,利用最大相关法对采集的回波信号作算法解调处理,最终完成了声表面波射频识别系统的搭建。     

新方法合成巨豆三烯酮

巨豆三烯酮是烟用香精的主要成分,目前主要依赖进口,对其开发研究正在受到人们的重视.本文立足国内实际情况,选择氧化异佛尔酮和巴豆醛为起始原料,经锂试剂法合成了巨豆三烯酮,此工艺未见报导.其合成路线如下:     

基于太赫兹光谱和机器学习算法的二元及三元混合物定量分析

利用太赫兹时域光谱系统测量了苯甲酸、山梨酸、木糖醇3种常用食品添加剂及其混合物的太赫兹吸收光谱,并选取了偏最小二乘回归（PLS）、最小二乘支持向量机（LS-SVM）及反向传播神经网络（BPNN）3种机器学习算法,对食品添加剂二元及三元混合物进行了定量分析。研究发现,在多元混合物的定量分析中,非线性模型LS-SVM及BPNN较线性模型PLS更具优势,且随着混合物成分的增加,非线性模型的优势愈趋明显;两种非线性模型中,LS-SVM较BPNN建模步骤固定,无需进行复杂的参数讨论与优化,可高效地实现多元混合物的定量分析;此外,观察分析物光谱特征发现,除算法适用性讨论外,分析物的光谱特征也会在一定程度上影响定量检测的精度。     

基于ORCAD电路仿真对差动放大电路的研究

PSpice软件以其精确和接近实际的电路模型和元器件模型,能对电子线路进行逼真的模拟,为电路学习和设计者提供一个虚拟工作平台。以差动放大电路的研究为实例,通过理论推导差动放大电路的差模传输特性和共模传输特性,对照PSpice仿真结果,说明ORCAD电路仿真在模拟电子电路教学中的积极作用。     

木质素胺絮凝剂的制备及其脱色性能

以造纸污泥中提取的木质素和二乙基环氧丙基胺（简称环氧胺单体）为原料,通过接枝共聚反应制备了木质素胺絮凝剂（DL）,并确定了最佳合成工艺条件,同时采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）对产物结构进行了表征。结果表明,以1.5mo1·L^-1NaOH为催化剂,木质素和环氧胺单体的质量比为1:1,于70℃下接枝反应2h时,所得絮凝剂DL对3种模拟染料废水的脱色率分别可达89.66%、74.10%和89.84%,通过比较DL与木质素的絮凝效果以及絮体微观形貌,对DL的絮凝机理进行了初步探讨。     

利巴韦林、磷酸氯喹、盐酸阿比多尔等抗病毒药物的红外光谱表征

自新冠肺炎(COVID-19)疫情爆发以来,国内外多家研究机构和企业都在加快推进新冠病毒(SARS-CoV-2)抗体药物的研发。药物多晶型限制了有效药物的研发进度。药物生产、存储和使用环境影响了药物的稳定性。红外光谱作为一种快速无损检测手段,可从振动光谱反映出药物结构、晶型甚至生产工艺上的差异大大提高了研发效率。首次以三种临床试验被认为治疗新冠肺炎有效药物：磷酸氯喹,利巴韦林和盐酸阿比多尔为例,利用傅里叶红外光谱仪测试得到它们在远红外(1～10 THz)和中红外(400～4 000 cm-1)波段的振动光谱。远红外光谱中,利巴韦林的特征峰位于：2.01,2.68,3.37,4.05,4.83,5.45,5.92,6.42和7.14 THz附近;磷酸氯喹的特征峰位于：1.26,1.87,2.37,3.06,3.78,5.09和6.06 THz附近;盐酸阿比多尔的特征峰位于：2.24,3.14,3.72,4.25和5.38 THz附近。结合密度函理论,选择B3LYP杂化泛函和6-311++G(d,p)基组,利用Crystal14和Gaussian16软件分析了光谱中所有特征峰对应的振动模式,实现了对振动光谱的精确指认。远红外波段,振动模式源自分子的集体振动。中红外波段,2 800 cm-1以下,振动模式主要源自基团的面内外弯曲和摇摆;2 800 cm-1以上,振动模式过渡为C—H,O—H和N—H键的面内伸缩。以考虑了周期性边界条件的晶体结构作为理论计算的初始构型,会让理论光谱与实验光谱更加吻合,尤其是在远红外波段和中红外400～1 000 cm-1的低频段。该研究对深入理解磷酸氯喹,利巴韦林和盐酸阿比多尔等抗病毒药物的药学特性,药物间相互作用,控制药物生产过程,指导药物存储和使用有重大意义。     

纳米MgO催化发光检测硫化氢

研究了硫化氢在纳米Mg O表面的催化发光现象,发现纳米Mg O对硫化氢具有较好的特异性,据此设计了硫化氢催化发光传感器。通过优化设计建立了一种快速检测硫化氢的新方法,线性范围为2.00~200ppm(r=0.999 3),检出限为0.8 ppm(信噪比S/N=3)。采用此传感器进行人工合成样品中硫化氢的加标回收分析,回收率为88.4%~97.2%。此传感器具有灵敏、快速、操作简便等优点,在硫化氢快速检测领域具有潜在应用前景。该文还探讨了硫化氢的催化发光反应机理。     

改进的NSGA-Ⅱ算法在MIMO-OFDMA系统多目标资源分配中的应用

将快速非支配遗传算法NSGA-Ⅱ用于MIMO-OFDMA系统下行信道的子载波和比特动态分配中,不仅能降低计算复杂度,而且能提升系统性能,提高系统资源分配效率.改进的NSGA-Ⅱ算法通过丢弃不同数目的精英个体,在保持原有算法优点的同时,可以增加个体的多样性,有效防止算法提前收敛或陷入局部最优解.本文提出了NSGA-Ⅱ算法的改进方案,以及将改进的算法用于MIMO-OFDMA系统多目标资源分配中的详细流程和参数设计.仿真结果表明改进的NSGA-Ⅱ算法能进一步提高系统的总容量,改善系统中资源分配的问题.     

新型太赫兹波束分离器的设计

近年来,随着射电望远镜外差式阵列接收机的发展,基于相位光栅技术的波束分离器在亚毫米波长范围内得到了重要的应用,它能够将单个本地振荡器信号经过分束同步传送到超导SIS/HEB混频器阵列接收机中。由于太赫兹频段相位光栅的特征尺寸在亚微米级,其加工精度直接影响器件性能,给微加工技术带来巨大挑战。基于此,笔者所在课题组结合相位编码超材料技术设计了一种新型的太赫兹四波束分离器,仅需利用单层超材料编码单元便可实现宽带电磁波束的分离,波束转换效率高,结构简单且易于加工,同时反射波束的方向可灵活调节。为了与实际测试系统相匹配,着重研究了不同入射角度下的波束分离,并得到了最佳的斜入射角度范围（小于30°）,相对工作带宽可达52%,反射的四个波束功率相差不超过10%,这为太赫兹频段射电望远镜超导混频器阵列接收机的本振信号功率分配提供了新的解决方案,也有利于其他新型太赫兹功能器件的设计和发展。     

基于中红外和远红外数据融合的油茶籽成熟度鉴别

针对油茶籽采收过程中缺乏判断其成熟度的依据,导致茶油的质量和产量不佳等问题,提出一种基于中红外和远红外光谱数据融合检测油茶籽成熟度的方法。采用傅里叶变换红外光谱仪测试了在不同成熟阶段,不同含油率油茶籽的中红外和远红外光谱数据,利用不同特征提取方法（主成分分析法、连续投影算法、无信息变量消除法）对原始光谱数据进行特征提取,再结合支持向量机算法（SVM）建立了油茶籽成熟度的鉴别模型。结果表明：在中红外波段范围内,采用连续投影算法结合遗传算法优化的SVM模型,获得最优的鉴别精度为93.33%;在远红外波段范围内,利用主成分分析法结合遗传算法优化的SVM模型,实现了96.67%的鉴别精度。将中红外波段数据与远红外波段进行数据融合,结合优化后的SVM算法能将鉴别精度提高到100%。该研究表明,红外光谱技术结合优化后的SVM模型可以实现对油茶籽含油率的精确鉴别,数据融合技术能够有效地增加光谱信息并且去除单一光谱的冗余信息。该结果可为油茶的最佳采摘时间提供参考,并可拓展应用到其他农林产品成熟度的鉴别中。