1 安徽大学 物质科学与信息技术研究院 合肥 230601
2 中国科学院合肥物质科学研究院 合肥 230031
3 中国科学技术大学 合肥 230026
聚变堆主机关键系统的综合研究设施的磁体性能研究平台（Magnet Performance Research Platform，MPRP）是为先进超导磁体实验建立的大型实验平台，其历史数据在海量存储情况下存在检索速度慢的问题。因此，对系统检索速度进行研究并开发了MPRP数据归档系统（MPRP Data Archiving System，MPDAS）。MPDAS设计了EPICS（Experimental Physics and Industrial Control System）数据归档插件并采用MongoDB分片和副本集机制搭建高扩展性数据存储架构。为提高数据检索速度，MPDAS借鉴最近最少使用（Least Recently Used，LRU）、使用频率最低（Least Frequently Used，LFU）、先进先出（First In First Out，FIFO）三种传统缓存替换算法核心思想，基于牛顿冷却定律建立数据温度模型并提出一种综合访问时间、访问频率以及存储顺序的多维度特征数据划分算法。根据数据划分算法标识冷热历史数据实现数据分层存储。MPDAS在查询历史数据时优先访问Redis，根据命中结果和数据完整性选择不同的检索策略。系统测试结果表明：MPDAS功能特征满足设计要求，其搭载的冷热数据划分算法相比FIFO、LRU、LFU在热数据库保存1%历史数据量时的Redis命中率分别提升了38.05%、26.91%和11.06%。通过提高热数据命中率能够直接减少数据检索平均响应时间，MPDAS通过量化历史数据热度并进行冷热划分，有效地提升了系统检索响应速度。
历史数据 MongoDB 热数据 PV 分布式集群 Historical data MongoDB Hot data PV Distributed cluster
1 华侨大学机电及自动化学院福建省特种能场制造重点实验室, 福建 厦门 361021
2 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
针对异种材料激光拼焊接头焊后存在明显的塑性差异问题,提出了一种随焊同步热场方法。通过同步热场与激光焊接热源的耦合,调控焊缝及热影响区金属的冷却速度,对熔池的结晶凝固行为和相变过程进行热力学干预,缩小各区域塑性梯度的阶跃值,使拼焊板各区域的塑性性能趋于连续一致。以高强硼钢/Q235钢激光拼焊板为对象,分别对常规和随焊同步热场条件下的整体拼焊接头及焊缝两侧各微区域进行了高温拉伸试验,研究了温度为300~600 ℃时随焊同步热场对激光拼焊接头塑性行为的影响。结果表明,随焊同步热场条件下焊缝及两侧组织绝大部分为铁素体和珠光体,马氏体明显减少,整体拼焊接头的塑性较高;且随焊热场温度越高,整体接头的延伸率就越高。随着随焊热场温度的升高,焊缝及热影响区与母材各界面处的塑性应变差异逐渐变小,接头各区域的变形也更协调,在600 ℃随焊热场条件下得到的焊接接头各区域塑性梯度最小。
激光技术 随焊同步热场 激光拼焊 焊接接头 热拉伸 塑性行为
1 贵州大学资源与环境工程学院, 贵州 贵阳 550001
2 中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室, 贵州 贵阳 550001
3 六盘水师范学院旅游与历史文化学院, 贵州 六盘水 553004
4 中国科学院普定喀斯特生态系统观测研究站, 贵州 普定 562100
5 贵州师范大学地理与环境科学学院, 贵州 贵阳 550001
针对传统土壤重金属锌元素含量测定效率低下和喀斯特地区山高坡陡土壤样品采集难度大, 亟需先进手段获取土壤重金属锌元素含量的要求, 以喀斯特流域为研究区, 利用电感耦合等离子质谱测定土壤样品的锌元素含量和分光光广度计采集土壤光谱数据。 将所测定的原始光谱, 经过连续统去除、 一阶、 二阶微分、 倒数、 倒数对数、 倒数对数一阶、 倒数对数二阶微分7种数学变换, 基于高光谱吸收重金属元素的特征吸收带初步判断光谱特征变量, 利用相关分析进一步筛选特征变量, 运用逐步回归最终确定有效建模光谱变量。 采用非线性和线性算法, 揭示光谱敏感波段反射率与重金锌元素含量之间的映射关系, 进行土壤重金属含量估测。 结果表明: 基于耦合的光谱特征变量甄选方式, 锌元素的特征波段580, 810, 1 410, 1 910, 2 160, 2 260, 2 270, 2 350, 2 430 nm与铁氧化物、 有机质、 粘土矿物吸收带关联, 表明一定程度上捕捉到喀斯特地区土壤重金属锌元素的光谱吸收特性; 运用随机森林、 支持向量机、 偏最小二乘3种算法进行元素含量与光谱变量建模后, 采用决定系数和均方根误差评价模型精度。 从光谱变换形式和模型性能二个维度综合判断, 基于二阶微分变换的随机森林算法准确度最高, 为最佳估算模型。 通过高光谱反射率估测重金属锌元素含量, 实现了喀斯特地区土壤重金属锌元素含量的高效快速反演, 为喀斯特地区重金属元素含量动态监测提供了可靠的技术支撑。
土壤重金属锌 光谱反射率 特征波段 Soil heavy metal zinc Spectral reflectance Characteristic bands 光谱学与光谱分析
2019, 39(12): 3873
1 华侨大学机电及自动化学院, 福建 厦门 361021
2 北京工业大学北京市激光应用技术工程技术研究中心, 北京 100124
3 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
采用中间过渡层的新方法研究了黄铜焊接气孔的控制,对比分析了以紫铜为中间层的黄铜激光焊接和常规激光焊接获得的焊缝的气孔率,结果表明:在中间层条件下,焊缝表面和内部的气孔率均大幅降低;随着焊接速率增大,气孔率逐渐减小,当焊接速率为2.2 mm/s时,气孔率几乎为零;当焊接参数相同时,中间层条件下的焊缝气孔率仅为常规激光焊接的1/3,焊接接头的力学性能优于常规激光焊接。在焊缝成形良好的前提下,验证了采用紫铜为中间层的焊接方法控制黄铜激光焊接气孔缺陷的有效性。
激光技术 激光焊接 紫铜中间层 黄铜 焊接气孔
1 中国科学院 上海光学精密机械研究所, 上海 201800
2 上海恒益光学精密机械有限公司, 上海 201800
3 华中科技大学 光学与电子信息学院, 湖北 武汉 430000
针对大口径平面光学元件全频谱面形技术指标的高效率、高精度收敛, 研究了环形抛光技术。考虑环抛机沥青蜡盘的平面度直接影响工件面形的收敛效率, 本文利用准直激光束作为参考, 设计研制了测量精度高, 重复性精度达到±1 μm的大型环抛机抛光蜡盘平面度测量专用装置。分析了环抛过程中蜡盘表面平面度和工件面型PV值之间的变化规律和相关性, 根据测量数据得出了蜡盘平面度数据和工件面形的对应关系。实验显示: 当平面度和面形曲线相差较大时, 工件面形可快速收敛至1λ左右, 并由粗抛向精抛工序快速过渡。提出的大型环抛机抛光蜡盘平面度监测装置实现了对湿滑胶体平面的高精度、快速测量, 为环抛的确定性抛光工艺提供了重要的技术支持。
环形抛光 大型环抛机 抛光蜡盘 平面度测量 continuous polishing large continuous polisher pitch lap flatness measurement 光学 精密工程
2016, 24(12): 3048
国防科学技术大学自动目标识别重点实验室, 湖南 长沙 410073
切点是表征图像中平面曲线局部形状变化的重要点特征，现有的研究鲜有涉及。构建了表征平面曲线局部几何特征的梯度相关矩阵（GCMs），通过GCMs行列式检测到了角点，但无法检测典型切点模型。由于GCM行列式仅在直线段上的点处取零，可将平面曲线分段为平面子直线段和子曲线段，结合方向函数，检测位于子直线段与子曲线段之间、或子曲线段上的切点。利用精确度（ACU）与定位误差（LE）准则测试算法，给出实验仿真结果，证明算法有效，具有较好的稳健性。
图像处理 切点检测 梯度相关矩阵 平面曲线 光学学报
2014, 34(s1): s110004
1 安徽建筑大学 机械与电气工程学院, 安徽 合肥 230601
2 安徽大学 计算智能与信号处理重点实验室, 安徽 合肥 230039
3 安徽医科大学 计算机系, 安徽 合肥 230032
人脸识别问题的特点包括样本的特征维数高和每个类别所包含的样本较少。设计有效的特征提取方法是解决人脸识别问题的关键要素之一。提出了在采用降采样获得特征的同时利用新的降采样方法多次对原图片进行降采样, 生成多幅训练样本, 进而缓解人脸识别中的小样本问题。实验结果证明所提出的方法能有效地提高分类器的精度。
人脸识别 降采样 特征提取 稀疏表达 小样本问题 face recognition downsampling feature extraction sparse representation small sample problem
中国农业科学院作物科学研究所/农业部作物品种资源监督检验测试中心,北京,100081
以全国20余省、区的17种作物种质资源为材料,利用近红外漫反射光谱分析仪快速测定其粗蛋白、粗脂肪、粗淀粉、赖氨酸、单宁、沉淀值、硬度等籽粒品质性状.建立了41个定标模型,获得较高的预测决定系数(0.95～0.99)和较小的标准偏差(0.19～0.50).同时,对17种作物的7240份作物种质资源进行了快速测定,筛选出645份优异作物种质资源.文中还对关键技术进行了讨论.
近红外漫反射光谱 作物种质资源 定标模型
中国科学技术大学电子工程与信息科学系光纤实验室, 安徽 合肥 230026
激光型光纤电流传感器输出的读数是频率之差。首先从理论上分析了无外加电流时频差在零频附近的漂动,分析了法拉第旋转镜(FRM)旋转角偏离90°引起的频率零漂,并指出这是零漂随温度变化的主要原因,提出了克服零漂的具体措施。实验证明了上述分析的正确性和这些措施的有效性,使这种光纤电流传感器在实用化道路上前进了关键的一步。
光电子学 零漂 法拉第旋转镜 光纤电流传感器 激光器
