1 中国农业大学信息与电气工程学院食品质量与安全北京实验室, 北京 100083南昌理工学院新能源与环境工程学院, 江西 南昌 330044
2 中国农业大学信息与电气工程学院食品质量与安全北京实验室, 北京 100083
3 内蒙古农业大学食品科学与工程学院, 内蒙古 呼和浩特 010018
4 北京物资学院物流学院, 北京 101149
随着时代发展, 人们对饮食要求越来越高, 从“能吃饱”逐渐变成“要吃好”。 目前人们对食品安全问题十分重视, 因此, 迫切需要一种无损、 快捷的食品检测技术以满足人们的需求。 光谱技术能够根据待测食品样本的物理结构和化学成分推算出其物质特性和组成成分, 在掺伪检测、 新鲜度检测以及有害物质残留检测等方面, 应用前景广阔。 与食品检测中的传统检测技术相比, 光谱技术具有迅速、 精度高、 没有样品损耗以及重复性好等优点, 已经成为食品检测中重要的发展方向。 该文整理了国内外近5年来食品检测中的光谱技术应用相关研究文献, 重点在数据预处理方法、 特征波段选择算法以及数据建模方法三个方面对食品检测中的光谱技术应用进行系统综述。 该文所论述食品检测中光谱技术的应用主要采用多元散射校正（MSC）、 标准正态变换（SNV）以及SG平滑算法对所采集光谱数据预处理; 采用连续投影算法（SPA）、 主成分分析（PCA）以及竞争性自适应重加权采样（CARS）进行特征波段选择; 采用偏最小二乘（PLS）、 支持向量机（SVM）以及人工神经网络（ANN）对检测结果数据进行分析。 同时总结展望了食品检测中光谱技术应用的发展方向: 光谱检测技术与多种食品检测技术相互融合将会成为未来发展方向; 将光谱与在线检测技术相结合, 实现对食品样本在线实时检测, 将会取得更有价值的检测结果; 研发便携式光谱检测设备, 将会更方便地进行食品现场检测, 检测效率将会显著提升, 并且具有很大市场潜力。
光谱技术 食品检测 光谱数据处理 预测模型 Spectroscopy Food detection Spectral data processing Prediction model 光谱学与光谱分析
2023, 43(8): 2333
传统三氟乙酸金属有机化学溶液沉积法(TFA-MOD)制备YBa2Cu3O7-δ (YBCO)超导层, Ba倾向于与F结合, 从而避免BaCO3的形成。本工作开展了新型基于BaCl2/BaF2途径的化学溶液法生长YBCO超导薄膜的研究。重点研究了添加Cl对YBCO薄膜晶粒取向、微观结构和超导性能的影响, 并通过生长反应的热化学计算, 分析了BaCl2途径YBCO薄膜的物相转变机制。结果表明: 添加Cl有利于抑制a轴晶粒取向, 促进c轴晶粒成核。添加Cl的YBCO双层膜起始转变温度(Tc-onset)没有明显变化, 约为89.6 K, 其临界电流密度(Jc)显著提升, Jc达到2.07 MA/cm2 (77 K, 自场)。此外, 生长反应过程的物相转变分析表明Cl优先与Ba结合形成BaCl2, 有效避免BaCO3的形成。本研究结果表明: 添加Cl对制备YBCO超导厚膜有促进作用, 这为MOD法制备YBCO提供了一种新思路。
YBCO薄膜 MOD法 Cl添加 物相转变 YBCO thin film MOD method Cl addition phase transition
1 军事科学院战争研究院, 北京 100091
2 中国人民解放军 78156部队, 四川 成都 610000
3 中山大学电子与信息工程学院, 广东 广州 510006
卫星通信系统向多频段多体制发展的趋势对卫星通信终端测试平台的通用性提出了更高的要求, 基于通用处理器的软件无线电(GPP-SDR)技术可用于解决该问题。但目前 GPP-SDR处理器和射频前端之间的高速数据传输仍是主要的技术瓶颈。本文针对卫星通信终端通用测试平台需求, 提出了基于中断机制的 PCI-e高速传输方法和流程设计, 并通过移植 Xenomai操作系统对高速接口传输的实时性进行优化; 设计了一系列的测试实验对所设计接口的实际传输速率和中断丢失概率等指标进行测试。实验结果验证了所提方案具备高速率和低时延的传输特性, 能够很好地满足当前卫星通信终端通用测试需求。
卫星通信测试 软件无线电 高速接口 中断机制 satellite communication testing Software Defined Radio high-speed interface interrupt machanism 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(1): 36
1 淮阴工学院化学工程学院, 江苏省凹土资源利用重点实验室, 江苏 淮安 223003
2 淮阴工学院, 矿盐资源深度利用技术国家地方联合工程研究中心, 江苏 淮安 223003
以凹凸棒石黏土基气凝胶为精油载体制备高载量香氛剂并实现精油长效控释。以凹凸棒石为三维网络骨架、以植物纤维为增韧补强材料, 制备了一种高比表面积、高孔隙率和优良机械加工性能的的凹凸棒石/植物纤维复合气凝胶。该气凝胶对甜橙精油的负载率高达96%且挥发残油率低(<5%)。疏水改性提高了气凝胶对精油的负载率并显著延长精油缓释时间。精油挥发均呈现短暂快速下降、稳定释放、缓慢下降3段变化规律, 展示复合气凝胶对精油挥发的良好控速能力: 体积为4 cm3的香氛剂在60 ℃实验温度下可维持80 mg/h恒速释放27 h, 累计释放时间为31 h; 精油控释速率随气凝胶体积增大而增大, 在1 cm3后逐渐趋近平台值; 精油在气凝胶中的释放行为符合Korsmeyer-Peppas模型, 属于Non-Fickian扩散。
凹凸棒石 气凝胶 植物精油 缓释 palygorskite aerogel plant essential oil sustained release
稳定精度是衡量光电平台性能的重要指标，干扰力矩是影响稳定精度的最主要因素，而线缆弹性力矩是扰动力矩的重要组成，因此减小线缆弹性力矩对提高光电平台的稳定精度具有重要意义。建立了光电稳定平台和线缆弹性力矩的数学模型，定量分析了弹性力矩对稳定精度的影响，并在该基础上提出了一种减小线缆弹性力矩的方法，通过将该方法应用于实际产品，证明了该方法可以使弹性力矩降低0.180 N·m，光轴角度变化减小了16.3%。
使用更直接的方法(效应面优化模型)预测了Y4GeO8∶Bi3+,Eu3+样品的最强红光发射。预测最佳样品掺杂的Bi3+离子和Eu3+离子浓度分别为31.03%和67.36%(摩尔分数)。制备最佳样品后对其光致发光性能进行了测试和表征。荧光粉Y4GeO8∶31.03%Bi3+,67.36%Eu3+具有最强的红光发射, 并且强度的实验值和理论值之间的差值很小。优化样品的色坐标为(0.645 7,0.349 0), 计算出的色纯度为98%, 内量子效率高达72.5%。本文提供了一种直接寻找发光最强的荧光粉最佳掺杂浓度的方法, 可用于探索各种类型的共掺杂荧光粉。
Y4GeO8∶Bi3+,Eu3+荧光粉 效应面优化模型 发光强度 Y4GeO8∶Bi3+,Eu3+ phosphors response surface methodology luminescent intensity
北京信息科技大学 仪器科学与光电工程学院, 北京 100192
该文设计了一种基于1-1-3型压电复合材料的直线型换能器阵列, 并采用有限元法分析了阵元的导纳特性。应用有限元法对比分析了基于1-1-3型和1-3型压电复合材料直线型换能器阵列的电导, 以及阵元位置对电导的影响。为进一步验证仿真结果, 该文设计了一种“一体成型”的换能器阵列制备工艺, 并制备了实验样品。实验结果表明, 1-1-3型直线型换能器阵列比1-3型直线型换能器接收灵敏度一致性稳定提高4 dB, 发射电压响应的一致性稳定在0.6 dB内, 有效地提高了高频换能器阵的阵元一致性。
1-1-3型压电复合材料 直线型换能器阵列 接收灵敏度 发射电压响应 一致性 1-1-3 piezoelectric composites linear transducer array receiving sensitivity transmission voltage response consistency
1 苏州科技大学 物理科学与技术学院，江苏苏州25009
2 南京电子设备研究所，江苏南京10007
涡旋光束携带的轨道角动量在自由空间光通信中具有非常重要的意义。本文采用软边小孔改进了基于小孔衍射的涡旋光束轨道角动量检测技术。相比硬边小孔，软边小孔的菲涅尔衍射具有一定的收敛性，能够提高远场衍射分布中主亮斑对次亮斑的相对强度，从而提高主亮斑的可识别度并且拓展基于小孔衍射的轨道角动量范围。通过计算远场衍射中主、次亮斑的强度对比值和主亮斑区域波峰、波谷强度平均对比值来选取合适的超高斯阶数以达到最佳的检测效果。结合理论模拟和实验可知，采用软边矩孔可将涡旋光拓扑荷的可检测范围从硬边矩孔的20阶进一步提高到30阶，采用软边三角孔可将检测范围从±10阶提高到±20阶。
衍射 涡旋光 软边光阑 diffraction vortex beam soft-edge aperture 光学 精密工程
2022, 30(12): 1394
1 福州大学电气工程与自动化学院, 福建 福州 350108
2 福州大学电力系统与装置产业研究院, 福建 福州 350108
提出适用于非对称重叠光谱的布拉格光纤光栅(FBG)传感网络多目标带宽资源优化模型,借助多目标优化算法NSGA-II获得带宽资源的帕累托最优配置,从中选取合适的解来确定各FBG节点的布拉格波长分配。实验证明,该方法能够节约40%以上的光源带宽,提高了传感网络多路复用能力,同时将相邻FBG的光谱重叠程度降为最低,保障了高水平测量精度。本文提出的带宽资源多目标优化配置方法可为工程实施中的多种配置需求提供参考。
光纤光学 光纤光栅传感网络 非对称光谱 波分复用 多目标优化 光学学报
2021, 41(10): 1006002
1 首都航天机械有限公司, 北京 100076
2 西北工业大学凝固技术国家重点实验室, 陕西 西安 710072
文章利用激光立体成形技术, 制备了六组不同质量分数配比TA15-xTi2AlNb(x=0%、20%、40%、60%、80%、100%)均质材料块状试样, 并研究了随着合金中Ti2AlNb含量的增加, 各组均质材料显微组织及力学性能的变化。研究结果表明, 晶粒形态方面, TA15钛合金由下部的柱状晶及上部的近等轴晶组成, 中部发生了明显的CET转变, 添加Ti2AlNb之后, 宏观组织均转变为等轴晶组织。晶内显微组织随着添加Ti2AlNb含量的增加, 呈现出α+β→α+α2+β→O+α2+B2的变化规律。在室温拉伸方面, TA15表现出中强高塑的特点, Ti2AlNb合金表现出高强低塑的特点, 整体而言, TA15-xTi2AlNb均质材料的强度随着Ti2AlNb含量的增加先减小后增加, 同时也根据拉伸断口研究了各组均质材料的断裂机制。
激光立体成形 显微组织 力学性能 laser solid form TA15 TA15 Ti2AlNb Ti2AlNb microstructure mechanical properties
