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关键词： 铅   核桃   湿法消解   石墨炉原子吸收光谱法  

摘要： 重金属铅含量的监测已成为天然农产品核桃重点检测指标之一。本文采用湿法消解-石墨炉原子吸收光谱法测定核桃中的Pb含量。在最优前处理条件和最佳仪器条件下，实验对20个不同产区（均为四川）核桃样品中的铅含量进行了测定，方法在0.00～200.00 ng/mL质量浓度范围内呈良好的线性关系，仪器检出限为0.005 mg/L。质控样品测定值的相对极差为9.93%，满足GB5009.12—2023所规定的精密度要求；质控样品测定值的相对误差为-7.50%～-16.25%，表明方法准确，测定结果可靠。

关键词： X射线荧光光谱(XRF)   铁矿石   粉末压片   熔融制样   标准试料   不确定度  

摘要： 本文综述了2011年以来国内发表的X射线荧光光谱(XRF)分析铁矿石的文献。总结了粉末压片法和熔融制样法制备试料片的条件、使用的标准试料、仪器分析条件、校准曲线评价、分析系统评价、测量不确定度评价和相关应用；展望了X射线荧光光谱(XRF)分析在铁矿石成分分析中的应用前景；并建议开展XRF测定铁矿石主次成分用标准试料片和标准化试料片制备技术的研究和应用，以及高压粉末制样技术在铁矿石XRF分析中的应用研究工作的建议。

关键词： 焊缝图像   深度学习   文本检测   文本识别   注意力机制  

摘要： 随着工业制造技术的不断发展,焊接技术已成为工业元器件连接的关键环节。X射线焊缝图像作为表达焊缝结构和质量的有效手段,具有丰富的信息,然而,要从这些图像中准确提取关键信息一直是一个挑战。传统方法受限于图像复杂性和数据量,自动化处理效率低下。基于深度学习的文本识别技术的出现为这一难题提供了新的解决思路,通过学习海量文本图像实现准确识别。 本研究旨在通过深度学习方法,特别是在X射线焊缝图像文本检测与识别方向上的应用,提高焊缝信息的自动化获取准确性和效率。其次,为了解决深度学习对训练数据的需求,本研究通过搜集和整理大规模的X射线焊缝图像数据,构建了一个充分而多样的训练样本库。其次,通过对现有图像文本检测和识别SOTA模型进行研究和实验,选取了两个适用于X射线焊缝图像的网络模型进行改进。最后,通过整合两个改进模型,设计和开发了一个完整的X射线焊缝图像文本检测与识别系统,实现对焊缝图像文本的高效检测和识别。本文具体研究内容如下: (1)基于DBNet的焊缝图像文本检测模型 焊缝图像中存在可能跨越广阔区域的长文本行,而一些传统文本检测方法对于处理这种具有挑战性的长文本行可能显得力不从心。同时,焊缝图像中的文本呈现多种尺度,涵盖细小的焊缝标记到较大的标签信息。这种多尺度特征使得在各个尺度上精确检测和识别文本变得愈加复杂。为应对这一问题,本研究采纳了DBNet作为文本检测模型,该算法有效增强了网络对不同尺度文本目标的感知能力。与此同时,引入基于Qhull算法的后处理方法在解决长文本行检测问题上取得了显著的进展。通过合并多个文本行检测框,该后处理方法显著提升了检测模型的准确性,为后续文本识别任务提供了可靠的支持。 (2)基于MATRN的焊缝图像文本识别模型 鉴于焊接工业的复杂作业环境,焊缝图像普遍具有复杂的背景和低对比度等特征,导致文本字符易出现残缺和模糊等问题。基于此问题背景,本研究以MATRN文本识别算法为基础,提出了一系列创新性的改进措施。这些改进措施包括引入了CA注意力机制和HFA结构,同时采用CBAM模块,旨在加强模型对图像中文本信息的准确捕捉,从而显著提高了焊缝图像文本识别的精确性和鲁棒性。本文方法经过在焊缝数据集和公共数据集上的训练和测试,实验证明改进后的算法在不同数据集上取得了显著的性能提升。与其他算法的比较和深入分析充分证实了该方法在X射线焊缝图像文本识别任务中的优秀性能。 (3)X射线焊缝图像文本检测与识别系统 设计和开发了一个X射线焊缝图像文本检测与识别系统,实现对图像中的文本信息进行识别和提取。该系统整合了本文提出的焊缝图像文本检测方法和焊缝图像文本识别方法,形成了一个完整的流程,能够实现从图像读取到结果输出。该系统的实现旨在协助相关工作人员实现焊缝图像信息的自动录入与采集,最终实现方法的推广应用。

关键词： 猕猴桃   X射线CT   内部缺陷   无损检测   货架期特性  

摘要： 猕猴桃富含维生素,风味好,备受消费者的青睐,已成为全球最重要的商品水果之一。猕猴桃采后在低温条件下储藏可实现延长商业供货期。然而,猕猴桃的低温储藏会导致冷害以及冷害引起的木质化(Chilling injury-induced lignification,CIIL),会大大降低猕猴桃的可食性。此外,猕猴桃在储藏和运输过程中会不可避免地出现碰伤,冷害和碰伤都会对猕猴桃的货架期特性产生不利影响。当前,对CIIL猕猴桃的检测主要采取抽样,切开进行目测。因此,行业需求开发一种简单、快速、非破坏性的技术来识别猕猴桃中的缺陷,尤其是冷害木质化。本文利用X射线计算机断层扫描(Computed tomography,CT)技术结合机器学习的猕猴桃内部缺陷无损检测与货架期特性进行研究,主要内容如下: 1.X射线CT二维(two-dimensional,2D)切片图像结合图像处理技术实施猕猴桃内部缺陷检测以及冷害分级。通过对切面原始图像和边缘检测图像进行灰度共生矩阵计算并提取特征值,用于构建线性判别分析(Linear discriminant analysis,LDA)、支持向量机(Support vector machine,SVM)和随机森林(Random forest,RF)分类判别模型,对于健康、碰伤和CIIL猕猴桃进行缺陷分类。根据特征排序优化分类效果,得到最优的受试者操作特征曲线(Receiver operating curve,ROC)下平均面积(Area under the ROC curve,AUC)分数高达0.96;同样地,对于猕猴桃的CIIL指数进行分级,获得AUC得分最高为0.85。该方法具有操作简单、检测速度快的优势,但对于缺陷分布均匀的猕猴桃具有较好的检测效果,但对于分布不均的猕猴桃,获得的假阴性率较高,因此需要寻找一种更精确、可靠的方法。 2.X射线CT三维(three-dimensional,3D)图像结合机器学习方法构建猕猴桃内部缺陷判别模型和CIIL定量分级模型。从CT图像中提取缺陷数量、配位数、球形度、长宽比和缺陷平均体积等特征参数,识别猕猴桃内部缺陷,构建LDA、SVM和RF分类模型,AUC分别为0.91、0.93和0.94。与CIIL指数相关的特征参数通过皮尔逊相关系数结合热图进行排列。利用前五个高度相关的参数,即体平均灰度值、D值、缺陷体积占比、缺陷体积和形状因子,RF模型得到了最佳AUC分数为0.93,而利用前四个参数得到的LDA和SVM模型的最佳AUC分数分别为0.91和0.95。相对于2D切面分析,三维图像检测具有较高的AUC,但分析时间长,图像处理方法复杂。 3.根据猕猴桃X射线CT图像计算内部缺陷特征缺陷体积占比和缺陷形态学参数,以此研究猕猴桃内部缺陷(碰伤和CIIL)货架期特征。碰伤猕猴桃缺陷发展速度快,相比于CIIL猕猴桃更不耐储藏。CIIL指数较高的猕猴桃更不耐储藏,在货架期期间持续恶化,完全丧失其商业价值(即不可食用)。然而,轻度CIIL的猕猴桃的缺陷体积占比没有明显变化,仍可食用,这意味着它们可以正常销售。对中度CIIL的猕猴桃的检测表明,木质化组织在货架期期间没有明显增加。此外,虽然缺陷组织的体积相对较大,但仍可食用。

关键词： 痕量气体检测   TDLAS   新型多通池   性能测试  

摘要： 痕量气体检测关系到人类的安全、生态环境的保护、医疗卫生的诊断以及工业生产的运行效率等各个面面。可调谐半导体激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)技术因为具有高灵敏度、高选择性和快速实时监测等优点而被广泛应用于痕量气体检测中。根据比尔-朗伯定律,增大光与气体分子作用的有效光程可以提高气体对光强的吸收作用,所以TDLAS技术通常与光学多通池技术相结合来提高痕量气体传感系统的信噪比和最低检测限。低成本、长光程、便携式多通池的设计成为当下TDLAS技术的研究热点。针对复杂排放源多组分温室气体监测的需求,本文从增加测量组分、提高监测精度出发,结合“双碳”目标检测技术的需求,发展了两种新型光学多通池的TDLAS痕量气体监测系统并对其性能进行了评估。 本文首先提出并设计了一种三光程可调的新型平-凹光学多通池。介绍了平-凹面镜光学谐振腔的空间光线传输理论,并利用Tracepro光学仿真软件通过设置凹球面镜的曲率半径、镜面距离和入射光束方向向量等参数,模拟了平-凹多通池内不同的光路和镜面光斑分布情况。确定最优的参数设置后发现,与传统单光程的赫里奥特池(Herriott cell)和怀特池(White cell)相比,新型平-凹光学多通池在入射光束方向向量分别为(0.005,-0.002,1)、(0.008,-0.002,1)和(0.012,-0.002,1)时可以轻松实现64.5m、42.5m和20.5m的有效光程。平面和凹面的设计使多通池在具有低加工成本的同时满足高光程,可以实现ppmv至ppbv的痕量气体检测。基于三光程可调的新型平-凹光学多通池,结合TDLAS技术搭建了一个高灵敏度痕量气体传感系统。使用中心波长为1653nm的分布式反馈(DFB)激光器作为光源,以CH4气体作为待测气体,采用直接吸收光谱技术对系统在64.5m有效光程下的性能进行了评估。采用萨维茨基-戈莱(Savitzky-Golay)滤波算法对测量的直接吸收信号进行平滑化滤波,并通过分析计算确定了S-G滤波的拟合阶数和窗口长度,结果发现拟合阶数和窗口长度分别为3和40时,传感系统的信噪比最高,比滤波前提高了约5倍。通过对150 ppmv CH4气体滤波后的结果进行分析得到该传感系统的信噪比为191,最低检测限为0.78ppmv。在温度和压强为298K和1atm条件下,通过测量0ppmv和20ppmv的CH4得到传感系统的响应时间为11s。采用自适应卡尔曼滤波后对系统进行Allan方差分析,结果表明,在积分时间为580s时传感系统的最低检测限为21ppbv。最后利用该系统对大气中的CH4进行了连续72h监测,并与一个商业化CH4测量仪(EXPEC 3200)的检测结果进行了对比,验证了传感系统的稳定性和有效性。 本文接着对另一种新型双光点环平-凹面镜光学多通池进行了仿真和设计,并将其应用于多组分气体传感系统的开发。与传统双凹球面Herriott池和三面镜White池相比,新型双光点环平-凹面镜光学多通池具有更简单的结构和更低的成本,同时还能实现129m、107m、85m、63m和40m的有效光程转换。使用两个中心波长分别为1567 nm和1653 nm的窄线宽DFB激光器瞄准两个有效光程均为64.5m的双光点环,采用波长调制光谱技术完成了CO和CH4的同时检测。不同浓度CO和CH4的2f信号峰值与对应浓度的线性响应结果显示,传感系统线性拟合的R-square值为0.999。通过对比样品气体吸收与未吸收部分的2f信号值,计算得到CO和CH4的最低检测限分别为95.6ppmv和0.066ppmv。CO和CH4气体约2h连续测量的浓度序列对应的Allan方差结果表明,在积分时间分别为711s和245s时,最低检测限分别为0.07ppmv和0.008ppmv。连续三天大气CH4浓度的原位实时监测结果可以看出CH4浓度在测量期间呈现良好的周期性变化,进一步验证了传感系统的有效性和实用性。

关键词： 无法忍受不确定性   焦虑   反刍思维   正念认知疗法   团体辅导  

摘要： 当代社会充满着各种不确定性,如果个体无法忍受不确定性的水平过高,为了降低不确定感,倾向于充分思考事件未来发生的各种可能性,而产生担忧。短期内担忧可以帮助个体应对不确定性,但是如果反复思考将会感到无力和失控,产生反刍思维,不能有效解决问题,导致过度担忧,而最终产生焦虑。可见,无法忍受不确定性、反刍思维和焦虑三者密切关联。 中年人需要兼顾工作、家庭,经常感到应接不暇,在当前快速变化的环境中又需要面对很多新的不确定因素,他们的无法忍受不确定性、反刍思维和焦虑处于什么状况,相互之间又有什么关系,有什么方法可以帮助改善,基于这些思考,开启了本研究,包括如下两个子研究: 研究一,面向中年人发放问卷,收集数据并进行深入分析。以《无法忍受不确定性量表》、《广泛性焦虑障碍量表》和《反刍反应量表》为测量工具,共收集到373份有效问卷。分析发现,中年人无法忍受不确定性和反刍思维处于中等水平,焦虑水平为轻度;中年男性的无法忍受不确定性、反刍思维和焦虑水平显著高于女性;无法忍受不确定性、反刍思维和焦虑水平三者之间呈两两正相关;无法忍受不确定性可通过反刍思维的中介作用影响焦虑。 研究二,基于研究一的结果,对反刍思维和焦虑水平较高的中年人进行干预。被试随机分为两组,对实验组进行基于正念认知疗法的团体辅导,对照组不做干预。最终实验组10人、对照组12人完成全部测量,收集其干预前、后及干预结束后一个月的重复测量数据进行分析发现,后测和追踪测时,实验组的反刍思维水平和焦虑水平显著低于对照组,说明正念认知团体辅导能有效降低反刍思维和焦虑水平,并且在一个月后仍有持续效果。 本研究的结论为:(1)无法忍受不确定性可通过反刍思维的中介作用对焦虑产生影响。(2)正念认知团体辅导能改善反刍思维和焦虑,改善效果有持续性。因此,推荐中年人根据自己的时间节奏,在日常生活中进行正念练习,有助于改善焦虑情绪,应对多变的环境。

关键词： 超固结非饱和结构性黏性土   三剪结构性本构模型   扰动状态概念   三剪强度准则   临界状态土力学   PFC3D数值试验  

摘要： 对于超固结非饱和黏性土的本构模型而言,研究大都集中于重塑土,而对结构性土的研究则相对较少。本文在临界状态土力学框架下,基于扰动状态概念和三剪强度准则研究了以土粒胶结为主要结构性特征的超固结非饱和结构性土的本构模型,并将所提本构模型与室内土工实验结果和PFC3D数值试验结果做了对比。具体研究内容和相关结论如下: (1)基于扰动状态概念下超固结非饱和结构性土的本构模型建立 以扰动状态概念为核心,相对完整状态用线弹性增量矩阵表示,完全调整状态则以饱和黏性土的三剪本构模型为基础,结合单双应力变量体现非饱和,统筹统一硬化参数体现超固结,应用非饱和土三剪破坏应力比推导出的弹塑性增量矩阵表示,将两种状态代入到扰动函数增量方程中,并进行三维化处理,即可得到超固结非饱和结构性土的本构模型。该本构模型综合考虑了土体的结构性、基质吸力、超固结比等力学特性的影响。 (2)超固结非饱和结构性土的相关试验研究 针对江西南昌地区红黏土,采用人工制备结构性土的方法制备原状土,主要用菌液与胶结液结合使土体颗粒间具有胶结力。同时对这两种土进行室内土工试验、压缩回弹试验、扰动数量试验和常规非饱和三轴排水与不排水试验得到了本构模型计算所需基本土性参数。同时利用GDS非饱和三轴仪做不同超固结比和基质吸力的排水与不排水试验,得到了结构性土特质显著的影响其强度和变形,这点体变和偏应力对轴向应变的关系曲线可以很好的体现。 (3)超固结非饱和结构性土的颗粒流模拟 采用PFC3D软件建立了扰动状态下的超固结非饱和结构性土和重塑土数值模型以及对应的真三轴模型。对结构性与重塑土在相同先期固结压力,不同基质吸力、超固结比三轴试验进行数值敏感性分析,得到两种超固结非饱和试样偏应力与轴向应变和体应变和轴向应变之间的关系等。 (4)超固结非饱和结构性土本构模型的三轴试验验证 将所推导出的本构模型引入到Fortran语言编写中,得到本构模型相关的图形,同时把本构模型图形与超固结非饱和结构性土的三轴试验结果图形和PFC3D数值模拟结果图形相对比。结果表明,理论图形与颗粒流模拟图形和试验图形具有相同的变化规律,都可以相对较好的体现出超固结土体的应变软化、剪胀性以及原状土与重塑土之间的力学特性与应变规律之间的不同。很好的验证了所推导的本构模型的正确性。 (5)超固结非饱和结构性土的本构模型真三轴数值试验验证 基于本文建立的扰动状态概念下的超固结非饱和结构性土本构模型,由于试验室设备不足,使用PFC3D软件进行本构模型剪切试验的数值模拟,并将模拟结果与用Fortran编写本构模型的结果相对比来验证真三轴本构模型的正确性。结果表明,该本构模型能够很好的体现出中间主应力影响系数的影响,并且随之基质吸力和超固结比的增大,应力峰值和初始弹性模型都会增大,可以很好的体现出真三轴的力学特性。