主成分分析联合Fisher判别在紫外-可见光谱法水质检测中的应用

水质类型的判别是实现光谱法水质参数准确检测的重要前提。针对直接光谱法水质检测系统采集的光谱数据信息冗余较大的问题, 利用主成分分析消除信息指标间的相关性,实现光谱数据的降维和特征信息提取。采集某化工厂和某溪水水样的紫外-可见光谱数据, 利用主成分分析联合Fisher判别的方法建立判别模型,以12组水样光谱数据作为训练样本,6组作为测试样本,对模型的判别能力进行论证和检验,并与传统的Fisher判别模型进行对比实验。实验结果表明,利用主成分分析联合Fisher判别模型可以有效消除信息冗余带来的影响,相比传统的Fisher判别模型具有分类精度高、回代误判率为零、计算时间短等优点,计算时间由传统Fisher判别方法的0.6733 s减少到0.6012 s。该方法为直接光谱法水质类型判别工程实用化提供了一种高效手段。     

基于紫外-可见光谱法的工业废水CNN-GRU分类模型研究

工业废水分类是水污染防治和水资源管理的前提和基础,相较于生活污水,工业废水的分类研究相对滞后。水体化学需氧量(COD)是衡量水体质量的核心指标,针对现有工业废水COD分类算法中预测精度较低的问题,提出基于门控循环单元(GRU)的卷积神经网络(CNN)混合模型。该模型首先将紫外-可见光谱法测得的工业废水COD数据进行高斯滤波去噪,然后把去噪后的光谱数据输入CNN模型进行特征提取,最后通过GRU神经网络实现工业废水COD分类。实验结果显示,CNN-GRU分类模型经过200次训练后达到收敛,分类精度达到99.5%,与长短期记忆方法、GRU方法、CNN-LSTM方法相比,该混合模型的分类精度具有显著优势。     

空调充氟利昂过程中的测试方法

空调器制冷系统常见故障的形式有冰堵、脏堵或漏气,这些故障会引起空调制冷不好或不制冷。检修这类故障时,经排堵或焊接补漏后,需重新充注氟利昂(普通空调充人制冷剂R—22、汽车空调充入R—12)。但在大多数基层的制冷维修部门中,常因缺乏专用充注设备而无法准确定量地确定氟利昂的充注量,因而常常导致空调器不能正常制冷或制热。本人从维修大量制冷设备(冰箱、冰柜和空调等)的实践中,摸索总结出一套行之有效地精确测定氟利     

基于移不变抗混叠轮廓波变换的混合统计模型图像降噪

针对抗混叠轮廓波变换缺乏平移不变性的缺陷,构造出具有近似移不变性的抗混叠轮廓波变换。在此基础上,在变换域提出一种混合统计模型图像降噪方法。该方法充分利用变换域信号系数层间层内相关性强、噪声系数无层内相关性且在小尺度下存在较强的假层间相关性的特点,采用混合统计模型对小尺度信号系数进行估计,从而避免了非高斯双变量模型放大噪声系数的风险。实验结果表明,提出的去噪法能克服轮廓波变换中的频谱混叠,避免重构图像出现"划痕"和边缘模糊现象,得到的峰值信噪比(PSNR)值分别比轮廓波硬阈值去噪、轮廓波变换域HMT去噪和抗混叠轮廓波变换域硬阈值去噪平均高2.87,1.32和1.36 dB,在有效去噪的同时,具有较好的图像边缘和细节保护能力。     

基于PCI总线虚拟仪器的研究与应用

介绍基于PCI总线虚拟仪器系统的软硬件结构,对PCI总线接口协议以及Windows设备驱动程序等关键技术进行深入研究。设计开发基于PCI总线的高速DAQ卡,并应用在TDS220虚拟示波器测控系统中。实验结果表明,PCI总线DAQ卡的精度和实时性均达到了设计要求,满足应用需要。     

基于光纤光谱技术的农药残留快速检测实验研究

针对我国主要食品中广泛存在的化学性有害物残留,特别是农药残留带来的食品安全问题,研究一种适合于基层执法部门使用的性价比高的快速检测技术和方法,具有重要的意义。本文采用荷兰Avantes公司的微型光纤光谱仪,建立了一种基于光纤光谱技术的农药残留快速检测方法,进行了相关的实验研究,配制了毒死蜱、辛硫磷、甲基万虫净和甲基1605等标准农药溶液,绘制了UV/VIS/NR光谱图,并确定了最佳吸收波长,得出了四种农药的UV/VIS/NR吸收光谱图,观察了随农药浓度变化的吸收光谱,研究了四种农药的吸收峰。实验结果表明：采用光纤光谱技术进行农药残留快速检测,具有性价比高、操作简便、易于推广、分析速度快、可实现在线测量等优点,可适用于基层执法部门和执法人员进行农药残留的现场快速检测,具有广阔的应用前景。     

基于FBG阵列的生物膜式反应器内温度场测量

生物有机废气废水处理过程中,温度是反应微生物生存环境的一个重要参数,温度的大小直接影响到微生物的活性,进而直接影响到微生物反应器的净化性能。为能对生物膜式反应器内的温度场进行在线准确的测量,提高微生物反应器的净化性能。文章采用FBG阵列对高0.5m、内径0.24m的圆柱形反应器内填料床段进行温度测量,其中轴向5层,每层7个传感器单元,共35个传感单元。实验研究表明：在生物膜式反应器挂膜阶段,反应器内已经出现了温度分布,且最大温差可达1.79℃。因此,采用FBG阵列对生物模式反应器内温度场测量,将为观察反应器内生物膜的生长环境条件、反应机理提供新手段,从而提高微生物反应器的净化性能。     

NIR快速检测茶叶中茶多酚含量模型研究

茶叶中包含多种成分,其中茶多酚作为茶叶的主要代表成分之一,茶叶的品质与茶多酚含量有着密不可分的关系。所以利用近红外光谱法对茶多酚含量的检测在茶叶行业中具有更实用的价值。本文采用近红外光法结合偏最小二乘法在1800~2500nm建立了最佳的茶多酚含量分析模型,相关系数为0.9841,均方根误差为0.0668.     

非均匀温度场下升余弦变迹FBG的光谱响应研究

基于模式耦合理论,采用基于光纤布拉格光栅(FBG)的二层圆光波导模型,通过转移矩阵法实现数值仿真得到升余弦变迹FBG在几种典型非均匀温度场下的反射谱。处于非均匀温度场下的FBG其纤芯、包层的有效折射率及光栅周期都会发生非均匀变化,因此其反射谱结构也会发生相应变化。仿真结果表明:非均匀温度场中升余弦变迹FBG反射谱与其温度梯度系数ΔTmax有很大关系,与均匀温度分布相比,其反射率明显下降,反射带宽明显展宽,反射峰出现分裂以至振荡;最大反射率随ΔTmax的增加呈非线性减小,其对应波长与温度梯度系数ΔTmax成正比,且不同的温度场对应不同的变化率,如线性温度场中其变化率约为0.004nm/℃,中心对称二次方分布温度场中变化率为0.006 5nm/℃。研究结果对于升余弦变迹FBG实现非均匀温度场的测量有重要意义。