基于Halbach永磁阵列的电磁振动能量采集器设计与测试

为了在低频振动环境中更好地采集振动能量,提出一种基于Halbach永磁阵列的电磁振动能量采集器。利用Ansoft Maxwell有限元软件对电磁振动能量采集器进行仿真研究,并加工组装了原理样机,测试其发电性能。结果表明：在其他参数保持不变的情况下,优化定子槽深、定子槽数或定子齿厚均可有效提高电磁振动能量采集器的输出电压,永磁体径向厚度对采集器输出电压的影响不明显。样机在外接负载为60Ω、激振频率为9 Hz、振幅为5 mm时,可产生约0.4 W的输出功率,能够满足低功耗电子元器件的供能需求,具有较好的应用价值。     

农业基站室外自然冷能微热管阵列式空冷器性能

针对农业生产服务基站内通讯及储备电源等设施发热量高的问题,该文设计了一种基于微热管阵列的室外空冷器,在北方冬季及过渡季节利用自然冷能对通讯基站散热降温,节能降耗。利用多功能气候实验室模拟不同的室外环境温度,对空冷器在不同流程(顺流和逆流)和不同温度及流量下的换热性能、温度分布、?效率及阻力特性等进行分析。结果表明:逆流式空冷器的换热性能相较于顺流式提升了16.9%。微热管阵列传热单元具有优良的导热性能和均温性能。试验过程中空冷器最大换热量为7.5 kW,空气流动的平均压降为164.9 Pa,水循环管路平均压降为7.96 kPa,?效率最高为38.8%,相较于常规冷却塔,微热管阵列式空冷器适用环境温度范围广且阻力较小。与平直翅片的板翅换热器的流动特性与阻力特性对比结果表明,本文锯齿形翅片的空冷器综合性能提升了36.1%。研究结果可为微热管阵列式空冷器在农业基站的应用提供参考。     

牛肉味觉品质快速检测的传感器阵列优化方法

为了快速辨识不同味觉品质的牛肉汁,对牛肉味觉品质等级进行划分,构建了由12个离子电极与1个参比电极组成的味觉传感器阵列,将该阵列应用于牛肉汁的等级辨识中,评价30组牛肉汁样品味觉品质等级。采用基于欧氏距离的聚类分析方法划分牛肉味觉品质等级。针对牛肉汁味觉品质评价自动化关键技术问题,对用于牛肉汁等级评价的传感器阵列进行了筛选优化。采用单因素方差分析对各离子电极响应信号之间的内在关联进行了研究,根据优化结果选择S1、S2、S5、S7、P2、P3离子电极构建新的传感器阵列,并对30组牛肉汁进行评价。试验结果表明:优化后的传感器阵列对牛肉汁的等级评定正确率为93.33%,高于未经优化的传感器阵列的等级评定正确率(80.00%)。     

涡电流分选磁辊磁场优化

提出了一种双层Halbach阵列磁辊模型,该磁辊模型外部磁场更强,磁场的正弦性更好。通过磁标势法,建立了该磁辊磁场分布规律的数学模型,得到了径向和环向磁通密度的数学表达式。利用有限元仿真工具对磁辊磁场进行了仿真分析,得到了磁辊外部磁场的分布规律。并通过仿真工具,对磁辊结构参数进行了优化。     

人字形光伏阵列防风效果的数值模拟

借鉴“雁阵效应”的思想,设计了人字形光伏阵列.为揭示其防风效果,利用Fluent软件,采用SST k-ω湍流模型和非定常雷诺平均数值模拟的方法,分析了安装倾角、高度、阵列角度和间距分别为30°,0.20 m,30°和2 m人字形光伏阵列的抗风载能力和防风效果.结果表明:风速为10 m/s和15 m/s时,在首排光伏板均承受最大的风压力,第2—5排风压力显著小于第1排且逐排减小,阵列出现雁阵效应;将监测点|P|以20 Pa的间隔划分为不同风压区,发现可采取局部加固的方法提高光伏阵列整体的抗风载能力.沿垂直方向,来流在阵列后形成近金字塔形的风速衰减区,且风速分布均表现出中变异性,在离地高度从0.20 m增加到0.70 m的过程中,由于阵列的导流效应,计算域平均风速残余系数逐渐增大,变异系数逐渐减小,使得光伏阵列在计算域的防风效果随着高程的增加而减弱.研究可为戈壁人字形光伏阵列布设和农业发展提供指导.     

农业执法案件中未知粉末的分析研究

对农业执法案件中缴获的未知粉末进行分析研究。应用超高效液相色谱-飞行时间高分辨质谱（UPLC-TOF-HRMS）获得未知物分子离子峰的精确质量数、天然同位素信息，二级特征碎片的精确质荷比，并应用SCIEX PeakView及MasterView软件进行分析。经过靶向及非靶向筛查，同时参考文献报道，推导出未知粉末中的疑似化合物。采用高效液相色谱-二极管阵列检测器（HPLC-PDA）法及UPLC-TOF-HRMS法进行了双重确证。结果显示该未知粉末中含克仑特罗（16 g?kg-1）及其合成前体克仑特罗杂质B（455 g?kg-1）。本文详述的分析技术可为未知添加物的筛查和确证提供思路和技术参考。     

普通高效液相色谱-二极管阵列法自动筛查识别兽药中非法添加物的研究

为了建立兽药中非法添加物筛查的自动识别方法，采用十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂，以水-醋酸铵溶液(99∶1)为流动相A,甲醇-醋酸铵溶液(99∶1)为流动相B,二极管阵列检测器测定目标物对照品，记录色谱图和光谱图，建立其主成分紫外光谱和保留时间数据库。兽药样品经处理后上机检测，采集主要成分的紫外光谱及相应保留时间信息，执行峰跟踪，使用光谱库筛选结果，仪器自动识别检测兽药的成分。结果：采用普通高效液相色谱仪配备二极管阵列检测器即可筛查识别农业农村部公告第169号中需要使用超高效液相色谱-二极管阵列法进行筛查的全部153种化合物中的149种，另增加了47种新的化合物，使能够自动筛查识别的非法添加目标物达到196种，并明确了各化合物的最佳提取波长。结论：建立的普通高效液相色谱-二极管阵列法可自动识别兽药中非法添加目标物，方法简单、快速、成本低、效率高；通过方法移植和数据共享，可在具有同类型设备的实验室推广应用。     

基于气敏传感器阵列特征优化的储粮害虫赤拟谷盗检测

为实现储粮中害虫赤拟谷盗（Tribolium castaneum（Herbst））的检测，该研究使用自主开发的储粮害虫电子鼻检测装置，采集了小麦中不同虫口密度梯度的赤拟谷盗挥发性气味信息，根据10个气敏传感器采集到的响应曲线，提取了各个传感器的相对变化值（Relative Change，RC）、相对积分值（Relative Integral，RI）、平均微分值（Mean Difference，MD）作为原始特征矩阵（10×3），使用遗传算法（Genetic Algorithm，GA）作为特征选择方法，获得样本的特征信息，通过建立预测回归模型，实现了对小麦中赤拟谷盗虫口密度的预测。以识别准确率作为评价指标，对原始的特征矩阵进行了多特征优化，优化后的特征矩阵的识别准确率由原始的82.85% 提升至97.14%，优化后的特征数量由原始的30个减少为12个，特征数量减少60%，传感器数量减少至8个。最后通过采用偏最小二乘回归（Partial Least Squares Regression，PLSR）、主成分回归（Principal Components Regression，PCR）和支持向量机回归（Support Vector Machine Regression，SVR）3种回归方法进行回归预测，研究结果表明：基于偏最小二乘回归（PLSR）的预测模型达到了较好的预测效果，预测集回归模型的相关系数r和均方根误差RMSE分别为0.828和11.293。研究证明了气敏传感器阵列多特征优化方法的可行性和有效性，同时为实现粮食虫害快检测提供一种方法和参考。     

基于气体传感器阵列的Tent-SSA-BP苹果鲜度预测模型

为了能够准确预测苹果的鲜度等级、有效降低苹果的储藏风险、避免经济损失，基于一种气体传感器阵列和无线传输模块的电子鼻系统，采集苹果散发的气味信息。在实验室现有的苹果鲜度识别系统的研究基础上，以室内条件下储存的富士苹果为研究对象，建立基于混沌序列（Tent）改进的麻雀搜索算法（SSA）优化反向传播（BP）神经网络的预测模型，通过预测苹果挥发的气味信息完成对苹果鲜度的预测。结果表明，基于气体传感器阵列的Tent-SSA-BP预测模型的决定系数为0.942 03，均方误差为0.000 4，准确性总体高于BP神经网络预测模型的0.800 57，且具有更高的预测稳定性。该预测模型解决了当前基于传统动力学模型的预测准确率低、检测效率低、且对苹果造成破坏的问题；同时相较于红外光谱等其他预测手段，该模型具有更低的经济成本，且具有操作简便、移动便携等优点。综上所述，通过对苹果挥发的气味信息进行预测以实现对苹果鲜度的预测，具有操作简便、成本低、结果可靠的特点，避免了预测鲜度的过程中对苹果造成破坏，实现了无损检测。     

基于TADS的轴承故障特征增强研究

轴箱轴承作为铁路车辆的关键部件之一，其运行状况对行车安全有着重要影响。非接触式的声学诊断比振动诊断更适用于轨旁监测。列车轴箱轴承产生的声信号是一种调幅调频信号，且受到较强的列车运行噪声干扰。对正线运行的列车轴承故障有用信号的提取技术是一大难点。对国内TADS两类技术中的短间距阵列追踪检测技术进行了研究，并基于声学阵列聚焦采集后的数据进行了小波包去噪，证明能有效增强故障冲击信号。