科研产出
移动式太阳能增氧机的研制
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：为提高池塘养殖的机械增氧效率,应用Solidworks软件设计了移动式太阳能能增氧机,该设备由太阳能动力组件、水面行走机构、增氧装置和运动控制系统等组成。移动式太阳能增氧机可在水面自主行走,产生波浪和实现上下水层交换。性能测试表明,移动式太阳能增氧机的光照启动强度为17 000 lx,空载噪声为75.3 d B,水面行走机构的行走速度在0.027~0.041 m/s之间波动,无线遥控距离为44.2 m,在增氧装置位置的最大浪高为0.44 m。随着光照强度的增强,增氧装置增氧效率和扰动水体能力增强,最大机械增氧能力为1.24 kg/h,动力效率2.59 kg/(k W·h);最大扰动水体1 254.4 m3/h,扰水动力效率2 613.3 m3/(k W·h)。移动式太阳能增氧机利用太阳能作为能源,在池塘水体中运行面积大、运行时间长,强化了池塘自身的自净能力,具有生态调控的功能,有利于池塘物质循环和水质改善。
关键词： 水产养殖 太阳能 农业机械 增氧机 池塘 水面行走机构
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基于NSST和人眼感知保真约束的图像自适应增强
《光电子·激光 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：鉴于现有的图像增强方法在提高图像对比度、清晰度等方面仍存在不足,提出了基于非下采样剪切波变换(NSST,non-subsampled shearlet transform)和人眼感知保真约束的自适应增强方法。首先对输入图像进行NSST,分解为一个低频子带图像和多个高频子带图像;然后利用非线性增益函数增强高频子带系数,同时对低频部分进行分块局部增强;考虑到传统分块局部增强存在局部图像块间不连续进而导致失真的情况,引入了人眼感知保真约束条件,并将其转化为求解一个典型的线性优化问题,由此获取增强参数,实现低频部分的增强;最后融合处理后的高低频子带系数,重构出期望的增强图像。大量实验结果表明,与近年提出的4种同类方法相比,本文方法所得增强图像的主观视觉效果更好,在清晰度、局部对比度以及全局对比度等定量评价指标上平均高出50%,且实时性良好。
关键词： 图像自适应增强 非下采样剪切波变换(NSST) 人眼感知保真约束 非线性增益函数
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应用ICP-MS法研究我国三种经济海藻中稀土元素含量
《光谱学与光谱分析 》 2015 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：为探讨我国主要经济海藻中稀土元素的含量及分布特征,应用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对我国海藻主产地采集的30份海带、30份紫菜和15份浒苔样品的15种稀土含量进行检测研究。检测结果表明不同海藻中稀土元素含量不同,浒苔中15种稀土元素的总量最高,为16 012.0ng·g-1,海带和紫菜中的含量相当,分别为3 887.4和4 318.1ng·g-1。海带样品中15种稀土的含量在7.9~1 496.4ng·g-1范围,紫菜中各稀土元素的含量范围为8.2~1 836.6ng·g-1,浒苔中稀土元素含量最高,在19.2~6 014.5ng·g-1范围,其中含量最高的三种稀土元素分别是铈Ce(6 014.5ng·g-1)、镧La(2 902.9ng·g-1)和钕Nd(2 601.0ng·g-1)。不同海藻中不同种类稀土元素的含量分布不同,海带中平均含量最高的是Ce(1 496.4ng·g-1),其次为La(689.1ng·g-1),紫菜中平均含量最高的是Y(1 836.6ng·g-1),其次为Ce(682.8ng·g-1);浒苔中平均含量最高的是Ce(6 014.5ng·g-1),其次为La(2 902.9ng·g-1)。三种海藻对轻稀土元素的富集能力远高于重稀土元素,海带、紫菜和浒苔中轻稀土元素分别占总稀土含量的90.9%,87.3%和91.1%。浒苔富含稀土元素为浒苔资源的有效利用开辟新的研发方向,提供重要数据支持。
关键词： 海藻 稀土元素 电感耦合等离子体质谱法
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基于蜂群优化或分解的二维Arimoto灰度熵阈值分割
《浙江大学学报(工学版) 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：现有的Arimoto熵阈值法未考虑图像目标和背景的类内灰度均匀性,为此提出基于蜂群优化和基于分解的二维Arimoto灰度熵阈值分割方法.定义Arimoto灰度熵,导出二维Arimoto灰度熵阈值法,分别利用基于蜂群优化和基于分解的方法求解最佳阈值.基于蜂群优化方法给出中间变量的快速递推公式,利用改进的人工蜂群(MABC)优化算法搜索最佳阈值,减少迭代时适应度函数中的冗余运算.基于分解方法将求解二维Arimoto灰度熵阈值法的运算转化到2个一维空间,进一步降低计算复杂度.实验结果表明:与近年来提出的3种同类方法相比,所提出方法的分割性能更优,分割后图像中目标完整、边缘纹理清晰,具有良好的抗噪性.同时,所提出的方法运行速度快,有望满足实际系统对分割的实时处理要求.
关键词： 图像处理 阈值分割 二维Arimoto灰度熵 改进人工蜂群优化算法 分解 快速递推算法
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基于北斗卫星船位数据分析象山拖网捕捞时空特征
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了快速大范围掌握捕捞努力量时空分布特点,借助北斗船位数据采用统计方法获取拖网捕捞状态的速度阈值,根据阈值判断捕捞状态点,捕捞状态点之间时间组成累计捕捞时间,累计捕捞时间与功率的乘积作为捕捞努力量,根据捕捞努力量分析拖网捕捞时空特征。2013年象山在近海拖网捕捞努力量从时间上可以分为3个时间段,即2~5月、6~9月、10~12月与1月。从空间来看捕捞努力量以象山附近的渔场为中心由高到低向外扩展,形成近似的同心圆。从拖网捕捞时间来看分为全年近海渔场、春秋季近海渔场、春秋冬外海渔场、春季或秋季周边外缘渔场。利用北斗数据提取方法计算6个网次时长,并与手工出海调查记录的时长比较,两者相对误差在5%以内。
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曝气对垂直流湿地处理水产养殖废水脱氮的影响
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：人工湿地作为一种有效的污水处理技术,现已被逐渐拓展到水产养殖业中。鉴于其与养殖竞争有限土地资源的弊端,如何构建节地高效型湿地成为未来研究的重点。曝气增氧是强化潜流湿地净化效能的重要措施之一,但是关于曝气强度以及净化效率与影响因素的关系仍缺乏深入系统的研究。为此,该文设计构建了7组不同要素组合的垂直流湿地小试系统,同步或分阶段探讨了曝气强化对垂直流湿地脱氮的影响。研究结果表明,无论曝气与否,构建的7组湿地系统于试验运行工况下都存在明显的硝化过程,且空气复氧和植物根系泌氧足以弥补硝化作用耗氧量。曝气增氧进一步强化了湿地内部的矿化和硝化过程;鉴于养殖废水不缺乏碳源(该研究各组湿地进水碳氮比在28.4~30.6之间),湿地内部的反硝化几率增大,导致曝气后总氮的去除效率提高。但是曝气条件下过高的溶解氧又会进一步抑制反硝化过程,从而也会导致系统总氮去除速率的下降。因此,对垂直流湿地而言,曝气强度不是愈高愈好。为了获得更高的脱氮效率,建议可以通过延长水力停留时间或者在垂直流湿地尾部增设水平潜流湿地来补充反硝化过程,进而提高系统对总氮的去除效果。
关键词： 水产养殖 脱氮 废水 人工湿地 曝气 净化效率 影响因素 硝化-反硝化
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海藻颗粒流化床燃烧后灰孔隙结构分析
《燃烧科学与技术 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：在小型流化床试验台上进行了大型海藻颗粒(条浒苔与马尾藻)在流化床内的燃烧试验研究,结果表明,条浒苔颗粒能够稳定燃烧,而马尾藻颗粒结渣严重.针对海藻原样和流化床燃烧后收集的底灰,进一步利用压汞法和氮气吸附法进行孔隙结构分析,结果表明,燃烧后灰比原样孔隙增多,孔隙率从21.01%增大到49.74%;内部孔隙扩张,孔容积和比表面积增大.通过分形分析可知,海藻原样表面光滑,燃烧后灰表面粗糙不规则.燃烧后海藻灰具备多孔结构,可以考虑综合利用.
关键词： 大型海藻生物质 流化床 燃烧 固体灰 孔隙结构分析
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循环水养殖旋转式生物流化床生物过滤功能
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：生物过滤是循环水养殖水处理的关键,生物过滤功能启动以及操作条件直接影响到生物过滤的效果。该文以实验室规模旋转式生物流化床为研究对象,采用自然挂膜法研究海水和淡水生物过滤功能的启动;设置了3个膨胀率50%、75%、100%和4个C/N0、0.5、1.0、2.0,研究其对旋转式生物流化床处理养殖污水效率的影响。结果表明:1)以氨氮和亚硝态氮浓度降低并稳定为判断标准,淡水和海水系统旋转式生物流化床生物过滤功能启动完成分别需要47和60 d;2)污水处理效率随膨胀率增大而提高,该研究膨胀率为100%时处理效率最高,总氨氮转换率高达881 g/(m3·d);3)C/N增大,抑制生物膜的硝化功能,污水处理效果变差,C/N大于2.0时污水处理效果显著变差。该研究可为旋转式生物流化床在应用过程中生物过滤功能的启动和日常操作管理提供技术指导。
关键词： 水产养殖 生物过滤 海水 旋转式生物流化床 生物过滤功能启动 膨胀率 C/N
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解冻方式对南极磷虾加工品质的影响
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探究解冻工艺对南极磷虾加工品质的影响,对静水解冻、自然空气解冻和低温空气解冻3种方式的耗时进行了测量,并研究了南极磷虾经不同方式解冻后的感官特征,同时对非蛋白氮(non-protein nitrogen,NPN)、总挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)、硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)、脂肪酸组成等与品质相关的生化指标进行了测定。结果表明,采用静水解冻、自然空气解冻、低温空气解冻3种方式将中心温度为-18℃的南极磷虾冻块解冻完全的耗时分别为51、220和826 min;感官评分依次为静水解冻>自然空气解冻>低温空气解冻;3种解冻方式对应的NPN值有极显著差异(P<0.01),依次为低温空气解冻>自然空气解冻>静水解冻;低温空气方式解冻的南极磷虾TVB-N值显著高于另2种方式(P<0.01),而静水方式和自然空气方式之间TVB-N无显著差异(P>0.05);3种解冻方式的TBARS值同样差异显著(P<0.01),依次为静水解冻>自然空气解冻>低温空气解冻;南极磷虾脂肪酸组成中多不饱和脂肪酸比例较高,达到30%以上,低温空气解冻对多不饱和脂肪酸具有一定的保护作用。实际生产中,南极磷虾如用作一般食品加工适宜采用静水解冻的方式,而作为鱼粉加工适宜采用静水或自然空气解冻的方式,如提取虾油则适宜采用低温空气解冻的方式。研究结果为南极磷虾资源的高效利用提供参考。
关键词： 品质控制 解冻 农产品 南极磷虾 非蛋白氮 脂肪酸组成
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