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本期导读
《中国测试》创刊于1975年,由中国测试技术研究院主管,于国内外公开发行,(国际标准刊号:ISSN1674-5124,国内统一刊号:CN 51-1714/TB),由中国工程院高洁院士担任总编,杨杰斌研究员担任主编,谭久彬等12位院士及全国重点高校、科研机构100+专家担任高级顾问及编委。《中国测试》致力于追踪新成果、交流新技术、传播新方法,旨在推动测试技术创新融合发展,加快构建国家先进测量体系,在全方位展示测试技术学术特色和水平基础上,打造一流专业期刊和知识共享平台,期刊栏目设置主要涵盖:前沿综述、测试方法、仪器设备、技术应用,学科专业覆盖全、学术交流范围广,是测试方法和技术成果展示和传播的桥梁。
CE-ICP-MS技术在放射性核素分析中的研究进展
李韶徽;肖青蓝;鲜亮;谭盛恒;王波;张宇;林瑶;邓羽蓉;张金懿;郑成斌;【意义】随着核燃料循环、核废物管理及核环境监测的发展,放射性核素分析已由总量和同位素组成测定逐步向化学形态分析拓展。针对传统分析方法难以同时获得核素总量与氧化态、配位形态等化学信息的问题,系统综述毛细管电泳-电感耦合等离子体质谱(CE-ICP-MS)在放射性核素分析及形态分析中的研究进展,为复杂放射性体系中核素形态表征及相关分析方法选择提供参考。【分析】介绍CE-ICP-MS的基本分离与检测原理、联用接口及关键技术因素,重点梳理99Tc、U、Pu和Np等典型放射性核素在总量分析、干扰去除、氧化态分离及络合形态分析等方面的研究进展,分析由核素总量测定向化学形态分析拓展的具体需求,并总结放射性样品在形态稳定性、复杂基体、接口传输及真实样品应用等方面存在的问题。【结论】CE-ICP-MS通过将CE的化学分离能力与ICP-MS的高灵敏元素及同位素检测能力相结合,为放射性核素由总量分析向氧化态和络合形态等化学形态分析拓展提供了有效技术途径。现有研究主要集中于Tc、U、Pu等具有明显化学形态差异的核素,但真实放射性样品中的系统验证、复杂基体干扰控制及核素原始形态保持仍存在局限。未来应进一步发展高稳定性低流量接口、在线富集、高分辨或串联ICP-MS及自动化分析技术,并加强多技术联合验证与真实样品研究。
电磁空间智能模拟测试环境构建研究
马超;李献斌;瞿智;刘凯;覃俊祥;周东凯;陈建云;【目的】电磁空间作为继陆、海、空、天之后的“第五维度域”,正受到越来越多的关注。在电磁空间模拟测试领域,针对传统外场测试面临的投入成本高、环境复现难、参数不可控,以及内场测试面临的动态场景覆盖难、调试配置用时长、虚拟数据误差大等现实问题,提出一种新的电磁空间智能模拟测试环境构建技术。【方法】首先,将电磁空间智能模拟测试环境体系架构划分为资源层、服务层和应用层;其次,给出该环境系统组成和原型系统开发,并实现大模型本地化部署;最后,基于该环境实现三类电磁空间智能模拟测试应用案例,涉及电磁信号生成、电磁信号对抗和电磁仪器开发。【结果】结果表明,所构建的电磁空间智能模拟测试环境可实现:自然语言到射频测试信号的端到端驱动,解决了传统测试调试配置时间长问题;基于博弈理论的多智能体信号级交互与寻优,解决了传统测试虚拟数据误差大问题;电磁专用仪器的快速研发,以导航信号模拟器为例,试验结果表明有线测试定位误差可达0.185 m,无线测试定位误差0.815 m,并且解决了传统仪器开发周期长问题。【结论】所构建的电磁空间智能模拟测试环境有效克服了传统外场与内场测试的多项局限,可为电磁空间模拟测试提供智能化、高效率的解决方案。
面向数字心电图机DeepLabCut+SIFT角点检测特征点提取技术研究
陈韬文;刘桂雄;彭湘安;【目的】为实现数字心电图机自动检定,提出一种基于SIFT角点检测辅助人工标注DeepLabCut技术用于预测纸质仿真ECG信号图特征点。【方法】首先对纸质仿真ECG信号图进行二值化、灰度化、中值滤波处理,提取SIFT角点特征;然后利用SIFT角点辅助人工选择18个特征点作为DeepLabCut数据集,并与人工标注方法进行用时对比;最后采用ResNet-50、ResNet-101、ResNet-152、MobileNetV2-1.0、MobileNetV2-0.75、MobileNetV2-0.50、MobileNetV2-0.35分别作为DeepLabCut深度网络骨干编码器CNNs,对DeepLabCut模型进行训练与验证,得到纸质仿真ECG信号图检定特征点坐标。【结果】实验结果表明,该文方法具有构建数据集快、准确度高、鲁棒性好等优势,可提升36.4%标注效率,平均每张图像特征点标注用时缩短13.3 s,同时模型可自动输出检定所需18个特征点坐标信息,以支撑后续检定参数计算与批量处理;ResNet-152作为深度网络骨干编码器CNNs对纸质仿真ECG信号图特征点具有最高检测准确度,对纸质仿真ECG信号特征点提取误差为1.15 pix,相对于ResNet-50提升0.34 pix。【结论】该文可为数字心电图机自动检定提供一种新解决方案。
融合压缩感知的康普顿背散射成像系统优化方法研究
贾旭阳;郭丽娜;刘艺;原佳乐;陈宇城;陈平;【目的】目前,康普顿背散射成像技术仍处于开发阶段,面临诸如低采集次数下图像质量较低等挑战。【方法】为解决这些问题,将比尔定律与编码孔径设计相结合,优化前向测量矩阵。利用Gate软件进行仿真,在256、384、512次采集数据下,优化后宽型方形物体图像PSNR值对比于优化前分别提升0.36 dB,0.23 dB,0.40 dB,优化后窄型字母物体图像PSNR值对比于优化前分别提升0.1 dB,0.77 dB,0.13 dB。【结果】结果表明,该方法能够有效地检测目标并检索其关键信息,提高低采集次数下的图像质量。【结论】该方法可为采用编码孔径技术的成像系统在面对伪影问题或数据采集困难等检测任务时提供一定的参考。
多源退化特征与GRU的IGBT剩余使用寿命预测
杨春生;丁文倩;陆艺;陈德金;全冠羽;于兵;【目的】针对IGBT长期电热耦合应力下封装退化及剩余使用寿命(RUL)预测难题,面向小样本、测试器件独立于训练器件的应用场景,构建一种融合多源退化特征的GRU预测方法。【方法】利用加速老化数据集,选取集电极-发射极电压、集电极电流和散热器温度作为关键参量,提取均值、标准差、最值、极差及变化斜率等统计特征;采用滑动时间窗构建退化时序样本,通过门控循环单元(GRU)学习时序相关性与非线性演化规律,实现归一化RUL回归预测。在独立测试器件上验证,并与LESIT、RNN、LSTM、BiLSTM及CNN-BiLSTM-Attention模型进行对比。通过留一器件交叉验证、时间窗敏感性分析和不同寿命阶段误差分解,定量分析时间窗长度及寿命阶段对误差的影响;同时从电学、热学和载荷三个维度构建统计特征,通过消融实验验证多源信息融合的互补性。【结果】定量揭示了时间窗长度取20时综合性能最优、早期退化特征较弱导致误差相对较大的规律;消融实验验证了多源信息融合的互补性。留一器件交叉验证的平均结果表明,GRU模型的平均RMSE为0.047 5、平均MAE为0.033 0、平均R为0.969 2。【结论】多源特征融合能更全面表征IGBT退化状态。
基于连续小波变换与MobileNetV2的X80管线钢受载缺陷智能分类算法与实验研究
陈闻澜;樊建春;高富民;党赫;陈倩;张智通;【目的】针对X80高强度管线钢在役检测中缺陷金属磁记忆(metal magnetic memory, MMM)信号受工作载荷干扰的难题,开展系统的缺陷受载实验与智能识别方法研究。【方法】实验表明:拉伸应力是主导信号宏观形态演变的关键因素,信号形态随应力增加,呈现出从单谷向双峰结构的系统性演化。该现象揭示依赖静态特征的传统识别方法在变载荷工况下的局限性,并证实表征缺陷几何的特征信息与应力效应信息耦合存在于信号中。基于上述实验结果,提出一种融合时频分析与深度学习的分类方法。该方法采用连续小波变换(continuous wavelet transform, CWT)将一维信号映射至二维时频谱,解耦应力相关的宏观幅值波动与缺陷相关的微观时频结构;对解耦后的特征进行分类,构建一个具有双输入并行结构的MobileNetV2网络。该架构并行处理并融合X/Y信号分量的互补信息,通过迁移学习与两阶段微调策略,实现X/Y分量时频谱的特征融合与孔型/矩形缺陷分类。【结果】在包含104组样本的数据集上,模型的分类准确率达99.86%。MobileNetV2的轻量化特性可平衡分类精度与计算效率,以适应潜在的工程部署需求。【结论】所提出的时频解耦策略与针对性网络架构相结合,可为变载荷工况下MMM信号的稳定分类提供一种有效的技术方案。
7种常见痕量硫化物的气相色谱-离子迁移谱分析方法研究
邓文清;邓凡锋;王星;张苏敏;张立新;张婷;谭淳天;赵星宇;沈兴中;【目的】为准确定量分析痕量气态硫化物含量,建立气相色谱-离子迁移谱法同时检测气体中7种形态硫的分析方法。【方法】在最佳优化条件下研究方法校准曲线,并系统考察分析方法的重复性、检出限等关键性能参数。【结果】结果表明,硫化物含量在0.1~2.0 mg/m3范围内满足玻尔兹曼方程,线性相关系数r2大于0.999。方法重复性在0.2%~4.0%之间,加标回收率在81%~110%范围内,方法检出限处于0.004~0.074 mg/m3之间。【结论】试验结果表明,该方法操作简单,分析灵敏度高,可满足能源化工、环境监测等领域中的痕量硫化物含量的在线准确定量分析需求,为痕量硫化物的在线监测提供更加安全适用的技术手段。