DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 6. 现场吊装实施 参照CATIA有限元校核分析计算结果，依据加固指导方案，工程现场完成对该火炬塔架的主吊耳副吊耳加固、立柱法兰加固工作(如图13~15所示)， 2016 年 1 月 14 日 经过1个小时的吊装作业，该火炬塔架整体吊装作业取得圆满成功(如图16所示)。
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user: 7. 结论 运用精确、可靠、成熟的计算机辅助分析计算(CAE)技术，针对49 m法兰连接式火炬塔架整体吊装 图8. 竖直位置整体应力云图 图9. 整体位移云图 图10. 危险点检查结果显示 图11. 最大应力切片图 图12. 局部最大应力显示图 图13. 溜尾吊耳加固 图14. 主吊耳加固 图15. 立柱法兰加固 图16. 整体吊装过程 可能出现的法兰螺栓受力较大、整体结构变形过大、吊耳局部位置所受应力较大等问题进行100%实体建模，校核分析水平和竖直两种极限工况下火炬塔架整体的强度和稳定性基本满足安全要求。通过合理设置主、副吊耳及立柱法兰的加固措施和选用高强度等级的主吊耳法兰螺栓，保证了该火炬塔架整体吊装的强度和稳定性更加满足安全要求，保证火炬塔架整体吊装作业圆满完成。该法兰连接结构火炬塔架的整体吊装工艺，解决了冬季施工高空散件组装和分段吊装作业的诸多困难，为这种吊装方法推广打下坚实基础。
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user: 摘 要 针对LNG管道保冷结构不合理，保冷效果差，冷损失量高、施工复杂难度大、安装时间长等难点，研究LNG管道保冷材料种类和性能特点，采用有限元法分析保冷结构和厚度的温度场分布规律，验证保冷结构的合理性，依照文中保冷施工工艺要求进行施工，为LNG管道保冷施工提供参考依据。 关键词 :LNG低温管道，保冷结构，温度场，保冷施工
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user: 1. 引言 无论是基本负荷型液化天然气(LNG)装置还是液化天然气接收终端，都需要有各种各样的低温液体输送管路。保冷结构施工是LNG管道施工关键技术之一，保冷结构的合理性和保冷结构的施工工艺对LNG管道投产运行非常重要。 LNG管道保冷分为非真空绝热与真空管绝热两大类。非真空绝热是在低温设备的外表面堆积或包扎一定厚度的绝热材料的绝热方式。目前国内LNG低温管道保冷主要堆积绝热保冷工艺，多为组合式保冷结构，既能起到保冷的作用，又能起到防潮的作用。内层保冷结构采用导热系数低的保冷材料，外层保用防水率、防潮率高的保冷材料，实现对管道保冷的双重保护。
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user: 2. 保冷材料的种类及结构性能特点 目前国内较理想的低温管道保冷材料主要有硬质聚氨酯泡沫PUR、聚异氰脲酸酯泡沫PIR、酚醛泡沫(PE)、聚苯乙烯(EPS)、橡胶(NBR)、泡沫玻璃(FG)、丁腈橡胶及二烯烃泡沫(LT + LTD)。保冷材料要结合工程当地情况与经济运行条件来综合选取。 LNG管道保冷材料主要的性能和要求包括：导热系数、防火性能、吸水及吸湿系能、抗水蒸气渗透性、线性收缩、工作温度适应性、机械强度、防止对奥氏体不锈钢应力腐蚀、健康与环保等。 泡沫塑料及其制品25℃时热导率应不大于0.044 W/(m∙K)，密度应不大于60 kg/m 3 ，吸水率不大于4%，并应具有阻燃性能，氧指数不应小于30%，硬质成型制品的抗压强度应不小于0.15 MPa。 泡沫橡塑制品0℃时的热导率应不大于0.036 W/(m∙K)，密度应不大于95 kg/m 3 ，真空吸水率不大于10%。 泡沫玻璃及其制品25℃时的热导率应不大于0.064 W/(m∙K)，密度应不大于180 kg/m 3 ，吸水率不大于0.5%。 根据石油化工设备和管道隔热技术规范中的规定，保冷应选用闭孔型材料及其制品，不宜选用纤维材料或其制品；保冷材料的含水率不大于1%。 在保冷的同时，并确保冷结构表面温度高于环境的露点温度，防止凝霜结冰破坏保冷结构；有机硬质成型制品抗压强度不应小于0.15 MPa，无机硬质成型制品不应小于0.30 MPa。 具有闭孔结构的泡沫塑料类材料和泡沫玻璃均具有良好的抗水蒸气渗透性，优先选用。保冷材料的最低使用温度应低于正常操作时的介质最低温度。保冷材料的防火性能应能满足国家现行标准的要求。优先选用单位综合经济效益高的材料或制品 [ 1 ] [ 2 ] 。减少保冷系统投产后的日常维护工程量，提高材料的在利用程度。
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user: 3. 低温管道保冷结构温度场数值模拟 LNG低温管道的保冷结构如图1所示，由内而外主要有：防锈层，粘接层，保冷层，防潮层以及外保护层。 LNG管道管内介质温度T 0 = −162℃，环境温度T a = 30.4˚，管材为0Cr18Ni9Ti的无缝钢管，管径为∮219 × 10，管道采用改性聚异氰脲酸酯(PIR)、泡沫玻璃双层保冷材料。 应用ANSYS软件对LNG低温管道结构进行稳态热分析，分析比较得到温度分布和管道径向热流率情况，验证LNG管道保冷材料及其保冷厚度的合理性。 模拟采用管道公称直径为219 mm的结构设计，经过合理的假设与简化。在保冷材料内表面施加温度载荷为−162℃，各层材料发生热传导；保冷材料外表面与外界空气发生热对流，空气的对流系数为25 W/(m 2 ∙k)；环境温度为30.4℃。管道外表面取第3类边界条件。 判别准则：管道保冷层外表面热流密度不大于25 W/m 2 ，采用平均热导率法计算出管道外壁热流密度在极高气温条件下大于25 W/m 2 。 由图2、图3、图4计算结果显示，管道总热通量由里到外逐渐减小，里侧值最大为32.04 W/m 2 ，外侧最小值为14.67 W/m 2 ，内层保冷材料外表面平均温度为1℃。保冷材料及厚度满足工程实际要求。
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user: 4. 保冷结构的施工工艺 高质量的保冷施工是提高LNG保冷效果的重要环节，因此在保冷施工过程中必须监管到位，要求安装队伍提供符合规范的保冷施工方案 [ 3 ] [ 4 ] ，并严格按照方案进行施工。 当采用一种绝热制品，保冷层厚度大于80 mm时，应分为两层或多层逐层施工，各层的厚度宜接近。 4.1. 直管段保冷施工 直管段采用成品保冷管壳，施工现场进行捆扎安装，保冷管壳之间的对接缝不应大于2 mm。 保冷施工时，同层应错缝，上下层应压缝，其搭接的长度宜不小于50 mm。当外层管壳绝热层采用粘胶带封缝时，可不错缝。 水平管道的纵向接缝位置，不得布置在管道垂直中心线45˚范围内 [ 5 ] 。当采用大管径的多块硬质成型绝热制品时，绝热层的纵向接缝位置，可不受此限制，但应偏离管道垂直中心线位置。 4.2. 弯头处保冷层施工 弯头部位保冷时，应先将直管段保冷完成后再进行弯头处保冷，将泡沫玻璃或聚氨酯加工成虾米腰形敷设，并摆到敷设位置进行试装，直到吻合为止 4.3. 阀门、法兰等特殊外形设备的保冷层施工 设备或管道上的法兰、阀门、人孔、手孔和管件等经常拆卸和检修部位的保冷，当介质温度较低或采用硬质、半硬质材料时，宜为内保冷层固定，外保护层宜为可拆卸式的保冷结构。 内层按阀体的圆柱表面采用规格近似的保冷成品管壳，经适当加工用进行固定，球面或不规则曲面部分采用小瓦块拼缝进行，施工时将保冷成品材料锯成大小适宜的小瓦块，并摆到敷设位置进行试装，发现不合适的地方再进行砍削加工，直到吻合为止。粘结时可用弹性橡胶带箍紧后再用镀锌铁丝捆扎。 图1. LNG管道保冷结构径向剖面图 图2. LNG管道温度分布图 图3. LNG管道热流量图 图4. 热通量矢量图 保冷层不应覆盖设备铭牌，可将铭牌周围的保冷材料切割成喇叭形开口，开口处应密封归整。 与人孔等盖式可拆卸式结构相邻位置上的绝热层，应做成45˚的斜坡。 设备或管道在法兰绝热断开处的绝热结构，应留出螺栓的拆卸距离。设备法兰的两侧均应留出3倍螺母厚度的距离；管道法兰螺母的一侧应留出3倍螺母厚度的距离，另一侧应留出螺栓长度加25 mm的距离。 4.4. 绝热管托保冷施工 为了减少管道、设备冷量传导，在管支架、直弯管段支撑等部位需要采用绝热支撑管托、管夹等。绝热管托的组成包括挡板、隔热材料和管托底板。挡板一般采用与管道材质相同的材料，其一侧与管道直接焊接，另一侧嵌在隔热材料中。隔热材料以前有采用木质结构的，现在一般采用HDPU (高密度聚氨酯)，隔热材料上部开槽与挡板榫接，下部与镀锌铁皮一次发泡固结。为了提高管托的绝热效果，加快施工进度，可以采用成品保冷管托(图5)。 4.5. 防潮层施工 1) 保冷层工序验收合格并办理隐蔽记录。 2) 在保冷层上刷一道沥青玛碲脂，立即缠绕一道玻璃布。缠绕玻璃布应均匀用力拉紧使之紧密无皱褶，压边应均匀，压边宽度为30~40 mm。玻璃布接头的搭接长度为100~150 mm。玻璃布缠绕完后，在其上面涂刷一道沥青玛碲脂，其浸透率应达到100%，即不得出现空白现象。待这层玛碲脂干后再刷一道，总厚度应达到5 mm。 3) 防潮层的玻璃布所有接头及层次应密实、连续，玛碲脂表面无漏刷和机械损伤。表面平整、无气泡、翘口、脱层、开裂等缺陷。 4.6. 金属防护层施工 1) 直管段金属保护层的下料要比防潮层的外围周长加长30~50 mm，环向和纵向搭接一端应压出凸筋。环向搭接不小于50 mm。 图5. 绝热管托结构图 2) 保护层应紧贴防潮层，弯头部位要做成虾米腰连接。 3) 弯头与直管段上的保护层搭接尺寸，保冷管道应为30~50 mm。搭接部位不得固定。 4) 水平管道的环向接缝应沿管道坡向搭向低处。纵向接缝布置在水平中心线上方15˚~45˚处，缝口朝下。当侧面或底部有障碍物时，纵向接缝可移至水平中心线上方60˚以内。 5) 管道金属保护层的接缝除环向活动缝外，应用抽芯铆钉固定，保冷管道也可用自攻螺丝固定。固定间距宜为200 mm，但每道缝不得少于4个。当金属保护层采用支撑环固定时钻孔应对准支撑环。 6) 金属保护层不得有松脱、翻边、豁口、翘缝和明显的凹坑，环向接缝应与管轴线垂直，纵向接缝与管道轴线保持平行。
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user: 5. 结论 采用有限元法对LNG管道保冷结构的数值模拟，根据LNG管道保冷热流密度的判别方法，验证保冷结构的合理性。归纳总结国内外管道保冷施工标准，列举了LNG管道保冷的施工方法及操作要点，提高了管道保冷的施工质量和施工技术水平。
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user: 摘 要 为了了解当前师范院校大学生积极和消极的学习心理状况，采用量表法对对157名的大学生进行了专业承诺和学习倦怠的状况及其关系的研究。结果表明，(1) 专业承诺水平均于中间值，情感承诺、规范承诺、继续承诺的水平高于理想承诺。学习倦怠水平较高，主要表现在行为不当因子上。(2) 男生的情感承诺和理想承诺显著高于女生。男生行为不当显著低于女生；(3) 大一的理想承诺显著高于大四的同学，大三学生在情绪低落显著低于大一大二学生；大一低成就感显著高于大二、大四，大二低成就感显著高于大三；(4) 文科学生的情绪低落、行为不当、低成就感显著低于理科学生。(5) 师范类型的学生在情绪低落、低成就感上显著高于非师范类学生，师范类的在情感承诺和理想承诺上均显著低于非师范类学生。(6) 情感承诺是当前大学生学习倦怠的最重要的预测变量，说明大学生对专业的理性认识不够。 关键词 :大学生，专业承诺，学习倦怠
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user: 1. 引言 1.1. 问题提出 近年来随着高校的进一步扩招，大学生的数量在剧增的同时各类问题也逐渐凸显，对大学大学生学习心理的研究也逐渐成为热点领域。专业承诺和学习倦怠是反映大学生积极和消极学习心理的两个重要的综合指标，了解当前大学生在这两个问题上的现状，对高校深化教学改革，提高教学质量具有重要的现实意义 专业承诺(professional commitment)的概念来自于组织承诺(organizational commitment)和职业承诺(career commitment)的研究。随着现代社会分工的进一步分化和深入，在现在的研究中逐步关注到专业承诺问题，Morrow和Wirth (1989)把专业承诺定义为“对某种专业的认同和卷入程度”。过去研究中，专业承诺的研究逐渐被限制在高度专业化的职业范围内，近些年对于没有进入职业领域前的大学生最初专业承诺状况的研究逐步起步。国内学者吴兰花(2005)根据承诺的概念，将大学生认同所学专业并全身心地学习该专业的态度定义为专业承诺，包含了四个基本维度：感情承诺、经济承诺、规范承诺和机会承诺(严瑜，2004)。 学习倦怠(learning burnout)的概念来自于职业倦怠(job burnout)的研究。目前关于职业倦怠的概念结构、理论模型及其测量工具的现有研究中，Maslach，Leiter (1997)所提出的三因子(即情绪枯竭(emotional exhaustion)、去个性化(depersonalization)和低成就感(reduced personal accomplishment))职业倦怠模型测量问卷(MBI)被认为是最科学、最简洁的、应用最广泛的研究工具之一。随着倦怠在工作领域的进一步研究，学生的学习倦怠研究也越来越受到重视，我国学者，杨丽娴，吴兰花(2005)认为：学习倦怠是指由于学习压力或缺乏学习兴趣而对学习感到厌倦的消极态和行为。国内外关于学习倦怠的界定和量化大都是借鉴职业倦怠的研究成果，但是职业情境和学习情境有很大的不同，针对此种现实差异国内对于大学生学习倦怠的研究主要集中于大学生学习倦怠的现状和影响因素上，研究发现大学生的学习倦怠状况不容乐观，其中行为不当得分最高，其次为情绪低落和低成就感(连榕等，2005；孙爱玲，2006)，且女生比男生感受到更多的学习倦怠和成就感降低(向晓蜜，2008)。 前人关于大学生专业承诺和学习倦怠的研究大都表明当前大学生的专业承诺水平不高，学习倦怠的水平较高，对于其关系的研究均表明专业承诺与学习倦怠之间存在着不同程度上的相关，专业承诺作为学习倦怠的一个影响因素，且情感承诺是大学生学习倦怠的重要预测变量并在其研究中表明师范院校学生专业承诺水平最低，且学习倦怠水平最高(连榕，杨丽娴，吴兰花，2005)，那么高等师范院校学生(以下简称“高师学生”)在学习倦怠与专业承诺的具体状况如何，对此的研究却凤毛麟角，然而师范院校的学生将来更多的会成为明天的教师，其培养质量决定着新教师的质量，本研究以云南某师范大学为例研究师范院校学生在专业承诺与学习倦怠上的状况和关系，为改进学校管理和教学提供研究论据本研究研究探讨学生在专业承诺与学习倦怠上的状况和关系。
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user: 2. 对象与方法 2.1. 研究对象 采用分层随机抽样，共抽取某师范院校170名在校大学生，收回有效问157份，有效率为92.35%。其中大一34人、大二40人、大三38人、大四45人；男生78人，女生79人；文科70人，理科87人；师范类80人，非师范类77人；出身于农村的108人，城镇的49人(由于农村城镇被试数量差异过大，没有很好平衡，故以下没有作为被试变量进行进一步统计分析)。 2.2. 研究工具 2.2.1. 大学生专业承诺调查量表 采用连榕等人(2005)编制的《大学生专业承诺调查量表》，该量表共27个测题，分为四个维度，即情感承诺、理想承诺，、规范承诺、继续承诺。采用从“完全不符合”到“完全符合”的5级记分。量表的Cronbach 系数为0.927，分半信度为0.831。每个项目与总量表之间的相关在0.360-0.873之间(p < 0.01)，四个分量表与总量表之间的相关为0.873、0.891、0.774、0.781 (p < 0.01)。验证性因素分析的各项指标在0.93~0.99之间，说明四个分量表的拟合较好。 2.2.2.大学生学业倦怠量表 采用连榕等人(2005)编制的《大学生学习倦怠量表》，该量表共20个测题，分为三个维度，即情绪低落、行为不当、成就感低。该量表采用从“完全不符合”到“完全符合”的5级记分。总量表的Cronbach系数为0.865，分半信度为0.880。每个项目与总量表之间的相关在0. 408~0.762之间(p < 0.01)，三个分量表与总量表之间的相关为0.914、0.799、0.704 (p < 0.01)。验证性因子分析的各项指标在0.87~0.91之间，具有较好的拟合模型。 2.3. 研究程序 采用问卷调查的形式进行研究，用SPSS for Windows 17.0进行数据处理。
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user: 4. 讨论 4.1. 大学生专业承诺和学习倦怠的总体状况 通过对大学生学习倦怠状况的总体情况的描述性数据分析发现，大学生的学习倦怠现象是普遍存在的(张传月，黄宗海，莫华善，2008)。在学习倦怠的因子上，其中行为不当的这一因子得分最高。说明在我校，还是普遍存在着学生学习积极性不高的问题，学生逃课、迟到、早退等不良学习行为很频繁。在对部分学生的访谈中，我们发现，学生参与课堂的几率很大程度上与老师点不点名相关，如果老师课前提醒点名则学生上课出勤率很高，反之则容易出现不良行为，学生学习的主动性不高。 另一方面，对学生专业承诺的总体情况的描述性数据中可以看出大学生的专业承诺水平居于中间，绝大部分的学生都处于中等承诺，较高承诺水平的学生很少，其中理想承诺的水平是最低的，其中也反映出大学生很少认为专业能发挥自己的特长，实现自己抱负(李永鑫，谭亚梅，2007)。大多学生都是抱着“干一行，爱一行”的学习态度，更看重的是自己的义务与该专业的外在背景，如工资待遇等，这也是造成学习主动性低的一个原因。 4.2. 大学生专业承诺和学习倦怠的性别差异 从以上数据分析显示大学生专业承诺上男女差异显著，且在情感承诺上男生显著高于女生，在理想承诺上也显著高于女生，规范承诺上女生显著高于男生；而在学习倦怠上，男女在行为不当因子上男生的状况显著好于女生，由此可以看出女生由于对于自己专业的学习更多的是出于一种义务性，而男生则更多的是想在该出于情感因素和自己特长相结合，相比女生出于外在动机而言，男生内在动机成分更多一些，在行为不当的出现上才表现出男生的情况好与女生(吴兰花，连榕，2005)。男生与女生的学习心理不同，男生的学习心理要更为积极一些，因此在学校教育中应对提高女生学习积极性进行一些针对性的政策。 4.3. 大学生专业承诺和学习倦怠的年级状况 大一学生的理想承诺显著高于大四学生，大三学生的情绪低落因子显著低于大一、大二的学生；成就感低因子上，则随着年级递增呈现递减的趋势，大一的成就感显著低于大二的学生，大二的低于大三的学生，大一的成就感显著低于大四的学生。大一新生刚进大学，对一切都充满着新奇，经历过高三的紧张学习进入大学，大学对于大一学生来说，是一个全新的体验，他们希望在大学有更高的成就，故会对专业有更高的要求，希望专业能发挥自己的潜能，实现自己的理想抱负，然而初到对大学，学习任务和方法改变，现实的学习状况让其很难适应，高期望与低成效的反差更容易产生低成就感。随着对大学学习生活的适应成就感也在逐步上升，低成就感在减退(段陆生，李永鑫，2008)。因此在教育中因做好大学与高中的衔接，开展心理辅导、职业生涯规划等让大一的同学正确认识自己，评价自己，并帮助其适应大学生活，做好自己的生涯规划。 4.4. 大学生专业倦怠和学习倦怠在学科性质上的状况 文科性质的学生在情绪低落、行为不当、低成就感因子上均显著高于理科的学生。这与连榕等(2006)的研究结果基本一致。一般而言，文科生比较多愁善高，不擅于自我开解，而理科生比较理智，看问题能从多方面进行考虑，不患得患失。另外文科性质的学科大多偏理论性，而文科学生的情感承诺，继续承诺水平均不高，而我校学生贫困生居多，在现实的基础上，对专业的承诺水平均不高，学习激情不高，较容易产生学习倦怠，因此，学校应该根据不同学科的特点安排有针对性的课程，研究以及职业培训等。 4.5. 大学生专业承诺和学习倦怠在学科类型上的状况 本研究对师范生与非师范生的研究表明非师范类型的学生在情感承诺和理想承诺上均显著高于师范类的学生。师范类的学生在情绪低落、成就感低和总倦怠程度上均显著高于师范类的学生。这在前人的研究中是没有这个维度的，但目前的师范院校大都是师范类型与非师范类型专业的组合，探讨在同一学校氛围的教育下不同学科类型的专业承诺与学习倦怠具有很高的指导意义。从本研究的研究中，可以得出非师范类型的学生由于在处于师范学校的背景下，接受这从事教师的素养培育，同时他们又可以有除教师职业外的其他选择，较师范类学生的就业范围广。其次在专业课程的设置上，非师范学生的类型更丰富。师范类的学生在学习倦怠上存在较高的倦怠水平，对于将来要成为教育新接班人的现实责任来说，将在很大程度上影响教育的发展，其作用不可小视，故因加深学生对于教师的认同，在专业课程设置上除了专业性之外也应加强实践的内容。 4.6. 大学生专业承诺和学习倦怠的关系状况 大学生情感承诺是大学生学习倦怠的最重要预测变量。这与连榕等(2006)的研究结果一致。可以说明：(1) 目前大学生专业承诺水平不高，且学习倦怠水平较高的问题关键在于许多大学对所学专业缺乏兴趣、热情不高、动力不足等。因此，给予学生更大的自主选择专业的空间，有利于提高大学生积极的学习心理。(2) 高校教学改革增加学生对所学专业的认同感，形成积极的职业动机，有利于减少大学生消极的学习心理。(3) 理想承诺(指能发挥自己的特长，有利于实现自己的理想和抱负等)对学习倦怠的预测不是最重要的因素，说明大学生对专业的理性认识还很不够，对专业的喜爱可能更多的是出于直接兴趣，因此，在高校开展职业生涯辅导是极为必要的。
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user: 5. 结论 (1) 大学生专业承诺水平均于中间值，情感承诺、规范承诺、继续承诺的水平高于理想承诺。 (2) 男生的情感承诺和理想承诺显著高于女生。男生行为不当显著低于女生；且学科类型和年级、性别在理想承诺上存在交互作用。男生的学习心理较女生更积极些。 (3) 大一的理想承诺显著高于大四的同学，大三学生在情绪低落因子上显著低于大一大二学生；大一低成就感显著高于大二、大四，大二低成就感显著高于大三；说明大一学生的学习适应造成的学习心理更消极。 (4) 文科学生的情绪低落、行为不当、低成就感显著低于理科学生。说明文科的学习心理更消极。 (5) 师范类型的学生在情绪低落、低成就感、总倦怠因子上显著高于非师范类学生，在专业承诺因子上，师范类的在情感承诺和理想承诺上均显著低于非师范类学生。说明师范类的学生学习心理更消极。 (6) 情感承诺是当前大学生学习倦怠的最重要的预测变量，说明大学生对专业的理性认识不够。
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user: 摘 要 根据输出轨迹点的运动与凸轮旋转同步的思路，给出并解决了按给定的轨迹曲线来设计凸轮–连杆组合机构的凸轮轮廓线的解析设计方法。通过实例对设计方法进行了验证。 关键词 :组合机构，凸轮机构
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user: 1. 前言 凸轮连杆组合机构是由连杆机构和凸轮机构按一定的工作要求组合而成。它兼有凸轮和连杆机构的特性，控制准确有效，结构紧凑。能够输出任意复杂的运动轨迹或者实现特定的要求 [ 1 ] 。凸轮连杆组合机构是一种正在快速发展应用的组合机构，能够实现整周回转，具良好的动力性能和运动的可靠性 [ 2 ] 。因此，连杆凸轮机构在轻工机械、纺织食品，特别是精度要求较高的标准零件制造，仪器仪表行业得到越来越广泛的应用 [ 3 ] 。现有文献中，对于凸轮连杆组合机构的设计研究并不多，文献 [ 4 ] 是在作图法的基础上来反求凸轮廓线的设计方法，具有局限性。在本文中，根据实际给定的，较为一般性的轨迹曲线要求(某编织机输出机构的运动轨迹可近似为为半椭圆和半圆组成的封闭曲线)，运用文献 [ 5 ] 中对于组合机构的分析方法来进行设计，更具有实际意义和一般性。
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user: 2. 机构综合 2.1. 机构分析 如图1所示凸轮–连杆组合机构是以凸轮、构件BCM、构件DEF和连杆CD为基础的。利用滚子摆动从动件凸轮机构来控制输入和输出运动间的关系，从而使M点输出给定的运动轨迹。从设计角度来讲，因轨迹已知，且A点坐标、E点坐标、杆CD的长度L CD ，杆DE的长度L DE ，杆CM的长度L CM ，杆EF的长度L EF ，可根据机构的总体布置由设计者预先确定，因此杆MB和杆AB(B点是属于凸轮上的点)组成第一个RRRⅡ级杆组(ABM)，杆CD和杆DE组成第二个RRRⅡ级杆组(EDC)。 图1. 凸轮–连杆组合机构运动起始位置 2.2. 设计方法 2.2.1. 确定尺寸 建立固定坐标系。要根据设计的实际需要来选择，坐标系XAY如图1中所示。根据总体需求及机构动力学性能，适当选取定点E的坐标(X E ，Y E )，杆CD的长度L CD ，杆DE的长度L DE ，杆CM的长度L CM ，杆EF的长度L EF ，杆BC的长度L BC ，杆DF的长度L DF 。 2.2.2. 建立已知轨迹的方程 固定坐标系XAY建立以后。此时M点在XAY中的轨迹就确定了。取合适起始点M 0 ，使M点按规定运动方式运动。将轨迹曲线任意分割成N个分点，每一分点对应一指针I，可得M点的轨迹坐标参数方程： (1) 其中： 。根据实际需要取定N，为了使设计更精确，N应足够大(可取凸轮廓线点数的10倍)。 在设计过程中，除了用到M点的轨迹坐标外，还用到M点的速度。对于所要设计的凸轮廓线，只要所实现M点的轨迹不变，其速度的大小和变化并不产生影响。为了简单起见，可令 ，得M点的速度为： (2) 2.2.3. 确定杆AB、BM杆的长度L AB 、L BM 在设计中，点A与点M的位置已知。让I = 1到N，步长为1进行循环，对于每一个I调用判断语句程序，可得到杆A点和M点间的最远距离(L AM ) max 和最近距离(L AM ) min ，以及相应的指针I max 和I min 。当L AM 分别处于(L AM ) max 和(L AM ) min 时，杆AB和BM分别为拉直共线和重迭共线位置。于是可得杆AB和杆BM的长度： (3) 2.2.4. 求凸轮在与其固连的动坐标系中的轨迹坐标 让I = 1到N且步长为10 (步长为10的目的是使得I避开I max 和I min ，以避免出现杆AB和杆MB两杆共线，无法进行运动分析的位置)进行循环。将杆AB和杆MB看成一个RRR Ⅱ级杆组进行分析。因为AB相当于曲柄，在运动过程中，杆AB和杆MB所组成的RRR Ⅱ级杆组装配模式会发生改变(如图2所示，实线A、B、M三点逆时针和虚线A、B、M三点顺时针在求解时是不同的装配模式)，装配模式的改变发生在AB和MB共线的两位置，即I分别是I min 和I max 两处。装配模式不一样，则运动分析时调用杆组的方式也就不一样，因此要进行判断。具体方法如下：设凸轮逆时针转动，在AB、MB的初始位置，A、B、M三点为逆时针布置(如图2中实线所示)。如果 ，A、B、M三点逆时针排列，则调用RRR(ABM)；如果 或 ，A、B、M三点顺时针排列，则调用RRR(MBA)。这样可求出AB、MB的位置及运动参数 、 和 、 。调用杆组子程序Link(MC)，求出C点在XAY坐标系中的坐标X C 、Y C 及运动参数V XC 、V YC 、A CX 、A CY 。调用RRR(EDC)，这样可求出ED、CD的位置及运动参数 、 和 、 。调用杆组子程序Link(CD)，Link(EF)，求出D点和F点在XAY 图2. 凸轮–连杆组合机构(虚线是旋转后的图形) 坐标系中的坐标X D 、Y D 、X F 、Y F 及运动参数V XD 、V YD 、A DX 、A DY 、V XF 、V YF 、A FX 、A FY 。令 (其中 为I = 0时杆AB的初始角度)。因动坐标系X 1 AY 1 与凸轮固连，则动坐标系X 1 AY 1 与定坐标系XAY之间的夹角为 。由坐标变换可得F点在X 1 AY 1 动坐标系中的坐标(即凸轮的理论廓线在定坐标系XAY中的坐标)： (4) 2.2.5. 求凸轮实际廓线的坐标X T 、Y T 滚子摆动件盘形凸轮的实际廓线是以理论廓线上各点为圆心，以滚子半径R r 为半径的圆族的包络线。因此，凸轮实际廓线在X 1 AY 1 坐标系中的坐标方程为 [ 6 ] ： (5) 若凸轮逆时针转动，则M = +1;否则M = −1。上面一组“−”、“+”号用于外包络线，下面一组“+”、“−”号用于内包络线。 式(5)中 和 的公式分别为： (6)
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user: 3. 实例 某编织机输出机构的运动轨迹可近似为为半椭圆和半圆组成的封闭曲线，建立如图1所示的固定直角坐标系XAY，M点的轨迹为：以O (30，120)为中心，a = 35 mm，b = 20 mm的上半椭圆和r = 35 mm的下半圆组成的封闭轨迹。A点的坐标(0， 0)、E点的坐标(80， 20)、L CM = 60、L CD = 80、L DE = 60、L EF = 40滚子半径R 0 = 10 mm。根据公式(3)可求得L AB = 27.9039 mm、L MB = 139.331，由公式(4) (5) (6)求得凸轮的理论廓线和实际廓线在动坐标系X 1 AY 1 里的坐标参数，求得的凸轮廓线如图2所示。以上计算求解过程中，如果凸轮廓线出现尖点，则需要调整杆长尺寸及连杆间的夹角，来达到设计要求。
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user: 4. 结论 本文运用了杆组装配模式发生改变的情况下来设计凸轮廓线的方法。介绍了按给定的较为一般性的轨迹曲线来设计凸轮–连杆组合机构的凸轮廓线的解析设计方法。该方法具有精度高、简便等优点，是凸轮–连杆组合机构设计的好方法。输出点运动是实际给定的较为一般性的轨迹曲线要求(某编织机输出机构的运动轨迹可近似为为半椭圆和半圆组成的封闭曲线)，更具有实际意义和一般性。
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user: 摘 要 以番薯叶为原料，采用超声波辅助提取精制多糖，通过高岭土、活性炭、过氧化氢设置各个量进行脱色反应，以及采用分光光度法测定脱色后的吸光度，计算脱色率。研究结果表明番薯叶在高岭土、活性炭、过氧化氢溶液中，在适宜条件下均有较好的脱色效果，其中，活性炭的脱色效果最好。 关键词 :番薯叶，高岭土，活性炭，过氧化氢，吸光度
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user: 1. 引言 番薯叶(sweet potato leaves)，有提高免疫力、止血、降糖、解毒、防治夜盲症等保健功能 [ 1 ] 。番薯叶可使肌肤变光滑，经常食用有预防便秘、保护视力的作用，还能保持皮肤细腻、延缓衰老。在欧美、日本、香港等地掀起一股“番薯叶热”。番薯是长寿保健食品，而番薯叶却被废弃或作为饲料。经研究发现番薯叶的蛋白质、维生素、矿物质元素含量极高 [ 2 ] 。 多糖(polysaccharide)是一类天然大分子化合物，由单糖基通过糖苷糖键连接而成，其性质不同于单糖，是除核酸和蛋白质以外的另一个重要的生命物质，具有调节细胞生长和衰老等多种复杂的功能。近年来，多糖作为抗氧化药物已得到了广泛的应用 [ 3 ] 。另外，随着分子生物化学的发展，人们对多糖的认识有了质的飞跃，意识到多糖是除核酸和蛋白质以外的另一个重要的生命物质，涉及到多细胞生命的全部时间与空间。以及有调节细胞生长与衰老等多种复杂的功能 [ 4 ] 。而色素会对多糖的提取造成一定的影响 [ 5 ] ，因此，研究如何更好地对番薯叶进行脱色十分重要。 本研究以高岭土、活性炭、过氧化氢为脱色剂，考察脱色时间、脱色温度、pH和用量及过氧化氢浓度等因素对多糖脱色效果的影响，为多糖的分离纯化和香菇的开发利用提供理论与实践依据。
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user: 2. 材料与方法 2.1. 材料 番薯叶，采自潮州社光村当地番薯叶种植户。 2.2. 主要试剂 无水乙醇、丙酮、正丁醇、石油醚、高岭土、30%过氧化氢、三羟甲基氨基甲烷(Tris)、醋酸、醋酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、铁氰化钾、三氯乙酸，均为国产分析纯。 2.3. 仪器与设备 722SP可见分光光度计(上海棱光科学仪器有限公司)； TDL80-2B型离心机(广州广一科学仪器有限公司)； KDM型调温电热套(山东省鄄城永兴仪器厂)； DJ-10A倾倒式粉碎机(上海定久中药机械制造有限公司)； 101-1A型数显电热鼓风干燥箱(上海协达计控设备公司通州医科仪器厂)； 玻璃仪器气流烘干器(巩义市予华仪器有限责任公司)； KS康氏振荡器(金坛市医疗仪器厂)； HH-2数显恒温水浴锅(国华电器有限公司)； 移液管、锥形瓶、振荡器、离心机、离心管、试管、容量瓶、碘量瓶若干。 2.4. 番薯叶多糖的制备 2.4.1. 预处理 原料番薯叶→电热鼓风干燥箱→倾倒式粉碎机→番薯叶粉末(过40目筛)。 10 g番薯叶粉末→索氏提取器→石油醚回流脱脂2次→无水乙醇回流脱脂2次(回流时间1 h/次，试剂用量60 ml/次)→烘干恒重(提取率为93.40%)。 2.4.2. 粗多糖的制备 [ 6 ] - [ 8 ] 碘量瓶(番薯叶粉末:蒸馏水质量比为1:5)→超声波清洗仪浸提20 min (温度60℃、超声波功率50%、料液比1:30)→减压抽滤→调温电热套(加热浓缩至1~2 ml)→趁热加入为浓缩液4倍体积的95%乙醇，置4℃冰箱过夜→离心收集其沉淀，沉淀物依次用无水乙醇、丙酮、洗涤→真空干燥。 2.4.3. 粗多糖精制 [ 9 ] - [ 15 ] 粗多糖用50 ml蒸馏水溶解，加入Sevage试剂脱蛋白(6%三氯乙酸)→振荡30 min，静置→加4倍量95%乙醇，置4℃冰箱过夜→离心收集沉淀，用95%乙醇、丙酮洗涤沉淀→真空干燥。 2.5. 最大吸收波长的测定及脱色率的计算 将粗多糖溶解，测定其最大吸收波长为344 nm，此时吸光度为0.422。实验中，采取计算脱色率的方法：
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user: 3. 番薯叶的脱色方法研究 3.1. 活性炭脱色法的工艺条件研究 3.1.1. 脱色温度对番薯叶多糖脱色效果的影响 分别取番薯叶多糖溶液10.0 mL置于五个碘量瓶中，每个碘量瓶各添加活性炭3 mg，在10℃，20℃，30℃，40℃，50℃条件下，恒温振荡脱色60 min，离心后取上清液，测定吸光度。 3.1.2. 活性炭用量对番薯叶多糖脱色效果的影响 分别取番薯叶多糖溶液10.0 mL置于五个碘量瓶中，各添加1 mg，2 mg，3 mg，4 mg，5 mg活性炭，在30℃下恒温振荡脱色40 min后，离心取上清液，测定吸光度。 3.1.3. 脱色时间对番薯叶多糖脱色效果的影响 分别取番薯叶多糖溶液10.0 mL置于五个碘量瓶中，每个碘量瓶加入3 mg活性炭，在30℃下，恒温振荡脱色15 min，30 min，45 min，60 min，75 min后，离心取上清液，测定吸光度。 3.1.4. 样液pH对番薯叶多糖脱色效果的影响 分别取番薯叶多糖溶液10.0 mL置于碘量瓶中，每个碘量瓶加入1.5 mg活性炭，调节溶液pH为3.70，4.60，7.00，7.80，10.00，在30℃恒温振荡脱色60 min后，离心取上清液，测定吸光度。 3.1.5. 活性炭脱色工艺的正交试验 在单因素试验的基础上，选取脱色温度、脱色时间、pH、活性炭用量4个单因素L9(3 4 )进行正交试验。将一定体积的番薯叶多糖提取液，按设定的比例加入活性炭，在对应温度下，水浴振荡，一定时间后，离心，在344 nm测定吸光度，计算脱色率(表1)。 Table 1 The decolorizing activated carbon influence factor 水平 A 活性炭用量(mg) B 时间(min) C 温度(℃) D pH值 1 2 30 30 3.70 2 3 60 20 4.60 3 4 45 40 7.00 表1. 活性炭脱色影响因素 3.2. 高岭土的脱色法工艺研究 3.2.1. 脱色温度对番薯叶多糖脱色效果的影响 分别取番薯叶多糖溶液10.0 mL置于五个碘量瓶中，每个碘量瓶各添加高岭土3 mg，分别在15℃，30℃，45℃，60℃，75℃条件下，恒温振荡脱色60 min，离心取上清液，测定吸光度。 3.2.2. 高岭土用量对番薯叶多糖脱色效果的影响 分别取番薯叶多糖溶液10.0 mL置于五个碘量瓶中，各添加1 mg，2 mg，3 mg，4 mg，5 mg高岭土，在30℃下恒温振荡脱色40 min后，离心取上清液，测定吸光度。 3.2.3. 脱色时间对番薯叶多糖脱色效果的影响 分别取番薯叶多糖溶液10.0 mL置于五个碘量瓶中，每个碘量瓶添加3 mg高岭土，在30℃下，恒温振荡脱色30 min，60 min，90 min，120 min，150 min后，离心取上清液，测定吸光度。 3.2.4. 样液pH对番薯叶多糖脱色效果的影响 分别取番薯叶多糖溶液10.0 mL置于碘量瓶中，每个碘量瓶添加3 mg高岭土，调节溶液pH分别为3.70，4.60，7.00，7.80，10.00，在30℃恒温振荡脱色40 min后，离心取上清液，测定吸光度。 3.2.5. 高岭土脱色工艺的正交试验 在单因素试验的基础上，选取脱色温度、脱色时间、pH、高岭土用量4个单因素L9(3 4 )进行正交试验，将一定体积的番薯叶多糖提取液，按设定的比例加入高岭土，在对应温度下，水浴振荡，一定时间后，离心，在344 nm测定吸光度，计算脱色率(表2)。 3.3. 过氧化氢的脱色法工艺研究 3.3.1. 脱色温度对番薯叶多糖脱色效果的影响 分别取番薯叶多糖溶液10.0 mL置于五个碘量瓶中，每个碘量瓶加入0.3 ml的过氧化氢，在20℃，30℃，40℃，50℃，60℃条件下，恒温振荡脱色60 min，离心取上清液，测定吸光度。 3.3.2. 过氧化氢浓度对番薯叶多糖脱色效果的影响 分别取番薯叶多糖溶液10.0 mL置于五个碘量瓶中，加入0.05 ml，0.10 ml，0.15 ml，0.20 ml，0.25 ml的30%过氧化氢，在30℃下恒温振荡脱色60 min后，离心取上清液，测定吸光度。 3.3.3. 脱色时间对番薯叶多糖脱色效果的影响 分别取番薯叶多糖溶液10.0 mL置于五个碘量瓶中，每个碘量瓶按0.15 ml加入30%过氧化氢，在30℃下，恒温振荡脱色2 h，3 h，4 h，5 h，6 h后，离心取上清液，测定吸光度。 3.3.4. 过氧化氢脱色工艺的正交试验 在单因素试验的基础上，选取脱色温度、脱色时间、过氧化氢用量4个单因素L9(3 4 )进行正交试验。 Table 2 Kaolin decolorizing influence factor 水平 A高岭土用量(mg) B时间(min) C温度(℃) D pH值 1 2 60 15 3.70 2 3 90 30 4.60 3 4 120 45 7.00 表2. 高岭土脱色影响因素 将一定体积的番薯叶多糖提取液，按设定的比例加入过氧化氢，在对应温度下，水浴振荡，一定时间后，离心，在344 nm测定吸光度，计算脱色率(表3)。
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user: 4. 结果与分析 4.1. 色素最大吸收波长的确定 由图1可知，色素在344 nm处有最大吸收峰，结合文献以及颜色观察，实验选定344 nm为检验脱色的吸光度。 4.2. 活性炭对番薯叶多糖的脱色效果 4.2.1. 脱色温度对番薯叶多糖脱色效果的影响 由图2可知，在20℃~40℃时，吸光度较低，脱色率较高，因此选择20℃、30℃、40℃进行正交实验。 4.2.2. 活性炭用量对番薯叶多糖脱色效果的影响 由图3可知，活性炭用量在3 mg~5 mg吸光度较低，脱色率较高，因此选择2 mg、3 mg、4 mg进行正交实验。 4.2.3. 脱色时间对番薯叶多糖脱色效果的影响 由图4可知，时间在30 min~60 min吸光度较低，脱色率较高，因此选择30 min、45 min、60 min进行正交实验。 4.2.4. 样液pH对番薯叶多糖脱色效果的影响 由图5可知，pH在3.70~7.00吸光度较低，脱色率较高，因此选择pH为3.70、4.60、7.00进行正交实验。 4.2.5. 活性炭脱色工艺的正交试验 本实验利用活性炭研究对番薯叶的脱色效果，在单因素试验的基础上，选取脱色温度、时间、pH以及用量4个单因素L9(34)进行正交试验，脱色率结果分析见表。 从表4的结果分析可知，各因素对活性炭脱色的影响顺序为C > D > A > B，即对活性炭影响的主次顺序为温度 > pH > 活性炭用量 > 时间；由此可确定最优水平为A2B2C3D1，此时温度40℃，时间为60 min，活性炭用量3 mg，pH 3.70。 4.3. 高岭土对番薯叶多糖的脱色效果 4.3.1. 脱色温度对番薯叶多糖脱色效果的影响 由图6可知，温度在15℃~45℃吸光度较低，脱色率较高，因此选择温度为15℃、30℃、45℃进行正交实验。 Table 3 Hydrogen peroxide bleaching influencing factor 水平 C 温度(℃) B 时间(h) A 过氧化氢的用量(ml) 1 40 3 0.05 2 50 4 0.10 3 60 5 0.15 表3. 过氧化氢脱色影响因素 Table 4 The orthogonal experimental results of active carbon decoloring rat 实验号 A 活性炭用量(mg) B 时间(min) C 温度(℃) D pH值 脱色率(%) 1 1 1 1 1 30.0 2 1 2 2 2 31.2 3 1 3 3 3 38.0 4 2 1 2 3 25.4 5 2 2 3 1 43.1 6 2 3 1 2 24.5 7 3 1 3 2 40.4 8 3 2 1 3 21.5 9 3 3 2 1 39.0 k1 33.067 31.933 25.333 37.367 k2 31.000 31.933 31.867 32.033 k3 33.633 33.833 40.500 28.300 R 2.633 1.900 15.167 9.067 表4. 活性炭脱色率正交实验结果 图1. 番薯叶多糖溶液不同波长对应的吸光度 图2. 不同温度下活性炭对番薯叶的脱色效果 图3. 活性炭不同用量对应番薯叶的脱色效果 图4. 不同时间活性炭对番薯叶的脱色效果 图5. 不同pH活性炭对番薯叶的脱色效果 图6. 不同温度高岭土对番薯叶的脱色效果 4.3.2. 用量对番薯叶多糖脱色效果的影响 由图7可知，高岭土用量在2 mg~3 mg吸光度较低，脱色率较高，因此选择用量为2 mg、3 mg、4 mg进行正交实验。 4.3.3. 脱色时间对番薯叶多糖脱色效果的影响 由图8知，时间在60~120 min吸光度较低，脱色率较高，因此选择时间为60 min、90 min、120 min进行正交实验。 4.3.4. 样液pH对番薯叶多糖脱色效果的影响 由图9可知，pH在3.70~7.00吸光度较低，脱色率较高，因此选择pH为3.70、4.60、7.00进行正交实验。 4.3.5. 高岭土脱色工艺的正交试验 本实验利用高岭土研究对番薯叶的脱色效果，在单因素试验的基础上，选取脱色温度、时间、pH以及用量4个单因素L9(3 4 )进行正交试验，脱色率结果分析见表。 从表5的结果分析可知，各因素对高岭土脱色的影响顺序为C > D > A > B，即对高岭土影响的主次顺序为温度 > pH > 高岭土用量 > 时间；由此可确定最优水平为A2B2C3D1，此时温度45℃，时间为90 min，高岭土用量3 mg，pH 3.70。 4.4. 过氧化氢对番薯叶多糖的脱色效果 4.4.1. 脱色温度对番薯叶多糖脱色效果的影响 由图10可知，温度在40℃~60℃吸光度较低，脱色率较高，因此选择温度为40℃、50℃、60℃进行正交实验。 4.4.2. 过氧化氢用量对番薯叶多糖脱色效果的影响 由图11可知，过氧化氢浓度在0.05 ml~0.15 ml吸光度较低，脱色率较高，因此选择过氧化氢用量为0.05 ml、0.10 ml、0.15 ml进行正交实验。 4.4.3. 脱色时间对番薯叶多糖脱色效果的影响 分别取番薯叶多糖溶液10.0 mL置于五个碘量瓶中，每个碘量瓶加入0.15 ml过氧化氢，在30℃下，分别恒温振荡脱色2 h，3 h，4 h，5 h，6 h后，离心取上清液，测定脱色率。 由图12可知，时间在3 h~5 h吸光度较低，脱色率较高，因此选择时间为3 h、4 h、5 h进行正交实验。 4.4.4. 过氧化氢脱色工艺的正交试验 本实验利用过氧化氢研究对番薯叶的脱色效果，在单因素试验的基础上，选取脱色温度、时间、pH以及用量4个单因素L9(3 4 )进行正交试验，脱色率结果分析见表。 从表6的分析结果可知，各因素对过氧化氢脱色效果的影响的顺序为A > C > B > D，即脱色温度 >过氧化氢浓度 > 时间 > pH；最优水平为A3B3C2D1，即温度50℃，时间5 h，过氧化氢用量为0.15 ml，pH 3.70。
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user: 5. 结论 本实验采用的是超声波浸提法，通过去离子水作为提取剂对番薯叶中的多糖进行提取。超声提取法具有提取时间短、提取率高、低温提取有利于热敏成分、成本低、污染较小等优点。 Table 5 The orthogonal experimental results of kaolin decolorization rat 实验号 A 高岭土用量(mg) B 时间(min) C 温度(℃) D pH值 脱色率(%) 1 1 1 1 1 28.5 2 1 2 2 2 32.4 3 1 3 3 3 37.6 4 2 1 2 3 25.4 5 2 2 3 1 43.0 6 2 3 1 2 26.0 7 3 1 3 2 41.0 8 3 2 1 3 22.4 9 3 3 2 1 40.1 k1 32.833 31.633 25.633 37.200 k2 31.467 32.600 32.633 33.133 k3 34.500 34.567 40.533 28.467 R 3.033 2.934 14.900 8.733 表5. 高岭土脱色率正交实验结果 Table 6 The orthogonal experimental results of hydrogen peroxide bleaching rat 实验号 A 过氧化氢的用量(ml) B 时间(h) C 温度(℃) D (pH值) 脱色率(%) 1 1 1 1 1 2.9 2 1 2 2 2 8.1 3 1 3 3 3 13.2 4 2 1 2 3 8.4 5 2 2 3 1 19.5 6 2 3 1 2 12.4 7 3 1 3 2 20.1 8 3 2 1 3 15.5 9 3 3 2 1 22.0 k1 8.067 10.467 10.267 14.800 k2 13.433 14.367 12.833 13.533 k3 19.200 15.867 17.600 12.367 R 11.133 5.400 7.333 2.433 表6. 过氧化氢脱色率正交实验结果 图7. 高岭土不同用量对番薯叶的脱色效果 图8. 不同时间高岭土对番薯叶的脱色效果 图9. 不同pH高岭土对番薯叶的脱色效果 图10. 不同温度高岭土对番薯叶的脱色效果 图11. 过氧化氢不同用量对番薯叶的脱色效果 图12. 不同时间过氧化氢对番薯叶的脱色效果 实验探究了活性炭、高岭土、过氧化氢脱除番薯叶多糖色素的适宜条件，在脱色时间、脱色温度、用量和pH量等单因素实验的基础上，设计4因素3水平的正交实验，实验结果经极差分析发现，活性炭的最佳脱色条件为：温度40℃，时间为60 min，活性炭用量3 mg，pH 3.70；高岭土的最佳脱色条件为：温度45℃，时间为90 min，高岭土用量3 mg，pH 3.70；过氧化氢的最佳脱色条件为：温度50℃，时间5 h，过氧化氢用量为0.15 ml。由于色素会对多糖的提取造成一定的影响，而在活性炭、高岭土、过氧化氢的处理下，脱色率均比较高，脱色效果好，其中，活性炭的脱色效果最好。因此，对以后番薯叶进行脱色具有理论上的指导作用。
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user: 摘 要 本文在介绍C型行波测距原理和数学形态学理论的基础上，根据脉冲信号在接地极线路上的传播特性，提出了一种基于数学形态学的C型行波故障测距方法，该方法首先对脉冲信号在线路上的传播过程进行模量分离，再根据形态学算法进行滤波，并利用梯度变换分离出正反向行波浪涌，不仅具有一定的抗干扰性，而且能准确地识别第一个反射脉冲到达测量点的时刻。通过PSCAD仿真验证和MATLAB图形处理表明，该方法是可行的，且有利于提高高压直流接地极引线故障测距的可靠性和准确性。 关键词 :直流接地极引线，数学形态学，脉冲信号，故障测距
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user: 1. 引言 高压直流接地极引线是整个直流输电系统中不可或缺的部分，实时监视与准确定位接地极引线上出现的故障可提高整个直流输电工程的安全稳定运行 [ 1 ] 。目前已有多种方法研究应用到接地极引线故障测距中，主要有电流差分法、阻抗法、行波法 [ 2 ] 。行波法由于不受线路参数分布不均匀、过渡电阻及故障类型等因素的影响，在实际工程中得到广泛应用，文献 [ 3 ] - [ 5 ] 对行波法中的A型和D型行波法及其组合方法进行了深入的研究。 C型行波故障测距方法已经在现有的直流接地极系统上得到应用，如兴安直流和楚穗直流等，但应用反馈信息显示，脉冲信号虽能够很好的反映线路的故障情况，但仍然受故障暂态行波以及系统故障发生震荡的干扰。在此基础上，本文提出了基于数学形态学的C型行波故障测距方法，结合了形态学滤波和梯度变换的优点，首先通过模量变换将脉冲信号分解为零模分量和线模分量，根据线模分量较零模分量具有稳定性高、衰减速度慢的特点，利用形态学滤波滤除脉冲反射信号线模分量中的干扰信号，采用双结构元素的形态学梯度变换分离脉冲信号的正反向行波浪涌，通过算法分别获取第一个正、反向行波梯度的时刻，计算得出故障距离。通过PSCAD仿真验证和MATLAB数据处理验证该方法，结果显示与理论分析一致，说明该方法具有实际应用性，有利于提高高压直流接地极引线故障测距的精度。
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user: 2. 高压直流接地极引线C型行波测距原理 2.1. C型行波测距原理 C型行波测距法，又称脉冲反射法 [ 6 ] ，其原理与A型单端行波测距法一样，如图1所示，不同之处在于，脉冲反射法不利用故障点产生的暂态行波，而是在故障后向接地极线路注入脉冲信号，脉冲信号在线路中传播遇到阻抗不匹配点会发生折反射，通过检测脉冲信号在发射点与故障点间往返的时间并根据脉冲的传播速度确定故障距离。 由测距原理的示意图可知，在中性母线M端安装脉冲发射装置，N端为接地极端，假设在线路F处发生故障，d MF 即为测量点到故障点的距离。 故障发生后在时刻 向线路注入宽度为 的脉冲信号，脉冲信号在线路中传播遇到故障点会发生反 射，脉冲反射波在时刻 到达测量点，两者之间的时间延迟为 ，故障距离为： (1) 式中， 为脉冲行波在接地极引线上的传播速度。文献 [ 7 ] 给出的参考线模分量的行波波速为 ~ ，本文取 。 2.2. 脉冲信号在直流接地极引线上的传播特性及模量分析 脉冲信号在接地极引线上传播时，脉冲信号在故障点、中性母线和接地极端发生折反射，其行波折反射过程如图2所示。 由图2可知，M端注入的脉冲信号传播到故障点后，一部分信号发生反射向M端传播，另一部分发生折射向接地极N端传播，到达中性母线M端和接地极N端的信号都会继续发生下一次反射和折射，直到信号衰减完。因脉冲反射法属于单端行波测距，在确定故障距离时，只需要脉冲信号的发射时刻以及第一次反射脉冲到达测量端的时刻，所以图中省略了对脉冲信号在两端后续的折反射情况的描述。 在直流接地极线路上传播的脉冲信号中包含零模和线模分量，采用正交变换矩阵对脉冲电压、电流进行变换，得到模量电压电流： (2) 图1. C型行波测距原理示意图 图2. 脉冲信号传播过程示意图 (3) 式中： 、 为零模电压、电流； 、 为线模电压、电流； 、 为线路始端测得的两线电压； 、 为线路始端测得的两线电流。 零模分量在传播过程中特性有所不同，零模分量在传播过程中会发生严重的衰减和畸变，且传播速度不稳定；线模分量的衰减和畸变程度较小，同时传播速度相对稳定 [ 7 ] 。因此，本文采用线模电压电流进行进一步的分析。
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user: 3. 基于数学形态学的测距算法 3.1. 基本理论 数学形态学始于于1964年，基本思想是利用一定形态的结构元素去量度和提取图像中的对应形状，进而对图像进行分析和识别 [ 8 ] 。应用形态学算法可简化图像数据，不改变图像的基本形状特点，并除去其中的干扰因素，属于非线性分析方法，对波形的处理仅在时域中进行，且算法只有加减法和取极值计算，因而处理后的信号不存在相位移和幅度衰减的问题，能够准确的显示波形的主要特征，并抑制非相关部分及噪声干扰信号。 腐蚀、膨胀、开启和闭合是数学形态学的最基本的四个运算，基于这四种运算可推导和组合各种数学形态学使用算法。 (1) 腐蚀、膨胀运算 腐蚀运算的实现基于数学形态学中填充结构元素的概念，这个填充过程则由一个基本的欧氏空间内的平移运算确定，因而集合 被集合 (结构元素)腐蚀的定义为： (4) 式中： 表示腐蚀运算， 表示子集关系。 膨胀是腐蚀的对偶运算，定义为补集的腐蚀，则集合 被集合 膨胀定义为： (5) 式中： 表示膨胀运算，A C 表示A的补集。 腐蚀是使得输出图像的像素值是输入图像邻域中的最小值，即去掉图像中小于结构元素的部分，将图像变小；膨胀的作用与腐蚀的作用恰恰相反，它将图像中小于结构元素孔洞或者图像边缘的凹槽部分填充，扩大了图像。 (2) 开、闭运算 电力系统中实际采样所得的电压、电流信号一般为一维信号，也称灰度图像。对灰度腐蚀和膨胀这两个基本算子的有序组合可构造二值开运算和二值闭运算。 二值开运算是对信号先腐蚀再膨胀的方法，定义为： (6) 式中： 表示开运算。 二值闭运算是开运算的对偶运算，采用对信号先膨胀再腐蚀的方法，定义为： (7) 式中： 表示闭运算。 开运算可以使信号轮廓光滑，并去掉毛刺和孤立点，锐化了角，本文利用开运算的这个特性取得信号中的奇异点。闭运算是通过填平信号小沟，弥合孔洞和裂缝的处理，使得谷底噪声在信号中滤除。通过选择结构元素的宽度和结构以及运算的不同组合可以达到滤波、消噪、边缘检测等不同目的。 3.2. 形态学滤波和梯度变化 [ 9 ] [ 10 ] (1) 形态学滤波 开闭运算共有的基本特性是低通特性，可通过组合构成不同的形态学滤波功能，其中结构元素的尺寸和形状要根据信号的特点来确定，进而对滤波效果和变换形式产生一定影响。 Marago定义的形态开-闭(Open-closing)滤波器和闭-开(Close-opening)滤波器如下： 开-闭滤波器： (8) 闭-开滤波器： (9) 形态学滤波算法对信号的处理仅在时域中完成，即对信号进行加减运算和取极值运算，其中的关键之处是选取合适的结构元素，进而取得最好的滤波效果。 (2) 形态学梯度变换 根据腐蚀和膨胀的低通特性，组合运算可以构成形态学梯度变换，公式为： (10) 形态学梯度变换作用于图像时可提取图像的边缘信息，而当其作用于电力信号时且选取扁平结构元素时能够取得信号的局部极大和极小值，其运算结果受结构元素的选取。 (3) 基于形态学滤波和梯度变换的测距原理 脉冲信号在发生故障的直流接地极线路上传播时，遇到波阻抗不连续点处发生反射、折射，在折反射过程中的脉冲波形的叠加会导致波形发生突变。形态学梯度变换能够明显感知电力信号中的突变点，以此为依据可辨别脉冲信号在遇到故障点后的脉冲信号突变点。 文献 [ 11 ] 在数学形态学滤波和梯度变换的基础上，提出的具有双结构元素的新的形态学梯度变换算法的定义如下： (11) (12) (13) 式中： 表示实际运用中被处理信号的定义域， 表示用于滤波的结构元素， 表示用于形态学梯度的结构元素。 该算法将形态学滤波和梯度变换相结合，不但能提取脉冲信号突变点的起始时刻或“上”、“下”边沿，同时能分辨反射脉冲信号的波头极性。根据脉冲初始信号和第一个反射脉冲行波的极性及其关系判断发生故障类型，同时根据算法获得第一个脉冲反射信号突变点的时刻，公式(14)是通过第一个正向脉冲行波计算故障距离，公式(15)是通过第一个反向脉冲行波计算障距离，通过公式(16)求取平均值获得最终故障距离，实现故障定位。 (14) (15) (16) 式中， 、 分别为第一个正、反向脉冲行波波头时刻。