DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 2. 行星轮系建模与刚体动力学仿真 2.1. 传动系统刚体模型建立 根据型号MG2500采煤机截割部的二维图纸在UG中建立行星轮系的三维实体模型，将模型进行适当的简化以减少仿真的计算时间，本文将齿轮上螺栓孔及齿轮内圈倒角去掉进行模型简化。在UG中保存为X_T文件并导入到ADAMS中 [ 2 ] ，仿真模型如图1所示。 2.2. 添加约束与接触 1) 添加约束 依据采煤机截割部行星轮系各齿轮和行星架的实际相对运动情况，对截割部传动系统的动力学仿真模型添加如下运动副：为行星齿轮、太阳轮、内齿圈添加相对于行星架的转动副，为内齿圈添加相对于地面的固定副 [ 3 ] 。 图1. 刚体动力学仿真模型 2) 添加接触 行星齿轮传动系统各齿轮间是通过接触传递力和发生相对运动的，分别在各齿轮之间添加接触 [ 4 ] ，接触参数见表1。 Table 1 Contact parameter 接触 接触体1 接触体2 接触刚度N/mm 碰撞力指数 接触1 一级太阳轮 一级行星轮1 2.2091e10 1.5 接触2 一级太阳轮 一级行星轮2 2.2091e10 1.5 接触3 一级太阳轮 一级行星轮3 2.2091e10 1.5 接触4 一级行星轮1 一级内齿圈 2.7617e10 1.5 接触5 一级行星轮2 一级内齿圈 2.7617e10 1.5 接触6 一级行星轮3 一级内齿圈 2.7617e10 1.5 接触7 二级太阳轮 二级行星轮1 2.3536e10 1.5 接触8 二级太阳轮 二级行星轮2 2.3536e10 1.5 接触9 二级太阳轮 二级行星轮3 2.3536e10 1.5 接触10 二级行星轮1 二级内齿圈 3.1621e10 1.5 接触11 二级行星轮2 二级内齿圈 3.1621e10 1.5 接触12 二级行星轮3 二级内齿圈 3.1621e10 1.5 表1. 接触参数 在ADAMS软件中选择冲击函数法计算接触力。接触力分解成两部分：一部分是相互切入而产生的弹力，另一部分是由于相对运动产生的阻尼力，其函数表达式为 [ 5 ]： i m p a c t ( x ， x ， x 1 ， K ， e ， c ， d ⋅ ) = { max ( 0 ， K ( x 1 − x ) e − s t e p ( x ， x 1 − d ， c ， x 1 ， 0 ) x ⋅ ) 0 x < x 1 x ≥ x 1 (1) 式中：x为两接触物体的初始距离，单位mm；x为两物体的相对速度，单位mm/s；x 1 为两物体之间的实际距离，单位mm；K为接触表面的刚度，单位N∙m −3/2 ；e为力的指数；c为两个物体表面接触过程中的阻尼系数，单位N/(s∙mm)；d为接触表面的临界相互渗透量，单位mm。 根据赫兹接触理论可以求解两个变半径的柱体碰撞问题，齿面接触的法向力P与变形δ之间的关系为 [ 6 ]： P = K ⋅ δ 3 / 2 (2) 式中刚度K与接触体的材料和形状有关，其关系为： { K = 4 3 R 1 / 2 E 1 R = 1 R 1 ± 1 R 2 1 E = ( 1 − μ 1 2 ) E 1 + ( 1 − μ 2 2 ) E 2 (3) 式中：μ 1 、μ 2 分别为两种不同材料的泊松比；E 1 、E 2 分别为两种材料的弹性模量；R 1 、R 2 分别为接触点的半径，按分度圆的半径计算，式中“+”用于外啮合；“−”用于内啮合。联立以上各式计算得到各行星齿轮接触刚度。 2.3. 添加驱动和负载 采煤机牵引部牵引电机的额定功率为1000 KW，电机在其额定功率下工作时，一级太阳轮的平均转速为3327˚/s、二级行星架输出的转矩为T 1 = 361，605.5 N/m，为了保证施加转速与转矩时传动系统能够平稳，利用STEP阶跃函数定义驱动和负载 [ 7 ] ，驱动添加于一级行轮系太阳轮为STEP (time， 0， 0， 0.1， 3327 d)，负载扭矩添加于行星轮系的二级行星架上：STEP (time， 0， 0， 0.1， −361605.5)。
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user: 3. 刚体动力学仿真结果及分析 3.1. 仿真模型验证 根据行星轮系传动比为：i 1 = 4.2、i 2 = 5，计算得到一级行星架转n 1 = 132.05 r/min，二级行星架转速n 2 = 26.41 r/min。 仿真分析得到的一、二级行星架的角速度如图2所示，与理论值接近 [ 2 ] ，验证了刚柔耦合动力学模型的正确性。 图2. 一、二级行星架角速度 3.2. 行星轮系齿轮啮合力分析 行星轮系齿轮都为直齿圆柱齿轮，在啮合过程中，直齿轮齿面的法向力F n 沿啮合线方向。法向力可以分解为径向力F r 和沿周向的圆周力F t 。由受力分析可得太阳轮作用于行星轮的切向力和内齿圈作用于行星轮的切向力是相等的 [ 8 ] 。行星齿轮的受力表达式为： T = 9549 P n F s r = 2000 T n p ⋅ d s (4) 式中：P，牵引电机功率，KW；n，为输入件转速；d s ，为太阳轮的分度圆直径；T为太阳轮传递的转矩；n p 为行星轮个数。 由式(4)和平均载荷计算出一级行星轮的受力为F s 1r1 = 182，629 N。二级行星轮的受力为F s 2r2 = 684，859 N。 根据力的分解原理，可以将啮合副上的切向力分解为x向力和y向力，如图3所示，则有： { F r 1 s 1 x = F r 1 s 1 sin ( ω t + α ) F r 1 s 1 y = F r 1 s 1 cos ( ω t + α ) (5) 式中：ω为系杆的角速度；α为相位角。 图3. 齿轮啮合受力图 行星轮系内部各组成部分的相对运动是通过各齿轮之间的啮合来实现的，在ADAMS软件中，使用接触算法计算得到各个齿轮啮合力 [ 9 ] ，通过后处理得到两级行星齿轮与太阳轮和内齿圈啮合力曲线，如图4、图5所示。 从图4和图5可以看出，各级太阳轮啮合力与理论计算所得结果近似；各级太阳轮在X、Y方向的啮合力呈周期性变化，且二者有90˚有相位相差。
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user: 4. 二级行星架瞬态动力学分析 4.1. 瞬态动力学模型建立 通过瞬态动力学分析可以得到二级行星架在瞬时变化载荷的作用下，其各个部位的应力应变响应 [ 10 ] ，分析结果用应力云图和应力时间历程曲线表示。 将二级行星架模型导入ANSYS，并且选用solid45四面体单元对二级行星架进行网格划分，在二级行星架的各铰接处利用mass21单元建立外部刚性节点并把该节点与圆孔周围的节点进行刚性耦合建立网状的刚性区域，并且在ANSYS输出二级行星架的模态中性文件(.mnf)，二级行星架有限元模型如图6(a)所示 [ 11 ] 。 在ADAMS中通过刚柔替换方法导入二级行星架柔性体文件，建立了行星轮系的刚柔耦合模型，如图6(b)所示。 图4. 一级行星齿轮与太阳轮啮合力曲线 图5. 二级行星齿轮与太阳轮啮合力曲线 图6. 二级行星架刚柔耦合模型 4.2. 对刚柔耦合模型添加驱动和负载 在LS-DYNA滚筒截割煤岩仿真 [ 5 ] ，得到截割部在工作中所受的负载扭矩，结果如图7所示；然后在ADAMS中进行截割部的刚柔耦合分析，提取ANSYS分析所需的载荷文件，进行二级行星架瞬态动力学分析 [ 12 ] 。 4.3. 仿真结果分析 在通用后处理中提取二级行星架等效应力云图来分析仿真结果。 图7. 负载扭矩曲线 由图8(a)、图8(b)应力云图可得：等效应力最大区域集中在二级行星架花键连接处，选取该处应力最大值点为Node17624，节点位置如图8(a)箭头位置。由图8(c)得到：该点应力最大值达到156 Mpa；其次是行星架花键轴一侧的侧板根部应力较大，应力值为145 Mpa。两处应力值均未超过材料许用应力，表明在二级行星架为安全。从应力最大值点的时间历程曲线图可以看出：应力值呈现出周期波动，极大值与极小值之差在100 Mpa左右，此位置在工作时承受较大的载荷波动。 图8. 二级行星架应力云图及时间历程曲线
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user: 5. 结论 本文利用ADAMS对行星轮系进行刚体动力学仿真，利用ANSYS软件对二级行星架做瞬态动力学分析。仿真结果表明各级太阳轮与行星齿轮在X方向与Y方向的啮合力呈周期性变化且相位相差90˚，从二级行星架应力云图和节点时间历程曲线可以看出二级行星架的花键连接处和二级行星架花键轴一侧的侧板根部为行星架应力较大位置，且应力呈周期性波动载荷。
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user: 摘 要 目的：对南沙参进行TLC (薄层色谱)鉴别并建立HPLC (高效液相)指纹图谱方法，为其质量控制提供专属性更好的测试方法。方法：TLC采用药典方法；HPLC色谱柱Thermo Acclaim TM 120 C 18 (4.6 × 250 mm， 5 μm)，流动相乙腈-0.5%磷酸水溶液，梯度洗脱，流速为1.0 mL/min，检测波长为203 nm，柱温30℃；采用中药色谱指纹图谱评价系统对不同批次样品进行相似度分析。结果：对9批药材进行了TLC鉴别和建立了9批药材HPLC指纹图谱，确定3个共有色谱峰，方法学验证结果符合指纹图谱相关要求。结论：该方法简单、可靠，可用于南沙参药材的鉴别和质量控制。 关键词 :南沙参，薄层色谱，HPLC指纹图谱，质量控制 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 南沙参为桔梗科植物轮叶沙参Adenophora tetraphylla (Thunb.) Fisch或沙参Adenophora stricta Miq.干燥根。春、秋二季采挖，除去须根，洗后趁鲜刮去粗皮，洗净，干燥。养阴清肺，益胃生津，化痰，益气。用于肺热燥咳，阴虚劳嗽，干咳痰黏，胃阴不足，食少呕吐，气阴不足，烦热口干 [ 1 ] 。现代研究证明，南沙参含有生物碱类、β-谷甾醇及其衍生物、三萜类、多糖类、磷脂类、糖苷类等多种活性成分，并具有免疫调节、抗辐射、抗衰老、清除自由基、保肝等多种药理作用 [ 2 ] 。截至目前，该药材收载于《中国药典》第1部(2015版) 244~245页，药材质量标准只有简单的薄层鉴别和浸出物测定，且关于南沙参栽培种植、资源调查、与其他沙参的鉴别比较、化学成分、药理作用的研究较多 [ 3 ] - [ 8 ] ，但南沙参指纹图谱的研究报道较少。为保证其质量的稳定性，加强资源利用与开发，本实验对9批次的南沙参药材，采用药典方法进行了TLC鉴别，并建立了HPLC指纹图谱研究，确定了3个共有色谱峰，建立了南沙参指纹图谱共有模式，为南沙参的质量控制及科学评价，提供试验依据。
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user: 2. 材料 南沙参，批号：160901、160902、161010、161011、170319，170320、170811，170812、171002购自云南宗顺生物有限公司，经云南省药物研究所邱斌高级工程师鉴定，标本保存于云南省药物研究所标本室；产地见表1；南沙参对照药材，中国食品药品检定研究院，批号121499-201605。蒲公英萜酮，中国食品药品检定研究院，批号112006-201702。 Table 1 Producing are 编号 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 产地 贵州 贵州 云南 云南 河北 河北 四川 四川 山东 批号 160901 160902 161010 161010 170319 170320 170811 170812 171002 表1. 产地表 Thermo UltiMate3000系列高效液相色谱仪(LPG-3400四元泵、WPS-3000 SL自动进样仪、TCC-3000柱温箱、DAD-3000二极管阵列检测器和Dionex Chromeleon工作站)；超声波清洗器SK8200 HP (上海科导超声仪器有限公司)；METTLER-TOLEDO AG-285型电子分析天平(METTLER-TOLEDO (上海)有限公司生产)；ZF-90多功能暗箱式紫外投射仪(上海宝山顾村电光仪器厂)；薄层色谱展开缸(上海信谊仪器厂)；青岛海洋普通G板(青岛海洋化工厂分厂)。 乙腈为色谱纯(Merck公司)；重蒸水(由Milli-Q纯水制备系统制备)，其他试剂为分析纯。
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user: 3. 实验过程 3.1. TLC鉴别 《中国药典》第1部(2015年版)南沙参【鉴别】项中采用了薄层色谱法，以蒲公英萜酮作为对照品进行南沙参的鉴别。本实验采用药典方法，对不同产地的南沙参进行了TLC鉴别。 3.1.1. 溶液制备 供试品溶液制备：取各产地药材粉末2 g，加入二氯甲烷60 mL，超声处理30分钟，滤过，滤液蒸干，残渣加二氯甲烷1 mL使溶解，作为供试品溶液。 对照品溶液制备：取蒲公英萜酮对照品，加二氯甲烷制成每1 mL含0.2 mg的溶液，作为对照品溶液。 对照药材溶液制备：南沙参对照药材2 g，同法(同供试品溶液制备方法)制成对照药材溶液。 3.1.2. 鉴别 照薄层色谱法(2015版中国药典通则0502)试验，吸取上述三种溶液各5 μL，分别点于同一硅胶G薄层板上，以正己烷–丙酮–甲酸(25:1:0.05)为展开剂，置用展开剂预饱和20分钟的展开缸内，展开，取出，晾干，喷以2%香草醛硫酸溶液，在105℃加热至斑点显色清晰。结果表明，供试品与对照药材在相应位置显示相同的斑点，如图1所示。 图1. 南沙参薄层色谱图 3.2. HPLC指纹图谱研究 3.2.1. 色谱条件 色谱柱为Thermo Acclaim TM 120 C 18 (4.6 × 250 mm，5 μm)，流速为1.0 ml/min，柱温为30℃，进样量为10 μl，检测波长为203 nm，梯度洗脱(A)乙腈-0.5%磷酸溶液(B) (见表2)，检测时间60 min。 Table 2 Mobile phase gradient mod 时间(min) 0 10 23 28 33 41 46 50 55 60 流动相A (%) 45 55 59 62 62 78 85 85 45 45 流动相B (%) 55 45 41 38 38 22 15 15 55 55 表2. 流动相梯度表 3.2.2. 供试品溶液的制备 取南沙参粉末(过五号筛)约2.0 g，精密称定，精密加入甲醇50 ml，称定重量，放置过夜，置80℃水浴上保持微沸1小时，放冷，滤过，浓缩至干，精密加入5 mL甲醇，摇匀，滤过，取续滤液，即得。 3.2.3. 方法学验证 1) 精密度试验 取同一份供试品(批号160901)溶液，在上述色谱条件下重复进样6次，记录指纹图谱。以3号峰为内参比峰，其它各个峰与其比较获得相对保留时间与相对峰面积。各色谱峰相对保留时间RSD小于0.35%，相对峰面积RSD小于3.00%，表明仪器精密度良好。 2) 稳定性试验 取同一份供试品(批号160901)溶液，在上述色谱条件下分别于0、2、4、8、24、48 h进样，记录指纹图谱。以3号峰为内参比峰，其它各个峰与其比较获得相对保留时间与相对峰面积。各主要色谱峰相对保留时间RSD小于0.45%，相对峰面积RSD小于2.15%，表明供试品溶液在48 h内基本稳定。 3) 重复性试验 取同一批供试品(批号160901) 6份，精密称定，按“3.2.2”项下方法制备供试品溶液，在上述色谱条件下进样，记录指纹图谱。以3号峰为内参比峰，其它各个峰与其比较获得相对保留时间与相对峰面积。各主要色谱峰相对保留时间RSD小于0.21%，相对峰面积RSD小于2.60%，表明供试品溶液的制备方法重复性良好。 3.2.4. 指纹图谱的建立及其相似度评价 1) 南沙参化学指纹图谱的建立 9批南沙参按“3.2.2”项下方法制备供试品溶液，各取10 μL分别进样，按确定的色谱条件进行HPLC分析，记录其指纹图谱。运用中国药典委员会“中药色谱指纹图谱相似度评价系统2004A版”对9批样品的指纹图谱进行分析，设定S1为参照图谱，进行多点校正，自动匹配，建立了南沙参药材指纹图谱，结果见图2，其中R为指纹图谱共有模式。共确定了3个共有峰。 2) 相似度评价 将9批样品色谱数据导入“中药色谱指纹图谱相似度评价系统”(2004A版)软件，以特征指纹图谱共有模式为对照，计算各批次样品的相似度。相似度可以体现不同批次样品间各成分在种类及其相对量上的整体相似程度。分析结果表明，不同批次南沙参药材指纹图谱相似度除S9批外均大于0.95，见表3，说明不同批次南沙参药材中化学成分相似度较高。 图2. 9批次南沙参药材HPLC指纹图谱 Table 3 Similarity evaluation results of 9 batches of medicinal material S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 对照指纹图谱 S1 1 1 0.978 0.976 0.984 0.979 0.984 0.979 0.889 0.984 S2 1 1 0.977 0.975 0.983 0.979 0.983 0.977 0.887 0.983 S3 0.978 0.977 1 1 0.97 0.958 0.97 0.964 0.877 0.97 S4 0.976 0.975 1 1 0.967 0.956 0.967 0.962 0.875 0.967 S5 0.984 0.983 0.97 0.967 1 0.99 1 0.993 0.903 1 S6 0.979 0.979 0.958 0.956 0.99 1 0.989 0.98 0.888 0.989 S7 0.984 0.983 0.97 0.967 1 0.989 1 0.993 0.903 1 S8 0.979 0.977 0.964 0.962 0.993 0.98 0.993 1 0.909 0.993 S9 0.889 0.887 0.877 0.875 0.903 0.888 0.903 0.909 1 0.903 对照指纹图谱 0.984 0.983 0.97 0.967 1 0.989 1 0.993 0.903 1 表3. 9批药材样品相似度评价结果
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user: 4. 讨论 TLC鉴别中参照药典方法进行9批南沙参检测，结果显示9批南沙参的斑点与对照药材斑点基本完全重合。在HPLC指纹图谱研究中，参照文献 [ 9 ] [ 10 ] 选择乙腈-0.5%磷酸为流动相；采用二极管阵列检测器在200~400 nm波长范围内进行三维图谱扫描，南沙参药材的主要峰的光谱图显示其最大吸收均为末端吸收，为了使各组分达到吸收强、干扰小的目的，检测波长选择在203 nm处；比较了不同温度25℃、30℃、35℃对南沙参化学成分的分离效果，结果表明，柱温在30℃条件下，主成分的峰能达到有效分离；考察了0.8 mL/min、1.0 mL/min、1.2 mL/min 3个流速对南沙参药材指纹图谱的影响，流速在1.0 mL/min时，指纹图谱基线平稳，各主成分峰之间的分离效果好，因此选择流速为1.0 mL/min；供试品溶液制备方法比较了回流和超声提取，结果表明回流提取的主成份峰的面积比回流提取大，且设备要求简单，方便。 应用国家药典委员会–中药指纹图谱相似度评价系统(2004A)软件对9批南沙参的共有峰进行确定，结果表明保留时间分别为32.397 min、45.747 min、50.750 min的三个色谱峰，在9批南沙参中均存在；9批南沙参的指纹图谱拟合图也对9批南沙参中的共有峰进行了标注，确定了三个色谱峰作为共有峰。不同批次南沙参药材指纹图谱相似度除S9批(0.90)外均大于0.95。从TLC检测和HPLC指纹图谱结果看出，不同产地南沙参化学成分有差异，但总体差异不大。我们建立的南沙参HPLC指纹图谱，可用于药材的质量控制，保证药品质量的均一和安全稳定。
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user: 摘 要 设计了一种新工艺对石脑油进行分离重组，用于生产优质重整及乙烯裂解原料。工艺包括预分馏塔和抽提蒸馏单元，抽提蒸馏原料为预分馏塔顶的轻馏分。以抽出油和预分馏塔底重组分作为重整原料，抽余油作为乙烯裂解装置原料。结果表明，最佳抽提溶剂的质量比为7:3的N-甲基吡咯烷酮、二苯甲烷复合溶剂。采用该溶剂对预分馏后石脑油轻组分进行抽提蒸馏小试实验，得到抽余油中链烷烃质量分数增至68.99%，较石脑油原料提高24.21个百分点，芳烃含量几乎为零，是优质的乙烯裂解装置原料；预分馏重组分和抽出油芳潜较石脑油原料分别增加5.7、6.5个百分点，二者混合后芳潜为57.5%，是较好的生产无苯清洁汽油或多产甲苯的重整原料。用Pro II软件对该工艺进行模拟，所得结果与实验结果基本吻合，并在此基础上优化了工艺参数，计算得工艺总能耗为20.86 MW。 关键词 :石脑油，抽提蒸馏，烷烃，环烷烃，芳烃 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 石脑油作为催化重整和裂解乙烯的主要原料，其组成对装置的经济效益起着举足轻重的作用。一般来说，原料芳烃潜含量高且馏程适中对重整有利；而链烷烃含量高，环烷烃及芳烃含量低则适合用于裂解乙烯。若能用简单的工艺首先将石脑油中链烷烃与环烷烃、芳烃分开，前者作为生产乙烯的原料，后者用作催化重整装置的原料，则可以充分利用日益紧缺的石脑油资源，提高经济效益。 石脑油馏分馏程范围较宽，一般精馏方法难以实现链烷烃和环烷烃、芳烃的分离。Pablo Navarro等 [ 1 ] [ 2 ] 考察了多种离子液体作为萃取剂，从石脑油原料中分离C 6 -C 8 芳烃，以降低乙烯裂解装置的操作费用，减小裂解炉尺寸。然而迄今为止，离子液体作为抽提溶剂用于芳烃分离尚未有大规模的工业应用。Ji-chang Liu等 [ 3 ] 对比了采用吸附工艺和液液萃取工艺分离石脑油中芳烃及环烷烃后其裂解产物乙烯、丙烯、丁二烯收率的变化，结果表明以N-甲基酮吡咯烷为萃取剂，抽余油裂解后的乙烯收率高于原料石脑油约4个百分点。崔德春等 [ 4 ] 探索了利用液相模拟移动床吸附分离优化石脑油原料质量的工艺，采用5A分子筛作为吸附剂。该方法设备复杂，投资费用高，需提高石脑油进料量约2倍。王达奇等人 [ 5 ] 采用溶剂抽提工艺对石脑油进行重组，获得链烷烃含量较高的抽余油和芳烃潜含量较高的抽出油，但抽余油中仍含有质量分数超过4%的芳烃。何琨等 [ 6 ] 提出了一种先抽提后乙烯裂解的工艺流程，并对新流程进行了技术经济性分析 [ 7 ] [ 8 ] 及设备大型化的研究 [ 9 ] 。还有研究者对如何前置芳烃抽提，优化乙烯裂解原料做了初步探索 [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] 。本课题通过溶剂筛选确定了复合溶剂，并设计了预分馏–抽提蒸馏工艺，探讨石脑油抽提生产优质重整及乙烯裂解原料的可行性。
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user: 2. 实验部分 2.1. 实验原料 以某炼油厂环烷基原油加工得到的直馏石脑油为原料，其组成见表1。 环丁砜溶剂为工业品，经过减压蒸馏提纯处理，其中水质量分数小于1.0%，其余试剂均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司生产。 Table 1 Naphtha compositio 组分 质量分数，% 合计，% 正构烷烃 异构烷烃 烯烃 环烷烃 芳烃 C5 0.55 0.07 0 0.40 0 1.02 C6 3.64 4.99 0 5.60 0.57 14.80 C7 4.25 6.16 0 12.49 2.00 24.90 C8 3.82 9.13 0 15.46 4.63 33.04 C9 2.59 5.76 0 11.51 1.69 21.55 C10 0.31 2.97 0 0.86 0.01 4.15 C11 0.02 0.11 0 0 0 0.13 表1. 石脑油原料组成 2.2. 实验方法 2.2.1. 溶剂筛选 通过测定链烷烃/环烷烃在不同溶剂中的相对挥发度来筛选溶剂。相对挥发度的测量采用液上气相色谱法，实验仪器用安捷伦公司的Agilent 7694E顶空分析仪，配套组成分析装置采用Agilent 6890N气相色谱仪。色谱柱为毛细柱，柱长30 m，内径0.25 mm，采用的固定液为改性的聚乙二醇(PEG20000)。检测器为FID氢焰检测器。 用称量的方法配制质量比为1:1的正庚烷/甲基环己烷溶液，按照一定的溶剂比(溶剂与原料的质量比)加入溶剂，充分混合均匀，取7 mL混合后溶液放入20 mL顶空瓶中，置于80℃顶空分析仪内使气液两相达到平衡，然后在没有明显干扰的情况下取样，用色谱分析两相组成 [ 13 ] 。相对挥发度α的计算式为： α Hep / MCH = y Hep / y MCH x Hep / x MCH (1) 式中下标MCH，Hep分别代表甲基环己烷、正庚烷；x为液相摩尔分数，y为气相摩尔分数。 2.2.2. 连续式预分馏–抽提蒸馏实验 小型实验装置包括预分馏塔、抽提蒸馏塔和溶剂回收塔3个单元操作，均采用连续操作的方式，工艺流程示意见图1，塔结构参数见表2。石脑油原料在预分馏塔进行切割，塔顶得到的C 5 -C 7 轻馏分作为抽提原料预热至一定温度后进入抽提蒸馏塔中部，贫溶剂预热至一定温度后进入抽提蒸馏塔上部。汽液两相在塔内连续接触进行传热传质，经多级平衡，芳烃和环烷烃主要富集在液相从塔底排出，塔顶采出富含链烷烃的抽余油，经冷凝冷却后，送出装置作为裂解装置原料。从抽提蒸馏塔塔底抽出的富溶剂送入溶剂回收塔，塔顶蒸出物经冷凝冷却后，抽出物部分回流入塔内，部分送出装置作为重整装置的原料，塔底采出的贫溶剂循环使用。本次小试实验所采用的抽提蒸馏塔及回收塔均为常压操作，原料及溶剂流量由计量泵控制，塔顶回流比由JHK-2型精馏塔回流比控制仪自动控制，贫溶剂入塔温度通过精密温度控制仪调节，溶剂预热器加热量自动控制。预分馏塔塔顶、塔底产品，抽出油，抽余油分析均采用高弹性石英毛细管柱PONA，固定液为甲基硅油，由中国石化石油化工科学研究院研制。 Table 2 Parameters of the column 项目 预分馏塔 抽提蒸馏塔 回收塔 材质 玻璃 玻璃 玻璃 塔径/mm 30 30 40 理论板数 60 60 30 填料类型 三角填料 三角填料 三角填料 表2. 塔结构参数 图1. 预分馏–抽提蒸馏工艺流程示意图
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user: 4. 结论 1) 系统测定了四种单一溶剂及八种复合溶剂对石脑油链烷烃、环烷烃的选择性，确定了最佳溶剂为质量比7:3的N-甲基吡咯烷酮和二苯甲烷的复合溶剂。 2) 设计了石脑油预分馏–抽提蒸馏生产芳烃和优质乙烯原料的组合工艺流程。小试实验结果表明，通过预分馏–抽提蒸馏工艺，每处理100 t石脑油原料，可为重整单元提供82 t原料，其中预分馏重组分64 t，抽提蒸馏抽出油18 t，两股料混合后芳潜为57.5%，较石脑油原料提高5.9个百分点，特别适合作为多产甲苯或无苯清洁汽油的重整原料。为乙烯装置提供18 t裂解原料，其中链烷烃质量分数为68.99%，较原料提高了24.21个百分点，芳烃含量基本为0，是乙烯裂解的优质原料。 3) 利用PRO II软件对石脑油预分馏–抽提蒸馏流程进行模拟，所得结果与实验结果基本吻合，并得到优化后的操作参数：预分馏塔切割率为0.36，回流比为1.0；抽提蒸馏塔溶剂比及塔顶拔出率分别为5.0、0.5，工艺总能量消耗为20.86 MW。
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user: 摘 要 虽有大量研究关注社交媒体，但通过媒介依赖理论，实证研究社交媒体用户线上线下社交行为的研究很少，而用户通过使用社交媒体不断满足自身的社交需求，对社交媒体产生依赖，进而会影响用户线上和线下行为。因此，本文根据媒介依赖理论，选取社交媒体最流行的三类主题：时事话题、体育竞技话题和动漫游戏话题，建立社交媒体依赖度对用户线上参与以及线下交流的影响模型，提出研究假设，通过问卷星平台共收集220份有效问卷，采用SPSS25和Amos25对问卷数据进行分析和实证研究。研究结果表明：1) 社交媒体依赖度对时事话题、体育竞技话题和动漫游戏话题的线上参与有直接正向影响；2) 社交媒体依赖度对时事话题的线下交流有直接正向影响；3) 体育竞技话题和动漫游戏话题的线上参与对线下交流均有显著正向影响；4) 社交媒体依赖度对体育竞技话题和动漫游戏话题的线下交流均无显著影响；5) 时事话题的线上参与对线下交流无显著影响。由此，为社交媒体的发展提供策略指导。 关键词 :媒介依赖理论，社交媒体依赖度，线上参与，线下交流 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 社交媒体是互联网上基于用户关系的内容生产与交换平台，作为给予用户极大参与空间的新型在线媒体，以人际关系为中心的社交媒体具有以下特征 [ 1 ] ：1) 参与。社交媒体可以激发感兴趣的人主动地贡献和反馈，模糊了媒体和受众之间的界限；2) 交流。内容在社交媒体和用户之间双向传播，形成了一种交流；3) 社区化。在社交媒体中人们可以很快地形成一个社区，并以共同感兴趣的内容为话题，进行充分的交流；4) 连通性。社交媒体具有强大的连通性，通过链接，将多种媒体融合到一起。因此，社交媒体营造的虚拟社区和真实生活交织在一起，用户社交圈不断放大，拓展了用户在互联网上获取信息的种类、范围和渠道，成为互联网时代不可或缺的重要组成。 目前有大量研究关注社交媒体用户的线上行为，但很少有研究涉及到社交媒体对用户线下行为的影响，而社交媒体作为一个互联网社区，用户作为一个社交角色参与，由此形成用户网络必然会对用户线下的人际交流产生影响 [ 2 ] [ 3 ]。因此，本文根据媒介依赖理论和社交媒体相关研究文献，提出研究社交媒体使用的理论模型，通过问卷设计收集实证数据，系统研究社交媒体依赖对用户线上参与线下交流行为的影响，为社交媒体的发展提供策略指导。
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user: 2. 文献综述 2.1. 媒介依赖理论 媒介是现代社会结构的一个重要部分，与个人、群体、组织和其他社会系统具有相互关系。媒介系 统被看作是一个信息系统，因此，媒介依赖理论重点研究媒介系统对稀缺信息资源所产生的依赖及其影响。媒介依赖理论的基本假设是：一种新的媒介在社会中成熟时候，人与媒介之间会产生一种依赖关系，这种依赖关系具有双向性，较强的一方是媒介，其从传播内容方面控制着人，人越是希望接收到传播内容，这种依赖关系越强 [ 4 ]。由此，媒介依赖理论结合了心理分析与社会系统理论，并且第一次将受众作为传播交流过程中的积极部分。 在媒介依赖理论中，影响人们对媒介依赖程度的因素有个人目标、个人环境和社会环境。个人目标的不同常常反映出所处的环境不同，个人不仅受到媒介所提供信息的影响，同时还受到从社会环境接受的信息影响 [ 5 ]。 随着社交媒体的迅速发展，开始使用媒介依赖理论研究受众对社交媒体的依赖度 [ 6 ] [ 7 ]。例如，研究发现在信息不确定的状况下，媒介依赖的程度会提高，印证了媒介依赖理论中信息不确定与媒介依赖之间的关系 [ 8 ] ；也有研究使用媒介依赖理论分析社交应用成瘾，研究社交媒介依赖度与人际满意度和自尊之间的关系 [ 9 ] [ 10 ]。因此，可以将媒介依赖理论引入社交媒体研究。目前通过媒介依赖(MSD)理论，实证研究社交媒体用户线上参与线下交流行为的研究尚缺乏。 2.2. 社交媒体使用的相关研究 目前存在各种类型的社交媒体，例如，开放的社交媒体和相对封闭的社交媒体。关于社交媒体使用的影响研究很多，研究侧重点在于对用户线上行为的影响，包括：社交媒体对用户的心理、人际关系、行为决策、社会资本和消费习惯的影响研究。其中，对社交媒体用户心理影响的研究，以“使用与满足”为研究背景，研究社交媒体使用与孤独感、认同感之间的关系，从而试图揭示用户使用社交平台的动机及其作用 [ 11 ] ；对社交媒体用户社会资本的研究，将社会资本划分为纽带式社会资本和桥梁式社会资本，通过分析社交媒体的传播特征，探讨关系传播对用户社会网络和人际关系的影响，以及伴随的社会资本变化 [ 12 ] ；涉及社交媒体的用户行为决策研究，着重探讨用户的社交活跃行为和购买决策机制的关系，实证研究决定用户活跃行为的心智模式及其环境因素，从而为提升用户活跃度和电商的设计提供指导 [ 13 ]。 每一个体对社交媒体的使用不同，社交媒体对用户的影响也不同，并且用户通过社交媒体可以满足自身的社交需求，由此形成对社交网络平台产生依赖，进而影响用户社交行为 [ 3 ]。但目前国内外关于使用媒介依赖理论对社交媒体的实证研究，尚未深入探讨社交媒体的依赖度对用户线上参与线下交流行为的影响，此外，如何评价或度量用户对社交媒体的使用是关键问题，但目前可行的社交媒体依赖度测量研究很少 [ 3 ]。因此，本文将基于媒介依赖理论，结合社交媒体特征，构建社交媒体依赖度对用户使用行为的影响关系模型，提出研究假设，实证研究社交媒体依赖度对用户线上参与及线下交流行为的影响。
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user: 3. 研究模型与假设 3.1. 研究模型 以媒介依赖理论为基础，社交媒体依赖度可以定义为感知社交媒体有助于实现日常工作和生活一系列关键目标的程度，结合社交媒体中用户线上参与及线下交流行为特征，选取社交媒体最流行的三类主题：时事话题、体育竞技话题和动漫游戏话题 [ 15 ]。将时事话题、体育竞技话题和动漫游戏话题的选择作为个人对社交媒体的选择性接触，构建社交媒体依赖度对这三类话题的线上参与和线下交流的影响模型，如图1所示，提出社交媒体依赖度分别对用户线上参与和线下交流产生直接影响的假设，以及社交媒体依赖度经由用户线上参与对线下交流产生间接影响的假设。 图1. 社交媒体依赖度影响模型 3.2. 研究假设 3.2.1. 社交媒体依赖度 根据媒介依赖理论，个人对媒介依赖有三种结果 [ 15 ] ：选择性接触、接触程度和后接触交流。 选择性接触包括了对内容呈现的形式、途径选择以及程度选择，因此本文将时事话题、体育竞技话题和动漫游戏话题，目前社交媒体最流行的这三类主题 [ 15 ] ，作为个人对社交媒体的选择性接触。 接触程度是用户接收某些特定信息的专注程度，这与用户与媒介内容的参与积极性有关，因此本文将时事话题线上参与、体育竞技话题线上参与和动漫游戏话题的线上参与各种互动的程度，例如：发布，共享，评论或回复，作为用户对社交媒体的接触程度。 后接触交流则是用户在接收媒介信息之后就相关话题亲自与其他人进行交谈，例如：团体/组织、朋友和家人，因此本文将时事话题、体育竞技话题和动漫游戏话题的线下交流谈论作为用户对社交媒体的后接触交流。 研究表明社交媒体对接触程度和后接触交流是否产生影响，取决于社交媒体依赖度，仅当用户的媒介依赖性增加时，用户与媒介的接触和后接触才会增加，而增加接触之后会引起更多的媒介内容投入，从而实现用户使用社交媒体的动机 [ 16 ]。 由此，本文提出以下假设。 H1a：社交媒体依赖度正向影响时事类话题的线上参与。 H1b：社交媒体依赖度正向影响体育竞技话题的线上参与。 H1c：社交媒体依赖度正向影响动漫游戏话题的线上参与。 H2a：社交媒体依赖度正向影响时事类话题的线下交流。 H2b：社交媒体依赖度正向影响体育竞技话题的线下交流。 H2c：社交媒体依赖度正向影响动漫游戏话题的线下交流。 3.2.2. 社交媒体用户线上参与 研究表明，媒介依赖的接触程度会影响到用户与他人交流获取信息的意愿性，从而影响用户的后接触交流程度 [ 17 ] [ 18 ] ，因此，时事话题、体育竞技话题和动漫游戏话题的线上参与程度越高，越有可能在线下与他人交流同类话题的相关内容。由此，提出以下假设。 H3a：时事类话题的线上参与正向影响线下交流。 H3b：体育竞技话题的线上参与正向影响线下交流。 H3c：动漫游戏话题的线上参与正向影响线下交流。
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user: 5. 总结 5.1. 研究结论 用户通过社交媒体使用，实现自身的社交动机，从而对社交媒体产生依赖，进而影响用户线上线下社交行为，但现有研究通过媒介依赖理论，实证研究社交媒体用户线上和线下社交行为的研究很少，因此，本研究基于媒介依赖理论中关于个人对媒介依赖的选择性接触、接触程度和后接触交流三种结果，结合社交媒体特征，建立社交媒体依赖度对用户线上和线下社交行为的影响模型，将时事话题、体育竞技话题和动漫游戏话题的选择作为个人对社交媒体的选择性接触，将这三类话题的线上接触参与程度作为用户对社交媒体的接触程度，将这三类话题的线下后接触交流作为用户对社交媒体的后接触交流。从了解动机、定位动机和表达动机三方面测度社交媒体依赖度，从线上参与行为和线下交流行为，分别测度用户线上接触参与程度和线下后接触交流的程度，提出研究假设，通过问卷设计与收集，采用SPSS25和AMOS25进行数据分析，检验研究假设。 实证研究结果表明：1) 社交媒体依赖度对时事话题、体育竞技话题和动漫游戏话题的线上参与均有直接正向影响；2) 社交媒体依赖度对时事话题的线下交流有直接正向影响；3) 体育竞技话题和动漫游戏话题的线上参与对线下交流均有显著正向影响；由此，社交媒体依赖度对体育竞技话题和动漫游戏话题的线下后接触交流均产生间接影响；4) 社交媒体依赖度对体育竞技话题和动漫游戏话题的线下交流无显著影响；5) 时事话题的线上参与对线下交流无显著影响。 5.2. 实践意义 首先，社交媒体依赖度的测度有助于理解不同用户对社交媒体的依赖程度，由此分析用户感兴趣的社交媒体内容及其程度，为社交媒体内容推荐提供有价值的参考信息。 其次，由于社交媒体依赖度对时事话题的线上参与和线下交流均有直接正向影响，而时事话题的线上参与对线下交流无显著影响，因此，针对时事类主题，一方面可以通过加强社交媒体的社交功能促进用户线上接触参与程度，另一方面可以通过向用户及时提供相关资讯信息增加用户线下交流讨论。 第三，由于社交媒体依赖度对体育竞技话题和动漫游戏话题的线上参与有直接正向影响，对体育竞技话题和动漫游戏话题的线下后接触交流讨论无影响，而体育竞技话题和动漫游戏话题的线上参与均对线下交流有显著正向影响，因此，针对体育竞技话题和游戏动漫话题，一方面，可以通过加强社交媒体的社交功能促进用户线上接触参与程度，例如：推荐兴趣类似的交流对象和交流内容，另一方面，可以考虑通过线上与线下结合的方法，延伸用户的线下交友圈，扩展用户的社会资本，在直接推进用户线下交流讨论的基础上，提高社交媒体依赖度对体育竞技话题和动漫游戏话题线下后接触交流的间接影响。 5.3. 研究不足与研究展望 本研究存在一些不足之处，第一，本文从了解动机、定位动机和表达动机，三个方面测度社交媒体依赖度，采用线上参与方式、参与范围和参与频率3个指标，测度线上参与程度；采用线下交流对象、交流范围和交流频率3个指标，测度线下交流程度，问卷指标有待完善；第二，本文将时事话题、体育竞技话题和动漫游戏话题作为个人对社交媒体的选择性接触，其他类型的话题是需要进一步研究的方向；第三，增加用户行为的影响因素，例如：用户习惯差异和地域，修正理论研究模型，也是需要进一步研究的方向。
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user: 摘 要 目前，检测水下大气泡群特征的主要方法是用数字图像处理技术处理高速摄像机采集到的气泡群图像。本文针对高速摄像机采集到的斜上方投光的水下小孔气泡群图像，研究了基于改进分水岭算法的气泡群图像分割和基于区域生长算法的气泡群特征检测方法，解决了图像中粘连、重叠气泡的分割及特征检测，较常用的阈值分割方法检测气泡群特征更准确；同时，解决了斜上方投光拍摄的气泡群图像噪声多、气泡亮度不均匀造成的传统分水岭算法产生过度分割的问题。 关键词 :航海技术与装备工程，气泡图像分割，分水岭，区域生长 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 舰船气泡尾流场是尾流自导鱼雷追踪、打击舰船的主要检测目标，因此尾流消隐技术对提高舰船的隐身性能具有重大意义。人工大气泡消泡法是舰船尾流消隐的重要方法，即向尾流区释放人工生成的毫米级大气泡群(下文简称为大气泡群)，利用大气泡对微小尾流气泡的聚并、携带作用实现气泡尾流场的消隐。生成可控的大气泡群是人工大气泡消泡法的关键，需要充分研究消泡装置生成大气泡群的规律，因此要对水下大气泡群的数量、尺度、形态等特征进行检测。 目前检测水下大气泡群特征的主要方法是利用高速摄像机采集气泡图像，再用数字图像处理的方法从图像中提取出气泡群特征。一般用于水下气泡特征检测的方法有边缘检测、阈值分割、基于模型的检测以及分水岭分割。边缘检测和阈值分割对于气泡与背景对比度高的背投光条件下拍摄的气泡图像有较好的检测效果，但对气泡与背景对比度较低、噪声较多的侧投光和顶部投光图像无法准确地检测出气泡群特征，而且阈值分割对于气泡独立的气泡群图像而言有较好地分割效果，但对于存在大量气泡粘连、重叠的气泡群图像分割效果较差；基于模型的检测主要有Hough变换和Snake活动轮廓 [ 1 ] ，但毫米级的大气泡在水中会因形变而产生不规则形状，因此该方法不适用 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] ；为了避免经典分水岭算法应用于气泡群图像时的过度分割问题、适应不同实验条件下拍摄的气泡群图像，国内外学者研究了多种改进的分水岭分割方法，但到目前为止还没有一种通用于所有气泡群图像的分水岭分割，需要根据具体的图像情况做一定的改进 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] 。另外，目前的文献中大多只研究了如何将气泡与背景、气泡与粘连气泡分割出来，但对于分割后如何统计气泡的数量和尺寸分布没有详细的研究。 在实验室条件下搭建水下小孔气泡群图像采集系统(如图1)，空气压缩机产生的空气流入直径10 mm的导气管，经导气管末端0.7 mm的小孔排入水中生成气泡群，用GOPRO BLACK6高速摄像机在气泡群侧面采集气泡群图像，空气流量5.0 SLM，高速摄像机拍摄帧率为240帧/s。本文针对上述条件下采集到的斜上方投光的水下小孔气泡群图像，用预处理滤波、图像增强以及前背景标记的方法对传统分水岭算法进行改进，对气泡群进行分割和计数，并用区域生长算法提取气泡群的尺寸分布信息。结果表明本文研究的气泡群图像分割及特征检测算法能够较准确地对斜上方投光的水下小孔气泡群图像进行分割及特征检测。
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user: 2. 传统分水岭分割算法 传统分水岭算法基于三维地形学的思想，将图像根据其像素灰度值大小转化成“地形图”，根据类比思想的不同分为“模拟泛洪法”和“模拟降水法”两种方法。 图1. 实验装置示意图 1) 模拟泛洪法 如图2所示的一幅灰度图转换而成的地形图，灰度值的大小对应地形的高低。假设在每个地形低洼处的最低点打一个洞，让水通过洞从低到高向上浸没，不同区域的水会在边缘处汇集，若在各区域水面汇集处建起水坝阻隔水的汇集，这片地形就被分成了不同区域，这些区域在分水岭算法中叫做汇水盆地，水坝连成的线就对应分水岭的分割线，也就是分割结果 [ 10 ] 。 图2. 模拟泛洪法原理示意图 2) 模拟降水法 模拟降水法原理示意图如图3所示，假设雨水落在地形表面顺着山势向下流动。落在山脊的水滴会等概率地流入周围区域；如果两滴落在不同位置的水滴最终流入同一个局部最低点，则这两滴水最初降落的位置属于同一个区域。最终，水滴降落在其上能流到相同局部最低点的表面形成一个分割区域，山脊就是分割线 [ 10 ] 。 分水岭分割算法能够对微弱边缘有较好地响应，能够精细地分割图像，同时能够对粘连目标进行分割。但是分水岭分割算法对图像中的噪声非常敏感，因为噪声会严重恶化梯度图像使分水岭分割出的边缘产生偏移；同时，图像中的噪声、纹理等细节会形成很多局部最小值，导致过度分割。图4(a)~(b)分别是气泡群图像原图及传统分水岭算法的分割结果，可见传统分水岭算法运用到斜上方投光的气泡群图像中会产生严重的过度分割现象。针对传统分水岭算法的弱点，本文基于预处理滤波、图像增强和前背景标记的方法对传统分水岭算法进行了改进。 图3. 模拟降水法原理示意图 图4. 气泡群原图及传统分水岭分割；(a) 气泡群原图，(b) 传统分水岭分割结果
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user: 3. 改进的分水岭算法 传统分水岭分割算法的误差主要由图像中的噪声引起，因此本文采用预处理滤波和图像增强的方法来抑制图像噪声、突出目标气泡；同时引入前景标记和背景标记，将气泡与背景及微小噪声区别开来，使改进后的分水岭分割更准确。 1) 预处理滤波 原始拍摄图像由于气泡及水中微小杂质对光线的散射等原因存在较大噪声，为了降低图像中的噪声，需要对图像进行滤波处理。传统的平滑滤波器在抑制噪声的同时也会模糊图像的边缘信息，而气泡的边缘信息是分割图像的主要依据，因此，本文采用一种改进的平滑滤波器，即保持边缘滤波器。 保持边缘滤波器的原理为，在待处理像素周围的n ×n板块中，选择k个与待处理像素的灰度值之差最小的像素，用这k个像素的灰度值均值作为待处理像素的灰度值。如图5，取待处理像素为中心的3 × 3板块(图中灰色区域)，在板块里的9个像素中，求与待处理像素灰度值之差最小的5个像素的灰度值的均值，作为待处理像素的灰度值(图中，与待处理像素灰度值之差最小的5个像素的灰度值分别为114，111，107，124，100；均值为111，于是待处理像素灰度值由114变为111)。 图5. 保持边缘滤波器原理示意图 保持边缘滤波器在抑制高斯噪声和椒盐噪声的同时，由于不会出现两个区域信息的混叠平均，对图像目标及目标边缘的清晰度保持程度较传统的平滑滤波器有明显提高 [ 11 ] 。滤波前后的灰度图像如图6(a)~(b)所示，可见用这种保持边缘滤波的方法在滤除噪声的同时能较好地保持边缘清晰度。 图6. 改进分水岭分割算法各步骤结果；(a) 滤波前气泡群图像，(b) 滤波后气泡群图像，(c) 均衡化后气泡群图像，(d) 重建后气泡群图像，(e) 前景标记，(f) 背景标记，(g) 梯度幅值图像，(h) 改进的分水岭分割结果 2) 灰度均衡 为了增大目标气泡与背景的对比度，弱化噪声，使后续分割更准确，对滤波后的灰度图像进行灰度均衡化处理，将图像的灰度扩展至0~255范围。将图像各像素的灰度值按照式(1)映射成新的灰度值，映射不改变像素灰度值的相对大小，但是会增大灰度的对比度。灰度均衡化前后的图像如图6(c)所示。 f ( x ， y ) = f 0 ( x ， y ) 2 max ( f 0 ( x ， y ) 2 ) × 255 (1) 3) 标记前景对象 为了避免噪声引起的过度分割，只对气泡区域进行分割，对图像中的前景目标(即气泡)进行标记。注意到气泡是图像中的局部高亮区域，因此可用标记灰度图像中的局部最大值的方法来做前景标记。图像中的残留噪声有可能会被标记，同时气泡本身亮度的不均匀容易导致同一个气泡检测出多个局部最大值，造成重复标记。为了避免上述影响后续分割准确性的问题，使用形态学重建的方法对灰度均衡化后的图像进行清理，接连使用形态学中基于开的重建和基于闭的重建，对重建后的图像求补，形态学重建后图像如图6(d)所示，可见形态学重建可以均匀气泡灰度，消除气泡周边由于散射光线产生的细小突刺以及图像噪声，在每个气泡内部创建灰度的单位极大值，突出气泡中心的高亮区域，为后续用检测局部最大值的方法标记气泡奠定基础。 在重建后的气泡图像上检测局部最大值，检测出的局部最大值图像是二值图像，对它进行形态学闭操作，以将局部最大值之间细微的断点连接上，进一步杜绝同一个气泡检测出多个局部最大值的情况，接着用形态学腐蚀操作来清理标记连通域的边缘毛刺并收缩标记连通域，得到最终的局部最大值标记结果。图6(e)为局部最大值图像叠加到原图像的比对图，可见通过局部最大值可较准确地标记前景气泡。 4) 标记背景对象 背景对象就是图像中除气泡外的黑色区域，在较准确地前景标记的前提下，不需要背景标记非常接近目标对象的边缘，可以通过计算背景骨架影响范围来做背景标记。本文先用Canny边缘检测器对重建后的图像进行边缘检测，用形态学闭操作将间断的边缘连接起来，接着对检测出的边缘进行孔洞填充，得到一个将气泡区域与背景区域区别开来的二值图像，对二值图像进行距离变换，用变换后图像的分水岭脊线作为背景标记，为了更好地观察背景标记的情况，将背景标记叠加到上述二值图像上，如图6(f)。 5) 分水岭分割 分水岭算法一般是对原图像的梯度图像进行分割，而梯度图像的局部最小值就对应“地形图”中的局部最低点。为了防止残留噪声产生的局部最小值影响分割结果，用前景标记与背景标记对梯度图像进行形态学重建，使梯度图像只在前景标记和背景标记不为零的时候有局部最小值，修改后的梯度幅值图像如图6(g)。对修改后的梯度幅值图像进行分水岭分割得到气泡分割图像，为了验证上述分割算法的准确性，将分割出的气泡边界叠加到气泡群原图像上，检验分割边界与原图像气泡边界的吻合度，如图6(h)，可见对比图4(b)传统分水岭算法的分割结果，本文研究的改进分水岭分割算法较好地解决了过度分割问题，能够较准确地对实验室条件下的斜上方投光水下小孔气泡群图像进行分割。
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user: 4. 气泡群特征检测 对气泡群图像进行分割后，就可以根据分割结果进行气泡数量和尺寸分布的特征检测了。图6(e)中已对图像中的气泡进行了标记，统计标记图像中非零连通域的数量，就可得到图像中的气泡数量，图6(e)中气泡数量为286个。 本文采用基于边界的区域生长算法对气泡尺寸分布进行检测。基于边界的区域生长算法的原理为，在分水岭分割提取出的边界图像中，在每个区域内部标记一个种子像素，本文选取的种子像素为前景标记图像中气泡高亮连通域中任意一个像素，从这个种子出发向周围扩展该种子的连通域并统计每个连通域的像素大小，直至扩展碰到边界为止，此时由该种子扩展出的直至边界的连通域就是一个气泡，该连通域的像素大小就是气泡的像素大小。给每个连通域赋予不同的灰度值显示出来，可以观察用基于边界的区域生长分割出的气泡群图像的分割结果，如图7所示。用式(2)计算出气泡的等效像素直径，为气泡的等效直径，为气泡的像素面积。 d 0 = 4 S π (2) 图7. 基于边界的区域生长算法分割结果 检测除了气泡的像素大小，要计算其实际大小，需要对图像的像素大小进行校正。高速摄像机拍摄到的原始图像中包含实验装置中的直径10 mm导气管，用边缘检测方法检测出导气管的像素直径为77 pixels，那么图像的像素比例为1 pixel = 0.13 mm。从而可得到图像中气泡群的尺寸分布如图8所示，气泡等效直径大致成正态分布，等效直径集中在0~1.5 mm，平均直径为1.099 mm。 图8. 气泡群尺寸分布
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user: 5. 总结与展望 本文针对高速摄像机采集到的斜上方投光的水下小孔气泡群图像，研究了基于改进分水岭算法的气泡群图像分割和基于区域生长算法的气泡群特征检测方法，将分割结果与原图像比对，结果表明本文研究的算法能够对气泡群图像进行较准确地气泡群分割，解决了图像中粘连、重叠气泡的分割及特征检测，较常用的阈值分割方法检测气泡群特征更准确；同时，引入预处理滤波、图像增强和前背景标记对传统分水岭算法进行改进，解决了斜上方投光拍摄的气泡群图像噪声多、气泡亮度不均匀造成的传统分水岭算法产生过度分割的问题。 本文改进的分水岭分割算法能够较准确地对毫米级气泡群图像进行分割，但分割的准确度依赖于背景标记过程中Canny边缘检测的阈值，对于不同的气泡图像要设置相适应的阈值，自适应能力仍有不足，未来将对算法进一步改进，使算法能够自动确定气泡群图像Canny边缘检测的阈值，提高算法的自适应能力和智能程度。
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user: 摘 要 连城蒋屋地下热水水量大，水温高，是优质的理疗热矿水，本文就该区地热资源开采后对水环境条件的影响进行综合评价，认为该区热水资源开发利用科学、合理，将带来良好的社会、经济和环境效益。 关键词 :地下热水，开发利用，资源评价 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 连城县蒋屋地热分布于文亨镇汤头村南部的汤头溪两岸的阶地上，以上升泉形式出露，1996年观测泉水流量8.0 L/S，水温70℃ [ 1 ] ，属低温地热资源的热水类型 [ 2 ] 。连城县天一旅游发展公司利用地热资源建设“温泉度假村”，科学、合理地开发利用地热资源，取得了良好的社会、经济和环境效益。 地热是宝贵的可再生清洁能源，目前国内在地热资源开发利用中往往存在“重开发、轻保护”的现象，本文运用循环经济理论，就连城蒋屋地热资源开采后对地质、环境和资源综合利用等方面进行综合评价，提出地热资源保护的具体措施。
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user: 2. 地热资源概况 2.1. 地下热水赋存条件 蒋屋热田处于永梅拗陷带东部次一级龙(岩)漳(平)复式向斜(即大田–龙岩)拗陷带南部。地热区西北部为白垩系崇安组(K 2 C)砂砾岩、东部为燕山早期侵入中粗粒黑云母花岗岩(γ 5 2(3)C )。NNE向F 1 压扭性深大断裂为导热构造，NEE向F 2 张性断裂为导水构造。地热储(赋)水层为中粗粒黑云母花岗岩中的构造破碎带，呈NEE向条带状分布，盖层为风化–半风化的花岗岩，破碎带走向NEE 65˚~80˚，倾向NNW，倾角80˚，宽30~50 m，热异常区面积约4250 m 2 ，规模较小(见图1)。据钻孔揭露：地热含水层埋深60~75 m，原水头高度+1.8 m左右，为带状构造裂隙承压水。二条断裂交汇处，岩石破碎，节理裂隙发育，为地下热水赋存、富集和运移提供了空间，地热含水层富水性强、水量丰富，钻孔单位涌水量3.85~6.22 L/s∙m。 图1. 连城蒋屋地热地温场分布图(1/10，000) 地热区为低山丘陵地貌区，地下热水主要接受大气降水补给，汤头溪东部山区为补给区，大气降水沿F2断裂下渗补给，运移至F1断层交汇处时，接受深部热源加温、形成热水后沿断裂破碎带上升至地表低洼处，以上升泉形式出露地表，故汤头溪两侧为排泄区。地下热水受构造断裂带控制，具承压水性，补给区较远，补给源丰富，其水位、流量和水质动态较稳定，一般不受本地降雨影响。 2.2. 允许开采热水量 考虑带状裂隙含水层富水极不均一的特殊性，2016年资源量核实时，采用群孔抽水试验法(ZK01和ZK02孔同时抽水，孔距12 m，可视为一大井)，确定本区允许开采热水量为3610 m 3 /d，平均水温 66.5 ℃ ，主孔水位降深8.58 m，求得年开采地热流体可利用的热能量：Wt = 8134 KW，属小型地热区。 2.3. 地热流体质量评价 本区地下热水补给迳流远，交替、循环作用强烈，水文地球化学作用以溶滤形式为主，化学成分主要来源于循环途径中岩石的矿物成分。水质检监测成果表明：本区地下热水无色、透明、无嗅、略具硫磺味，水质类型为HCO 3 -Na型，PH值8.20~8.51，呈弱碱性；矿化度198.8 mg/L；氟离子10.86 mg/L；偏硅酸96.4 g/L；硫化氢1.15 mg/L，命名为“硅水、氟水”，是优质的理疗热矿水 [ 3 ] 。 热水中氟等含量超过饮用水卫生标准，不能饮用；流体腐蚀性系数K k = −2.72；且K k + 0.0503Ca 2+ = −2.25，腐蚀性系数均<0，为非腐蚀性水；地热流体锅垢总量Ho = 132.5 mg/L，属锅垢少的地热流体，在水温下降的情况下，在管道中会产生一定沉淀结垢现象。