期刊,光谱学与光谱分析 2024年卷6期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

光谱学与光谱分析

主　　编：高松

出版周期：月刊

国际刊号：1000-0593

电子邮箱：chngpxygpfx@vip.sina.com

电　　话：010-62181070

邮政编码：100081

地　　址：北京市海淀区学院南路76号钢铁研究总院

光谱学与光谱分析/Journal Spectroscopy and Spectral AnalysisCSCD北大核心CSTPCDEISCI

查看更多>>本刊系中国光学学会会刊，由钢铁研究总院、中国科学院物理研究所、北京大学、清华大学联合承办的学术性刊物。刊登主要内容：激光光谱测量、红外、拉曼、紫外、可见光谱、发射光谱、吸收光谱、X-射线荧光光谱、激光显微光谱、光谱化学分析、国内外光谱化学分析最新进展、开创性研究论文、学科发展前沿和最新进展、综合评述、研究简报、问题讨论、书刊评述。本刊适用于冶金、地质、机械、环境保护、国防、天文、医药、农林、化学化工、进出口商检等各领域的科学研究单位、高等院校、光谱仪器制造厂家、从事光谱学与光谱分析的研究人员、高等院校有关专业教师和研究生、有关专业管理干部。《光谱学与光谱分析》为我国首批自然科学核心期刊，中国科协优秀科技期刊，中国科协择优支持基础性、高科技学术期刊，是中国科技论文、中国科学引文数据库、中物理文摘、中国学术期刊文摘的统计源刊，被国外的SCI，AA，CA，EI，MEDLINE，AJ等文献结构收录。

正式出版

收录年代

基于粒子群-支持向量机算法的激光诱导击穿光谱钢铁快速检测与分类

曾庆栋陈光辉李文鑫孟久灵...

1559-1565页

查看更多>>摘要：钢铁是国民经济中的支柱性产业,由于受生产技术的限制,我国钢铁产品主要集中为质量参差不齐的中低端产品,废品率较高,易造成资源浪费和环境污染.因此,钢铁产品的快速检测与鉴别分类,对保护环境以及提高钢铁资源的回收利用率有着重要意义.利用激光诱导击穿光谱技术(LIBS)进行10种钢铁样品光谱数据的快速采集,并采用支持向量机(SVM)算法对其数据进行学习建模,得到钢铁快速分类模型.然而,由于不同钢铁样品的光谱数据特征是复杂且相似的,导致设置的模型参数也会对SVM模型的分类结果有着较大的影响.为了实现对不同牌号钢铁合金的快速检测分类,实验中采用粒子群算法(PSO)与网格寻优法两种不同方法来优化模型参数,并分别选取样品中6种微量元素(Mn、Cr、Cu、V、Mo、Ti)的17条特征谱线,和经主成分分析法(PCA)对全谱数据降维提取得到的前17个主成分作为模型的输入,建立PSO-SVM、PSO-PCA-SVM、PCA-SVM和SVM四种分类模型.实验结果表明,相比于精度最高的PCA-SVM模型的优化时间(257.84 s),PSO-SVM模型优化时间最短(11.5 s),且识别精度可达96.67％,与PCA-SVM模型的精度(97.5％)几乎相当.该结果表明LIBS结合PSO-SVM算法可实现快速的钢铁检测与分类,该方法为钢铁产品的快速检测与分类提供了一种新的解决途径.

关键词：

激光诱导击穿光谱支持向量机粒子群算法钢铁分类

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《光谱学与光谱分析》期刊社决定采用ScholarOne Manuscripts在线投稿审稿系统

《光谱学与光谱分析》期刊社

1565页

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基于密度泛函理论的灭蝇胺分子的表面增强拉曼光谱特性

李长明顾一凡张红臣宋少忠...

1566-1570页

查看更多>>摘要：灭蝇胺是一种白色结晶粉末状的应用于各种瓜果类、茄果类、豆类及多种叶菜类农业生产中的昆虫杀虫剂,广泛应用农业生产等领域.灭蝇胺的大量使用对生态环境有极强的破坏性,危害人类身体健康.因此,对蔬菜农业生产过程中的灭蝇胺农药残留的快速检测技术的需求十分迫切.表面增强拉曼光谱技术(SERS)具有高灵敏度、高准确度以及样品准备简单等优点,已经成为农药残留检测领域的热点研究技术;密度泛函理论(DFT)可用于分子结构与性质的理论模拟及拉曼光谱的计算.基于密度泛函理论对引入金纳米团簇基底灭蝇胺分子的表面增强拉曼光谱进行计算,采用Multiwfn软件结合VMD软件探究了灭蝇胺分子表面静电势分布,基于B3LYP/6-31++G(d,p)基组对结合4个Au原子团簇形成的灭蝇胺—金纳米团簇复合物采用B3LYP方法,对灭蝇胺分子中与Au纳米团簇可能配位的原子使用6-31++G(d,p)基组,Au原子团簇使用LANL2DZ赝式基组,进行灭蝇胺—金纳米团簇复合物的结构优化与表面增强拉曼光谱计算,获得灭蝇胺分子的拉曼散射光谱和灭蝇胺分子与Au4聚体吸附的表面增强拉曼光谱,并进行特征峰指认和比较.由分子静电势分布可知,Au纳米团簇可能与灭蝇胺分子中的N1、N3和N5原子位置处形成配位,与C6H10N6分子形成C6H10N6-4Au纳米团簇化合物.计算对比分析了 N1、N3和N5原子配位形成的C6H10N6-4Au的拉曼光谱,由于Au原子团簇的侵入,Au原子团簇与N1、N3和N5配位形成的C6 H10N6-4Au分子Raman光谱特征峰最大增强分别达到4.0倍、1.4倍和3.2倍,且Raman谱峰出现了选择增强,并且谱峰位置发生一定程度的红移或者蓝移.研究结果为SERS技术用于蔬菜表面农药残留的快速检测奠定了理论基础.

关键词：

表面增强拉曼光谱密度泛函理论光谱增强因子灭蝇胺分子

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高气压下三维旋转滑动弧放电光谱特性分析

张磊张登成于锦禄赵兵兵...

1571-1577页

查看更多>>摘要：为探究气体压力对滑动弧放电稳定性的影响规律,在高气压放电实验平台上,开展了滑动弧放电光谱特性研究.利用发射光谱法对滑动弧放电过程中的激发态物质进行诊断,并对不同气体压力条件下滑动弧放电的电子密度、振动温度、转动温度进行了计算.在滑动弧放电发射光谱中观测到氮气第二正带系N2(C3Ⅱu→B3Ⅱg)和氮气第一负带系N+2(B2∑+u→X2∑+g)的发射谱线,随着气体压力升高,氮气第二正带系谱线发射强度增强,氮气第一负带系的发射强度变化幅度较小.当气体压力超过0.26 MPa之后,在滑动弧放电发射光谱中发现了氮气Gaydon's Green带系507.4 nm的发射谱线,其发射强度为3 508.49 arb,随气体压力升高其谱线发射强度无明显变化.利用Stark展宽法对滑动弧放电过程中的电子密度进行了计算,得到电子密度在1023量级,并且随着气体压力的增加,滑动弧放电的电子密度呈线性增加.针对氮气分子第二正带系的5条谱线,采用玻尔兹曼图解法对滑动弧放电的振动温度进行计算,振动温度随气体压力的变化并非单调变化,在0.3 MPa之前振动温度变化幅度较小,气体压力超过0.3 MPa之后振动温度迅速增加.对氮气分子第一负带系390～391.6 nm处的发射谱线进行拟合计算滑动弧放电的转动温度,结果表明在0.24 MPa之前转动温度随气体压力升高变化幅度较大,气体压力超过0.24 MPa之后转动温度增长幅度变小.

关键词：

滑动弧等离子体高气压放电电子密度振动温度转动温度

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关于《光谱学与光谱分析》调整审稿费收费标准的通知

《光谱学与光谱分析》期刊社

1577页

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基于THz-TDS的氟橡胶材料寿命预测方法

王洋林振衡郑志杰谢海鹤...

1578-1583页

查看更多>>摘要：氟橡胶(FKM)材料具有优异的耐热性、耐腐蚀性、耐油性,已成为航空、航天、石油、机械等领域的热门材料.但由于传统的FKM材料寿命检测方法存在离线检测、会损伤待测材料、检测步骤繁琐、检测效率低等缺点,目前在FKM材料实际应用中往往采用定期更换的办法,易造成材料浪费与经济损失.提出了一种基于太赫兹时域光谱检测技术(THz-TDS)的FKM材料使用寿命预测新方法.首先,通过对在热空气老化箱中经不同温度、不同时长热氧老化处理的FKM材料进行THz-TDS透射检测,获得其对应的时域光谱图,提取相应的电流峰峰值,即在一个透射采样周期中最大的探测电流值与最小的探测电流值之间的差值;再将不同老化温度的FKM材料的THz时域波形的峰峰值与老化时间进行拟合,发现FKM样品时域光谱的峰峰值随着老化时间的延长呈下降趋势,且老化温度越高该下降趋势越明显.在200、300和360 ℃这三个老化温度下的拟合直线的相关系数分别高达0.973 4、0.982 1和0.993 5.其次,根据阿伦尼乌斯公式的基本思想,建立起以时域光谱峰峰值为参考标准的FKM材料寿命预测数学模型.利用时域光谱峰峰值的FKM材料使用寿命预估办法获得的老化反应速率常数的对数与老化温度倒数关系拟合直线的相关系数达0.996 9.最后,采用力学拉伸测量FKM材料断裂伸长率的办法,对其基于THz-TDS的使用寿命预估数学模型中的THz-TDS峰峰值失效临界值进行验证,可得构建的基于THz-TDS的FKM材料使用寿命预估模型成立且正确.研究结果表明:将THz-TDS检测方法应用到FKM材料寿命检测具有较高的准确性,且该方法具有无损、高效、操作简便、适用性广等优点,为FKM材料制品在线检测和寿命预测提供可能性,也为其他非极性材料和电介质材料的寿命预测方法研究提供参考.

关键词：

太赫兹时域光谱氟橡胶寿命预测峰峰值

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基于北方苍鹰优化核极限学习机的玉米品种鉴别研究

倪金索丽敏刘海龙赵蕊...

1584-1590页

查看更多>>摘要：玉米作为我国种植最为广泛的农作物,其产量对于我国粮食安全具有重大意义,由于不同品种具有不同的特性,根据种植条件科学选种能够很大限度上提高产量并且降低生产成本,但不同玉米种子外观极其相似,导致科学选种工作产生了一定难度.该研究基于近红外光谱技术结合核极限学习机(KELM)针对玉米品种分类问题构建鉴别模型,利用甜糯黄玉米、甜妃、昌甜、金色超人、香甜5号五种玉米种子,每种取(13±0.5)g作为一份样品,共计126个样品作为研究对象,对采集的近红外光谱数据进行标准正态变量变换(SNV)处理后采用竞争性自适应重加权采样法(CARS)对数据集进行降维.按照5∶1的比例将样本随机分为训练集和测试集,探讨北方苍鹰优化算法(NGO)对KELM模型性能的影响.分别使用NGO算法、粒子群算法(PSO)和灰狼算法(GWO)对KELM模型的两个重要参正则化参数C和高斯核函数γ进行寻优,选择五折交叉验证识别准确率最高时对应的C和γ作为建模参数,建立KELM分类模型.将各算法寻优后建立的KELM模型性能进行对比.实验发现,通过NGO算法寻优后建立的KELM模型性能高于其他两种算法优化的KELM模型,测试集识别准确率可达100％.在CARS降维的基础上分别建立CARS-NGO-KELM、CARS-PSO-KELM和CARS-GWO-KELM模型,结果表明,在面对降维后的数据时NGO算法仍能表现较好的性能,其测试集准确率和F1值均达到了 100％.为了验证样本数量对模型的影响,使用各品种样品数量同步后的共计90个样品重新训练KELM模型.结果表明,在同步各类样品数量后,各个模型在训练集和测试集上的表现均有提升.该研究在近红外光谱的基础上引入多种优化算法构建核极限学习机模型并将识别准确率提升至100％,实现了对玉米种子快速、无损、准确的品种鉴别,研究结果为玉米品种快速鉴别提供了一种新方法,同时也对监管部门具有一定的指导意义.

关键词：

近红外光谱玉米北方苍鹰竞争性自适应加权采样核极限学习机

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一种两阶段求解LED光谱匹配系数高效全局优化算法

王永军吴贵文黄河李同军...

1591-1599页

查看更多>>摘要：用单色发光二极管(LED)组份合成目标光谱在现实中有重要意义.当单色LED组成成份多、目标光谱合成精度要求高时,求解光谱组成成份的比例问题变成了超定方程组非负解的组合优化难题.智能优化类算法提高了解的全局最优性,但若没有利用目标函数的数学解析性质,其收敛速度慢,解的精度不高.梯度类算法收敛到局部解的速度快且精度高,但至今没有成熟理论技术求解非凸优化全局最优解,且问题中非负解的要求限制了该类算法的收敛速度.同时,目标函数的最小二乘信息在求解时没有得到充分利用.基于目标函数的数学可解析性、表现形式的二次非线性格式、最终解的非负要求,提出了一种两阶段优化算法LLR_LBFGS.第一阶段进行无约束的线性拟合,得到目标函数的最小二乘近似理论解,第二阶段借助带约束的拟牛顿方法LBFGS进一步求取问题的非负全局最优解.以标准目标光谱CIE-A、CIE-D65、CIE-D50、CIE-D55、CIE-D75的最佳拟合为研究对象,对比了新方法与拉索回归算法(LASSO)、岭回归算法(RIDGE)、差分进化算法(DE)、粒子群算法(PSO)及遗传算法(GA)的求解精度和运行速度,以及决策系数R2.基于实际工业案例的数值结果表明,LLR_LBFGS能够较快地锁定全局解的范围,收敛速度更快;能够借助目标函数的数学可解析性提高解的精度.两个阶段的衔接融合能够获得较好的全局最优解的起始点和高精度的最优解.该方法对解决LED光谱拟合问题潜力大,有普适性.基于该设计思路,可以在算法的两个阶段中,组合设计更多、更灵活的光谱配比解决方案.这对于求取LED光谱匹配最优解的智能优化类方法改善效果有较好的启发意义.

关键词：

光谱学LED光谱匹配线性拟合LBFGS高效全局优化

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两种咔唑基-吡啶-N-氧化物内盐荧光极性探针研究

梁文娟王慧敏白云峰冯锋...

1600-1606页

查看更多>>摘要：合成了 4-(9H-咔唑-9-基)吡啶1-氧化物(CPNO)和4-(4-(9H-咔唑-9-基)苯基)吡啶1-氧化物(CPP-NO)两种咔唑基-吡啶-N-氧化物内盐,测定了它们在不同溶剂中的紫外-可见吸收和荧光光谱,均表现出对溶剂极性较好的敏感性.计算表明,两个化合物都具有较大的激发态偶极矩,是化合物溶剂极性敏感性的原因.研究为开发新型的荧光极性探针提供了一种新思路.

关键词：

咔唑基吡啶N氧化物内盐溶剂效应荧光极性探针

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《光谱学与光谱分析》对来稿英文摘要的要求

1606页

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