PLS-based EWMA fault detection strategy for process monitoring

Fault detection (FD) and diagnosis in industrial processes is essential to ensure process safety and maintain product quality. Partial least squares (PLS) has been used successfully in process monitoring because it can effectively deal with highly correlated process variables. However, the conventional PLS-based detection metrics, such as the Hotelling's T² and the Q statistics are ill suited to detect small faults because they only use information from the most recent observations. Other univariate statistical monitoring methods, such as the exponentially weighted moving average (EWMA) control scheme, has shown better abilities to detect small faults. However, EWMA can only be used to monitor single variables. Therefore, the main objective of this paper is to combine the advantages of the univariate EWMA and PLS methods to enhance their performances and widen their applicability in practice. The performance of the proposed PLS-based EWMA FD method was compared with that of the conventional PLS FD method through two simulated examples, one using synthetic data and the other using simulated distillation column data. The simulation results clearly show the effectiveness of the proposed method over the conventional PLS, especially in the presence of faults with small magnitudes.     

井下光谱多参数分析系统开发

本系统基于气体浓度光学分析方法理论朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律、光谱气体检测技术开发,实现了对煤矿火灾与瓦斯灾害超前预警、灾害产生的有毒有害气体实时监测和煤矿环境气体爆炸危险性辨识,对于煤矿灾害防治、救灾过程中杜绝次生灾害,保障煤矿工人及救护队员的生命安全,促进煤矿安全生产具有重要意义。     

小边距冲孔模的凹模设计

在五金、家电、办公用品等行业中,常存在一些零件需要先弯曲成形,再进行冲孔。由于结构设计要求,有些孔到弯曲边的距离尺寸较小,尺寸精度要求较高,因此在这类模具设计中,凹模的强度问题较为突出。从结构设计和工艺设计两方面给出了设计这种模具的一些心得体会。     

抚顺市空气可吸入颗粒物特征的研究

于2002年1～7月份在抚顺市区四个点位采集了环境空气中的可吸入颗粒物样品，经分析后获得了可吸入颗粒物组分的时间分布和空间分布特征，即采暖期PM10样品中有机碳（OC）、元素碳（EC）的绝对含量和相对含量均高于非采暖期，工业区PM10样品中的Fe、Zn、Pb的绝对含量和相对含量均明显高于其它点位，反映了其工业区的特点。     

全球液化石油气运输网络贸易社区特征及其演化分析

液化石油气在全球清洁能源消耗市场中扮演着极为重要的角色,其通过船舶在不同港口之间进行运输,而港口之间通过局部密集的运输关系,形成了联系极为紧密的贸易社区。采用复杂网络社区探测方法,基于2013—2017年全球液化石油气船舶轨迹大数据构建运输网络,并对其贸易社区特征及其演化趋势开展分析。结果表明:(1)液化石油气(Liquefied Petroleum Gas,LPG)贸易社区内的港口之间的联系更加紧密,不同社区内的枢纽港口联系也日益紧密;(2)各个贸易社区的规模呈现出增长趋势,且同一社区内的港口在地理空间上变得更为集聚;(3)亚太地区、中东、西北欧和地中海地区形成的社区在全球LPG贸易中一直保持着重要地位,而随着时间推移,美洲社区已逐渐从一个相对孤立的社区发展成为与其他社区存在紧密联系的社区。     

双室微生物燃料电池重金属毒性传感器的研制

构建了双室微生物燃料电池（double microbial fuel cells,DMFC）型毒性传感器分别对Cr（Ⅵ）、Cd2+、Cu2+、Zn2+进行在线检测研究。通过对反应器进行优化,确定DMFC在外电阻为1 000 Ω时达到最大功率密度;外循环速率为0.933 4 mL·min-1时反应器运行较稳定。在最优条件下,通过监测铜离子来确定检测时间为60 min,清洗时间为10 min。在以上条件下进行重金属检测,结果表明4种重金属的检测范围分别为0.3~10、0.4~10、40~160、15~80 mg·L-1。抑制率可以用来验证反应器的可行性,检测范围内抑制率与重金属浓度呈现一定的线性关系,其相关系数分别为0.959 7、0.979 5、0.944 1、0.936 6。并可得到相应的线性方程,这些方程可用于验证DMFC-传感器的稳定性。选取检测范围内的浓度进行验证,结果表明4种重金属的相对误差均小于11%,传感器相对稳定并可长期运行。     

佛山市南海区降水成分及致酸因子分析

为了解广佛跨界区域佛山市南海区的降水化学组成特征和酸化趋势,于2016年1—12月在南海区采集降水样品,对降水pH、电导率及离子成分进行测定。结果表明:降水pH年均值为5.05,降水的电导率和总离子浓度年均值分别为19.4 μS/cm和6.41 mg/L,南海区2016年的酸雨污染有所改善,但酸雨频率高达63.1%,降水酸化程度仍较高;人为源贡献的N O 3 - 和S O 4 2 - 起主要致酸作用,通过分析S/N发现,N O 3 - 在南海区降水中的致酸作用已超过S O 4 2 - ,成为首要致酸因子。     

湖北丹江口水库主要离子化学季节变化及离子来源分析

2004～2006年对丹江口水库中的5个点位水质的 t 、pH、EC、TDS、ORP、SO^2-₄、Cl^-、NO^-₃、HCO^-₃、Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、K⁺和Si进行了测定.综合运用方差分析及主成分分析对它们的季节变化及其来源进行了研究.结果表明,丹江口库区水体呈弱碱性,属于弱矿化度水,水质类型为HCO^-₃-Ca型水.主要阴、阳离子浓度范围为：Cl^-,（4.0±0.5～6.9±1.8）mg·L^-1;NO^-₃,（4.6±0.9～6.8±1.7）mg·L^-1;SO^2-₄,（24.3±2.7～35.4±6.9） mg·L^-1;HCO^-₃,（133.0±11.7～153.5±29.6）mg·L^-1;Na⁺,（2.0±0.3～5.3±1.0）mg·L^-1;K⁺,（0.7±0.09～1.6±0.7） mg·L^-1;Ca²⁺,（33.0±2.1～46.6±0.8）mg·L^-1;Mg²⁺,（8.0±2.5～10.5±3.2）mg·L^-1.方差分析显示除HCO^-₃和Si外,t、pH、EC、TDS、ORP、SO^2-₄、Cl^-、NO^-₃、Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺都表现出了显著的季节性差异,主要离子化学汛期浓度均小于对应的非汛期浓度.Na⁺和Mg²⁺的浓度只表现出秋汛<秋季,NO^-₃和SO^2-₄浓度却呈现出秋汛>秋季,这主要归因于降雨的大气沉降对水化学的贡献不同.HCO^-₃占主要阴离子的75%～88%,Ca²⁺和碱土金属分别占主要阳离子的60%～80%和87%～96%,表明碳酸盐岩风化是水体质子的主要来源及主要化学风化类型.参照我国及世界卫生组织饮用水标准,主要离子的浓度并未对人体产生危害.     

电化学微传感器检测水中痕量铜离子

为改善微电极在阳极溶出伏安法检测重金属离子过程中低电流响应和低电催化能力的缺点,提出了一种在碳纤维微电极表面合成还原氧化石墨烯/纳米金材料制得还原氧化石墨烯纳米金修饰碳纤维微电极（rGO/AuNPs CFMEs）的方法.通过SEM表征,所制备的rGO/AuNPs CFMEs具有比表面积高、吸附能力强和催化活性好的特点,因此改性微电极适合作为方波阳极溶出伏安法（SWASV）测定水中铜离子（Cu²⁺）的工作电极.在构建微传感器测试水中痕量铜离子系统后,对pH值、电导率、富集时间和富集电位等检测条件进行了优化.在pH值为4,电导率为36.1S/m,富集时间为360s,富集电位为-1.2V的最佳条件下,铜的线性范围和检出限分别0~1.0μmol/L和2.4nmol/L.此外,微传感器的可重复性、长期稳定性以及选择性也得到了验证.