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    2009年 第37卷 第10期    刊出日期:2009-10-25
    电子、通信与自动控制
    赵红茹 王小璠 陈艳峰
    2009, 37(10):  1-4. 
    摘要 ( 600 )   PDF (246KB) ( 1010 )  
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    为了调整全桥式串联谐振变换器的输出电压并消除其纹波,文中采用无源性控制方法对其进行建模与控制.首先建立串联谐振变换器的欧拉-拉格朗日模型;然后利用“注入阻尼使得系统稳定”的无源性控制思想和李亚普诺夫稳定性理论来设计一个非线性的无源性控制器.仿真和实验结果表明:在随机输入扰动、负载参数变化的情况下,输出电压和电感电流响应曲线发生跃变,受负载波动影响较大,但很快回到原来的平衡点;系统有稳定的可调整的输出电压,具有较强的鲁棒性、快速性和跟踪性,且纹波较小.
    晋建秀 丘水生 刘云梁
    2009, 37(10):  5-10. 
    摘要 ( 631 )   PDF (360KB) ( 775 )  
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    文中基于混沌吸引子周期轨道理论的频域分析概念和矩阵分析原理,提出了一种混沌系统基波频率变换方法.基于该方法对Lorenz和Chua系统分别进行了不同基频的硬件电路参数设计,并对其产生的信号频谱进行了测试,实验结果验证了此基频变换方法的正确性.文中还讨论了混沌系统不可预测性的估计算法,提出了回归频度的改进计算式,并对所设计的3kHz基频的Lorenz和Chua电路的不可预测性强弱进行了比较分析,结果表明所提出的改进计算式提高了不同混沌系统不可预测性强弱的评估准确度.
    刘美春 赵敏 谢胜利
    2009, 37(10):  11-15. 
    摘要 ( 620 )   PDF (353KB) ( 819 )  
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    为解决脑-机接口(BCI)研究中所采集的脑电图(EEG)信号数据分布复杂和训练样本不足的问题,文中提出了一种新的特征提取方法——邻域空间模式(NSP)算法,用于提取BCI想象肢体运动分类算法中使用的重要分类特征——运动相关电位(MRPs).NSP算法不需要对样本的数据分布进行假设,主要利用样本的邻域关系和类别信息寻找最佳投影方向,使得映射后邻域内异类样本距离之和与同类样本距离之和的比值最大化.采用BCI竞赛2003和2001的其中两组数据进行实验,结果表明NSP算法能更有效地提取MRPs特征.
    温容慧 沙学军 郭佩
    2009, 37(10):  16-19,24. 
    摘要 ( 502 )   PDF (310KB) ( 977 )  
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    利用余弦信号和Chirp信号在频域、分数阶傅里叶域的优良能量聚集特性,设计了一种频带复用的通信系统.该系统在相同频带内同时传输多路分别以Chirp信号和余弦信号为载波的二相相移键控(BPSK)信号,通过在接收端进行相应阶的分数阶傅里叶变换,使载波信号达到最优能量聚集,进而通过分数阶域滤波将集中于某一窄带内的载波信号滤出,再反变换到时域完成解调过程.仿真分析表明,与添加余弦信号的系统相比,该方法有更好的抗干扰性能.
    黄云飞 潘伟锵 陈芳炯 韦岗
    2009, 37(10):  20-24. 
    摘要 ( 894 )   PDF (322KB) ( 822 )  
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    在发送端总发射功率受限的条件下,文中提出了一种通过多用户间功率、子带和码道的分配以实现MIMO—MC-CDMA系统资源分配算法.通过限制用户占用的最小、最大码道数来实现用户之间的带宽公平性.算法将用户公平性限制下的吞吐量最大化问题归结为一个约束优化问题,并利用拉格朗日乘子法进行求解.仿真实验结果表明,文中算法较现有算法显著增大了吞吐量,并提高了收敛速度.
    黄龙杨 李梦醒 刘慧 程恩
    2009, 37(10):  25-29. 
    摘要 ( 653 )   PDF (296KB) ( 1018 )  
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    文中在线性阵列天线方向图正交综合法基础上引入约束条件,实现阵列方向图的约束正交综合.此方法保持了非约束正交化方法中因采用了正交化处理而使得计算简便的优点.适合均匀或非均匀直线阵的综合.实验结果表明:约束正交综合法能很好地实现在主波束导向约束、零点约束、旁瓣电平约束等约束条件下的线性阵列方向图的综合;并且该方法只通过解析计算就能实现与需经多次迭代计算的自适应综合法相当的性能,计算量更小.
    刘雪芳 傅丰林 卢朝阳
    2009, 37(10):  30-33. 
    摘要 ( 629 )   PDF (239KB) ( 815 )  
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    针对闭环系统中存在反馈时延及接收端存在信道估计误差的情况,分析了非理想信道信息对基于天线选择方案的闭环多用户多输入多输出(MIMO)系统性能的影响,推导了中断容量及误比特率的解析表达式,探讨了多用户分集对系统的影响.理论分析表明反馈时延及估计误差会使得整个系统的性能下降.数值仿真结果验证了理论分析的正确性.
    黄昭文 冯穗力 叶梧 庄宏成
    2009, 37(10):  34-38,43. 
    摘要 ( 654 )   PDF (389KB) ( 844 )  
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    文中在分析现有WiMAX网状网络(WMN)多种服务质量(QoS)保障机制的基础上,指出了该领域现有的相关研究主要集中在路由算法和逐跳QoS保证的局限性以及其难以保障QoS的原因,提出了一种有效的、动态的WMNQoS保障算法.该算法把WMN视为一个整体,在全局最优的目标下定义了WMN各节点在处理数据包时所应遵循的约束条件,给出了各节点对网络流量的处理算法.该算法既提高了WMN的网络吞吐量,也确保了各节点对带宽使用的比例公平性.同时还开发了WMN仿真平台,仿真结果也表明了此算法的有效性与灵活性.
    张舞杰 李迪 叶峰
    2009, 37(10):  39-43. 
    摘要 ( 871 )   PDF (316KB) ( 1780 )  
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    亚像素边缘检测技术是采用图像处理软件算法来提高检测精度的有效途径,文中对矩法、拟合法和插值法等常用的亚像素边缘检测算法的原理、优点和不足进行了分析.提出了Sigmoid函数拟合的亚像素边缘定位算法.该算法采用Sigmoid函数拟合边缘模型,利用图像边缘灰度信息对模型进行非线性最小二乘拟合,求得边缘的亚像素位置.理论分析和实验结果表明,基于Sigmoid函数拟合的亚像素边缘定位算法的定位精度为0.045像素,但检测的速度比灰度矩提高了一个数量级,比空间矩、Zernike矩和插值法提高了两个数量级.此算法能较好地满足影像测量的稳定可靠、高精度及强实时性要求.
    张庆明 彭强 代志刚
    2009, 37(10):  44-48,65. 
    摘要 ( 632 )   PDF (404KB) ( 734 )  
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    AVS—M标准的差错控制技术简单,差错恢复效果不理想.文中从像素级对AVS—M视频编码传输过程中的端到端失真进行了分析,将一种传输失真度估算模型和传统率失真优化准则相结合,形成一种率失真优化模型.利用此模型实现了一种无反馈关键参考帧选择算法,提出一种在有反馈信道条件下的有反馈关键参考帧选择算法.实验结果表明:采用的失真度估计模型能够较精确地估计出端到端的失真度;在3%-20%丢包率下,无反馈和有反馈关键参考帧选择方法较AVS-M标准的Y-PSNR值分别提高了1.9—6.4dB和2.7—10.9dB,有效提高了AVS-M视频传输的抗差错性能.
    王新梅 裴海龙 魏武
    2009, 37(10):  49-54. 
    摘要 ( 591 )   PDF (319KB) ( 756 )  
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    文中研究了一类输入中同时存在常时滞和时变时滞的不确定切换系统的鲁棒稳定性及控制问题.依据还原法思想、Lyapunov稳定性理论,结合线性矩阵不等式(LMI),设计了切换系统的状态反馈控制器及相应的切换策略,并给出了系统在控制器作用下稳定的充分条件,仿真算例表明文中方法是有效的.文中还证明了系统在退化模型情况下使用还原法所设计的控制器与传统的无记忆控制器相比能够镇定更多的系统.
    陈治明 黄晓红 罗飞 许玉格
    2009, 37(10):  55-59. 
    摘要 ( 584 )   PDF (365KB) ( 1207 )  
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    针对带钢热连轧中的板形控制问题,提出了一种基于混沌优化支持向量机模型的预测和优化算法.文中首先利用一种改进的变尺度混沌优化方法,结合实数编码遗传算法,进行最小二乘支持向量机最优模型参数的搜索;然后利用在线实测数据对模型进行训练并进行带钢平直度指数的预测,进而对模型输入参数中的控制参数进行优化以实现板形控制的优化.仿真实验结果表明,与BP神经网络相比,文中算法使板形预测精度提高,平直度指数优化约40%,且可以有效促进热连轧板形控制精度的提高。
    陈淼 王道波 王志胜
    2009, 37(10):  60-65. 
    摘要 ( 591 )   PDF (329KB) ( 793 )  
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    文中针对一类具有马尔可夫跳变参数的Ito类型不确定随机时滞系统.讨论了此类系统的鲁棒非脆弱H∞滤波器的设计问题.在被控对象及滤波器同时存在不确定性的情况下,使闭环滤波误差系统的鲁棒随机指数均方稳定,且干扰抑制性能指标小于给定上界.针对被控对象和滤波器均存在加法摄动的情况,运用线性矩阵不等式(LMI)和Ito公式,给出了非脆弱滤波器存在的可解性条件.数值算例表明了该方法的有效性,并通过比较说明了非脆弱滤波器的优越性.
    计算机科学与技术
    魏文红, 肖文俊
    2009, 37(10):  66-72. 
    摘要 ( 584 )   PDF (498KB) ( 723 )  
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    :现有的P2P覆盖网络都难以把具有共同兴趣的对等点连接起来,不适用于文件浏览服务.为此,文中推广了立方连接圈(CCC)图,研究了推广立方连接圈(GCCC)图的拓扑性质,进而基于GCCC图定义了一种新的结构化P2P覆盖网络——推广立方连接圈网络(GCNET).与其它的P2P覆盖网络相比,GCNET具有良好的小世界特征和更好的鲁棒性.模拟实验结果表明,GCNET的路由表和查询长度能达到理论下界.
    庞雄文 鲍苏苏 李冬
    2009, 37(10):  73-78. 
    摘要 ( 678 )   PDF (400KB) ( 1057 )  
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    针对目前的查询优化技术并没有考虑网格环境中数据源的动态特征,导致数据访问质量很差的问题,文中提出了网格环境中具有服务质量(QoS)支持的数据访问方法.它能在查询优化的过程中考虑数据源的动态特征以及用户的QoS要求,根据用户的QoS要求选择不同的查询执行计划;文中还提出了基于管道并行方式的分层管道树来对多连接表达式进行优化,它不仅可以提高并行度而且可以尽快返回部分结果给用户.实验结果表明,文中提出的方法是有效的,可以为不同类型的用户提供不同等级的数据访问服务.
    刘耀 王建新
    2009, 37(10):  79-83. 
    摘要 ( 600 )   PDF (345KB) ( 757 )  
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    针对传统的路由协议不能适应移动网络中由于节点稀疏分布、频繁断开或周期性移动造成的节点间歇性连接的情况,文中在网络状态未知的情况下,提出了基于节点运动范围自感知的路由协议MSAR.它不需要地理位置定位等硬件的支持,利用节点历史相遇信息来分析节点的运动范围,选择运动范围重叠较小的节点来转发消息.仿真实验结果表明,MSAR路由协议能够保证较高的消息交付比率和相对较低的平均延时,并能够大量减少消息在网络中的分发数量,减小网络开销.
    王建新 李春泉 黄家玮
    2009, 37(10):  84-88,94. 
    摘要 ( 625 )   PDF (417KB) ( 949 )  
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    文中针对当今高带宽延迟网络下路由器缓存大小的需求问题,通过NS2仿真实验,对基于TCP协议模型的5种典型的缓存设置方法展开研究,着重分析了在高带宽延迟网络下各种高速TCP协议和主动队列管理(AQM)机制对各种缓存设置方法的影响.仿真实验表明:基于不同假设前提的缓存设置方法适应于不同的网络负载环境;缓存机制的选择取决于网络带宽延迟乘积与流数的比值;在高带宽延迟网络下,当采用高速TCP协议和AQM机制时,缓存需求可以大大减小.
    李领治 朱艳琴 杨哲
    2009, 37(10):  89-94. 
    摘要 ( 650 )   PDF (405KB) ( 858 )  
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    为了减少多协议标记交换(MPLS)网络多播标记的占用空间,文中提出了一种基于相似树的求解算法,将与同一共用树相似的多播组进行标记聚合.首先运用模糊聚类的方法生成共用树,然后以共用树为基础进行多播树的构建和组成员的更新.动态多播组成员的变化大多只会造成标记边缘路由器(LER)节点类型的转换,不需要重新分配标记.实验结果表明,此算法可以大大缩小MPLS标记的占用,在λ元素数量大于最大数量的1/2、相似度阈值为0.75时,能够将大于50%的多播组进行标记聚合,而平均每组多用的节点数小于0.50.
    王文丰 赵跃龙
    2009, 37(10):  95-100,107. 
    摘要 ( 609 )   PDF (476KB) ( 785 )  
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    针对现有集群系统在可用性和服务质量等方面存在的不足,文中引入一种动态k叉树结构,在此基础上提出了一种基于系统负载的轮流服务模型.在该模型中,分别采用了一种自回归负载预测模型、基于选举域划分的多机心跳机制以及动态域主节点的选举机制和算法.理论分析和实验结果表明,该模型大大提高了系统的可靠性和可用性,减少了请求处理的平均响应时间,降低了选举开销,能够满足大规模集群服务高可用性和高服务质量的要求.
    张大明 符茂胜 郭慧 罗斌
    2009, 37(10):  101-107. 
    摘要 ( 616 )   PDF (438KB) ( 1065 )  
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    期望最大化(EM)算法是对有限混合模型进行参数估计的通用算法,然而标准EM算法中所需的混合模型分量数往往是未知的.文中研究了一种采用惩罚性最小匹配距离估计分量数的方法,并结合贪婪EM算法框架,提出了一种可以在进行参数估计的同时快速准确地自动估计高斯混合模型分量数的算法,最后通过一元和二元高斯混合模型的仿真实验验证了该算法的有效性.
    食品科学与技术
    Michael Saska Chung Chi Chou
    2009, 37(10):  108-111. 
    摘要 ( 331 )   PDF (197KB) ( 967 )  
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    膳食中的抗氧化剂有助于保护人体组织和细胞免受自由基的危害.目前,已有多种天然提取物制剂被用作膳食补充剂.文中比较了美国零售市场中4种甘蔗制品和1种玉米浆制品的组成和抗氧化能力,发现5种制品的抗氧化能力均与颜色密切相关.通过分析经不同澄清工艺并经真空浓缩的两种甘蔗汁的抗氧化能力,发现石灰澄清和纯碱澄清均不会造成抗氧化能力的显著降低.文中还对不同方法脱色后制品的抗氧化能力进行了比较.
    尹寿伟 唐传核 温其标 杨晓泉
    2009, 37(10):  112-116,123. 
    摘要 ( 576 )   PDF (427KB) ( 1347 )  
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    采用高压微射流纳米均质机处理芸豆分离蛋白,运用溶解度、比浊法、热分析、荧光光谱、紫外光谱和圆二色光谱法探讨了不同压力微射流处理对芸豆分离蛋白构象和功能特性的影响.微射流处理诱导不溶性蛋白聚合物解聚,增加了蛋白质的溶解度,改善了蛋白的乳化活性指数;圆二色光谱和荧光光谱分析表明,微射流处理对蛋白质的二级和三级结构没有明显的影响;热分析表明,蛋白热稳定性和有序结构均未受到显著的影响.
    高献礼 赵谋明 崔春 曹鸣凯 李丹
    2009, 37(10):  117-123. 
    摘要 ( 784 )   PDF (483KB) ( 1603 )  
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    分别采用固相微萃取(SPME)、同时蒸馏萃取(VSDE)和直接溶剂萃取(DSE)法对高盐稀态酱油挥发性风味物质进行分离、浓缩,并利用气质联用色谱(GC—MS)对其挥发性风味物质进行鉴定.试验共鉴定出147种风味化合物,其中酸类17种、醇类12种、醛类16种、酯类36种、呋喃(酮)类12种、酮类13种、杂环化合物14种、酚类8种、吡喃(酮)类6种、吡嗪类4种、吡咯(酮)类3种、含硫化合物6种.研究结果表明,主要挥发性风味化合物为酯、酸、醛、杂环化合物和醇类,其中酯类化合物的数量和相对含量最多;此外,有16种日式和韩式酱油中的关键风味化合物在国产高盐稀态酱油中被检出.
    赵谋明 肖如武 崔春 章超桦
    2009, 37(10):  124-128,139. 
    摘要 ( 594 )   PDF (426KB) ( 1316 )  
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    分别采用凝胶过滤色谱法和高效液相色谱法研究了马氏珍珠贝肉蛋白酶解液超滤前后肽的相对分子质量分布以及氨基酸组成的变化,分析了超滤过程中膜通量及感官特性的变化,并对超滤膜的选择性及分离效果进行了评价.结果表明:随着超滤时间的延长,马氏珍珠贝肉蛋白酶解液膜通量不断减小;透过液的鲜味明显提高,腥味和苦味基本消失;透过液中含有相对分子质量大于截留相对分子质量(5000)的多肽,超滤膜实际有效截留相对分子质量约为7000~8000,相对分子质量小于4500的多肽在透过液中得到有效富集;超滤处理后,透过液肽态氨基酸中鲜味氨基酸占总氨基酸的比例高于原酶解液,而苦味氨基酸和疏水性氨基酸占总氨基酸的比例均低于原酶解液.
    张云峰 魏东 郭祀远 梁世中
    2009, 37(10):  129-134. 
    摘要 ( 634 )   PDF (434KB) ( 1051 )  
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    为了高效分离得到高纯度的决明子活性成分,应用高速逆流色谱,在流速为2.0mL/min、固定相为正己烷-乙酸乙酯-乙醇-水(体积比5:3:6:6)的上相、流动相为从正己烷-乙酸乙酯-乙醇-水(体积比5:3:6:6)到正己烷-乙酸乙酯-乙醇-水(体积比5:3:5:7)的梯度洗脱的两相溶剂系统中,从决明子的乙酸乙酯萃取物中同时分离得到5种单体化合物.利用理化常数、质谱(Ms)、核磁共振(1HNMR、13CNMR)等波谱技术鉴定出5种化合物分别为橙钝叶决明素(Ⅰ)、甲基钝叶决明素(Ⅱ)、钝叶决明素(Ⅲ)、大黄素甲醚(Ⅳ)和大黄素(Ⅴ).从500mg粗提物中分离得到5种化合物的量分别为90.42、45.39、31.84、121.71和39.10mg;纯度分别为97.4%、93.0%、94.8%、96.3%和95.5%:回收率分别为91.5%、96.7%、93.3%、95.6%和98.4%.
    环境科学与技术
    杨志泉 周少奇 刘光洲 蔺存国
    2009, 37(10):  135-139. 
    摘要 ( 592 )   PDF (380KB) ( 884 )  
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    为了更好地揭示微生物腐蚀的机理,文中采用腐蚀电位法、极化曲线法、电化学阻抗法、环境扫描电镜法对低碳钢Q235在灭菌海水、接种硫酸盐还原菌(SRB)的海水中的不同腐蚀行为进行了研究.结果表明:在含有SRB的海水中,低碳钢的自腐蚀电位向负相有较大的偏移,最终在-740mV左右逐渐稳定;与在灭菌海水中的腐蚀相比,低碳钢在含SRB海水中的腐蚀电流密度变大,极化电阻减小,腐蚀速度加快;经微生物腐蚀后,低碳钢表面出现了大量的腐蚀孔,发生了严重的孔蚀行为.
    邹华生 闫晓满 黎民乐
    2009, 37(10):  140-144. 
    摘要 ( 716 )   PDF (344KB) ( 1164 )  
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    采用连续式超声反应器耦合曝气生物填料塔处理印染废水厂一级出水;通过实验分析对比了不同组合工艺对废水化学需氧量(CODCr)和色度的去除情况.实验结果表明,采用生物处理一(超声+活性炭)处理-生物处理组合工艺对印染废水的处理效果最好.在进水CODC4为600~1000mg/L、色度为320倍的条件下,先经生物处理7h后,再用60、80、100、125kHz4组频率组合连续超声反应器协同活性炭处理2h,最后经生物处理20h,出水CODCr去除率和脱色率分别为90%和95%左右,达到了GB4287-1992一级排放标准.
    浦跃武 郭梅君 刘族安
    2009, 37(10):  145-149. 
    摘要 ( 531 )   PDF (372KB) ( 718 )  
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    采用自行设计的一体化两相厌氧反应器处理猪场废水,对启动过程进行研究.在37G℃下,通过交替增加进水化学需氧量(COD)浓度和缩短水力停留时间(HRT)来提高系统的COD容积负荷(VLR),采用动力学控制与pH值调节相结合的方法对产酸相和产甲烷相进行分相.经过68天的运行,系统的VLR达到8.84kg/(m3·d),HRT为20.95h,产酸相的COD去除率基本维持在20.OO%~30.00%,系统的COD去除率稳定在80.00%以上.其中产酸相的VLR和HRT分别为31.11kg/(m3·d)和5.95h,产甲烷相的VLR和HRT分别为9.39kg/(m3·d)和15.00h.出水悬浮固体(SS)含量均在400mg/L以下,去除率最高可达92.80%,沼气的容积产气率达到2.57m3/(m3·d).
    陈洪雷 陈元彩 詹怀宇 付时雨
    2009, 37(10):  150-154. 
    摘要 ( 601 )   PDF (334KB) ( 771 )  
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    针对传统化学需氧量(COD)检测方法较为繁琐的问题,文中提出了导数光谱一化学计量学方法来快速测定制浆废水COD.该方法是通过化学计量学软件,根据一组已知COD制浆废水的多波长导数光谱和所对应的COD之间的数学关系,建立校正模型;然后将未知水样的导数光谱信息输入校正模型中即可预测其COD值.该方法无需使用化学试剂,快速、准确、便捷,为制浆废水COD检测提供了一个新方法.
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