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2014年, 第0卷, 第5期 
刊出日期:2014-05-03
  

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  • 张柯, 卢立新, 王军
    . 2014, (5): 1-4.
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    目的 研究使用 COMSOL Multiphysics 模拟微波炉加热包装食品的可行性。 方法 应用有限元分析软件 COMSOL Multiphysics 建立了食品介电性能随时间变化的电磁-热传导双向耦合模型,考虑加热过程中的表面热对流,模拟微波炉加热包装食品的过程,并与实验结果进行比较。 结果 食品内外温度分布的实验结果和模拟结果总体上接近,7 个特征点的模拟结果和实验结果接近,特征点最终温度的实验结果与模拟结果均方根误差为 1 . 75 ℃ 。 结论 使用 COMSOL Multiphysics 来进行微波炉加热包装食品的模拟是可行的。
  • 董文丽, 王伟华, 巩雪, 孙智慧, 张万峰, 董静, 安丽娟
    . 2014, (5): 5-8.
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    目的 研究双酚 A 在水、乙醇( 质量分数为 65% ,全文同) 、乙酸( 4% ) 等 3 种食品模拟物中的迁移行为,探讨温度对双酚 A 迁移行为的影响,进而建立检测聚碳酸酯( PC) 制品中双酚 A 向食品模拟物迁移溶出的定量分析方法。 方法 采用溶剂萃取法提取食品模拟物中的双酚 A, 并用 GC-MS进行迁移量测定。 结果该方法的工作曲线在 0 . 05 ~ 200 mg / L 范围内线性关系良好( r = 0 . 9997 ) ,检出限为 0 . 02 mg / L,检测方法灵敏, 精确度较高。 双酚 A 在 3 种模拟液中的检出量大小顺序为乙醇(65% ) >水>乙酸(4% ) 。 结论 双酚 A 在同一食品介质中的迁移量随温度的升高呈上升趋势,且向水和酒精类食品的迁移比向酸性食品的迁移显著。
  • 杨畅, 张逸新
    . 2014, (5): 9-12.
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    目的 建立一种光变防伪商标的微镜像素模型。 方法 基于色光反射,利用双余弦函数所构成的微镜曲面,满足反射光亮度和反射光强稳定度的雅可比行列式判据特性。 结果 构建出了适用于商标的 RGBS 结构型印刷防伪微镜模型,模拟并分析了函数表面形状随参数变化的情况。 结论 该模型利用余弦函数的周期性,可通过调节结构参量达到防伪的效果。
  • 孟猛, 孙继华, 邓志声
    . 2014, (5): 13-20.
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    目的 实现对热带水果生产流通环节的质量安全追溯,规范企业生产管理,提高消费者最终知情权,加强政府监管。 方法 在研究二维码技术的基础上,通过研究分析热带水果生产与流通环节所涉及的要素,采用 HACCP,FMECA 等技术方法,找出热带水果质量安全的关键要素。 采用国家及行业的相关编码标准,设计热带水果追溯编码结构,构建基于二维码技术的热带水果质量安全追溯系统。结论 热带水果企业或基地通过使用该系统提高了热带水果安全生产管理水平,实现了热带水果质量安全溯源,促进了热带水果产业化经营和标准化管理。
  • 谷吉海, 刘钗, 庞明, 巴兴强
    . 2014, (5): 21-26.
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    目的 基于无线射频识别( RFID) 技术的药品冷链监控系统数据传输程序设计。 方法 首先解决监控对象的温湿度信息采集和分布式多标签数据读取的冲突问题,然后解决数据由传感器经读写器、车载 GPRS 模块至中心服务器的数据传输通讯问题。 结果 基于 UDP 网络传输协议平台,设计开发了 CRC 校验码和防冲突算法通讯接口程序。 结论 实现了数据采集传输的实时性、完整性和准确性,为进一步开发冷链监控系统奠定了基础。
  • 潘嘹, 卢立新, 王军
    . 2014, (5): 27-30136.
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    目的 建立控温包装控温时间预测模型,保护温度敏感产品在一定时间内不受外界温度变化的影响。 方法 以典型长方体产品的控温包装为研究对象,通过计算控温包装系统热阻及控温包装内蓄冷剂的吸热量,建立控温包装控温时间预测模型。 同时,基于 2 种典型控温包装产品在 296 ,308 ,318 K 等 3 个温度环境中的储藏试验,进行理论与实验验证。 结果 实际控温时间比模型预测时间长,但偏差均小于 10% 。 结论 该理论模型能准确地预测控温包装控温时间,研究成果为控温包装设计提供了理论依据。
  • 郑玉卿, 别俊
    . 2014, (5): 31-34.
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    目的 研究饮料包装的仿真设计评价方法。方法以酷儿饮料包装为研究对象,基于Pro/E5.0和Hypermesh10.0软件建立3D模型和有限元动力学仿真模型,然后调用Lsdyna971显示算法程序执行顶部静压和侧面挤压等多工况动力学仿真计算,同时进行相应的实物试验验证。 结果 数值仿真结果与试验结果的对比分析得出两者的结果偏差不超过 15% ,能够满足工程学上的设计要求。 结论 基于 Lsdyna971 显式算法的虚拟设计评价方法完全适用于饮料包装设计研发,且可大幅缩减实物试验费用和新饮料包装设计周期。
  • 杨传民, 汪浩, 刘铭宇, 侯红红
    . 2014, (5): 35-40.
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    目的 为了使给袋式包装机更加精准、平稳地撑袋与落料。 方法 通过建立撑袋机构的数学模型,分析了撑袋机构末端执行件的运动特性,以矩阵坐标变换法推导出撑袋执行件的位移、速度、加速度计算公式,并通过 Matlab 编程得出了撑袋机构的运动学曲线图。 结果 升降速度和加速度曲线连续,旋转速度曲线连续,加速度曲线虽不连续,但最大加速度较小。 结论 运动分析表明,采用该双凸轮-连杆空间组合机构作为撑袋工位的执行机构,可以精准、平稳地完成撑袋所需的运动轨迹,实现撑袋机构的预期功能。
  • 彭杭, 文晟, 张铁民, 许美强, 彭泽光
    . 2014, (5): 41-45.
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    目的 研究三列中封全自动制袋机牵引装置对膜料偏移的影响规律。 方法 基于有限元软件Ansys 对膜料跑偏问题进行数值分析,通过对牵引装置的显式动力学分析,确定了膜料在上、下胶辊的摩擦驱动力作用下的应力、变形及位移。 结果 在传送过程中,上、下胶辊的轴线不平行以及膜料与胶辊接触面摩擦因数的不均匀都会引起膜料的偏移,且膜料向上、下胶辊轴线间隙大的一侧或摩擦因数小的位置偏移。 结论 上、下胶辊的轴线不平行是引起膜料偏移的主要原因,当轴线两端的高度差h = 0 . 5 mm 时,在膜料传输的初始时刻就产生了最大约 2 mm 的偏移,而且偏移量会随着时间呈非线性增大。
  • 田晓鸿
    . 2014, (5): 46-49.
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    目的 研究在理论条件下,推烟机构推手装置中曲柄滑块机构的动态运动情况。 方法 借助动力学分析软件 ADAMS 对曲柄滑块机构进行研究,分析其运动学曲线和动力学曲线。 结果 直观形象地仿真出了曲柄滑块的运动情况。 结论 通过对相同速度下推手中曲柄滑块的研究,获得了其位移、速度、加速度的曲线图,并研究了当曲柄受到临界载荷 F = 80 kN 的阻力时,其驱动力矩的大小和方向的变化情况,最终获知当阻力改变方向时驱动力矩恰为 0 。
  • 李晓娜, 刘宝顺, 刘瑞昌
    . 2014, (5): 50-53.
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    目的 研究制袋设备的智能化控制系统及人机界面设计方法。 方法 基于 PLC 和触摸屏技术,制定控制系统的总体设计方案,对制袋机的系统构成、功能规划、人机界面进行研究和设计。 结果 实验验证了该系统能对制袋过程进行智能控制,界面设计符合用户认知习惯,操作简单。 结论 通过对制袋设备的控制系统和人机界面进行改进设计,能有效提高产品的质量和效率。
  • 万苏文
    . 2014, (5): 54-57.
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    目的 保证热合包装机横封室的瞬时线速度与料袋膜的进给速度相一致。 方法 设计一种能自动纠偏的装置, 并且在 EPC 系统中用 PLC 对纠偏装置进行控制,并对磁粉制动器作为执行元件的胶辊式张力控制系统进行探讨。 结果 该方案可以使其在拉膜机构中与料袋膜的进给速度相适应,而且在实际运行中,控制信号与跑偏方向关系也和假设相一致。 结论 实践证明该系统能使生产线获得更高的运行速度和更好的稳定性。
  • 段文军, 石卓栋, 徐志刚, 唐维庄
    . 2014, (5): 58-61.
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    目的 研究工业物料中易燃、易起泡的化工物料的灌装。 方法 设计一种自动卸盖、自动液面下灌装、自动上盖的全封闭式自动化防爆液体灌装机,在自动卸盖工位卸盖后向空桶内充惰性氮气,在灌装工位进行液面下自动灌装,始终保证灌装头在液面下灌装, 灌装完成后在上盖工位将桶盖旋上,灌装和上盖工位设计在密闭间内,并安装抽风机将密闭间的挥发物抽走。 结果 在灌装前充满氮气,使灌装物料不易挥发,在全液面下灌装不易产生气泡沫, 密闭间的设计保证不污染环境。 结论 该设备在某化工厂经实际应用,运行稳定可靠,适合于易燃工业物料的密闭灌装。
  • 吴斌方, 熊华, 张静, 袁博
    . 2014, (5): 62-66.
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    目的 研究瓦楞机支撑侧板在复杂应力作用下的动态特性。 方法 通过 Pro / E 建立瓦楞机支撑侧板模型,运用有限元分析方法对侧板原结构和优化后的结构进行模态分析,并将前后模态分析结果进行对比。 结果 得出了侧板原结构和优化后的结构的前 5 阶固有频率和模态振型图,分析结果显示侧板原结构产生了扭转振动、摆动和弯曲变形,优化后的侧板结构变形减小,刚度增加,固有频率提高约 25% ,质量减轻约 83 kg。 结论 侧板结构优化是比较合理可靠的,可以为结构优化设计提供一定的参考依据。
  • 薛兵财, 石秀东, 张丹静, 梁小龙
    . 2014, (5): 67-72.
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    目的 通过组合优化策略对热封机构进行结构优化设计。 方法 建立热封机构有限元参数化模型和多目标优化模型,通过动力学有限元分析获得热封机构结构强度薄弱环节,并采用最优拉丁超立方实验设计对影响热封机构结构强度的主要参数进行研究,分析参数与应力位移之间的响应规律,构造基模型对热封机构进行基于组合优化策略的结构优化设计,取多岛遗传算法和序列二次规划法组合的优化策略逼近最优解。 结果 组合优化过程中的校正决定系数接近 1,模型的结构应力最大值和位移最大值均降至许用范围内。 结论 对热封机构优化设计采用组合优化策略可行,结果可信度高,效果明显。
  • 段能全, 王俊元, 高永宏, 杜文华, 王文涛
    . 2014, (5): 73-78.
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    目的 探讨离散元法在预估量杯式计量精度中的应用。 方法 通过分析计量过程中小米颗粒的运动及能量损耗形式,构建具有质量阻尼和刚度阻尼的颗粒接触模型,并对照实测休止角( 34 . 9 o ) ,利用此模型试算反演诸如阻尼比等颗粒的细?问?在量杯规格为 26 mm X 17 mm、充填速度为 150mm / s 的条件下,仿真计算每个充填周期中从料斗迁移出的颗粒数目变化( 用以表征计量精度) ,对实验和仿真数据作对比分析。 结果 仿真休止角为 34 . 7 o ,与实测值吻合较好。 在显著性水平为 0 . 05时,仿真与实验计量精度无明显不同。 结论 离散元法可用于量杯式计量的分析研究,且模型的构建及参数的设定是合理的
  • 王金梅, 刘乘
    . 2014, (5): 79-82101.
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    目的 研究快速获得缓冲材料任意高度、任意厚度的静应力-最大加速度曲线族的方法。 方法 先利用传统方法,得到一条静应力-最大加速度曲线。 然后选用同样材料,根据应力-能量法的原理与步骤求得 5 组动能量与动应力值,根据散点图推测函数为多项式,或者含指数项。 利用 Matlab 编程求得动能量与最大加速度的多项式、指数拟合函数模型,从而求出静应力与最大加速度的函数关系。结果 求取的多项式、指数拟合函数模型与传统方法获得的实验值相比均存在一定误差, 相比较而言,多项式拟合的数据与实际试验得到的数据误差较小。 结论 在精确度要求不严格的场合下,应力-能量法不失为一种简便、有效的方法。英文摘要
  • 孙炳新, 揣成智, 韩春阳, 罗思, 郭迎
    . 2014, (5): 83-87.
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    目的 研究酶解与水解对聚丁二酸丁二醇酯( PBS) 生物降解性能的影响。 方法 将 PBS 薄膜分别置于酶液与磷酸缓冲液中进行酶解与水解试验,利用热失重分析( TG) 、X 射线衍射( X-RD) 、扫描电镜( SEM) 以及失重率等测试手段或指标,对材料的生物降解性能进行表征。 结果 TG 与 X-RD的测试结果表明,酶解后材料的热稳定性下降,热分解温度由 308 . 83 ℃ 降低到 282 . 85 ℃ ,同时材料的结晶度呈现一定程度的下降。 水解后材料的热稳定性呈现出先降低再升高的趋势,而结晶度则基本维持不变。 SEM 与失重率结果证实,PBS 的酶解主要通过表面侵蚀的方式进行,材料的失重率呈线性增长的趋势,降解 10 周后失重率约为 33 . 2% ;而水解则主要以整体侵蚀的方式进行,材料的失重率变化并不明显,降解 20 周后失重率仅为 4 . 7% 。 结论 PBS 的酶解与水解是 2 个截然不同的过程,酶解是表面侵蚀,而水解则是整体侵蚀。
  • 陈萍莉, 孙中华
    . 2014, (5): 88-91.
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    目的 研究均相条件下纤维素接枝甲基丙烯酸甲酯的较佳制备条件。 方法 用 DMAc / LiCl 体系作为纤维素溶剂,过硫酸铵作为引发剂,将纤维素与甲基丙烯酸甲酯进行均相接枝聚合。 结果 最终确定了纤维素均相接枝甲基丙烯酸甲酯的较佳条件, 反应时间为 2 h, 单体与纤维素的质量比为1 : 1 ,引发剂与纤维素质量比为 6 : 50 ,反应温度为 80 益 。 结论 在此接枝条件下,纤维素均相接枝甲基丙烯酸甲酯的接枝率为 76% ,通过 FTIR,SEM 和 TG-DTA 表征,确认了均相接枝产物的存在。
  • 万达, 岳淑丽
    . 2014, (5): 92-96.
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    目的 制备一种功能性核-壳结构复合微球。 方法 以过硫酸铵( APS ) 引发剂引发苯乙烯( St) 、丙烯酸( AA) 和甲基丙烯酸甲酯( MMA) 进行无皂乳液聚合。 采用红外光谱分析仪( FT-IR) 对功能微球的结构进行表征,通过扫描电子显微镜( SEM) 和激光衍射粒度分析仪对产物的形貌、粒径大小及分布进行分析,采用接触角测定仪( OCA) 对材料薄膜与水的接触角进行测定。 讨论控制功能微形态、粒径及分布的影响因素,并研究功能微球薄膜在不同温度下亲水性的变化。 结果 功能微球为亚微米级核-壳结构,该微球以 PSt 为核,以亲水性的 MMA-AA 链段为壳,单分散性良好。 结论 在25 益 时功能微球涂覆薄膜与水的接触角为 3 毅 具有最佳的超亲水性能。
  • 尹中会, 李春
    . 2014, (5): 97-101.
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    目的 为了满足 CCD 对成形过程中玻璃包装制品的在线边界甄别条件,进而对其进行在线尺寸测量。 方法 采用高温目标辐射光谱功率分布理论和 Matlab 数值积分方法,研究不同背景照明系数条件下 CCD 对高温玻璃包装制品和其周围背景的辐照响应。 结果 导出了背景照明系数与 CCD图像中高温玻璃包装制品和其周围背景的灰度差之间的函数关系和曲线,随着照明光衰减系数值的不断减小,高温玻璃包装制品和其周围背景的灰度差不断增大,当灰度差为 0 时存在临界值。 以阳光照明为例,导出了其临界衰减系数与高温玻璃温度之间的关系,高温玻璃温度为 900 K 时的临界值为1 . 6351 X10-8。 结论 背景照明系数必须小于其临界值,才能满足其灰度差大于 0 的在线边界甄别条件,且背景照明系数值越小甄别效果越好,进而提出采用衰减照明光的方法来实现成形过程中玻璃包装制品的 CCD 甄别。
  • 蔡圣燕, 王姮
    . 2014, (5): 102-106.
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    目的 对主流品牌的移动终端显示屏进行呈色性能评价。 方法 在分析目前移动终端用途的基础上,找出各用途对应的标准,并根据标准要求对 6 台中高端移动终端进行呈色性能评价。 评价指标包括亮度、亮度均匀性、对比度、对比度均匀性和色域覆盖率。 结果 6 台移动终端中有 5 台满足一般用途要求,只有 1 台能满足屏幕打样要求;部分移动终端显示屏的呈色性能达到或超过专业显示器。 结论 目前主流品牌的中高端移动终端大部分符合国内通信行业推荐标准规定的移动终端显示屏呈色性能要求,个别达到屏幕打样国际标准适用于移动终端的部分要求。
  • 洪亮, 翟圣国
    . 2014, (5): 107-111125.
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    目的 基于改进遗传算法优化 BP 神经网络, 研究对显示器色彩空间转换的预测准确性的方法。 方法 通过改进数据归一化处理和遗传算法的适应度函数,来优化 BP 神经网络的权值和阈值,以将它们的分布范围缩小,再用 BP 算法进行精确求解,并将该方式与常规方式作对比。 结果 训练优化后的 BP 神经网络预测模型 20 次,测试色块平均色差为 2 . 9353 ,最小平均色差为 1 . 9467 。 结论 该方法大大降低了 BP 神经网络预测模型陷入局部极小值的可能性,对显示器色彩空间转换具有较好的非线性拟合能力和更高的预测准确性。
  • 李杰, 王海文, 万晓霞
    . 2014, (5): 112-115120.
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    目的 研究高动态影像( HDR) 在低动态范围显示设备上的高保真显示问题。 方法 采用图像色貌模型( iCAM) 设计高动态影像的再现技术框架,并使用 C + + 语言搭建软件实现系统,通过计算机测试平台对输入图片进行了实证,算法重点是处理影像的明视度。 结果 显示图像的动态范围被拓展 10% 以上,色差小于1 . 6 ΔE*ab,图像细节得到了加强,基本达到了高动态影像高保真显示的要求。 结论 可利用 iCAM 框架来实现高动态影像在常规显示设备上高保真显示的问题,具有重要的理论意义与技术价值。
  • 陈丽, 唐万有
    . 2014, (5): 116-120.
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    目的 研究印刷品图像质量在线检测及反馈。 方法 利用机器视觉检测技术、数字图像处理技术,并基于 DP 方法对标准样张和有缺陷样张进行分割和匹配,根据图像不同的分辨率和所需检测精度来设计图像不同的分割方式,从而进行颜色信息的检测和分析,利用二级识别缺陷分类技术将缺陷进行分类,显示相应的缺陷类型,从而提高印品总体质量。 结果 与传统的印品质量检测相比,实现了对印刷质量检测的高速度和高精度的要求。 结论 基于 DP 方法结合缺陷特征,能够快速、准确地检测出印刷品缺陷。
  • 姜继春, 王晓红, 许秦蓉
    . 2014, (5): 121-125.
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    目的 在 YCbCr 颜色空间下,利用 Cb 颜色分量信息结合阈值分割方法,提取快递单图像手写体文字信息。 方法 首先将图像从 RGB 颜色空间转换到 YCbCr 颜色空间下,然后在 Cb 颜色分量图像下进行图像阈值分割处理操作,最后对提取出的手写体文字信息进行中值滤波去噪处理,并将该算法提取的结果与基于 YCbCr 颜色空间使用 K 均值聚类方法提取的结果在分割效果、分割时间与文字识别率上进行对比。 结果 利用 Cb 颜色分量提取出的手写体文字信息更清晰,具有更快的处理速度和更高的识别率,快递单图像平均处理时间为 1 . 36 s,识别率为 89% 。 结论 单独利用 Cb 颜色分量信息提取手写文字就可得到较好的提取效果,算法简单、可行。
  • 况盛坤, 王晓红, 吕兆锋
    . 2014, (5): 126-130.
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    目的 提出一种新的数字输出设备色域边界描述算法模型,以实现数字输出设备色域的三维立体准确再现和色域体积的精确求取。 方法 通过空间区域分割算法确定 Epson Stylus Pro 7910 打印机呈色范围的最佳颜色空间分区,利用四面体网格剖分技术对各分区色域边界进行描述,同时从色域体积、边界点再现精度等方面,对该方法和基于改进凸壳算法下的设备色域匹配适性进行对比分析。结果 该色域边界描述新算法模型在描述的准确性和再现精度方面, 明显优于改进后的凸壳算法。结论 该算法下各边界颜色点再现精度平均 驻E 和最大 驻E 均在 2 以内,并且设备色域体积明显大于改进凸壳算法下的设备色域体积。
  • 周中原, 孙刘杰, 王文举, 范冬梅, 万其卫
    . 2014, (5): 131-136.
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    目的 寻找一种能够抵抗常见几何攻击的安全的水印算法。 方法 通过分析常见的水印算法,发现傅里叶-梅林变换域水印能够较好地满足抵抗常见几何攻击的需求。 对水印图像进行双随机相位全息加密,通过密钥保障水印的安全性,通过把加密的水印嵌入到傅里叶-梅林变换域的方法,设计对比试验,研究含有水印的图像在平移、缩放、旋转、中值滤波、高斯噪声、椒盐噪声、 压缩、打印扫描、打印拍摄攻击下提取水印质量的影响。 结果 水印能够抵抗常见的几何攻击,特别对平移、缩放、旋转组合几何攻击、打印扫描和打印拍摄有很好的效果。 结论 基于傅里叶-梅林变换的全息水印算法具有很好的鲁棒性,能够抵抗常见的几何攻击;具有很好的安全性,没有密钥不能对水印进行检测和去除。
  • 张松, 段玉丰, 张淑兰, 霍彦东, 李芳芳, 李亚伟
    . 2014, (5): 137-142.
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    目的 研究塑料包装薄膜印刷水性油墨用丙烯酸酯乳液的制备工艺。 方法 选用可聚合乳化剂,通过种子乳液聚合制备丙烯酸酯乳液, 采用傅里叶变换红外光谱仪( FT-IR) 、 差示扫描量热仪( DSC) 对乳液聚合产物进行了表征。 结果 采用适宜的可聚合乳化剂复配,以及引入单体甲基丙烯酸缩水甘油酯均可提高涂膜的耐水性。 改变甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯( 硬单体) 与丙烯酸丁酯( 软单体) 的比例,可以调整乳液涂膜的耐水性和附着力。 结论 当乳化剂质量分数为单体量的 2 . 5% ,软硬单体质量比为 1 : 1 ,甲基丙烯酸缩水甘油酯质量分数为单体量的 8% 时,所得乳液涂膜以及该乳液配制的油墨在聚酯薄膜上均具有良好的附着力、耐水性。
  • 仇久安, 孟婕, 孙文顺, 赵永光, 柴三中, 孙诚
    . 2014, (5): 143-146.
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    目的 针对当前焊条包装自动化程度低,技术落后,进口焊条包装生产线价格超高的现状,设计开发 HBB20 半自动焊条包装生产线。 方法 按照生产工艺流程和产品技术要求,主要对 HBB20 半自动包装生产线进行工艺流程设计,包括计量、检测、小包装、透明膜包装、装箱等装置,将单机生产形式变为自动生产线形式,并对小包包装装置及其前后工位物料的传输各部件机构、 工作原理进行了分析。 结论 该焊条包装生产线可以大大降低材料成本,减少人工操作,减小计量误差,提高生产效率。