2020年, 第0卷, 第19期　
刊出日期：2020-10-22

  

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  低温等离子体冷杀菌对血红蛋白诱导猪肉脂质氧化的影响

  钱婧, 王冶, 章建浩, 侯亚男, 孟婧怡, 严文静

  . 2020, (19): 1-7. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.001

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  目的 研究低温等离子体冷杀菌技术对血红蛋白（Hb）诱导模型脂质氧化的影响，为在杀菌与品质间保持最大平衡提供理论基础。方法 采用介质阻挡放电等离子体，以生鲜猪肉为实验材料，研究不同处理电压和时间对猪肉菌落总数及脂质氧化的影响。通过漂洗猪肉模型，进一步探讨等离子体与Hb的协同作用对模型脂质氧化的影响。结果 等离子体冷杀菌技术对生鲜猪肉的杀菌率可达94.50%，对猪肉的脂质氧化不会造成显著影响。形成的活性氧物质会促使Hb中血红素的铁离子被氧化，且等离子体处理会造成体系pH值的降低，导致Hb的亲氧能力降低，进而显著加快体系脂质氧化速率。结论 当等离子体应用于生鲜畜肉的杀菌时，应尽量减少胴体的血液残留，从源头上减少等离子体对肉品脂质氧化的影响。
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  菊粉天然复合保鲜剂对冷鲜猪肉保鲜效果的影响

  徐畅, 蔡明迪, 刘秋, 于基成

  . 2020, (19): 8-16. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.002

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  目的 通过研究菊粉天然复合保鲜剂对冷鲜猪肉保鲜效果的影响，为冷鲜猪肉保鲜提供实验数据基础。方法 以冷鲜猪肉的感官评价为依据，分别采用单因素实验和响应面法优化菊粉天然复合保鲜剂（菊粉、壳聚糖、茶多酚和Nisin）配方，并考察其对贮藏期冷鲜猪肉感官品质、pH值、汁液流失率、脂肪氧化程度（TBA值）和菌落总数等指标的影响。结果 得到了菊粉天然复合保鲜剂的优化配方，菊粉为35.2 g/L，壳聚糖为21.5 g/L，茶多酚为9.5 g/L，Nisin为0.16 g/L。优化的菊粉天然复合保鲜剂可改善冷鲜猪肉的感官品质，减少汁液流失，减缓pH值和TBA值的升高及抑制细菌生长速度。在4 ℃贮藏条件下，可使冷鲜猪肉的货架期延长6 d。结论 菊粉天然复合保鲜剂能有效保持冷鲜猪肉的商品价值，可用于冷鲜猪肉的保鲜。
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  花青素/姜黄素智能标签的制备及应用

  郑辉, 蒋昊天, 王荔萱, 刘勇, 王维婷, 李丹, 李立

  . 2020, (19): 17-21. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.003

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  目的 制备基于红甘蓝花青素和姜黄素混合色素的智能指示标签，应用于猪肉的新鲜度指示，并对指示标签的新鲜度指示效果进行评价。方法 将红甘蓝花青素和姜黄素按照体积比为2︰1混合作为新鲜度指示剂，以卡拉胶为成膜基质，研究其针对环境pH值变化的响应性；以猪肉为研究对象进行室温（25 ℃）和冷藏环境（4 ℃）下的保存实验，研究其挥发性盐基氮（TVB-N）含量变化与变色的关系，评价智能指示标签的效果。结果 在猪肉的保存实验中，随着猪肉TVB-N值的升高，室温和冷藏条件下的指示标签都相应地产生3个不同的颜色变化，其中当TVB-N值小于0.15 g/kg时，指示标签呈绿色；当TVB-N值在0.15~0.20 g/kg之间时，指示标签开始由绿色向黄色转变；当TVB-N值大于0.20 g/kg时，指示标签完全呈黄色。指示标签的变色与理化指标相匹配。结论 红甘蓝花青素/姜黄素智能指示标签在不同温度条件下，都具有随TVB-N值变化而发生变色的能力，具有应用于猪肉新鲜度检测的潜力。
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  锅包肉短期贮存过程中的脆性劣变研究

  姚恒喆, 赵钜阳

  . 2020, (19): 22-30. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.004

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  目的 通过优化锅包肉的保脆技术和工艺，分析其在短期贮存过程中的脆性变化机制，进而延缓其在贮存过程中的脆度劣变程度。方法 筛选锅包肉裹糊淀粉种类，并优化锅包肉的油炸工艺，对不同贮存条件下锅包肉内部肉质的水分含量和外壳脆性进行测定，分析锅包肉在短期贮存过程中的脆性变化规律。结果 采用红薯淀粉裹糊，当初炸温度为190 ℃，初炸时间为100 s，复炸温度为205 ℃，复炸时间为45 s时，锅包肉具有良好的脆性和感官质量；在短期贮存过程中（0~8 h），锅包肉内部水分含量先减少后上升，外壳糊水分含量和脆度先下降后升高，最终趋于稳定。结论 在贮存初期，锅包肉外壳糊的水分向外扩散，脆度升高，之后吸收内部肉质的水分，使脆度逐渐下降，最终与外界环境趋于平衡，说明其脆性劣变受到其自身水分迁移和外界环境的双重影响。
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  软包装预调理泡椒猪肝大蒜提取物复配防腐剂研发及应用

  任政伟, 丁捷, 熊婷婷, 陈美玲, 张雨薇, 何江红, 涂彩虹

  . 2020, (19): 31-37. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.005

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  目的 研发一种适用于软包装预调理泡椒猪肝的安全高效天然防腐剂。方法 分别研究大蒜提取物、醋酸、乳酸对泡椒猪肝中优势腐败菌的抑制效果，筛选三者较优浓度范围后，采用基于模糊数学综合评价的响应面法优化大蒜提取物复配防腐剂配方，并将所得最佳复配防腐剂应用于泡椒猪肝在25 ℃时的恒温贮藏实验。结果 得到天然复配抑菌剂的最佳配方，以1000 g预处理后的猪肝片为基准，按质量比例来配置抑菌剂，其中醋酸质量分数为2.3%、乳酸质量分数为4.5%、大蒜提取物的质量分数为0.365%，其对泡椒猪肝实际抑菌效果综合评分可达1.074分，与预测值0.93分接近。在25 ℃条件下，该复配防腐剂能显著抑制微生物的生长，有效保持猪肝品质，常温货架期可达21 d，较空白处理组延长了50%，具有良好的保鲜效果。结论 基于产品本身原料成分出发，利用防腐抑菌性，来实现保鲜的目的，为后续针对未来预调理菜肴防腐保鲜剂的开发提供一条新思路。
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  常用辅料提高肠类制品品质研究进展

  张根生, 刘俊杞, 王铁钧, 岳晓霞, 黄铭

  . 2020, (19): 38-44. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.006

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  目的 综述肠类制品中一些常用辅料的添加对产品品质的改善作用。方法 阐述影响肠类制品品质的4个主要评价指标（感官指标、理化指标、营养指标和安全指标），并从4个指标出发，分别叙述各类辅料对肠类制品品质的影响及效果差异，概括该方面的研究成果及发展前景。结果 目前研究发现多种辅料可显著提高肠类制品品质，但肠类制品中常使用的辅料种类仍然不多，且对辅料间协同搭配应用不够重视，因此在通过添加辅料对提高肠类制品品质方面还需进一步研究，研究重点应为通过研究多种辅料间的协同搭配作用，较好地发挥辅料对改善肠类制品品质的作用。结论 常用辅料可显著提高肠类制品的品质，研究肠类制品中常用辅料的协同搭配是今后一个重要方向。
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  挤压膨化工艺对米糠可溶性膳食纤维结构及功能性的影响

  张光, 吕铭守, 石彦国, 孙智慧

  . 2020, (19): 45-53. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.007

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  目的 利用米糠制备膳食纤维，使用挤压膨化技术提高米糠膳食纤维的利用率。方法 以脱脂米糠粉为原料，对其进行挤压膨化处理，以可溶性膳食纤维含量为指标，研究挤压的膨化温度、物料水分含量、螺杆转速对实验结果的影响。在单因素试验的基础上，应用响应曲面法优化试验条件。通过扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪和激光粒度仪对挤压膨化前后的米糠膳食纤维微观结构、官能团和粒径变化进行分析。结果 得到了米糠膳食纤维挤压膨化的最优参数条件，物料含水量（质量分数）为22%，挤压膨化温度为130 ℃，螺杆转速为100 r/min，由此测得米糠中可溶性膳食纤维最优得率为23.63%。挤压膨化后的米糠膳食纤维微观结构为蜂窝结构，红外图谱显示，挤压膨化后米糠膳食纤维中糖类吸收峰得到显著改变，粒径分布也发生了变化。结论 应用响应曲面设计，验证了最佳的米糠挤压膨化参数，该实验有效提高了米糠中可溶性膳食纤维的含量，米糠膳食纤维功能性也会随着结构的变化发生改变。
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  三层组合式高承载缓冲垫力学性能研究

  武亮亮, 马国鹭, 张诚, 陆野, 龙秀珍, 向华

  . 2020, (19): 54-61. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.008

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  目的 为提高大型低速风洞建设过程中移动设备支撑缓冲垫的承载和隔振能力，对新型弹性材料Fabreeka Pad以及由其与钢和减摩材料粘接组合的三层式缓冲垫的力学性能进行研究。方法 对该材料和缓冲垫样件进行静态压缩和剪切试验，获得应力-变形曲线和能承受的最大剪切力；对缓冲垫样件进行静摩擦试验，得到其减摩层与不锈钢板间的静摩擦因数。结果 该材料和缓冲垫的应力-变形曲线均具有明显的非线性特征，同时将加载载荷下缓冲垫的变形量设计在1.1 mm内；剪切破坏未发生在粘结缝处，且缓冲垫能承受的最大剪切力为2.7 kN；减摩层与表面粗糙度为12.75的钢板间的静摩擦因数为0.141，且其不随加载速度的变化而出现较大波动。结论 三层式缓冲垫具有优良的隔振和竖向承载能力，抗剪能力强，且静摩擦因数小，能满足设备的移动要求，可应用于大、中型设备可移动支撑的减振设计。
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  柱形空气垫静态压缩几何模型研究

  巩桂芬, 黄民虎, 刘晓晨, 孙德强

  . 2020, (19): 62-67. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.009

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  目的 研究柱形空气垫静态压缩缓冲性能，将理论几何压缩模型进行试验验证，证明可行性。 方法 根据柱形空气垫受压变形特征，推导出几何压缩模型理论公式，对不同宽度、不同充气压强的柱形空气垫进行静态压缩试验，用拓色法计算理论面积，将试验曲线与理论曲线进行对比。结果 随着压缩位移的增加，接触面积曲线的理论值与试验值呈线性关系，在宽度相同的情况下，充气压强的增大导致接触面积曲线的理论值与试验值吻合程度下降；相同宽度、不同压强的柱形空气垫载荷位移曲线很接近，显示出规格才是影响柱形空气垫缓冲性能的主要因素。结论 所提出的柱形空气垫静态压缩几何模型可行。
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  充气缓冲衬垫的性能及应用研究进展

  张健, 李琛

  . 2020, (19): 68-74. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.010

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  目的 从材料、充气压力、结构、实际应用等方面论述充气缓冲衬垫在运输包装应用中的研究进展，总结各项因素对充气缓冲衬垫性能的影响及未来研究方向。方法 通过查阅国内外学者近年来对充气缓冲衬垫的各项研究报告，对影响充气缓冲衬垫承载与缓冲性能的各项因素，以及实际应用效果的研究结论进行整理总结。结果 验证了各项因素对充气缓冲衬垫承载和缓冲性能的影响，其中充气压力的变化对充气缓冲衬垫性能的影响尤为突出，在一定范围内缓冲性能随充气压力的增大而增大；在结构尺寸方面，随气室尺寸增大而增大，同时衬垫性能也受材料不同的影响。结论 通过国内外研究现状和进展可知，充气缓冲衬垫的性能随材料、充气压力以及结构尺寸等因素的变化而变化；其综合缓冲性能优于传统缓冲材料，且符合环保理念，有很大的发展与研究前景。
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  振动特性参数对单自由度系统振动响应的影响

  张衬英, 杨小俊, 葛东坡

  . 2020, (19): 75-81. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.011

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  目的 为研究弹簧刚度、阻尼比和振动偏心距离不同振动特性参数对单自由度线性系统振动响应幅值的影响。方法 首先采用单因素实验，研究弹簧刚度、阻尼比和振动偏心距离对单自由度线性系统振动响应幅值的影响；在此基础上，通过采用Design Expert 11.0软件的响应面法实验（三因素三水平实验）研究不同振动特性参数交互作用对振动响应幅值的影响，建立振动响应幅值的二次多项式回归数学模型，并对减振幅值进行优化。结果 通过实验分析得到，各因素对振动响应幅值的影响强弱顺序，阻尼比>弹簧刚度>振动偏心距离；建立了检测点的响应方程，检测点的回归方程决定系数为0.981；得到多目标参数优化结果，弹簧刚度为2.009 N/mm，阻尼比为0.1，振动偏心距离为12.38 mm。结论 实验结果与预测值接近，说明此响应面法得到的数学回归模型具有一定的可靠性，该研究可为缓冲包装参数设计提供参考。
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  智能包装系统用石墨烯基超级电容器的制备

  滕佑超, 魏婧, 李大纲

  . 2020, (19): 82-89. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.012

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  目的 制备具有优异电化学性能的石墨烯/纳米纤维素/二氧化锰复合纤维水系超级电容器。方法 采用超声波分散处理制备氧化石墨烯/纳米纤维素/二氧化锰混合纺丝液；运用湿纺纺丝工艺制备氧化石墨烯/纳米纤维素/二氧化锰杂化纤维电极；通过氢碘酸还原和冷冻干燥处理构建具有多孔结构的石墨烯/纳 米纤维素/二氧化锰复合纤维电极；最后，将其组装成两电极水系超级电容器。结果 在石墨烯/纳米纤维素/二氧化锰复合纤维中，纳米纤维素的添加有效抑制了石墨烯片层的自聚集，并显著提升了复合纤维的亲水性和拉伸强度。二氧化锰的加入显著提升了纤维电极的电化学性能。得益于精心的实验设计，石墨烯/纳米纤维素/二氧化锰复合纤维的拉伸强度为338 MPa。组装后的水系超级电容器具有优异的电容性能和循环稳定性，在电流密度为0.1 mA/cm2时，面积电容为412.5 mF/cm2，循环1500次后，电容保持率为87%。结论 将切实可行的湿法纺丝策略与精心设计的电极结构相结合，制备的石墨烯/纳米纤维素/二氧化锰水系超级电容器为可穿戴便携式储能设备和智能包装能源供应系统的发展提供了良好的参考。
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  柔性ZnO/PI/PET复合薄膜的制备工艺及其阻隔性能研究

  王超楠, 罗胜耘, 程维维, 鲁听

  . 2020, (19): 90-98. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.013

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  目的 解决物理溅射沉积法制备的无机氧化物类高阻隔包装材料柔韧性不足，使用过程中易脆裂的问题。方法 采用射频磁控溅射技术（RF），以氧化锌（ZnO）、聚酰亚胺（PI）为靶材，在PET塑料表面同时沉积制备ZnO/PI/PET复合薄膜。详细分析PI的引入对ZnO阻隔层微观结构以及性能的影响，优化ZnO/PI/PET的溅射制备工艺。结果 沉积层微观形貌及包装性能受溅射功率密度比（PZnO/PPI）的影响较大。随着PZnO/PPI的降低，沉积层PI含量增加，阻隔层纳米颗粒由燕麦形状向球形转变，球径呈降低趋势。沉积层柔韧性提升明显，经过100次折叠后，没有明显裂纹产生（PZnO/PPI≤2）。在PZnO/PPI为2，氩气流量为40 mL/min，沉积时间为30 min，工作气压为0.5 Pa的条件下，ZnO/PI/PET复合阻隔薄膜对水蒸气、氧气的阻隔能力最为理想，水蒸气透过率为0.342 g/(m2∙d)，氧气透过率为0.365 mL/(m2∙d)。结论 适量PI片段的引入可以有效提升无机氧化物阻隔层的柔韧性及耐折叠能力，还可进一步提升复合沉积膜对水蒸气、氧气等气体小分子的阻隔能力。
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  互穿网络结构PMMA共混体系研究进展

  梅晶, 刘改华, 张堃, 王丹, 袁新强

  . 2020, (19): 99-107. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.014

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  目的 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）是一种具有良好透光性、耐候性、电绝缘性和加工性能的高分子材料，但也存在脆性大、耐热性差、易黄变和表面易划伤等缺陷，因此通过形成具有互穿网络结构的PMMA来改善其缺陷，从而拓宽PMMA的应用领域。方法 通过文献进行分析，详细阐述顺序型、同步型、Semi型、胶乳型、热塑型和纳米复合型的合成方式，并对具有互穿网络结构PMMA共混体系在导电、功能膜、阻尼、生物医学、涂料等领域的应用进行整理和综述。结论 分析了目前互穿网络结构PMMA共混体系相关研究的不足，并提出PMMA在包装领域代替传统透明材料以及在高层建筑中代替钢化玻璃的应用展望。
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  可降解材料现状及其在海洋领域的研究进展

  金林宇, 何思远, 李丹, 张春红

  . 2020, (19): 108-115. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.015

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  目的 综述可降解材料（光降解材料、生物降解材料和光-生物降解材料）的研究现状，探讨可降解材料在海洋领域的研究进展和未来研究方向。方法 综述各类可降解材料的特性、应用及其降解机理，并从材料降解机理的角度讨论可降解材料在海水中的降解可行性及相应的材料改性方法。结果 由于海水环境存在特殊性，各类可降解材料在海水中的降解性能大幅下降，降解过程受诸多因素影响，为了使材料能在海水环境下降解，针对降解材料改性研究方面提出了建议。结论 可降解材料虽是目前材料领域的研究热点，但可降解材料在海洋领域的应用仍处于起步阶段，因此，开发出具有良好水降解性能的可降解材料是解决海洋污染问题的重点，也是未来研究的难点和热点。
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  半酯改性环氧E-44的合成及其性能研究

  童婷, 袁新强, 李培友, 李雷权, 包维维, 李亚鹏, 丁镠

  . 2020, (19): 116-121. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.016

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  目的 研究半酯质量分数对环氧树脂性能的影响，获得较佳参数，制备性能优良的半酯改性环氧树脂。方法 采用半酯法合成半酯改性环氧树脂，通过酸值计算、傅里叶变换红外光谱、接触角和热重分析研究酯化规律及改性树脂的疏水性和热力学性能等。结果 酸值随时间的变化基本符合指数函数。随着半酯含量的增加，接触角虽然整体上呈递减趋势，但在半酯质量分数为50%时，接触角较大；半酯与环氧树脂充分反应，热稳定性较好。结论 成功合成了半酯改性环氧树脂，改性环氧树脂的力学性能和热稳定性得到提高。
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  导电银浆中纳米银团簇的分子动力学研究

  黄海洋, 李艳, 薛倩

  . 2020, (19): 122-128. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.017

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  目的 研究纳米银团簇的运动机理及连接料对团聚的影响。方法 以环氧树脂为导电银浆连接料，分别建立不同环氧树脂含量的纳米银团簇和环氧树脂模型，模拟不同环氧树脂含量下纳米银团簇的动力学平衡状况。结果 纳米银团簇在常温下极易发生团聚，加入环氧树脂后，系统能量虽然增大，但银团簇的运动活性明显降低；环氧树脂吸附于银团簇表面，阻止了银团簇间的团聚，银团簇的团聚倾向和银原子的运动活性随环氧树脂含量的升高逐渐降低；模拟结果显示，当环氧树脂质量分数增大至33%时，环氧树脂可起到防止银团簇团聚的效果。结论 在导电银浆中，纳米银团簇在常温下易团聚且受环氧树脂的影响较大。
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  可生物降解的化妆品包装材料研究进展

  曾昕

  . 2020, (19): 129-133. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.018

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  目的 综述可生物降解的包装材料在化妆品应用方面的研究进展，为生物降解材料的广泛使用提供参考。方法 通过对国内外聚乳酸、聚羟基链烷酸酯、纤维素、壳聚糖等可生物降解包装材料在化妆品中的研究与应用，分析各种材料的性能特点，提出可生物降解的包装材料在化妆品应用方面的未来展望。结果 不同类型的化妆品应根据产品特性选择适宜的可生物降解的包装材料，可生物降解包装材料在化妆品中的应用有待进一步研究和推广。结论 可生物降解材料应用于化妆品包装是未来发展趋势之一，应用纳米技术对材料性能提升具有重要意义。
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  胶态金纳米型时间-温度指示器性能研究

  张李璇, 余海龙, 许高垒, 俞胡斐, 孙若楠, 钱静

  . 2020, (19): 134-139. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.019

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  目的 探究基于金纳米颗粒的时间温度指示器（Time-temperature indicator, TTI）的变色机理及不同制备参数对其动力学参数的影响，为其在食品上的实际应用提供参考依据。方法 以明胶与氯金酸的还原反应为基础制备胶态金纳米型时间-温度指示器。通过紫外-可见分光光度计对TTI的吸光度进行测定，并将其与时间进行非线性拟合。采用单因素实验探讨制备参数对反应速率、变色寿命和活化能的影响。结果 TTI体系中生成的金纳米颗粒使得TTI呈现紫红色，金纳米颗粒数量的增加导致TTI的颜色变深。明胶用量减少而明胶-氯金酸质量比不变，以及明胶用量不变而明胶-氯金酸质量比增大的情况下，TTI体系的反应速率变慢，变色寿命延长。明胶-氯金酸质量比决定了TTI体系的活化能。TTI的活化能的范围为77.89～84.58 kJ/mol。结论 TTI具有监测因脂肪氧化而变质食品的潜能，通过调节TTI的制备参数可改变其变色寿命以匹配不同货架期的食品。
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  分割配送的生鲜产品库存-路径优化研究

  肖青, 郑凯君

  . 2020, (19): 140-147. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.020

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  目的 基于供应商管理库存策略，优化协调第三方物流（3rd Party Logistics，3PL）参与的二级供应链系统中库存补充与补货配送的关系，在满足配送需求的同时降低系统的库存和运输成本。方法 综合考虑3PL物流模式下的库存-路径系统中生鲜产品的运输距离、质量时间窗以及需求分割配送策略在时间上的调整等因素，以异质车队车辆行驶燃油成本、车辆调用固定成本、配送超时腐坏成本以及各零售商的库存成本为目标函数，建立多品种生鲜产品库存-路径优化模型。结果 通过改进的遗传算法计算并进行配送量调整优化，得到最终的生鲜配送方案，其系统总成本比配送量调整前减少了9.98%。结论 通过在时间上对配送量进行拆分调整可以有效地节约供应链系统总成本。
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  基于工程认证驱动的食品包装课程体系改革探索

  曹雪慧, 朱丹实, 周大宇, 刘贺, 吕长鑫

  . 2020, (19): 148-152. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.021

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  目的 探究将成果导向（OBE）的教育理念应用到食品包装学的教学中，提升食品专业人才培养质量，达到工程认证对学生工程能力的要求。方法 紧扣专业培养目标，围绕课程教学目标定位，探索课程教学持续改进的方法。以学生的学习效果为驱动，针对课程目标设计教学方法和课程考核。结果 优化课程教学内容，明确课程教学目的，在教学过程中应用项目驱动教学、分组讨论教学、虚实结合教学，充分调动学生学习的积极性。将考核过程量化处理，注重过程考核，实现教师、学生多元化考核体系。结论 运用OBE的教学理念，使学生具备“解决复杂工程问题”的能力，培养学生自主学习，终身学习意识，为提高课程教学质量、实现毕业要求指标点提供支撑。
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  基于几何非线性的果蔬运输隔振系统设计

  应玉萍, 王花兰

  . 2020, (19): 153-158. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.022

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  目的 针对运输过程中振动与冲击造成果蔬损伤和品质下降的问题，基于非线性振动理论，提出一种几何非线性结构的果蔬运输隔振系统。方法 首先，基于水平斜弹簧负刚度机构与垂向正刚度弹簧并联的方式设计果蔬运输隔振结构；其次，分析其静力学特性，推导该非线性隔振装置的刚度特性；最后，建立果蔬运输车模型的运动微分方程，采用谐波平衡法研究该新型果蔬运输车的隔振特性。结果 研究结果表明，通过合理的结构参数设计，该隔振装置在平衡点附近具有高静态刚度、低动态刚度特性。对于小幅路面激励，该新型果蔬运输车将在全频段大幅优于对应的线性系统，随着路面激励幅值的增大，隔振装置刚度快速增加，频率跳跃线性逐渐出现，峰值逐渐出现并右移，中频段的隔振效果逐渐变差。高频段的隔振效果远优于对应的线性系统，且与路面激励幅值不敏感。结论 通过引入水平预压缩弹簧与垂向弹簧并联形式的几何非线性结构显著提高了果蔬运输隔振系统的隔振效果，减小运输过程中果蔬所受到的振动与冲击，从而避免了果蔬损伤和品质下降。
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  改进粒子群算法的啤酒灌装机液位控制PID参数整定

  黄卓超, 张伟, 王亚刚

  . 2020, (19): 159-165. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.023

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  目的 整定最优的PID控制参数，对啤酒灌装机中贮液罐液位进行控制，以保证PID控制器能满足啤酒生产中的控制要求。方法 结合Rosenbrock搜索法和个体扰动策略来改进粒子群算法，并利用改进算法整定PID参数，最后将整定好参数的PID控制器用于控制液位对象；基于Matlab进行仿真实验，利用粒子群算法与文中方法做比较。结果 通过Matlab仿真验证，改进了粒子群算法整定的PID参数，其跟踪特性的调节时间为16.18 s，超调量为10.20%，IAE性能指标约为6.09；粒子群算法整定结果表明，跟踪特性的调节时间为27.72 s，超调量为26.90%，IAE性能指标约为7.23。结论 与原始粒子群算法相比，文中算法整定的3个PID参数在控制液位对象时综合性能评价指标更好，且能使系统平稳过渡，超调较小，响应速度快，调节时间快，其控制器性能能满足啤酒灌装机的生产要求。
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  抽气压力对阀口袋粉体充填效果的影响

  刘晓东, 卢立新, 王利强, 潘嘹, 徐立敏

  . 2020, (19): 166-171. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.024

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  目的 探究阀口袋充填过程中抽气压力变化对包装内粉体运动规律、飞粉浓度、颗粒捕获率及包装密实度的影响，以典型工业用粉氢氧化锂为研究对象，寻找其最佳充填工艺。方法 基于气固耦合机理，应用Ansys Fluent中的Realisable k-ε湍流模型和离散相模型对阀口袋在5种不同抽气压力下的充填抽气过程进行仿真模拟，设置抽气装置对粉体的捕获率、包装内的密实度及飞粉浓度作为评判标准。 结果 抽气压力增加将导致颗粒在充填抽气口附近聚集，提高包装内的飞粉浓度、颗粒捕获率及包装密实度；抽气压力为0.04～0.06 MPa时，阀口袋内的飞粉浓度和颗粒捕获率相对较低，且包装密实度可达90%以上。结论 通过设置合适的抽气压力范围，可保证在进行粉体充填时袋内的飞粉浓度、颗粒捕获率较低，同时保证包装内适当的密实度。
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  一种新的包装机电机算法切换系统设计

  金爱娟, 唐新雯, 李少龙

  . 2020, (19): 172-179. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.025

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  目的 研究不同工况下包装机生产线中异步电机控制算法的在线灵活切换。方法 选用2种异步电机高性能控制策略FOC和DTC作为包装机电机算法的切换对象，研究2种算法的共同基础，得出新的FOC_DTC算法作为切换系统的过渡算法，有效解决2种控制策略在线相互切换带来的转矩、电流突变等问题，并且在硬件平台上与直接切换方案、重置PI切换方案进行对比。结果 在满足包装机各个工况要求的前提下，混合FOC_DTC切换系统在切换响应时间、切换平滑度和切换效率上比上述2种方案更优越，切换响应时间提高了2%，切换转矩尖峰降低了30%。结论 通过使用混合FOC_DTC切换系统，包装机在不同工况下可以在线实时切换动力系统电机的控制算法，在平滑度和响应时间上比其他方案有明显的优势。
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  快递箱辅助把手对搬运作业舒适度的影响

  杨佳玉, 肖颖喆, 蒙惠文

  . 2020, (19): 180-186. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.026

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  目的 旨在探索工人在手工搬运工作中最佳的快递箱辅助把手结构，并以该研究为基础提出在快递箱设计时更具舒适性的建议。方法 募集35名被试者使用4种不同辅助把手的快递箱执行2项手工任务（提举任务、携带任务），测试了被试者的最大可接受重量，并记录了其身体部位的不适感、心率和总体喜好度。通过调研法和生理测量仪器测量法得到消费者对4种不同辅助把手的快递箱样本的主观评价和测量数据来分析生理负荷。结果 结果表明，在2项手工任务中，使用4种快递箱时心率的变化均无显著差异，手腕部的不适感也是如此。快递箱C的手掌部位不适感明显高于其他样本。在提举任务中，快递箱C的最大可接受重量和总体偏好等级最高。在携带任务中，快递箱B的最大可接受重量和总体优先等级最高。结论 证明了对于负载提举作业，位置偏上的把手位置是首选。在携带作业中，较低位置的把手对手工作业更友好。此外，提供更多容放手的空间以便轻松握住把手对于提高舒适度非常重要，并且更平滑和更大的接触面积可以减轻手掌的不适感。
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  IBPMIMO神经网络对啤酒杀菌机喷淋嘴温度的设定

  杨清艳, 张魁榜

  . 2020, (19): 187-195. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.027

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  目的 为了实现对啤酒杀菌强度准确的控制，设计一种基于改进BP多输入多输出（IBPMIMO）神经网络的温度设定模型。方法 采用IBMIMO神经网络对啤酒杀菌机主要温区的喷淋嘴温度设定值进行预测，并在啤酒杀菌机的杀菌强度（PU）控制软件上对预测值进行准确度分析。结果 IBPMIMO神经网络预测输出的各组喷淋嘴温度，最大综合误差为-1.09 ℃，而普通BP神经网络方法预测的结果综合误差波动较大，易陷入局部最优。并且将IBPMIMO预设的数据在杀菌机PU控制软件中运行，模拟结果显示，实验所测PU值与预期的PU值相差0.4。结论 利用IBPMIMO对杀菌机喷淋嘴参数的设定可以取得较好的效果，解决了新型啤酒瓶杀菌温度的设定。
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  基于虚拟仿真技术的灌装生产线设计与仿真

  林利彬, 张东波, 秦昊, 张昱, 王佳相

  . 2020, (19): 196-202. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.028

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  目的 针对灌装生产线的设计与验证过程，基于虚拟仿真技术，实现灌装生产线的快速设计与验证。方法 首先通过分析灌装生产线的生产过程，利用SolidWorks三维建模软件分别对灌装生产线中的灌装机、搓盖机、贴标机、喷码机、装箱机等设备设计三维模型。然后将所有设备的三维模型导入Demo 3D仿真软件，进一步按照各设备的动作流程对模型进行动作设计及运动规划，构建灌装生产线虚拟仿真系统。最后根据设备功能和生产产能要求，在虚拟仿真系统中通过不断地调整设备机械结构及机构的运行速度，最终实现灌装生产线的快速设计与迭代优化。结果 得出灌装生产线的优化设计方案，并根据该设计方案研制出灌装自动生产线，生产线的产能为2400 瓶/h，满足企业要求。结论 该方法能够实现灌装生产线的快速设计与验证，缩短设计开发周期，减少设计和验证成本。
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  基于计算流体力学的冷藏汽车制冷效果分析

  李长玉, 吕东霖, 李细霞, 张继华

  . 2020, (19): 203-208. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.029

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  目的 为了研究冷藏汽车的制冷效果，设计一种冷藏汽车车厢结构及其内部气流导向机构。方法 建立该冷藏汽车车厢的三维模型。利用计算流体力学的方法分析该冷藏汽车车厢的制冷效果。比较无间隙一体堆码、有间隙一体堆码、二体堆码、四体堆码等4种堆码方式下冷藏汽车的制冷效果。进一步研究分析四体堆码方式中货物间距对制冷效果的影响。结果 为验证文中方法的可靠性，将仿真结果与实验结果进行了对比，得出仿真结果和实验结果平均相对最大误差为5.9%，发现四体堆码方式优于其他方式，四体堆码时车厢平均温度最低，可达-8.2970 ℃。四体堆码时货物间的间隙超过175 mm时前后端货物温度趋于一致，温度分布均匀度最高。结论 采用计算流体力学的方法可定量计算冷藏汽车车厢内温度场，得出的结论对冷藏汽车设计和制冷效果分析具有一定的指导意义。
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  卷筒料印刷装备收卷张力系统解耦控制研究

  何奎, 刘善慧, 史文亮, 焦飞强, 薛志成, 李健

  . 2020, (19): 209-216. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.030

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  目的 为了保证卷筒料印刷装备收卷张力系统的性能，提出一种适用于收卷张力系统的自抗扰（ADRC）解耦控制器。方法 在收卷张力系统数学模型基础上，结合卷筒料收卷系统的工作原理，基于ADRC控制技术设计收卷张力系统的ADRC解耦控制器，并利用Simulink软件对所提出的控制策略进行仿真研究。结果 在相同的阶跃输入下，研究结果表明，PID控制器调整时间为2.4 s，而ADRC解耦控制器调整时间为0.7 s；在PID控制下，收卷基材张力出现超调和震荡，而在ADRC解耦控制下，基材张力无超调和震荡现象；采用PID控制器，收卷牵引跨度张力变化引起收卷跨度张力波动，而采用ADRC控制器则没有波动。结论 提出的卷筒料印刷装备收卷张力系统ADRC解耦控制器实现了高精度张力控制，具有比传统PID控制器更好的控制性能。
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  一种面结构光投影仪的标定方法

  唐栋梁, 何卫锋, 欧阳祥波

  . 2020, (19): 217-222. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.031

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  目的 研究并提出一种简单的面结构光投影仪的标定方法，结合试验搭建的测量平台，实现对饮料瓶、易拉罐、瓶盖等形状规则的包装件以及轮廓复杂人脸的准确测量。方法 首先借助二维灰度棋盘格标定板并采用张正友法标定好摄像机，再向标定板投影设定好的黑白棋盘格图案，然后结合图像阈值分割和形态学操作方法获取相机捕获投影图案的特征点坐标，最后使用标定好的摄像机参数来标定投影仪。结果 文中提出的标定方式相对操作简单、成本低，且在x和y方向的重投影误差基本都小于1个像素。结论 测量实验结果表明，文中标定方法能保证对人脸模型较理想的测量精度，有较好的应用范围。
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  基于SVM的高通量dPCR基因芯片荧光图像分类研究

  刘丽, 孙刘杰, 王文举

  . 2020, (19): 223-229. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.032

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  目的 为了实现高通量dPCR基因芯片荧光图像的亮点分类与计数，提出一种基于支持向量机（SVM）的荧光图像分类与计数方法。方法 首先对荧光图像进行去噪、对比度增强等图像预处理，对预处理后荧光图像进行亮点区域提取标注，去除背景与暗点的冗余信息，利用方向梯度直方图（Histogram of Oriented Gradient, HOG）提取鉴别特征，计算合并所有样本的亮点特征得到HOG特征向量，根据已得到的HOG特征向量创建一个线性SVM分类器，利用训练好的SVM分类器对荧光图像亮点进行分类与计数。结果 对比传统算法，文中算法具有较高的分类识别精度，平均准确率高达98%以上，可以很好地实现荧光图像亮点分类与计数。结论 在有限的小样本标注数据下，文中算法具有良好的分类性能，能够有效识别荧光图像中的亮点，对其他荧光图像分类研究也具有一定参考价值。
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  基于双目立体视觉的物流包装箱尺寸测量研究

  张志刚, 霍晓丽, 周冰

  . 2020, (19): 230-236. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.033

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  目的 针对物流行业运输中包装箱的非接触自动测量，提出一种基于改进SURF配准算法的双目立体尺寸测量方法。方法 首先采用二进制FREAK描述子代替传统SURF的描述子，解决传统SURF描述子计算耗时、描述向量生成依赖于特征主方向，且主方向计算误差会在后续步骤中出现传导放大 的缺点；其次，采用PROSAC删除误匹配点，并利用FREAK级联匹配的方式进一步提高算法的匹配 速度和匹配准确率。最后，利用视差优化和边缘提取算法获得精确三维空间体，实现非接触尺寸测量。结果 实验表明改进算法可快速提取图片特征点并准确匹配，对不同规格包装箱检测结果显示，基于改进算法的测量方法测量误差小，检测速度快。结论 改进图像匹配算法可有效提高图像匹配准确率，减少测量时间，对于提高物流行业运输效率、减少人工成本具有重要意义。
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  基于Retinex的弱可见光和红外图像融合算法

  孔玲君, 张孟孟

  . 2020, (19): 237-244. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.034

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  目的 针对目前弱可见光与红外图像融合后的图像仍存在细节大量丢失、目标模糊不清的问题，提出一种基于Retinex对弱可见光图像进行增强预处理后，再基于NSST和SWT变换进行图像融合的算法。方法 首先用SSR对弱可见光图像进行增强处理，增强后的可见光和红外图像进行NSST分解得到第1次的高低频系数，高频系数采用基于局部能量特征的方法进行融合；低频系数经过SWT分解得到第2次高低频系数，第2次的高频系数采用同样的方法融合，低频系数采用线性加权方法融合，然后将第2次高低频的融合结果经过SWT逆变换得到新的低频系数。最后把第1次高频系数融合结果和新的低频系数进行NSST逆变换得到融合图像。结果 通过仿真实验，将文中算法与NSST，NSCT以及文献[5]算法进行对比，结果表明主观视觉上融合图像细节更加清晰，客观评价上，平均梯度、空间频率（SF）、标准差、信息熵、边缘信息保留量等指标分别提高了35.63%，26.73%，16.89%，7.2%，4.6%。结论 文中算法对图像融合有较好的改善作用，融合图像的可视性和图像质量都得到显著提高。
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  基于机器视觉的易拉罐打标区域定位方法

  侯松青, 刘波, 付作政, 李玮

  . 2020, (19): 245-251. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.035

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  目的 为了提高易拉罐打标效率和打标位置精度，降低劳动强度，提出一种基于机器视觉的易拉罐打标区域定位方法。方法 首先建立模板库，获取即将打标的不同图案的易拉罐表面图像，对图像进行柱面反投影，使有一定弧度的图像展开，并利用模板匹配原理对图像进行拼接，得到易拉罐表面完整图像；其次采用ORB算法在模板库中确定易拉罐表面图案种类，利用模板匹配方法确定该种类图案的打标区域在待打标易拉罐上的位置，从而进行定位打标。结果 实验结果表明，该方法能实现直径为40～65 mm易拉罐的打标区域快速定位，定位误差为±2°。结论 基于机器视觉的易拉罐打标区域定位方法能实现易拉罐打标过程的自动化，可以快速、准确地定位出打标区域，且灵活性较高，降低了劳动成本，能满足企业的生产加工需要。
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  文本配图系统的设计与实现

  张明西, 乐水波, 李学民, 董一鹏

  . 2020, (19): 252-258. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.036

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  目的 设计并开发文本配图系统，实现面向文本数据的在线自动配图。方法 基于图片和文本之间的描述关系构建“图片-标签”二分网络，然后基于“图片-标签”的二分网络，利用重启随机游走模型进行图片与标签之间的相关性计算。采用TextRank模型提取关键字，并将关键字构成的集合作为查询，将关键字视为标签。基于离线计算结果，在线整合标签与图片之间的相关性，得到文本与图片的相关性。依据相关性由大到小进行排序，并返回前k个最相关的图片。结果 实验结果表明，前5个返回结果的MAP值能够达到0.839，能够准确地返回用户期望的图片。结论 系统能够依据输入文本进行准确的图片匹配。
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  基于深度学习的易拉罐缺陷检测技术

  张志晟, 张雷洪

  . 2020, (19): 259-266. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.037

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  目的 现有的易拉罐缺陷检测系统在高速生产线中存在错检率和漏检率高，检测精度相对较低等问题，为了提高易拉罐缺陷识别的准确性，使易拉罐生产线实现进一步自动化、智能化，基于深度学习技术和迁移学习技术，提出一种适用于易拉罐制造的在线检测的算法。方法 利用深度卷积网络提取易拉罐缺陷特征，通过优化卷积核，减短易拉罐缺陷检测的时间。针对国内外数据集缺乏食品包装制造的缺陷图像，构建易拉罐缺陷数据集，结合预训练网络，通过调整VGG16提升对易拉罐缺陷的识别准确率。结果 对易拉罐数据集在卷积神经网络、迁移学习和调整后的预训练网络进行了易拉罐缺陷检测的性能对比，验证了基于深度学习的易拉罐缺陷检测技术在学习率为0.0005，训练10个迭代后可达到较好的识别效果，最终二分类缺陷识别率为99.7%，算法耗时119 ms。结论 相较于现有的易拉罐检测算法，文中提出的基于深度学习的易拉罐检测算法的识别性能更优，智能化程度更高。同时，该研究有助于制罐企业利用深度学习等AI技术促进智能化生产，减少人力成本，符合国家制造业产业升级的策略，具有一定的实际意义。
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  新型自适应字符检测系统研究

  王鑫, 黄丹平, 叶建秋, 张力, 于少东

  . 2020, (19): 267-275. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2020.19.038

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  目的 为解决现有字符检测系统出错率高、自适应能力较差的问题，提出一种新型自适应字符检测系统。方法 针对某国内大型方便面生产企业产品研发生产批号检测系统过程中，遇到的光照变化和多种产品规格变化对图像采集质量的影响问题，分别提出相应的自适应解决方案；通过改进局部阈值算法，增强算法鲁棒性，并进一步提出基于实时采集图像的自适应采集矫正算法。结果 通过实验测试和现场验证，该检测系统的自适应能力和鲁棒性较强，检测速度为10个/s，误剔率小于0.005%，漏剔率为0。结论 该系统具有较强适应性，相比传统字符检测系统更加稳定可靠，具有良好的应用前景。