2021年, 第0卷, 第9期　
刊出日期：2022-03-24

  

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  包装运输试验中非平稳随机振动表征和模拟方法

  曾昕, 蒋瑜, 范政伟, 雷武阳

  . 2021, (9): 1-10. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.001

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  目的 研究量化表征非平稳随机振动的方法，模拟包装物实际运输振动环境中的非平稳和非高斯特征。方法 通过引入“运行测试”非参数统计检验方法，对均方根值时变非平稳过程进行量化表征，利用贝塔分布随机数的幅值调制方法模拟生成非平稳非高斯随机过程。结果 通过数值验证贝塔分布方法，能够基于目标峭度和功率谱密度函数等约束条件灵活生成具有不同平稳程度的非平稳非高斯随机过程。结论 该方法可以对非平稳特征进行定量表征，并可用于真实模拟包装件的运输振动环境，避免“欠试验”和“过试验”问题的发生。
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  基于Ansys Workbench的投影仪运输包装仿真分析

  孙德强, 石威, 李彬, 安兴, 刘鸿梅, 郝静, 李国志

  . 2021, (9): 11-16. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.002

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  目的 为某型号投影仪设计运输包装，并检验该方案的防护性能和安全性能。方法 运用有限元软件并进行相关试验，对投影仪包装件进行模态分析、随机振动分析和跌落分析。结果 在随机振动仿真分析中，包装件前6阶固有频率均大于25 Hz，避开了公路和铁路运输的共振频率范围，不会发生共振;最大等效应力为4.628 MPa，最大变形量为1.526 mm，各部件应力和变形量均在安全范围内，符合抗振强度要求。在跌落仿真分析中，投影仪裸机跌落时的镜片等效应力最大值为123.49 MPa，超过了玻璃的许用应力(28 MPa)，镜头发生破裂;投影仪运输包装跌落时，镜片上等效应力最大值降低为2.1728 MPa，其余部件应力值均未超过对应材料的屈服强度，符合抗冲击强度要求。结论 根据分析结果，采用EPE发泡塑料和E型瓦楞纸板的运输包装方案结构设计合理，能够在运输过程中对投影仪起到保护作用，具有一定的可行性。
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  缓冲包装材料经济性与环境影响评价研究进展

  吴彤彤, 吴金卓, 王卉, 蔡加丽

  . 2021, (9): 17-24. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.003

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  目的 通过梳理国内外文献，准确掌握不同材质缓冲包装材料的经济性与环境影响程度，为绿色经济缓冲包装材料的设计与应用提供参考和借鉴。方法 在对常见的缓冲包装进行分类的基础上，分别从缓冲包装材料的经济性和环境影响等2个方面对纸制缓冲包装材料和塑料缓冲包装材料进行评价分析。结论 常用的缓冲包装材料在加工过程和使用过程均会造成资源浪费和环境污染。纸制缓冲包装材料加工工艺成熟价格稳定，塑料缓冲包装受原材料价格波动影响较大。新型缓冲包装材料植物纤维类缓冲材料作为环境友好型材料，符合缓冲包装材料力学性能要求，推行使用可以减缓目前状况，具有发展潜力和研究意义。
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  缓冲包装用明胶-淀粉泡沫的性能研究

  张宇, 武吉梅, 王冬梅, MARTIN TORREJON Virginia

  . 2021, (9): 25-31. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.004

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  目的 以明胶和预胶化淀粉为原料制备具有缓冲效果的生物质可降解泡沫材料，为缓冲包装用生物质泡沫提供一种新的选择。方法 通过对不同明胶-淀粉质量比、固含量、十二烷基硫酸钠(SDS)用量进行实验研究，并进行结构表征及静态压缩性能测定对泡沫材料进行综合评价。结果 得到了明胶-淀粉缓冲泡沫材料的最优条件，固含量(用质量分数表示)为20%，表面活性剂质量分数为0.75%，明胶-淀粉质量比为70∶30。在此最优条件下的明胶-淀粉缓冲泡沫材料发泡倍率为5.14倍，表观密度为0.064 g/cm³，弹性模量为36.64 kPa，50%抗压强度为2.49 kPa。结论 以明胶和预胶化淀粉为原料制备的复合泡沫材料具有表观密度低、缓冲性能较好的特点。单因素实验结果表明，预胶化淀粉对泡沫的力学性能有增强作用。
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  EPE动态冲击曲线拟合函数对比

  杨杰, 付志强, 张蕾, 张莉, 侯琼

  . 2021, (9): 32-36. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.005

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  目的 针对多项式函数拟合发泡聚乙烯泡沫(EPE)动态冲击曲线不准确的问题，构建精确且简洁的数学模型以解决此问题。方法 选用对勾函数、双指数函数及常见的二次、三次多项式函数对实验数据进行拟合，拟合点共8个。改变实验材料的密度、厚度及实验的跌落高度，对比分析4种数学模型的拟合效果。结果 双指数函数和对勾函数的拟合度均可达到0.98以上，二次和三次多项式函数拟合度低于0.9，且拟合效果不稳定，在拟合曲线的最低点误差较大。结论 与双指数函数相比，对勾函数的参数较少，拟合效果相近时，在实际应用中更易推广。
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  头戴式耳机跌落冲击的仿真分析与实验

  林丽

  . 2021, (9): 37-43. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.006

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  目的 对跌落测试中的破坏风险进行预测和改进，从而提升设计效率。方法 基于Abaqus，对头戴式耳机进行整机跌落仿真分析，对其在规定高度下撞击地面的整机结构耐冲击性进行研究，考虑到材料的非线性和应变率效应，采用质量缩放、应力包络图等技术来提升仿真效率，并将高速摄影下的实际跌落过程与仿真结果进行对比。结果 数值仿真预测了产品在跌落过程中的破坏风险，并对优化后的设计进行了验证，与实验结果高度吻合。结论 在头戴式耳机一类消费电子产品的设计中，合理利用数值仿真，可有效缩短产品研发周期，降低研发成本，提升产品质量，从而提高产品的市场竞争力。
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  不同贮藏温度下养殖鲤鱼菌相变化分析

  朱琳, 郭全友

  . 2021, (9): 44-48. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.007

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  目的 通过研究在室温、低温环境下贮藏养殖鲤鱼的菌相、感官、化学和微生物学品质，确定鲤鱼特定腐败菌、货架期和贮藏中鲜度变化，为构建货架期预测模型提供基础。方法 分别取贮藏初始和贮藏温度分别为0，5，10，15，25 ℃货架期终点的鲤鱼鱼肉进行菌落总数、假单胞菌、产H2S菌计数、挥发性盐基氮(TVBN)值测定，并确定特定腐败菌。结果 贮藏初始鲤鱼感官指标良好，菌落总数、产H2S菌、假单胞菌和TVBN值分别为(4.34±0.58)，(2.85±0.63)，(3.42±0.45)lg(CFU/g)和(84.7±5.7)mg/kg。在0，5，10，15 ℃下贮藏的鲤鱼货架期分别为(28.9±1.20)，15.9，6.1，3.6 d，特定腐败菌为腐败希瓦氏菌和假单胞菌;室温货架期为1.1 d，特定腐败菌为气单胞菌。结论 基于鲤鱼低温和室温贮藏品质特征、货架期和菌群变化的结果，为货架期模型构建提供了参考。
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  热风干燥温度对南瓜子种子活力的影响

  蒋怡, 敬璞

  . 2021, (9): 49-55. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.008

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  目的 探究热风干燥对南瓜子活力的影响，得到可推广的南瓜热风干燥温度参数，为种子干燥加工提供参考。方法 选用新鲜南瓜种子作为实验材料，设置自然阴干，以及30，35，40，45，50，55，60 ℃等8种不同干燥温度(±1 ℃)，在4 ℃下保存30 d后测定其发芽率和发芽势，用丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性以及幼苗的发育状况等指标表征南瓜子活力。结果 最终确定适合南瓜子的干燥温度为55 ℃，此条件下南瓜种子的发芽率最高，为71%，发芽势为28%，丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性均最低，种苗和根系发育的综合指数较高。结论 55 ℃热风干燥温度可以较好地保留南瓜子活力，该温度下南瓜子老化损伤在研究范围内最小。
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  1-MCP结合臭氧处理对水晶葡萄采后贮藏品质的影响

  吉宁, 王瑞, 曹森, 马立志

  . 2021, (9): 56-63. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.009

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  目的 研究1-MCP结合臭氧处理对水晶葡萄低温贮藏期间品质的影响，以期为延长水晶葡萄采后保鲜期提供依据。方法 用浓度为1 μL/L的1-MCP先熏蒸2 h，随后使用4个不同浓度的臭氧对其处理2 h，处理完后贮藏于温度为(1±0.3)℃、相对湿度为(90±5)%的保鲜库内。结果 经1-MCP结合浓度为4 mg/L的臭氧处理贮藏到60 d时，腐烂率(20.43%)、褐变率(40.44%)、脱粒率(33.43%)均低于其余各处理组，可溶性固形物(13.36%)、可滴定酸(0.48%)含量均高于其余各组，维生素C(82.71 mg/kg)、多酚(398.62 mg/kg)含量也高于其余各组。结论 使用1-MCP熏蒸后，再使用4 mg/L的臭氧进行处理，更有利于维持水晶葡萄贮藏期间的品质。
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  茉莉酸甲酯处理对石榴贮藏品质及相关酶活性的影响

  寇莉萍, 张萌, 郭晓成, 梁文馨, 张天天, 张钰莹, 陈旻琪

  . 2021, (9): 64-71. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.010

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  目的 研究茉莉酸甲酯对石榴贮藏品质的影响，为延长石榴货架期提供依据。方法 以临潼“净皮甜”石榴为实验材料，采用不同浓度茉莉酸甲酯(0.01，0.05，0.1 mmol/L)对石榴果实进行熏蒸处理，然后转入(4±0.5)℃冷库贮藏56 d。结果 在整个贮藏期间内，茉莉酸甲酯处理可延缓石榴硬度、可溶性固形物含量、总糖含量、可滴定酸含量、感官品质的下降，抑制石榴果皮褐变指数和质量损失率的上升，并能提高CAT，POD，PAL，GLU等的酶活性。实验得出，当茉莉酸甲酯浓度为0.05 mmol/L时处理效果最好。结论 茉莉酸甲酯处理是一种有效保持石榴贮藏品质、延长货架期的方法。
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  壳聚糖/柠檬酸复合涂膜对胡萝卜的保鲜效果

  董文丽, 巩雪, 侯理达, 安丽娟, 聂义然, 杨春莉

  . 2021, (9): 72-78. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.011

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  目的 研究壳聚糖和柠檬酸复合涂膜对胡萝卜保鲜效果的影响，为胡萝卜采后保鲜贮藏提供新途径。方法 以胡萝卜为实验材料，采用壳聚糖(质量分数为1%)涂膜、壳聚糖(质量分数为1%)/柠檬酸(质量分数为1%)复合涂膜处理胡萝卜，以未涂膜处理的胡萝卜为空白对照，研究贮藏期间不同处理组胡萝卜的主要品质指标和生理活性随贮藏时间的变化情况。结果 贮藏90 d后，复合涂膜处理组胡萝卜的呼吸强度为3.02 mg/(kg.h)，质量损失率为3.32%，Vc含量为0.1704 mg/g，可溶性糖质量分数为2.08%，胡萝卜素含量为0.0549 mg/g，POD活性为0.53 U/g，PAL活性为65.87 U/g，复合涂膜较单一涂膜更好地延缓了贮藏期间Vc含量、可溶性糖含量和胡萝卜素含量的下降，较好地保持了POD和PAL酶的活性。结论 壳聚糖涂膜和壳聚糖/柠檬酸复合涂膜处理能够有效提高胡萝卜的贮藏品质，维持其生理活性，延缓衰老进程，其中，壳聚糖/柠檬酸复合涂膜处理的综合保鲜效果要优于单一壳聚糖涂膜处理。
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  高透明度β-甲壳素纳米纤维薄膜的制备与性能

  吴启静, 王怡仁, 周彤, 林书凝, 李大纲, 金永灿, 陈楚楚

  . 2021, (9): 79-85. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.012

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  目的 以废弃鱿鱼顶骨为原料，在温和条件下提取并制备高强度、高透明度的β-甲壳素纳米纤维薄膜。方法 常温下利用温和提取法，从鱿鱼顶骨中提取β-甲壳素纳米纤维(β-ChNF);通过真空抽滤，制备β-甲壳素纳米纤维薄膜(β-ChNF/m)。并与以蟹壳为原料“高温提取”制备所得的α-甲壳素纳米纤维薄膜(α-ChNF/m)进行对比;通过力学性能、结晶结构、微观构造、表面化学特性及透光性分析，探索“温和条件”提取法对薄膜性能的影响规律。结果 利用温和提取法，能最大程度保留β-ChNF在鱿鱼顶骨中的天然纳米形态与性能;与从蟹壳中提取所得α-甲壳素相比，研究制备所得β-ChNF/m比α-ChNF/m力学强度提高了近1.5倍，断裂伸长率提高了3倍，且具备优异的透光性，透光率为90%，雾度为4%。结论 以鱿鱼顶骨为原料制备所得β-ChNF/m具有优异的透光性、力学性能，有望作为柔性电子标签基材应用于智慧包装、包装智能检测等研究领域。
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  纳米纤维素凝胶微粒及其在Pickering泡沫中的应用

  王磊, 易凯, 杨阳, 王彩霞, 吴敏, 鲁鹏

  . 2021, (9): 86-93. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.013

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  目的 研究氧化纳米纤维素/乳酸链球菌素(TONCC/nisin)凝胶粒子的性质及其在环保抗菌泡沫中的应用。方法 利用TONCC的表面羧基基团与nisin的表面阳离子的吸附耦合作用，制备TONCC/nisin水凝胶和微凝胶，以微凝胶作为稳定粒子，环氧大豆油丙烯酸酯(AESO)为油相，制备TONCC/nisin/AESO Pickering乳液，对水凝胶、微凝胶、乳液的稳定性进行研究;通过热固化乳液得到环保抗菌的泡沫材料，并对泡沫材料的结构和抗菌效果进行表征。结果 水凝胶的结构随着在水中浸泡时长的增加而发生变化，宏观表现为坍塌变形，nisin逐渐析出，微凝胶随着静置时间的延长其粒径变化不大;以微凝胶作为界面稳定剂的AESO乳液的热稳定性较好，在90 ℃下加热30 min乳液液滴并未发生聚并现象，该乳液固化后形成的多孔泡沫材料对李斯特菌的抑制作用明显，当泡沫中nisin含量为2 μg/g时，其抑菌率为43%。结论 TONCC和nisin形成的微凝胶粒子在水中稳定性较好，可以用于乳化AESO制备Pickering泡沫，同时赋予泡沫多孔性和抗菌性，在制备环保抗菌泡沫方面有很大的应用潜力。
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  过氧化氢/醋酸法制备纳米纤维素

  张晓东, 郭艳玲, 于丽影, 李健, 田野

  . 2021, (9): 94-101. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.014

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  目的 制备纤维素纳米晶体(CNCs)，并对其性能进行表征，以促进纳米纤维素制备过程向绿色化、环保化转变，保证林业废弃物高效利用。方法 以松木粉为原料，采用酸性过氧化氢和氢氧化钾进行化学预处理，去除木质素、半纤维素，采用机械方法进一步缩小木质纤维尺寸，改善分散性，最终制得CNCs。利用FT-IR，DSC，SEM，TEM对样品进行组分分析、性能检测及微观形貌观察。结果 经过一次去木质素处理后，1636 cm⁻¹处的羰基(C=O)吸收峰消失;经KOH去半纤维素处理后，1720 cm⁻¹处的木聚糖羰基吸收峰消失。此外，综纤维素、纯化纤维素以及CNCs对应的DSC曲线形状相近，吸热峰峰值在125 ℃左右。结论 经化学预处理与机械剪切处理后，最终成功制得了尺寸均匀、形貌清晰的CNCs，其径向尺寸集中在0~30 nm，轴向尺寸集中在100~300 nm。
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  基于PIV粒子速度场图像大豆蛋白液的可喷性研究

  蔚俊, 杨传民, 邢炯, 袁成志, 龚国腾, 任少伟

  . 2021, (9): 102-107. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.015

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  目的 研究不同浓度大豆蛋白液的可喷性，以期得到均匀一致的大豆蛋白膜，也为后期覆膜选择合适的大豆蛋白液浓度提供数据参考。方法 基于PIV速度场图像的间断性判定可喷性。在喷涂参数一定的条件下，利用电子脉冲喷头对不同浓度的大豆蛋白液进行喷雾，并通过PIV技术测定大豆蛋白液喷涂雾化颗粒速度场图像，随后处理图像，定性和定量分析不同浓度大豆蛋白液的可喷性。结果 在喷涂参数恒定的条件下，当大豆蛋白液浓度较低时，雾化特性较好，可喷性良好;随着浓度的增加，大豆蛋白液的粒子速度场逐渐收缩，可喷性变差。在高浓度时(质量分数为9.73%)，粒子速度场出现间断区域，没有形成连续完整的扇形面，且截线上径向距离的速度曲线出现间断，因此，大豆蛋白液质量分数为9.73%时的可喷性较差。结论 基于PIV速度场图像判定可喷性的方法能为获得均匀一致的大豆蛋白膜提供有力的参考。
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  SiO2气凝胶改性瓦楞纸板性能研究

  周鹤, 陈景华, 吕剑, 郭晓岩, 卢思夷, 黄一翔, 陈国梁

  . 2021, (9): 108-114. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.016

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  目的 应用SiO2气凝胶疏水隔热水性涂料对瓦楞纸板表面进行改性，探究其对瓦楞纸板力学性能、疏水性能、隔热性能的影响。方法 通过机械共混和表面改性相结合的方式制备疏水隔热水性涂料，采用线棒涂布器涂布于瓦楞纸板表面，通过测试纸板表面的接触角检验疏水效果，并测试改性后纸板的边压强度、平压强度、戳穿强度和压痕强度;制备90 mm×90 mm×100 mm的隔热包装箱，通过融冰试验测试其隔热效果。结果 经SiO2气凝胶疏水隔热水性涂料改性后的纸板接触角为91.75°，提高了6.25°。改性后纸板的横向边压强度、平压强度、戳穿强度和纵向压痕强度分别提高了5.6%，0.6%，2.4%和2.7%。当SiO2气凝胶的质量分数为2%时，改性后的纸板具有最优的隔热性能。当湿膜厚度为60 μm时，与未涂布的原瓦楞纸板相比，温度可降低13.6 ℃ 结论 该方法扩大了SiO2气凝胶在包装行业的应用范围，能为未来保温包装材料提供参考。
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  银纳米线薄膜化学焊接工艺

  闫国栋, 张晓东, 黄林泉, 梁雨轩, 雷国伟, 杨钊, 魏葳

  . 2021, (9): 115-134. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.017

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  目的 为解决银纳米线(AgNWs)薄膜应用中存在较高节点电阻的问题，在不改变AgNWs薄膜透过率的条件下，利用卤化盐对AgNWs薄膜进行化学焊接，以降低AgNWs薄膜的表面方阻，并提高AgNWs薄膜的耐弯折性能。方法 通过化学焊接方式对AgNWs薄膜进行改性处理，分析AgNWs薄膜化学焊接工艺的相关参数。如化学焊接试剂的选择，盐浴时间的优化，以及AgNWs墨水添加不同比例的PVA对其薄膜化学焊接效果的影响。结果 研究得到最佳AgNWs薄膜化学焊接工艺，在AgNWs墨水中添加2份PVA，摇匀后涂布成膜，将AgNWs薄膜在质量分数为10%的NaCl溶液中浸泡60 s，用纯水反复清洗3次，每次10 s，之后用氮气吹干。化学焊接后，AgNWs薄膜的方阻下降了35.1%，方阻均匀性为9.0%。结论 AgNWs薄膜经过化学焊接后，薄膜方阻和均匀性得到优化，光学性能保持不变，且外观良好，为其在柔性显示和电磁屏蔽领域应用奠定了技术基础。
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  金属橡胶Mooney-Rivlin修正模型试验

  邵晓宙, 樊文欣, 王亚飞, 曹志娟, 薛双桥

  . 2021, (9): 135-140. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.019

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  目的 研究金属橡胶的本构关系，建立一种适用于工程计算和数值仿真的金属橡胶Mooney-Rivlin修正模型。方法 基于金属橡胶变形过程中刚度非线性、可压缩的特点，将金属橡胶试件的变形分为“等容部分”和“体积部分”这2个部分，采用正交试验法研究加载速度、固相体积分数、丝径对金属橡胶变形“体积部分”的影响程度。结果 试验因素对Mooney-Rivlin模型描述金属橡胶本构关系误差的影响顺序为固相体积分数>丝径>加载速度，其中加载速度对误差值的影响程度远小于固相体积分数和丝径。结论 修正后的Mooney-Rivlin模型有较好的拟合效果，可以更好地反映金属橡胶非线性刚度的特性，为金属橡胶的实际应用提供了理论参考。
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  温度对自热食品理化指标影响及其货架期预测方法

  沈旺旺, 高振洪, 樊沁昕, 刘东红, 丁甜

  . 2021, (9): 141-151. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.020

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  目的 以自热食品土豆牛肉菜肴包为研究对象，考察温度对其贮藏品质的影响，同时建立自热食品土豆牛肉菜肴包的货架期预测模型。方法 利用加速货架期实验的方法，研究不同贮藏温度下(40，50，60 ℃)土豆牛肉菜肴包品质的变化，通过相关性分析选定货架期预测的代表性指标，基于理化指标变化运用化学动力学模型、Q10模型和BP神经网络模型建立自热食品的货架期预测模型，对其常温下货架期进行预测。结果 在3种温度下，样品pH值基本呈现先下降再上升最后下降的趋势，且温度越高变化越剧烈;3种温度下，均有L^*值先缓慢下降后急剧下降，a^*值先是快速升高之后速率逐渐减慢，b^*值则是相对较稳定的缓慢上升的趋势;脂质氧化和蛋白质水解的反应速率加快，致使丙二醛和挥发性盐基氮含量增加。相较于化学动力学模型和Q10模型，基于先验条件的BP神经网络模型最适用于该自热食品货架期预测，最终误差收敛于7.16×10⁻⁵，用该模型预测25 ℃土豆牛肉菜肴包的货架期为430 d。结论 温度对土豆牛肉菜肴包各项品质指标均有显著影响，同时确立了货架期预测的最优模型为考虑先验条件的BP神经网络模型。
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  食品用铝系发热包放热规律

  司凯, 黄鑫磊, 刘崇歆, 魏文松, 艾鑫, 张春江

  . 2021, (9): 152-159. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.021

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  目的 针对国内外对于食品用铝系发热包的研究进展与发热包产品高品质使用需求不匹配，对食品用铝系发热包放热规律进行深入研究。方法 以食品用铝系发热包为实验材料，通过红外热成像分析、氧弹量热仪测量、扫描电镜(SEM)观察等方法对铝系发热包放热规律进行探究。结果 结果表明，铝系发热包使用15 min后仍有大量发热剂未反应，内部截面呈现分层排列，由外到内分可为3层，不同层产物转化率分别为64%，100%和91.3%，且各层结构和化学性质差异明显。经分析，导致反应不完全的可能原因主要有反应产物结构阻碍水分扩散，产生的氢气阻碍外部水分的迁入，氢氧根浓度分布不均等。结论 为食品用铝系发热包的配方改良、提高食品用铝系发热包的放热品质提供了依据和指导意义。
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  适宜于花生酱抗氧化应用的天然抗氧化剂筛选

  王娴, 崔龙, 范家霖, 董威杰, 许勃, 彭乃卫, 陈云堂

  . 2021, (9): 160-168. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.022

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  目的 筛选适宜于花生酱抗氧化应用的天然抗氧化剂，抑制花生酱油脂氧化。方法 以花生酱为原料，以不添加抗氧化剂为对照组，以添加化学合成抗氧化剂TBHQ和异Vc为参照，分别添加天然抗氧化剂迷迭香提取物、VE、茶多酚、植酸、β-胡萝卜素及Vc，定期测定花生酱的酸价和过氧化值，判别不同抗氧化剂的抗氧化效果。结果 不同的天然抗氧化剂对花生酱的抗氧化效果存在明显差异，迷迭香提取物和茶多酚在花生酱中表现出较好的抗氧化效果，迷迭香提取物的抗氧化效果优于茶多酚，而Vc、VE、β-胡萝卜素和植酸在花生酱中表现为促进氧化。添加迷迭香提取物、茶多酚、异Vc和TBHQ抗氧化剂的花生酱在储存150 d时，酸价与对照组相比低了66.62%，46.14%，65.45%，83.77%，过氧化值与对照组相比低了56.73%，24.28%，38.32%，94.06%。迷迭香提取物在抑制酸价升高方面与异Vc相当，在抑制过氧化值升高方面优于异Vc，其整体抗氧化效果略逊色于TBHQ。结论 在天然抗氧化剂添加量(质量分数)均为0.03%时，迷迭香提取物和茶多酚对花生酱抗氧化效果优于其他天然抗氧化剂，可应用于花生酱的抗氧化领域。
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  海藻酸钠基大米新鲜度指示水凝胶的制备及其应用

  艾月, 陈雪风, 王国任, 李泽姝, 黄健, 刘秀奇

  . 2021, (9): 169-176. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.023

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  目的 以天然高分子材料作为主要原料，制备一种凝胶态大米新鲜度指示材料，并探究其对大米新鲜度的指示效果。方法 用海藻酸钠和碳酸钙等多种助剂为原料，以甲基红和溴百里酚蓝为指示剂，采用原位释放法制备大米新鲜度指示材料。结果 通过测定材料的力学性能和溶胀性能，确定海藻酸钠/碳酸钙的最优比为2∶1，葡萄糖酸内酯的最优添加量为0.156 g;通过指示材料对大米中脂肪酸的识别检测，确定甲基红与溴百里酚蓝的最优体积比为7.5∶1，复合指示剂总体积的添加量为13%。结论 海藻酸钠基大米新鲜度指示水凝胶能够应用于大米的新鲜度检测。
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  GC-MS法测定药用复合包装袋中异氰酸酯

  张清, 邱月, 余秋玲, 龙梅, 陈豪, 张永梅

  . 2021, (9): 177-183. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.024

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  目的 利用气相色谱-质谱(GC-MS)技术建立同时测定药用复合包装袋中8种异氰酸酯含量的方法。方法 将药用复合包装袋剪成尺寸(长×宽)不大于5 mm×5 mm的小碎片，采用二氯甲烷超声萃取40 min;萃取液经氮吹浓缩后，采用GC-MS法分析。采用TG-5MS色谱柱，将进样口温度设为200 ℃，柱温箱初温设为40 ℃，在程序升温条件下可实现8种异氰酸酯的有效分离。结果 8种异氰酸酯在质量浓度为0.02~5.0 mg/L时，线性关系良好，相关系数R²均大于0.997，检出限为0.001~0.006 mg/kg。药用复合包装袋中的异氰酸酯在低、中、高等3个浓度水平下的加标回收率为80.3%~111.7%，相对标准偏差为0.6%~5.1%。结论 该方法操作简便、灵敏度高、准确度好，可为药用复合包装袋中异氰酸酯的检测分析提供技术支持。
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  食品接触材料及制品1,4-丁二醇迁移量测定方法

  刘智, 王振华, 杜悦, 刘卉

  . 2021, (9): 184-188. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.025

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  目的 建立测定1,4-丁二醇的气相色谱检测方法，确认食品接触材料及制品中1，4-丁二醇迁移量是否满足国标限量要求。方法 对可降解塑料产品进行迁移试验，采用气相色谱法对迁移液中1,4-丁二醇进行分离、定性和定量检测。结果 该法对1,4-丁二醇迁移量的方法检出限为0.4 mg/kg，1,4-丁二醇的含量为0～10 mg/kg时，与色谱峰面积具有良好的线性关系，相关系数大于0.995，样品加标回收率为95.2%～108.7%，测定结果的相对标准偏差为5.9%～9.7%(n=10)。结论 该方法适用于食品接触材料及制品1,4-丁二醇迁移量的检测。
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  基于判别分析与ANN的药品铝塑包装泡罩XRF分析

  姜红, 马枭, 李飞, 李春宇, 吕航, 范烨, 满吉

  . 2021, (9): 189-193. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.026

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  目的 针对案件现场常见的药品铝塑包装泡罩，为达到对其分类识别的目的，提出系列检验分析、数据处理方法。方法 采用X射线荧光光谱法对45个药品铝塑包装泡罩样本所含元素进行检验并讨论分析。对检验结果进行无监督的系统聚类，利用离差平方和法计算欧氏距离进而将未知样本分为5类。结果 将分类结果作为变量进行判别分析，选取累积方差百分比为97.8%的2个判别函数，其类内平方和与总平方和之比为0.015和0.394，具有较强的解释能力。绘制的样本判别分类图将5类样本类之间相互区分开来，样本总体判别正确率为95.6%。提取样本在判别函数上的判别得分构建了人工神经网络，最终分类正确率为97.8%。结论 利用X射线荧光光谱法对药品铝塑包装泡罩进行检验，将元素种类及含量作为变量进行了分类，并构建了45个药品铝塑包装泡罩样本的人工神经网络分类模型，可借助该模型进一步实现对于案件现场未知类别的药品铝塑包装泡罩样本的分类识别。
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  冷鲜肉保鲜包装技术现状和发展趋势

  姚倩儒, 陈历水, 李慧, 杨海莺, 王申丽, 王静

  . 2021, (9): 194-200. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.027

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  目的 研究现阶段冷鲜肉保鲜包装技术的工艺流程、保鲜效果、研究进展等，以期为冷鲜肉包装的选用提供指导。方法 采用文献调研法，搜集汇总国内外关于冷鲜肉保鲜包装技术的研究，分析各种技术的特点和适用范围。结论 虽然现阶段应用最广泛的为真空包装保鲜技术和气调包装保鲜技术，但是将多种保鲜技术相结合，取长补短，协同发挥作用，理论上要优于单独保鲜技术，这将是未来肉品保鲜的研究和发展趋势，主要包括物理保鲜技术与包装技术相结合，以及生物化学保鲜技术与包装技术相结合。此外，选择包装材料要综合考虑多方面因素，并不是阻隔性越好的材料越有利于保鲜。
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  应急物流需求下的包装设计

  李雪琴, 双海军

  . 2021, (9): 201-206. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.028

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  目的 分析应急物流需求下的包装设计要求，推动基于应急物流需求的包装设计发展。方法 以应急物流中应急物资对包装设计需求的特性为切入点，梳理应急物流与包装设计的联系，分析应急物流对包装设计的要求，提出基于应急物流需求的包装设计措施。结果 应急物流包装对柔性、效率、操作、时效要求更高，要从提升包装设计柔性能力、利用现代科技发展智能化包装设计、倡导极简包装设计、注重应急物流各环节的衔接、制定应急包装设计预案、构建应急包装设计机制等6个方面开展满足应急物流需求的包装设计。结论 从应急物流特定需求的角度进行了有效的包装设计，在提升应急物流效能的同时促进了包装设计的进一步发展，未来基于应急物流需求的包装设计必不可少且至关重要。
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  基于Fluent的气液两相流喷嘴内部流动特性仿真

  邢炯, 杨传民, 蔚俊, 龚国腾, 袁成志, 何思念

  . 2021, (9): 207-214. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.029

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  目的 探究气液两相流喷嘴内部流动特性及工作参数对流动特性的影响。方法 测量得到气液两相流喷嘴的结构图，利用Fluent软件建立喷嘴模型，并选择流体体积(VOF)两相流模型和RNG(重整化群)k-ԑ湍流模型，以常温状态下液态水和空气为研究介质，并以气压和液压为变量，进行多参数的流动特性分析，并引入气液比的概念。结果 得到了不同时刻喷嘴内部的压力、速度及液相分布云图。其中最大压力为827 kPa，出现在出口段和进气段交叉的壁面上，由于喷嘴内部出现缩口，故出口段存在负压(−1.53 MPa);喷嘴内部最高速度出现在气液两相交汇处，为134 m/s;液相在最初迅速充满喷嘴后，逐渐与气相混合，最终出口段中心液相体积占比为0.543，混合情况良好。还得到了多参数对喷嘴内部压力、速度及液相分布的影响。结论 使用软件仿真的方法得到了喷嘴内部的流动特性和多参数对流动特性的影响规律，并为进一步研究优化喷嘴结构及喷雾提供了建议和参考。
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  2-RPS/UCR并联机构的构型设计与位置分析

  贾增钰, 李瑞琴, 柴超, 孙斌, 高海豹

  . 2021, (9): 215-220. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.030

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  目的 针对口罩包装线中，操作简单且重复性高的装盒工序采用人工成本过高情况，提出一种2-RPS/UCR并联机构用于口罩装盒工序。方法 建立2-RPS/UCR并联机构的模型;采用螺旋理论的方法以及修正的G-K公式分析此机构所具有的自由度;机构的位置逆解可以采用闭环矢量法结合杆长的约束条件求出;该机构的工作空间通过Matlab软件求出。结果 该机构可以实现两转一移的运动，其工作空间形状规则，范围较广，可以运用于口罩装盒。结论 2-RPS/UCR并联机构工作稳定，具有良好的工作性能和连续无空洞的工作空间，可以满足口罩包装线中口罩装盒所需的运动和工作范围。
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  “不知火”柑橘全自动包装生产线的设计与研究

  杨旻, 李光

  . 2021, (9): 221-229. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.031

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  目的 为了解决柑橘在实际包装过程中因于人工手动装袋、装箱等导致的效率低下问题，设计一条全自动柑橘包装生产线。方法 基于“不知火”柑橘的特殊体型特征，使用传送带分级装置对其进行分级;通过倾斜皮带解决柑橘排列姿态的整理问题;经给袋式包装机装袋后，采用扭结式扎口装置对其进行封口;利用并联机器人对其进行装箱。通过计算生产节拍，合理规划每个工序的循环时间，并通过Flexsim软件对该生产线进行仿真分析与平衡优化。结果 该生产线整体效率由89%提升到93%，能够正常运行且满足生产力的需求。结论 该柑橘包装生产线实现了柑橘的分级、整料、装袋、装箱等工序，降低了工作强度，提高了生产效率，实现了包装过程的自动化。
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  胶印机虚拟结构功能认知系统的研究与开发

  张胜男, 司占军

  . 2021, (9): 230-236. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.032

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  目的 满足用户对胶印机结构功能的认知，为产品操作手册提供虚拟化结构展示平台，方便用户快速了解胶印机相关信息。方法 选用PZ1740E单张纸胶印机为实机模型建立三维模型，将.fbx格式的胶印机模型导入unity中进行场景环境的搭建、交互功能的开发、脚本代码的编写，实现系统软件的制作开发与优化。结果 操作手册实现了图文内容的多维信息展示，用户可利用该系统控制自动装配过程、显示隐藏部件结构及其信息，全方位地观察了解印刷机内外结构。针对结构相关信息内容，用户点击具体部件结构后可以显示其名称、作用、此部位有可能出现的故障及其引起的印刷故障问题;针对故障问题，用户可以调节控制条观察背面蹭脏痕迹的变化。结论 利用三维建模技术实现了胶印机的虚拟展示功能，虚拟现实技术实现了人机交互功能;胶印机的结构展示与功能信息介绍，补充了图文内容的立体化展示，为后续的胶印机虚拟仿真系统以及故障仿真系统提供了前期的印刷理论知识基础与结构展示学习基础。
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  基于梳齿矫直法的电解电容引脚矫直技术

  陈杨, 杨小俊, 夏军勇, 陆凯龙

  . 2021, (9): 237-243. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.033

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  目的 由于电解电容等元器件本身的特性，在实际生产物流和包装装箱过程中容易遇到冲击和碰撞导致引脚折弯，影响产品的包装与使用，因此设计一种全自动的电容引脚矫直机构代替人工矫直，以提高生产质量和效率。方法 提出一种新型的引脚梳齿矫直方法，根据梳齿矫直机构工作特性以及弹塑性矫直理论，得到引脚矫直后的中性层曲率半径以及回弹角的影响因素，并通过其参数的仿真结果对矫直机构关键部件进行设计，最后得出完整的电解电容引脚矫直机构设计方案。结果 根据弹塑性理论分析及其仿真结果可知，最合适的梳齿矫直参数为梳齿间隙1 mm、梳齿厚度6 mm、摩擦因数0.1。 结论 此电容引脚矫直机构的矫直合格率和矫直效率均达到了实际加工生产要求。
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  基于位移传感器的包装机械手运动跟踪方法设计

  熊新国, 徐洪亮, 任枫轩

  . 2021, (9): 244-248. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.034

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  目的 为提高包装机械手末端执行器轨迹跟踪精度，提出一种三维运动轨迹跟踪方法。方法 获取拉绳式位移传感器在预先建立的三维坐标系中坐标数据和拉线长度。利用坐标和拉线长度计算运动物体的三维坐标数据，进而形成所述运动物体的三维运动轨迹。同时，给出基于ARM的轨迹跟踪控制器结构以及软件实现方法。结果 实验结果表明，与传统示教盒相比，该方法可将定位精度提高1倍，相关误差可控制在0.3 mm以内。该方法在执行效率方面大约能够提升33%，提高了包装机械手的执行速度和分拣效率。结论 所述轨迹跟踪方法能够提高包装机械手末端执行器的定位精度和定位速度，符合包装、食品、化工等行业的工艺要求。
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  基于遗传算法的包装机械臂位置精度控制方法

  曹华, 李伟

  . 2021, (9): 249-253. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.035

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  目的 为提高包装机械臂运行精度，解决视觉伺服控制系统中手眼标定问题，基于遗传算法设计一种机械臂运动学参数标定方法。方法 在明确手眼视觉坐标的基础上，给出不同坐标系之间的变换关系。通过对比机械臂末端执行器理论位置和实际位置，确定其运动学参数标定误差模型。基于遗传算法基本原理，搭建了相关适应度函数，根据计算所得误差补偿量更新末端执行器位姿。最后，对机械臂运动控制系统进行联合调试以及实验分析。结果 实际位置和理论位置之间偏差绝对值的平均值大约为0.8 mm，偏差最大值只有1.2 mm，精度比较高。结论 所述手眼标定方法可以显著提高机械臂运动精度，可满足相关包装行业要求。
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  基于SIFT变换和DWT-SVD的自适应图像水印算法

  陈青, 伍东升

  . 2021, (9): 254-259. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.036

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  目的 由于传统的自适应水印技术无法实现水印嵌入区域依据图像自身的特征而改变，且抵抗几何攻击的能力较弱，提出一种基于SIFT特征提取，结合DWT-SVD的水印嵌入方法。方法 首先对图像进行SIFT特征提取，然后利用RANSAC算法选取出鲁棒性较好的特征点，通过特征点选取合适大小的水印区域，最后结合DWT-SVD算法将水印嵌入原始图像中。结果 采用SIFT变换结合DWT-SVD算法嵌入的水印，含水印图像的视觉效果较好。含水印图像在没有受到攻击时，可以无损地提取出水印;在受到攻击时，提取出的水印品质较好，NC值均高于0.96，且算法的时间复杂度和空间复杂度均较小。结论 实验证明，此方案在面对任意角度的旋转攻击，以及常规图像处理攻击有很好的鲁棒性，可以达到保护数字产品的目的。
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  专色油墨配方修正算法的对比研究

  贾圆圆, 吕伟, 朱宏昆, 张雄文

  . 2021, (9): 260-271. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.037

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  目的 为实现调配的专色与目标色尽可能一致，对光谱匹配算法生成的初始配方进行修正，从而使均方根误差和色差均较小。方法 选取潘通色为目标色，对比分析光谱修正和三刺激值修正算法对色差和谱差的影响，选取实际生产专色为目标色，进一步将配色效果较优的算法应用到基于白卡纸和光柱镭射纸的配色中。结果 基于Kubelka-Munk单常数理论的光谱匹配算法进行颜色预测，白卡纸配色中初始配方、光谱修正和三刺激值修正的色差的均值分别是4.1834，3.6202，1.0300;谱差的均值分别是0.0804，0.0364，0.0303。光谱修正效果不理想，三刺激值修正的色差都小于3，符合生产要求范围。将三刺激值修正算法应用到白卡纸和光柱镭射纸专色中，白卡纸配色中初始配方、三刺激值修正的色差平均值分别是2.7857和1.0850，谱差的均值分别是0.0596和0.0323。8组修正配方的色差皆降至3以下。基于光柱镭射纸配色的初始配方、三刺激值修正的色差平均值分别是3.2861和1.2971，谱差的均值分别是0.0450和0.0165。结论 在印刷专色配色中，通过光谱匹配算法预测并结合三刺激值修正，可有效降低预测色和目标色之间的色差和谱差。
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  基于图谱技术的烟用材料纸质颜色测量系统

  刘文婷, 贾伟萍, 黄鹤立, 董淑雯, 黄轲, 蔡金成, 吴凯

  . 2021, (9): 272-282. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2021.09.038

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  目的 针对烟用材料纸质样品的颜色测量需求，研发一种基于图谱技术的烟用材料纸质颜色自动测量系统。方法 通过相机获取烟用材料纸质样品图像，在图像中选取1个或多个区域作为测量区域，将测量区域位置坐标反馈给电机，电机驱动光谱仪滑动至测量区域，光谱仪获得测量区域的光谱信息，算法模块利用光谱信息进行颜色计算，输出烟用材料纸质样品颜色值。结果 此系统大大减少了烟用材料纸质样品颜色检测过程中的人工作业量，实现了自动连续颜色测量。此系统的重复性测试精度都可保持在 内，达到手持式测色设备测量精度。结论 实验结果表明，该系统可以实现烟用材料纸质样品颜色精确和稳定的测量，成本低，有广泛的应用前景。