2022年, 第0卷, 第5期　
刊出日期：2022-03-18

  

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  聚乙烯醇/蒙脱土/山梨酸钾活性包装膜制备及释放

  于文喜, 颜建伟, 李智铭, 卢黎芳, 陈衍政, 陈君, 段华伟

  . 2022, (5): 1-7. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.001

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  目的 通过制备聚乙烯醇(PVA)/蒙脱土(MMT)/山梨酸钾活性包装膜，考察其包装性能及山梨酸钾在膜材内的释放效果。方法 通过流延法制备含有不同浓度MMT的聚乙烯醇/山梨酸钾活性包装膜，分析活性包装膜的色度、透明度、拉伸性能和含水量，同时研究山酸钾在活性膜内向脂肪性食品模拟物中的释放行为。结果 通过添加MMT改善膜材的包装性能，MMT的添加在显著提高PVA膜拉伸强度的同时还降低了PVA膜的断裂伸长率，加深了膜材的色度，降低了膜的透明度;PVA膜的含水率随着MMT浓度的提高而降低。MMT的添加可明显改变山梨酸钾向脂肪类模拟物的释放行为，当MMT的质量分数为2%时明显地降低了山梨酸钾的释放量。结论 通过调整膜内MMT的浓度可以改变活性膜的色度、拉伸强度、含水量及膜内山梨酸钾的释放行为;使用Fickian第二定律模拟山梨酸钾释放是可靠的，可为山梨酸钾抗菌包装材料的进一步开发利用提供参考。
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  木薯秸秆/高密度聚乙烯复合材料的制备与性能研究

  梁尔珊, 郭双薇, 赖文苑, 陈旖萱, 李鉴鹏, 吕兴聪, 孙理超

  . 2022, (5): 8-15. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.002

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  目的 探讨木薯秸秆粉的粒径和含量对复合材料物理力学性能及界面结合的影响，以期提高废弃木薯秸秆的利用率。方法 以木薯秸秆粉为增强体，高密度聚乙烯(HDPE)为基体，马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)为偶联剂制备木塑复合材料。对木塑复合材料进行拉伸性能、弯曲性能、缺口冲击强度以及吸水性测试，并利用电子显微镜(SEM)对复合材料断面微观结构进行观察和分析。结果 随着秸秆粉含量的增大，拉伸强度和弯曲强度在整体上呈现出增大的趋势，最大值分别可以达到32.5 MPa和49.6 MPa，而缺口冲击强度不断下降;当粒径减小时，材料的拉伸强度呈现先下降而后升高的趋势，弯曲强度区别不大，而缺口冲击强度则整体上呈现降低的趋势。当秸秆粉的含量降低、粒径减小时，复合材料表现出较好耐水性能。结论 秸秆粉质量分数为60%，粒径为40～60目时复合材料具有较优异的综合性能，相关性能超过GB/T 24137—2009《木塑装饰板》的使用标准。
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  芒果核淀粉基膜的性能分析

  李旭, 汤继东, 李甘霖

  . 2022, (5): 16-22. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.003

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  目的 制备以芒果核淀粉为基质的淀粉膜，分析淀粉膜性能，为生物可降解包装材料的应用提供一定的理论指导和数据参考。方法 制备不同甘油、羧甲基纤维素和没食子酸浓度的淀粉膜，利用现代分析仪器分析膜的力学性能、水蒸气透过系数、抗氧化活性及热稳定性，并探究膜的最佳性能参数。 结果 当甘油质量分数为30%、羧甲基纤维素质量分数为45%、没食子酸质量分数为4%时，膜的抗拉伸强度为25.28 MPa，断裂伸长率为11.66%，水蒸气透过系数为0.14 g.mm/(m².h.kPa)，抗氧化活性为75.93%。结论 芒果核淀粉能与添加的助剂形成有效交联，一定程度上增强了淀粉膜的力学性能和抗氧化活性，降低了水蒸气透过系数，并提高了膜的热稳定性。
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  有机酸溶剂体系中壳聚糖膜性能的研究进展

  钟燕琴, 杨明亮, 吕静祎, 葛永红, 米红波, 陈敬鑫

  . 2022, (5): 23-32. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.004

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  目的 有机酸溶剂体系对壳聚糖的成膜性能至关重要，探讨其潜在的分子机制，可为壳聚糖膜的相关研究提供理论参考。方法 综述壳聚糖的化学组成和成膜机制，以及壳聚糖在不同有机酸溶剂体系中成膜的力学性能、溶胀性、氧气透过率、水蒸气透过率等特性。结果 有机酸溶剂体系可为壳聚糖的溶解提供更多的质子，从而促进壳聚糖分子在水中的溶解。此外，有机酸分子结构中羧酸和羟基数量、碳链长度不同，其与壳聚糖分子间形成的氢键和离子作用力不同，进而可在很大程度上影响壳聚糖的成膜性能。结论 有机酸溶剂体系对壳聚糖膜的性能具有较为显著的影响，这有助于提高其作为可食用膜在改善食品品质和保鲜方面的适用性。
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  聚乙烯醇改性三聚氰胺-乙二醛-尿素树脂胶黏剂研究

  秦泽秀, 刘明利, 李春风, 崔新婕, 李云

  . 2022, (5): 33-38. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.005

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  目的 为有效解决树脂胶黏剂粘度低以及降低胶合板中甲醛释放污染环境问题，使制备的树脂胶黏剂能更满足于室内用胶合板制品的要求。方法 以三聚氰胺(M)、乙二醛(G)和尿素(U)为原料制备三聚氰胺-乙二醛-尿素树脂胶黏剂(简称MGU)，用聚乙烯醇(PVA)改性正交实验优化出的MGU树脂胶黏剂(简称PVA/MGU)，并进行了胶合实验。结果 MGU树脂胶黏剂的最佳制备工艺:原料G、M、U物质的量的比为1∶0.18∶0.10，反应温度为65 ℃，反应时间为70 min，且采用质量分数为10%的PVA改性MGU树脂胶黏剂，压制的胶合板的胶合强度最佳，达到0.73 MPa，符合GB/T 17657—2013中Ⅱ类胶合板要求。PVA/MGU树脂胶黏剂的粘度为36.2 s，较MGU树脂胶黏剂提高了27%，游离甲醛的质量分数为0.011%，很大程度上满足了胶合板的使用要求，且游离醛含量较低，具有广阔的应用前景。结论 通过FT-TR分析发现，PVA与MGU树脂胶黏剂有化学键的结合;TG检测发现，PVA/MGU树脂胶黏剂的热稳定性和耐水性明显提高;DSC分析表明，PVA/MGU树脂胶黏剂的固化温度较未改性的有所降低。
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  微纤化程度对MFC气凝胶的性质和包装性能的影响

  王晓娟, 孟唯娟, 陈磊, 李学东, 王群, 张正健

  . 2022, (5): 39-46. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.006

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  目的 深入研究制备过程中微纤化程度对微纤化纤维素(MFC)气凝胶的性质及导热、保温、缓释等性能的影响。根据相应性能数据将该气凝胶应用于包装领域，解决精油在包装内释放速率过快而造成精油浓度过高和短时间内消耗完毕的问题。方法 采用TEMPO(2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基)/NaBr/NaClO氧化体系预处理针叶木漂白硫酸盐浆，通过改变高压均质次数和低温真空冷冻干工艺制备不同微纤化程度的MFC气凝胶，利用FT-IR、XRD、SEM和BET等技术分析气凝胶的结构性质，运用应力-应变测试、导热系数测试、TGA测试和GC-MS分析等方法分别对气凝胶的压缩、保温、耐热和缓释性能进行研究。结果 随着微纤化程度的增加，MFC气凝胶的结晶度逐渐增加，气凝胶的比表面积呈现先减小后增加的趋势，范围为17.643～35.171 m²/g;气凝胶的压缩强度呈现增加趋势，增幅为15.35%;均质次数为10的气凝胶的耐热性最好，均质次数为8的气凝胶次之。结论 均质次数的增加引起MFC微纤化程度提高，不同微纤化程度的MFC气凝胶具有不同的内部结构性质，以及压缩、保温、耐热和精油负载缓释性能。
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  丁二酸酐酯化改性糯米淀粉的研究

  袁晓芸, 杨波, 杨光

  . 2022, (5): 47-55. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.007

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  目的 为了提高糯米淀粉的粘度，以达到标签胶的要求。方法 对糯米淀粉进行丁二酸酐酯化改性，通过单因素试验及响应面优化确定出最佳酯化条件，测定其理化性质，并对其进行结构表征。结果 丁二酸酐酯化改性糯米淀粉的最优工艺条件:丁二酸酐添加量(丁二酸酐占淀粉干基的质量百分比)为10.3%，酯化温度为41.5 ℃，酯化时间为2.0 h，pH为9.0，在此条件下制得的糯米淀粉胶的粘度较高，可达到61.6 Pa.s，且溶解性与溶胀度均有不同程度的提高。电镜与热力学性质分析表明，酯化后淀粉颗粒结晶结构受到破坏，表面粗糙，出现凹陷与裂缝。结论 经过丁二酸酐酯化后，糯米淀粉胶的粘度得到提高。
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  纳米银颗粒-银离子复合型导电墨水导电性研究

  江浩, 汤成莉, 王岩, 毛凌航

  . 2022, (5): 56-61. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.008

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  目的 为了减少纳米银颗粒墨水所制备图案的孔隙率，提高图案的导电性。方法 将多尺寸纳米银颗粒与银离子溶液混合制备得到纳米银颗粒-银离子复合型墨水，通过扫描电子显微镜(SEM)观察所制备图案的表面形貌，采用X-射线衍射仪(XRD)确定图案表面晶型，并对图案进行电阻率测试。 结果 实验结果表明，纳米银颗粒-银离子的配比对该复合型导电墨水的导电性有重要影响。AgNPs与Ag⁺的体积比为2∶1的混合型墨水在干燥之后具有最佳导电性，电阻率为1.33×10⁻³ Ω.cm，该墨水中银的质量分数约为4.37%。经过热压之后，AgNPs与Ag⁺的体积比为5∶1的墨水所制备的图案导电性最好，电阻率为1.32×10⁻⁴ Ω.cm，该墨水中银的质量分数约为3.19%。结论 所制备的纳米银颗粒-银离子复合型墨水干燥后即可导电，经过热压处理之后导电性可进一步提高。该复合型墨水中银含量低，可大大降低其用于柔性器件的成本。
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  碳纳米管对碳系导电油墨电热性能的影响

  马晓花, 高智勇, 钱俊

  . 2022, (5): 62-67. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.009

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  目的 研究碳纳米管对碳系水性导电油墨电热性能的影响，寻找最佳含量的发热油墨。方法 采用单因素法，在原有碳系水性导电油墨中通过添加不同含量的碳纳米管制备多组碳系水性电热油墨。通过测试其SEM、TEM、电热功率、接触角等探究碳系水性电热油墨的最佳制备配方。结果 不同碳纳米管含量的碳系水性电热油墨其发热温度、电功率具有一定的差异。在其他条件一定的情况下，随着碳纳米管含量的增加，碳系水性导电油墨的电热导电性先降低再升高。当碳纳米管质量分数为0.75%时，碳系水性导电油墨的可以达到温度最高(147 ℃)，功率相对较低(4.4 W)，此时为导电性最佳碳系水性电热油墨的配方。结论 在导电油墨中添加适量的碳纳米管可改善油墨的加热性能。
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  不同浓度1-MCP熏蒸处理对“龙成2号”软枣猕猴桃品质的影响

  彭丽, 孙兴盛, 梁惜雯, 徐冬颖, 李江阔, 姜爱丽

  . 2022, (5): 68-75. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.010

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  目的 探究不同浓度1-MCP处理对软枣猕猴桃果实采后生理品质的影响。方法 分别使用0.5、1.0、1.5 μL/L 1-MCP熏蒸处理“龙成二号”软枣猕猴桃24 h，以不做任何处理为对照组，测定果实贮藏期间的外观、质量损失率、呼吸强度、乙烯释放量、硬度、可溶性固形物(TSS)含量、口感、风味、相对电导率及丙二醛(MDA)含量等。结果 不同浓度1-MCP处理均可较好地保持果实的外观和风味，降低软枣猕猴桃的呼吸强度和乙烯释放量，抑制果实质量损失率和TSS含量的上升，延缓软枣猕猴桃硬度和可滴定酸含量的下降，及相对电导率和MDA含量的上升，从而延长果实的贮藏期，维持软枣猕猴桃采后的商品性。其中，以1.0 μL/L 1-MCP处理的效果最佳。结论 不同浓度1-MCP熏蒸处理可以有效保持软枣猕猴桃的品质，减少膜损伤，延缓果实衰老，延长货架期。
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  光谱技术对“贵长”猕猴桃表皮颜色的无损检测

  尚静, 孟庆龙, 黄人帅, 易继荣, 田驰, 张艳

  . 2022, (5): 76-82. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.011

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  目的 水果表皮颜色是判别其品质的主要指标之一，为实现“贵长”猕猴桃表皮颜色(L*，a*，b*)的快速无损检测。方法 利用光纤光谱仪获得不同成熟阶段“贵长”猕猴桃的光谱反射率;分别运用竞争性自适应重加权算法(CARS)和连续投影算法(SPA)对标准正态变换(SNV)预处理后的全光谱进行降维，进而基于提取的特征变量和测得的表皮颜色值构建猕猴桃表皮颜色多元线性回归(MLR)无损检测模型。结果 对于预测猕猴桃表皮颜色(L*、a*、b*)，采用CARS从1024个全光谱中分别提取了48、48和26个特征变量;相对于构建的SPA-MLR模型，CARS-MLR无损检测模型具有相对较好的校正性能(L*，RC=0.91，RMESC=0.96;a*，RC=0.94，RMESC=0.44;b*，RC=0.92，RMESC=1.08)和预测性能(L*，RP=0.88，RMESP=1.13;a*，RP=0.90，RMESP=0.57;b*，RP=0.90，RMESP=1.15)。结论 基于光谱技术结合多元线性回归预测“贵长”猕猴桃表皮颜色可行。
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  主成分分析方法研究MAP对建水草芽的保鲜效果

  刘秋鸣, 曾丽萍, 樊爱萍, 孟金明, 刘权芝

  . 2022, (5): 83-90. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.012

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  目的 为探究气调包装对建水草芽贮藏品质的影响。方法 采用低氧气调(MAP1)、高氧气调(MAP2)和高氧结合高二氧化碳(MAP3)处理新鲜建水草芽，在4 ℃条件下贮藏20 d，观测其品质变化。结果 与空白对照组相比，MAP1组前期可以有效维持草芽的品质，后期由于草芽进行无氧呼吸，反而会加速其品质劣变。高氧气调组能够有效保持草芽的品质，且MAP3组效果更佳，能够维持较低的质量损失率和硬度，保持较高的Vc含量和L*值，且感官性状评价最好。主成分分析(PCA)提取出2个主成分，累计方差贡献率为87.67%，能较好地解释草芽贮藏品质的信息。L*值、Vc含量、硬度、质量损失率和二氧化碳含量对草芽贮藏期品质的影响较大。PCA分析进一步证明高氧、高二氧化碳气调处理有助于草芽贮藏品质的稳定。结论 气调包装能够有效地提高建水草芽的贮藏品质，延长贮藏期，其中高氧结合高二氧化碳气调处理的保鲜效果最好。
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  果蔬采后生理代谢变化及调控机制研究进展

  唐建新, 王佳莉, 英丽美, 张云鹤, 孙炳新

  . 2022, (5): 91-99. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.013

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  目的 讨论采后果蔬的呼吸代谢、能量代谢，以及活性氧代谢与品质劣变之间的关联性，旨在为采后果蔬保鲜技术的应用提供理论支持和研究思路。方法 综述采后果蔬贮藏期间3种生理代谢的变化及相互调控机制，以及与品质劣变的关联性。结果 采后果蔬的品质劣变与呼吸代谢、能量代谢和活性氧代谢密切相关。采后处理或保鲜技术可通过对果蔬代谢机制进行调控来减少褐变、营养物质流失、软化、病原菌侵染、冷害等不良现象的发生。结论 呼吸代谢、能量代谢和活性氧代谢共同构成了一个复杂的生理代谢网络，相互作用共同调控果蔬的生理代谢，进而影响采后果蔬的生理品质。
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  韭菜花酱热泵干燥特性及干燥数学模型研究

  刘瑜, 李保国

  . 2022, (5): 100-107. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.014

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  目的 研究韭菜花酱热泵干燥特性，并建立其干燥动力学模型。方法 以韭菜花酱为实验材料，对其进行热泵干燥处理，研究不同风温、风速、装载量、铺料厚度对韭菜花酱干燥时间和速率的影响，并根据实验数据对干燥模型进行非线性回归。结果 韭菜花酱热泵干燥过程无明显恒速阶段，当风温升高、风速增大时，干燥速率增大，干燥时间缩短，物料的色泽和气味会受到较大影响，干物料品质会降低;增大铺料厚度能显著地降低干燥速率，延长干燥时间。在所有实验工况下，Midilli模型预测的数据和实验数据拟合结果较好。 结论 风温、风速、装载量和厚度均会不同程度地影响韭菜花酱热泵干燥过程，Midilli模型是描述韭菜花酱干燥过程中水分变化规律的最优模型。
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  基于化学计量学对药品铝塑包装片的差分拉曼光谱分析

  韩宏福, 姜红, 王子琦, 李卓容, 屈音璇, 段斌, 刘峰

  . 2022, (5): 108-114. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.015

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  目的 为快速无损地检验犯罪案件现场遗留的药品铝塑包装片。方法 采用最新的差分拉曼光谱仪，并基于化学计量学对收集的51个药品铝塑片样本进行分析。结果 共对收集的药品铝塑包装片样本提取出了9个有效光谱成分因子，累积占原始光谱数据99.54%的有效信息，并将51个样本分为4大类，通过相关性比较，可知分类结果较好。结论 实验方法简便，无损检材重现性实验结果较好，为药品铝塑包装片类物证的检验提供依据，可为公安工作的开展提供有效帮助。
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  食品包装塑料中双酚F和双酚S迁移量测定的优化及分析

  陈旭明, 李婷, 徐思飞

  . 2022, (5): 115-121. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.016

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  目的 优化液相色谱串联质谱测定塑料制品中双酚F和双酚S迁移量的方法。方法 通过色谱条件及质谱条件的优化，迁移实验所得食品模拟物经C18柱分离、甲醇-氨水洗脱、多反应模式监测、外标法定量。结果 优化条件下，双酚F和双酚S线性关系良好，水基模拟物的检出限为4 μg/L和0.2 μg/L、定量限为10 μg/L和0.5 μg/L，油基模拟物的检出限为20 μg/kg和1 μg/kg、定量限为50 μg/kg和2.5 μg/kg，回收率为89.2%～105.5%，RSD值为1.42%～6.18%。结论 该法准确、灵敏，适用于食品包装塑料双酚F和双酚S迁移量的测定。
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  怀化市食品包装用箬叶所属物种调查和7种元素含量测定

  刘立萍, 陈慧, 罗宏泉, 王宁, 唐序文, 杨兵

  . 2022, (5): 122-129. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.017

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  目的 对怀化市食品包装用箬叶所属物种开展调查，测定其中铜、锌、铅、镉、铬、汞和砷7种金属元素的含量，为制定食品包装用箬叶的安全标准提供基础数据。方法 以民间走访和标本采集的方法，调查怀化市13个行政县市区的食品包装用箬竹叶所属物种;以茶叶标准物质成分测定为质量控制方式，用原子吸收光谱法和氢化物发生原子荧光光谱法测定箬叶中铜、锌、铅、镉、铬、汞和砷7种金属元素含量。结果 通过调查和物种鉴定发现，怀化市食品包装用箬叶所属物种主要有5个，分别是阔叶箬竹、箬竹、美丽箬竹、广东箬竹和硬毛箬竹。箬叶中7种元素的含量差别较大，且与物种没有关联，锌含量为12.93～47.10 mg/kg，汞含量为0.012～0.94 mg/kg，铜含量为3.02～9.39 mg/kg，铬含量为2.10～15.96 mg/kg，铅含量为0.33～2.55 mg/kg，镉含量为0.015～0.37 mg/kg，砷含量为0.044～0.44 mg/kg。结论 怀化市食品包装用箬叶所属物种主要有5个，其中以阔叶箬竹分布最广，阔叶箬竹叶使用最广泛，箬叶中7种元素含量差别较大，该研究结果为箬竹栽培的物种选择和箬叶安全标准制定提供了参考依据。
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  塑料包装中3种抗氧化剂测定的不确定度评定

  白荣汉, 白泽清, 徐晖, 方溢彬

  . 2022, (5): 130-135. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.018

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  目的 评定气相色谱法测定塑料包装中3种抗氧化剂含量的不确定度，进一步提高塑料包装中抗氧化剂检测数据的准确性。方法 根据SN/T 3042—2011采用气相色谱法对塑料包装中3种抗氧化剂含量进行测定，经过分析不确定度的影响因素，根据相应的数学模型计算各主要影响因素的不确定度，给出塑料包装中3种抗氧化剂测定结果的扩展不确定度。结果 塑料包装中3种抗氧化剂的测量扩展不确定度:丁基羟基茴香醚(BHA)为(14.65±1.09)mg/kg、2,6-二丁基羟基甲苯(BHT)为(14.68±1.03)mg/kg、特丁基对苯二酚(TBHQ)为(14.44±0.65)mg/kg(P=95%，k=2)。结论 气相色谱法测定塑料包装中3种抗氧化剂含量的测量不确定度的主要影响因素为标准曲线拟合、配制标准工作液的量具以及仪器精密度。可通过使用精度更高的量具及仪器、选择合适的标准工作溶液浓度点、提高人员实操水平等措施减少不确定度，进一步提高检测数据的准确度。
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  金属橡胶减振器抗冲击特性有限元仿真研究

  鲍继轩, 原霞, 薛双桥, 徐少男, 马艺霖, 王钊晖

  . 2022, (5): 136-142. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.019

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  目的 提出一种用于工程计算的金属橡胶数值模拟方法，为制备缓冲性能良好的金属橡胶材料提供了理论基础。方法 建立金属橡胶减振器有限元模型，由Sprng-Dampr165单元定义金属橡胶材料;通过数值模拟，计算了不同负载质量对其抗冲击特性的影响，并对其进行可行性分析。结果 有限元结果表明，响应加速度峰值在负载质量为4.2 kg时，最大误差为27.72%;在负载质量为9.8 kg时，最大误差为38.15%，试验结果与有限元结果趋势相同，验证了其可行性。结论 当冲击载荷较小时，提出的数值模拟方法在模拟金属橡胶减振器的抗冲击特性时有着较好的表现。
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  吸能材料缓冲性能评价方法综述

  张文武, 张丹, 王珊珊, 王朝辉, 陈谦, 闫立健

  . 2022, (5): 143-151. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.020

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  目的 进一步科学评价吸能材料缓冲性能，以促进吸能材料的研究与推广应用。方法在对常见吸能材料进行分类的基础上，全面调查吸能材料缓冲性能测试方法，系统分析缓冲性能数据表征及处理方法。结果 缓冲性能测试方法主要借助压缩试验与冲击试验2类，其中压缩试验又可分为静态压缩试验与动态压缩试验;缓冲性能数据表征及处理方法主要有缓冲曲线法、能量吸收率曲线法、能量吸收图法、Janssen因子法与Rusch曲线法5种类型。能量吸收图法因能够同时汇集不同密度、应变率条件下材料吸能特性与缓冲效果，反映材料最佳吸能点，在使用过程中更具广泛性。结论 推荐采用能量吸收图来表征吸能材料的缓冲吸能特性。
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  发泡聚乙烯振动传递特性关系研究

  宋卫生, 于妞妞, 薛阳, 郭丹凤

  . 2022, (5): 152-158. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.021

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  目的 研究使用常用设计变量快速获取发泡聚乙烯振动传递率-频率曲线最大峰值处频率以及振动传递率的方法，降低缓冲材料测试表征工作量。方法 首先设计等静应力实验，并通过理论分析和有限元仿真分析2种方法分别进行分析，明确变量，进而设计正交实验，在此基础上使用准牛顿法+通用全局优化法进行了公式拟合。结果 等静应力实验结果显示，不同砝码重量与接触面积组合利用有限元仿真分析所得峰值对应频率不变，但是峰值对应传递率会发生变化。砝码重量、砝码与缓冲材料接触面积以及缓冲材料厚度作为变量分别与频率、振动传递率拟合后的R²为0.996、0.951。结论 静应力不能单独作为振动传递率-频率曲线变化的影响因素。需要选择砝码重量、砝码与缓冲材料接触面积以及缓冲材料厚度3个因素作为振动传递率-频率曲线变化影响因素。这3个因素与峰值对应的频率以及振动传递率有较为明显的潜在规律。拟合所得公式可以提高设计效率，减少缓冲材料测试的工作量。
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  复杂运输工况下堆码包装的疲劳寿命分析方法

  曾台英, 周龙炎, 江海林

  . 2022, (5): 159-166. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.022

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  目的 研究堆码产品的缓冲包装在连续复杂运输工况下的受到振动冲击后的疲劳损伤。方法 采用Miner准则、Dirlik法和Steinberg三区间法，并结合Workbench和ncode疲劳分析模块建立2层堆码模型进行有限元仿真，通过不同工况的振动激励来模拟缓冲包装在复杂连续工况下的振动疲劳损伤并得出对应的疲劳结果云图和疲劳寿命云图。结果 复杂工况下瓦楞外包装的疲劳寿命为9.26×10⁹，最大节点处的损伤值为1.08×10⁻¹⁰，EVA内缓冲衬垫的疲劳寿命为1.882×10¹⁴，最大节点处的损伤值为5.313×10⁻¹⁵。堆码包装模型的易损点主要集中于内外缓冲包装的边角和楞边区域。通过Dirlik和Steinberg方法证明了缓冲件在经历16 h的复杂运输工况下的剩余寿命为2.6×10⁴ h和9.198×10⁵ h，利用Miner准则证明了缓冲包装结构对内部产品可以起到良好的保护作用。结论 通过该种方法可以对堆码包装在复杂工况下进行可靠的疲劳寿命分析，并对堆码包装产品在进行多工况运输时的工况选择，以及结构上的优化设计提供了建议和参考思路。
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  食品粉体螺旋输送荷电特性数值模拟

  王依, 李永祥, 徐雪萌

  . 2022, (5): 167-172. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.023

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  目的 研究食品粉体螺旋输送的荷电特性，为食品粉体除静电技术提供理论基础。方法 基于EDEM中“Tribocharging”摩擦充电模型以及“Hertz-Mindlin(no slip)”接触模型，用SolidWorks软件建立螺旋喂料结构三维模型并导入EDEM软件;以小麦粉为仿真材料，对同一转速、不同粒径或同一粒径、不同转速下的颗粒荷电过程进行模拟仿真。结果 在螺旋轴转速为100 r/min等距螺旋输送仿真条件下，粒径为0.1、0.2、0.3 mm小麦粉体颗粒的平均荷质比分别为1.43、1.6、2.45 nC/g;粒径为0.3 mm的小麦粉颗粒，在螺旋转速为80、100、120 r/min仿真条件下，平均荷质比分别为2.68、2.45、2.26 nC/g;带电颗粒主要集中在与料筒和螺旋体接触的区域，出料口中间区域存在带电量较少或不带电的颗粒。结论 小麦粉等距螺旋输送，颗粒的平均荷质比随粒径增大而增大，随螺旋轴转速增加而减小，为粉体除静电技术提供了参考。
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  流体储运装备真空测量装置设计与试验验证

  黄政贤, 何远新, 王红星, 黄圣, 胡海滨, 刘凤伟, 任元国

  . 2022, (5): 173-178. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.024

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  目的 对新型流体储运装备真空测量装置的设计和试验进行系统研究，解决传统装置存在的量程不足、残留气体内漏等问题，验证装置漏率在环境试验中的变化，同时开展批量安装及真空测量应用。方法 运用FEM对新型真空测量装置的受力进行分析;采用氦质谱仪泄漏检测技术对环境试验前后的新型真空测量装置以及传统样品的漏率进行对比测试。结果 新型真空测量装置的初始漏率达到10⁻¹⁰ Pa.m³/s;经过环境试验后新型真空测量装置的漏率未发生明显变化，传统装置的漏率在环境试验后明显上升。结论 新型真空测量装置所采用的热电偶&热阴极复合真空规，实现了流体储运装备夹层的真空度全量程测量，并满足易燃介质储运过程中的电气防爆要求。所增加的补抽真空结构可以有效防止真空测量装置的残留气体内漏。所采用的“CF法兰+无氧铜”密封结构具有很好环境适应性和较低的真空泄漏风险，同时也首次通过试验验证了真空测量装置的漏率在环境试验过程中的变化。
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  一种新型全折叠式集装箱的设计与运用

  赵衷彬, 刘伟, 程苏欣

  . 2022, (5): 179-187. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.025

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  目的 为降低港航企业的集装箱空箱堆存和调运成本，提升全球集装箱市场的供应链效率，加速箱源周转。方法 提出一项空箱储运成本“减肥法”，即设计出一项新型全折叠式标准集装箱及其辅助工具。基于折叠式集装箱和空箱调运领域的参考文献和创新成果，以及《系列1集装箱技术要求和试验方法》，通过Adobe Illustrator和SolidWorks设计出新型全折叠式标准集装箱及其辅助工具各要件的平面图和3D图，并研究其工作机理;借助Workbench对折叠箱进行模拟试验，以研究折叠箱在最大应力和变形量下的强度和刚性。结果 研究表明该折叠箱最大应力(131.75 MPa)和最大变形量(4.1255 mm)均在ISO 1496—1标准容许的范围内，同时折叠状态下的空箱体积仅为普通空箱的三分之一，宜用于码头堆场、集装箱货运站、货主仓库和集装箱班轮等场景。结论 该项发明有助于为港口企业减少空箱的堆存成本、为运输企业降低空箱调运成本、为货主提供充足箱源运输货物，有较好的应用价值。
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  新型四自由度3T1R并联机器人机构运动学分析与优化设计

  彭红梅, 陈亚, 陆彩满, 刘艳梨, 吴洪涛

  . 2022, (5): 188-195. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.026

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  目的 针对自动化生产线分拣需求，提出一种新型四自由度的三平移一转动(3T1R)并联机器人机构。方法 根据方位特征集设计理论验证并联机器人机构的运动性质。利用机构的构型特点建立运动学方程模型，对其进行位置正解和逆解的分析，通过数值法搜索得到并联机器人机构的工作空间图形和转动能力等高线图。同时分析并联机器人机构的雅可比矩阵JX以及奇异性。最后以工作空间最大化作为适应度函数，基于遗传算法对机构结构尺寸进行最优化分析。结果 该机构操作空间具有规则形状、无空洞、较大的特点，优化后的并联机器人机构工作空间性能提升45%。结论 操作空间内运动灵活性较好，优化后工作空间性能得到显著改善。在电子包装自动化生产线搬运分拣领域具有较好的应用前景。
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  塑料容器与金属盖的过盈密封结构设计及有限元分析

  邹春波, 陶鑫, 何邦贵, 刘旺清, 陈稳书

  . 2022, (5): 196-204. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.027

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  目的 为研究包装容器的过盈密封性能，设计一种塑料容器与金属盖的过盈密封结构，研究其过盈量与材料属性(弹性模量、泊松比和摩擦因数)对容器密封性能的影响。方法 制定包装容器的结构设计方案，使用UG软件对塑料容器与金属密封盖的过盈联接结构进行三维建模。将接触部位过盈联接的力学模型模拟为圆筒的过盈配合模型问题，并进行理论计算，利用Ansys软件进行仿真验证。最后使用Ansys Workbench创建金属密封盖工作状态下的三维轴对称有限元分析模型，并对不同过盈量与材料属性下的接触应力进行比较。结果 金属密封盖与瓶口的接触应力随安装过盈量的增大而逐渐增大，且接触压力值与安装过盈量之间近似呈线性关系。弹性模量的改变对接触应力的影响较不明显，同时最大接触应力的变化趋势随弹性模量的变化而平稳增长。泊松比与摩擦因数对过盈联接的接触应力影响较小，接触应力数值随其参数的改变而发生波动。结论 在不超过材料屈服强度的条件下，应选用尽可能大的过盈量，同时可以适量增大弹性模量，以增强塑料容器与金属盖之间过盈联接的密封性能。
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  基于PLC的相框组装包装控制系统设计

  刘彦磊, 郭涛, 张世辉, 李传军, 张培

  . 2022, (5): 205-210. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.028

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  目的 为了解决相框组装包装控制系统中工业机器人、机器视觉检测系统、MES系统、触控一体机之间等通信及数据交换的难题，实现MES系统对底层设备的直接控制。方法 进行结构设计，包括相纸组装、logo组装、视觉检测、包装盒组装等装置。以台达PLC AS228P为主控器，进行通信网络架构及相关算法软件的设计，利用Modbus TCP协议通过以太网实现与不同智能设备间通信。结果 组装包装系统运行稳定，成功率达到99.5%，产品合格率达到99.2%，数据通信稳定和可靠，符合工业应用要求。结论 该控制系统很好地满足了企业对智能制造的需求，解决了不同设备之间数据通信的难题。
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  立包包装机出口烟条缺包检测装置的设计

  蔡培良, 罗勇, 郑利明, 杨彩虹, 唐玉林, 邵敬峰, 朱开林

  . 2022, (5): 211-218. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.029

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  目的 为了解决立包包装机不能有效检测和自动剔除烟条缺包不合格产品的问题。方法 设计一套基于光子检测的烟条缺包检测装置，通过对X射线管、高压电源、X射线探测器、主控板、显示屏、缺包烟条剔除机构、OPA354和AMP02降增益二级放大、高斯滤波处理、检测移位程序的设计等，实现立包包装机产生的缺包烟条不合格产品的全部检测并准确剔除。结果 该光子条缺包检测装置安装后，其缺包烟条检出剔除率≥99.9%，误剔率≤0.01%。结论 该光子条缺包检测装置能提升产品质量、降低物耗、提高设备作业率、降低缺包烟条进入下道工序的风险，可推广应用于行业内所有包装机组设备上。
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  基于PSO-ESPRIT算法的SAW温度传感器解调方法

  程蕾, 范彦平, 张晓燊

  . 2022, (5): 219-226. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.030

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  目的 为了提高声表面波(Surface acoustic wave, SAW)温度传感器的测量精度，设计一种基于PSO-ESPRIT算法的高精度SAW温度传感器解调方法。方法 以ESPRIT谱估计方法为基础，把Hankel矩阵的时间窗长度与计算噪声方差时的K值作为粒子群优化(Particle swarm optimization, PSO)算法的输入变量，并以频率估计标准差作为粒子的适应度函数，利用PSO对ESPRIT算法中的参数进行优化，以改善频率估计精度，从而提高SAW回波信号频率估计的分辨率，实现SAW温度传感器的高精度解调。结果 仿真和实验结果表明，所设计的方法与其他谱估计算法相比，其对SAW回波信号估计的频率误差最小，标准差小于0.66 kHz。把设计的算法用于SAW温度传感器的温度解调，得到的温度值与实际温度的误差小于0.4 ℃。结论 测试结果说明，设计的温度解调方法提高了SAW回波信号频率解调精度，可用于SAW温度传感器的解调，实现了对食品包装储运过程中温度的实时监测。
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  便携式弹丸抓取装置设计与仿真分析

  梁燕, 刘飞航, 刘玉玺

  . 2022, (5): 227-231. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.031

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  目的 对具有弹头抓取结构的弹丸在包装筒或发射位无法安全、便捷抓取问题，设计一种便携式抓取结构来达到抓取可靠、取出顺利、取出过程安全的目的。方法 通过对具有弹头抓取结构的弹丸外观进行分析，并对操作环境进行研究，通过对机械结构进行设计，实现便携抓取结构与弹丸有效匹配。抓取动作完成后，通过联动结构进行自锁，保证工作过程安全，在抓取动作完成后解除自锁。操作过程无冲击，安全可靠。最后通过三维建模及仿真分析，对所设计的结构进行优化。结果 设计出了便携式弹丸抓取结构，实现外径<115 mm，负载<30 kg弹丸抓取过程的安全操作。结论 验证了通过便携抓取结构实现弹丸抓取的可行性，为同类产品的取出方法提供了参考。
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  新鲜度限制约束下物流配送中心选址-路径优化

  刘琳, 贾鹏, 高犇, 赵雪婷

  . 2022, (5): 232-241. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.032

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  目的 满足生鲜产品交付时较高的新鲜度要求，解决多产品、多车型情景下的配送中心选址-路径优化问题。方法 构建考虑碳排放成本和满足客户对产品交付最低新鲜度要求的双层目标规划模型。上层模型以配送中心固定成本、库存管理成本最小化为优化目标，下层模型以车辆固定成本、运输成本、碳排放成本、惩罚成本最小化为优化目标，并结合模型特点，采用两阶段启发式算法进行求解。结果 采用的两阶段启发式算法相对于遗传算法的平均成本解改进率为1.22%，相对于K-means聚类求解算法的平均解改进率为3.03%;两阶段启发式算法相对于遗传算法最优解运算时间的平均提高率为24.8%，相对于传统K-means聚类求解算法的平均提高率为33.0%。结论 经算例对比研究发现，不同新鲜度要求下对配送中心的选址以及车辆路径的安排有显著影响，企业可通过合理规划物流网络和准确评估客户对产品的新鲜度要求等手段实现企业物流成本的降低。
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  回收努力影响下循环物流包装库存策略优化

  范湘香

  . 2022, (5): 242-248. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.033

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  目的 解决循环物流包装放置混乱造成循环物流包装返回率低、循环物流包装运营成本增加的问题。方法 在循环物流包装库存模型中引入回收努力作为决策变量，建立非线性规划模型，分析循环物流包装的最优检查周期、购买周期和最优回收努力水平的决策问题，设计迭代算法进行求解。比较分销商投入回收努力与不投入回收努力情况下系统的总成本和决策变量。结果 包装的最优检查周期为2.78，最优购买周期为4.88，分销商最优努力水平为230.96，系统总成本降低了42%，循环物流包装的检查周期缩短了49%，购买周期缩短了13%。结论 在循环物流包装的应用中，加强对循环物流包装管理流程的培训力度有利于循环物流包装系统更有效的运行。
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  试论智能包装设计的价值追求

  朱和平, 刘天一

  . 2022, (5): 249-256. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.034

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  目的 在指出当前智能包装发展误区和提出智能包装价值追求目标的基础上，初步构建智能包装设计的价值体系。方法 通过文献研究法、逻辑判断法和个案分析法获取研究信息，梳理并总结出智能包装设计发展误区，探索智能包装价值追求目标。结果 智能包装设计在价值追求上要明确三大任务:情感价值上，要找准包装定位培育共情体验;环境价值上，要修复潜在裂痕营造共生环境;实践价值上，要抓住更迭机遇推动包装范式升级。同时，应从主客体2个维度构建智能包装设计的价值体系。结论 智能包装设计，应在树立正确价值追求的前提下，以不断满足人们更多更高生活要求的愿景为目标，坚持可持续发展和人类命运共同体理念，实现智能包装功能与形式的发展和创新。
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  基于组合图像特征与分层节点搜索的回环检测方法

  李卓, 魏国亮, 管启, 黄苏军, 赵珊

  . 2022, (5): 257-264. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.035

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  目的 文中通过提出一种新的回环解决方案，平衡回环检测系统的高准确率与高运行效率。方法 提出一种利用组合图像特征与分层节点搜索的新方法。首先，计算一种原始图像的下采样二值化全局特征和经过改进的ORB(oriented FAST and rotated BRIEF)局部特征，将其存入图像特征数据库。其次，引入一种分层节点搜索算法，在数据库中搜索与当前图像特征最相似的全局特征作为回环候选。最后，利用改进的ORB特征进行局部特征匹配，验证候选图像，确定回环检测结果。结果 使用该算法在3个不同的数据集上进行验证，测试中每次回环检测的平均处理时间仅需19 ms。结论 实验结果表明，该算法在运行效率、准确率、召回率等方面均达到了领域内的先进水平。
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  胶印机周向墨色均匀性的控制研究

  王婉婷, 王庆, 孙代东

  . 2022, (5): 265-270. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.036

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  目的 通过建立一套印前控制与网点补偿的规范操作流程来减少单张纸胶印机在印刷时容易产生周向墨色不匀的现象。方法 首先设计可测试印刷机周向墨色均匀性的测试文件，然后测量样张的周向密度，并绘制密度分布曲线，利用密度分布进行数据拟合来确定网点补偿量的大小;最后在分色制版阶段利用补偿公式对网点进行补偿。结果 通过该方法得到网点周向的最大密度值和最小密度值之间的误差约为0.45，有效地控制了周向墨色的不匀性问题。结论 实验证明了采用文件预处理的网点补偿方法进行墨色补偿方案能有效控制印刷过程中油墨的转移，且补偿后的测试文件可用来记录设备的周向墨色不匀性特征。
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  基于RGB视觉的瓦楞包装褶皱标定收敛研究

  李鹏飞, 魏一

  . 2022, (5): 271-276. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.05.037

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  目的 对瓦楞纸板包装的褶皱特征精确定位，保证瓦楞纸板包装容器的褶皱特征在生产中被及时检验。方法 机器视觉瓦楞纸板包装检测系统依据图像信息收集、识别算法、RGB视觉、位置标定、收敛性结果对比等部分，确定瓦楞纸板包装褶皱特征标定核心算法要点;在传统频域变换的基础上，进行RGB视觉改进算法分析，有效提高对瓦楞纸板包装的褶皱特征识别率，明确该类包装的检测要点。以实际的瓦楞纸板褶皱为例，论证该类包装褶皱特征的特征提取方法，并且强化研究对象的褶皱特征，最后对识别结果和实物结果进行对照分析。结果 通过设定阙值在90～120得到线性率为25%～80%，结果说明该视觉方式可以实现对机器视觉的瓦楞纸板包装标定，并且各特征的实际回归基准率为86%，验证了RGB视觉算法对褶皱特征标定的精确性。结论 基于该RGB视觉以及优化措施，确定了机器视觉瓦楞纸板包装标定方式，满足了瓦楞纸板包装生产的有效定位要求。