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基于PCA透射光谱重构降噪的水体BOD含量模拟估算
1
作者 王一鸣 王彩玲 王洪伟 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第2期386-393,共8页
生化需氧量(BOD)是能够直接体现水体有机物污染程度的重要指标,水体BOD的实时监测在水资源保护、水环境改善等相关领域具有重要意义。传统的BOD测量方法会消耗大量的人力物力资源,且测量周期较长,不能迅速的反映水体的变化状况,无法实... 生化需氧量(BOD)是能够直接体现水体有机物污染程度的重要指标,水体BOD的实时监测在水资源保护、水环境改善等相关领域具有重要意义。传统的BOD测量方法会消耗大量的人力物力资源,且测量周期较长,不能迅速的反映水体的变化状况,无法实现对突发水污染事件及时有效的预警。机器学习在水体监测领域已被广泛应用,为了解决机器学习模型输入变量获取困难,且存在缺失值的问题,进一步结合高光谱技术探索对水体BOD含量精准快速的估算。为此,采集十个不同浓度BOD标液的原始光谱数据,通过白板校正得到100组透射光谱数据。提出了一种基于主成分分析(PCA)透射光谱重构的降噪技术,利用PCA算法提取原始透射光谱的主成分特征向量,再利用累计方差贡献率达到一定百分比的前一部分主成分特征向量对整个数据集进行重构。采用了前2、前10和前15个主成分特征向量对透射光谱数据进行了重构,并与传统光谱数据降噪方法进行了对比。结合支持向量机(SVM)模型和反向传播神经网络(BPNN)模型建立了水体BOD含量估算模型。结果显示,BPNN模型在回归精度和拟合程度上优于SVM模型,且降噪效果更为显著。使用前2个特征向量重构降噪的模型未达预期拟合,可能是由于信息丢失。而以前10个特征向量重构降噪的BPNN模型表现最佳,RMSE为0.0406,R^(2)达到0.9803。前15个特征向量的重构并未提升降噪效果,可能因为超过10个的特征向量增加了冗余信息。实验验证了使用PCA重构透射光谱降噪的可行性,并为水体BOD含量估算提供了新的思路。 展开更多
关键词 PCA 透射光谱 SVM BP神经网络 bod含量估算
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基于优化特征选择的污水处理过程BOD神经网络软测量模型
2
作者 杜先君 柴俊伟 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2024年第6期85-91,共7页
针对污水处理过程中出水生化需氧量(BOD)难以在线准确测量的问题,提出一种基于随机森林(RF)重要性评估与改进海鸥算法(ISOA)优化长短期记忆神经网络(LSTM)相结合的软测量方法对出水BOD进行预测.利用随机森林算法对影响出水BOD的预测因... 针对污水处理过程中出水生化需氧量(BOD)难以在线准确测量的问题,提出一种基于随机森林(RF)重要性评估与改进海鸥算法(ISOA)优化长短期记忆神经网络(LSTM)相结合的软测量方法对出水BOD进行预测.利用随机森林算法对影响出水BOD的预测因子进行重要性评估,筛选出重要性评分较高的预测因子作为软测量模型的输入变量;设计一种基于改进海鸥优化算法(ISOA)优化LSTM网络的软测量模型,引入混沌映射与新的搜索机制克服海鸥优化算法多样性差、易陷入局部最优等问题,利用改进的海鸥优化算法对LSTM网络的迭代次数、隐含层节点数、初始学习率、学习率下降因子4个超参数进行优化.将软测量模型运用于实际污水处理过程,结果表明:经随机森林筛选变量以及改进海鸥算法优化之后,模型预测误差变小,预测精度有明显提高,能够实现对出水BOD的精准预测. 展开更多
关键词 软测量模型 LSTM神经网络 特征选择 ISOA 出水bod
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BOD微生物传感器的研制 被引量：4
3
作者 郭鼎力 王万钧 +2 位作者 方闻一 王振刚 肖东良 《传感技术学报》 CAS CSCD 1990年第2期36-41,共6页
本文是以BSA-GA为交联剂,将异常汉逊氏酵母菌(Hansenula anomalaVar.scheggil)菌体固定成膜,与氧电极偶合研制成BOD微生物传感器.在29.5℃、pH6.8的工作条件下,该传感器响应时间为2～3min,线性范围1～85mg/L,标准偏差0.91mg/L,变异系数4... 本文是以BSA-GA为交联剂,将异常汉逊氏酵母菌(Hansenula anomalaVar.scheggil)菌体固定成膜,与氧电极偶合研制成BOD微生物传感器.在29.5℃、pH6.8的工作条件下,该传感器响应时间为2～3min,线性范围1～85mg/L,标准偏差0.91mg/L,变异系数4.2%,回收率94～107%,该电极操作简便、快速、测定的重现稳定性较好,能连续稳定测试一周以上,可作为各种污水中BOD测定的新方法. 展开更多
关键词 生物传感器 bod微生物电极 bod的测定
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废水BOD5测定的探讨 被引量：4
4
作者 于静洁 顾国维 +1 位作者 张志峰 王少坡 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第7期80-81,85,共3页
文中通过理论推导说明了BOD5测定时应注意的问题,同时指出,为比较不同废水中可生化降解有机物的多少,测得的BOD5与UBOD(完全生化需氧量)的比值应为0.68左右,在此基础上才能可靠地计算BOD5/COD的值,进而判断废水的可生化性。最后,文中以... 文中通过理论推导说明了BOD5测定时应注意的问题,同时指出,为比较不同废水中可生化降解有机物的多少,测得的BOD5与UBOD(完全生化需氧量)的比值应为0.68左右,在此基础上才能可靠地计算BOD5/COD的值,进而判断废水的可生化性。最后,文中以某工业废水BOD5测定为例,对BOD5测定时需注意的问题进行了验证说明。 展开更多
关键词 废水 五日生化需氧量(bod5) 完全生化需氧量(Ubod)
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新型反应器式BOD快速测定仪的性能研究 被引量：1
5
作者 章一心 王业耀 +2 位作者 王建龙 徐润华 孙中华 《中国环境监测》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期38-41,共4页
BOD是反映水体有机污染的主要参数,广泛应用于水体监测、污水处理厂的运行以及水与废水处理的教学与研究工作。传统的BOD测量需要5天,耗时费力。因此,开发BOD快速测量方法及仪器十分重要。文章针对一种新型反应器式BOD快速测定仪在仪器... BOD是反映水体有机污染的主要参数,广泛应用于水体监测、污水处理厂的运行以及水与废水处理的教学与研究工作。传统的BOD测量需要5天,耗时费力。因此,开发BOD快速测量方法及仪器十分重要。文章针对一种新型反应器式BOD快速测定仪在仪器化过程中需要解决的一些问题进行了探讨。包括固定化微生物颗粒制备、反应温度的优化、有无搅拌条件、仪器性能等。实验结果表明,最适宜的测量温度为30℃,可以利用微量曝气代替磁力搅拌,以方便仪器的制作。在对150mg/L的GGA标准液进行的5次测定实验中,测量结果的最大偏差≤10%,精密度为4.6%。该仪器的灵敏度与准确性均能满足BOD快速测量要求。 展开更多
关键词 bod bod快速测定仪 固定化微生物 稳定性 重现性
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BOD_5的测定要点及C-BOD、N-BOD的估算——论BOD之一 被引量：4
6
作者 沈庆生 肖波 陈世刚 《环境监测管理与技术》 1989年第3期13-18,共6页
该文讨论了BOD_5测定中有关恒温方式、稀释水的质量、稀释技术及操作要点等四方面的问题,着重介绍了我省在稀释技术方面较成功的经验,另外并推荐了C—BOD_5及N—BOD_5的估算方法,有关BOD_5方法原理、模式应用、质量控制等问题,将陆续发表,
关键词 bod C-bod N-bod 估算法 水质监测
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生物传感器快速测定BOD仪的开发 被引量：19
7
作者 张悦 王建龙 +2 位作者 李花子 施汉昌 竺建荣 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2001年第4期55-57,共3页
对生物传感器快速测定BOD的试验装置与测定方式进行了改进 ,改进后的测定系统具有良好的重现性和准确度。同时确定了最佳测定条件为温度 30℃ ,pH 5.0 ,固定化细胞 1 5g。
关键词 bod 生物传感器 试验装置 影响因素 水质评价 生化需氧量
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生物传感器快速测定BOD的研究 被引量：11
8
作者 张悦 王建龙 +2 位作者 李花子 施汉昌 竺建荣 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2001年第8期37-39,共3页
介绍了一种以一株耐高渗透压的酵母菌种作为敏感材料制成的生物传感器、采用稳态呼吸速率法进行生化需氧量 (BOD)的快速测定的方法。该方法与广为采用的 5d生化需氧量标准稀释测定法有良好的相关性 ,线性范围为 0～ 2 0 0mg/L ,可在 15... 介绍了一种以一株耐高渗透压的酵母菌种作为敏感材料制成的生物传感器、采用稳态呼吸速率法进行生化需氧量 (BOD)的快速测定的方法。该方法与广为采用的 5d生化需氧量标准稀释测定法有良好的相关性 ,线性范围为 0～ 2 0 0mg/L ,可在 15min内完成一个样品BOD的测定 ,测量恢复时间为 30min。敏感材料的生物活性与测定样品中有机物的种类有密切关系。固定化酵母具有较好的稳定性 。 展开更多
关键词 bod 生物传感器 酵母细胞 水质评价 生化需氧量 稳态呼吸速率法 快速测定
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酵母菌BOD微生物传感器的研究 被引量：8
9
作者 李花子 王建龙 +2 位作者 张悦 施汉昌 文湘华 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2002年第3期88-90,共3页
以性能优良的酿酒酵母菌作为敏感材料 ,采用聚乙烯醇包埋方法获得了响应大、测量范围广、稳定性和准确度较好的BOD微生物传感器。该传感器测定BOD ,其线性响应范围为 0～ 2 0 0mg/L ,线性相关系数达到 0 .99以上 ,响应时间在 15min内。... 以性能优良的酿酒酵母菌作为敏感材料 ,采用聚乙烯醇包埋方法获得了响应大、测量范围广、稳定性和准确度较好的BOD微生物传感器。该传感器测定BOD ,其线性响应范围为 0～ 2 0 0mg/L ,线性相关系数达到 0 .99以上 ,响应时间在 15min内。测定结果与标准五天法具有良好的相关性 ,连续稳定工作寿命在 展开更多
关键词 bod 微生物传感器 酿酒酵母菌 测定 生化需氧量 水质评价 环境监测
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滇池水体BOD_5和COD_(Mn)空间变化研究 被引量：15
10
作者 吕俊杰 杨浩 +4 位作者 陈捷 高丽 徐晓锋 刘忠翰 庄严 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期307-310,共4页
通过对滇池进行全湖集中采样和分析,揭示了滇池水体五日生化需氧量(BOD5)和高锰酸盐指数(CODMn)的空间变化规律.BOD5和CODMn变化范围分别是2.3～7.9mg/L,5.1～15.4mg/L,BOD5平均值草海(5.9mg/L)高于外海(5.1mg/L)CODMn平均值外海(10.17m... 通过对滇池进行全湖集中采样和分析,揭示了滇池水体五日生化需氧量(BOD5)和高锰酸盐指数(CODMn)的空间变化规律.BOD5和CODMn变化范围分别是2.3～7.9mg/L,5.1～15.4mg/L,BOD5平均值草海(5.9mg/L)高于外海(5.1mg/L)CODMn平均值外海(10.17mg/L)高于草海(8.67mg/L),2个指标在入河口水域都相对较高.水平方向上,BOD5变化特点是南北高,中间低,西部高,东部低.垂直方向向上BOD5随水深增加递减.而CODMn的高值区域主要出现在草海和外海海埂、盘龙江、大青河入湖口水域、西部观音水域以及东北部宝象河、东部梁王河和捞鱼河入湖口水域、东南柴河入湖口水域.垂直方向上,从表层到水-沉积物界面水体,其CODMn都呈增加趋势.随着工业点源污染的控制,城市生活污水的排入和面源有机污染物的输入以及内源释放是决定滇池BOD5和CODMn空间变化的主要原因. 展开更多
关键词 滇池 bod5 CODMN 空间变化
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三峡水库成库后水体中COD_(Mn)、BOD_5空间变化 被引量：15
11
作者 张晟 李崇明 +3 位作者 吕平毓 高吉喜 高群杰 宋丹 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期70-76,共7页
根据2004年2、5、8月,三峡水库成库后6个水平断面、4个垂直断面采样分析,对水体水质参数、DO以及COD_(Mn)和BOD_5的水平分布和垂直分布进行了研究．研究结果表明,成库后BOD_5达到国家地表水Ⅰ类标准,COD_(Mn)不同季节变化较大,水质范围... 根据2004年2、5、8月,三峡水库成库后6个水平断面、4个垂直断面采样分析,对水体水质参数、DO以及COD_(Mn)和BOD_5的水平分布和垂直分布进行了研究．研究结果表明,成库后BOD_5达到国家地表水Ⅰ类标准,COD_(Mn)不同季节变化较大,水质范围在Ⅱ-Ⅳ类标准．BOD_5、COD_(Mn)变化范围分别在0．1-1．3 mg/L．1．8-6．3 mg/L,受三峡水库成库的影响,水平分布上,DO、COD_(Mn)、BOD_5在成库区域低于上游区；COD_(Mn)含量丰水期＞平水期＞枯水期；BOD_5浓度降低主要与污染物停留时间变长有关,COD_(Mn)主要是与泥沙沉积有关．垂直分布上,污染物3个层次变化不显著,未出现分层现象．枯水期、平水期、丰水期颗粒态含量占总COD_(Mn)范围分别为5．5%-27．3%,9．1%-28．8%,48．6%-78．3%．三峡水库对COD_(Mn)、BOD_5有净化作用,枯水期成库区域通量COD_(Mn)、BOD_5比上游区降低44%、76%,平水期降低13．5%,32%,丰水期降低31．8%、19．1%．各采样站点有机物通量和流量有显著的相关性．大宁河库湾受浮游藻类生长的影响,DO饱和率高于干流库区． 展开更多
关键词 三峡水库 CODMN bod5 空间变化
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以酵母菌作为敏感材料的BOD生物传感器研究 被引量：7
12
作者 李花子 施汉昌 +1 位作者 张悦 文湘华 《中国环境监测》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期12-14,共3页
以一株耐高渗透压的酵母菌种作为敏感材料 ,研制的的生物传感器可采用稳态呼吸速率法进行 BOD快速测定。该方法与广为采用的五天生化需氧量标准稀释测定法有良好的相关性 ,线性范围为 0～ 2 0 0 mg/ L,可在 1 5 min内完成一个样品 BOD... 以一株耐高渗透压的酵母菌种作为敏感材料 ,研制的的生物传感器可采用稳态呼吸速率法进行 BOD快速测定。该方法与广为采用的五天生化需氧量标准稀释测定法有良好的相关性 ,线性范围为 0～ 2 0 0 mg/ L,可在 1 5 min内完成一个样品 BOD的测定。测定结果具有良好的重现性和准确度 ,标准曲线的线性相关系数达到 0 . 展开更多
关键词 敏感材料 bod 生物传感器 酵母细胞 水质监测
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生活污水中BOD_5与COD_(Cr)关系的区域性差异分析 被引量：17
13
作者 宋丽丽 罗勇 +1 位作者 高庆先 马占云 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1154-1160,共7页
生活污水含有大量可降解有机物,在厌氧条件下可以产生温室气体.IPCC(联合国政府间气候变化专门委员会)指南提供的计算温室气体的方法中,BOD5和CODCr是计算CH4排放的重要参数.以BOD5和CODCr生化构成特性和数学模型为基础,对2005年347家... 生活污水含有大量可降解有机物,在厌氧条件下可以产生温室气体.IPCC(联合国政府间气候变化专门委员会)指南提供的计算温室气体的方法中,BOD5和CODCr是计算CH4排放的重要参数.以BOD5和CODCr生化构成特性和数学模型为基础,对2005年347家城镇污水处理厂的ρ(BOD5)和ρ(CODCr)数据进行分析,研究生活污水中ρ(BOD5)与ρ(CODCr)关系的区域性差异.结果表明,生活污水中ρ(BOD5)与ρ(CODCr)间的相关关系存在明显的区域特征,这种区域性差异主要由污水的来源和其理化特性决定.总体来看,ρ(BOD5)ρ(CODCr)值基本在0.4～0.5之间.在省级温室气体估算过程中,各省区可采用本地特有的ρ(BOD5)/ρ(CODCr)值,进行源自生活污水的CH4排放计算. 展开更多
关键词 bod5 CODCR 区域性差异 CH4
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BOD生物传感器在水质监测中的应用研究 被引量：8
14
作者 宋立岩 孙勇 +1 位作者 赵由才 陆雍森 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2005年第11期47-50,共4页
对BOD生物传感器在水质监测中的应用发展做了简要介绍,主要包括:BOD生物传感器工作原理、微生物的选择、传导装置的采用和微生物的固定三个方面核心技术的进展以及商业化等情况,并对BOD生物传感器的发展进行了展望。
关键词 水质监测 bod生物传感器 固定化酶
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大肠杆菌BOD微生物传感器的研究 被引量：5
15
作者 李花子 施汉昌 +1 位作者 王建龙 张悦 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2002年第7期93-96,共4页
本研究以性能优良的大肠杆菌作为敏感材料 ,采用聚乙烯醇包埋方法获得了测量范围广、稳定性好、灵敏度高的BOD微生物传感器。实验结果表明 ,传感器在温度30℃、pH为 7 0条件下 ,对GGA标准溶液的线性响应范围为 0～ 5 0 0mg/L ,其线性相... 本研究以性能优良的大肠杆菌作为敏感材料 ,采用聚乙烯醇包埋方法获得了测量范围广、稳定性好、灵敏度高的BOD微生物传感器。实验结果表明 ,传感器在温度30℃、pH为 7 0条件下 ,对GGA标准溶液的线性响应范围为 0～ 5 0 0mg/L ,其线性相关系数达到 0 99以上 ,响应时间在 12min内。测定结果与标准法测定值具有良好的相关性 ,连续稳定工作寿命在 展开更多
关键词 bod 微生物传感器 大肠杆菌 固定化颗粒分散悬浮
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基于自组织随机权神经网络的BOD软测量 被引量：6
16
作者 乔俊飞 鞠岩 韩红桂 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1451-1460,共10页
针对污水处理复杂系统中关键水质参数生化需氧量(biochemical oxygen demand,BOD)难以准确实时预测的问题,在分析污水处理过程相关影响因素的基础上,提出一种基于敏感度分析法的自组织随机权神经网络(selforganizing neural network wit... 针对污水处理复杂系统中关键水质参数生化需氧量(biochemical oxygen demand,BOD)难以准确实时预测的问题,在分析污水处理过程相关影响因素的基础上,提出一种基于敏感度分析法的自组织随机权神经网络(selforganizing neural network with random weights,SONNRW)软测量方法.该方法首先通过机理分析选取原始辅助变量,经过数据预处理,之后采用主元分析法对辅助变量进行精选,作为SONNRW的输入变量进行污水处理关键水质参数BOD的预测.SONNRW算法利用隐含层节点输出及其权值向量计算该隐含层节点对于残差的敏感度,根据敏感度大小对网络隐含层节点进行排序,删除敏感度较低的隐含层节点即冗余点.仿真结果表明:该软测量方法对水质参数BOD的预测精度高、实时性好、模型结构稳定,能够用于污水水质的在线预测. 展开更多
关键词 随机权神经网络 自组织 敏感度分析 软测量 生化需氧量(bod)
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基于神经网络的污水BOD软测量补偿方法研究 被引量：5
17
作者 王小艺 刘载文 苏震 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第S2期83-85,共3页
针对污水处理过程中的水质参数BOD难以在线检测问题,在分析BOD软测量机理模型以及考虑废水生物处理过程的非线性和不确定性基础上,建立了基于BP神经网络的BOD软测量模型,对机理模型进行非线性误差补偿。经过仿真表明,该混合模型可较为... 针对污水处理过程中的水质参数BOD难以在线检测问题,在分析BOD软测量机理模型以及考虑废水生物处理过程的非线性和不确定性基础上,建立了基于BP神经网络的BOD软测量模型,对机理模型进行非线性误差补偿。经过仿真表明,该混合模型可较为准确地对BOD参数进行估计,为构建BOD在线检测仪表提供理论参考。 展开更多
关键词 污水处理 bod 机理模型 非线性补偿 神经网络
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沸石对污水中BOD_5和COD_(Cr)净化效果的研究 被引量：17
18
作者 刘远金 卢维盛 +2 位作者 李华兴 张新明 巫如炬 《土壤与环境》 CSCD 2002年第3期323-324,共2页
研究了天然沸石和活化沸石对污水中BOD_5和COD_(cr)净化效果的影响。结果表明,天然沸石对BOD_5的净化效果较好,而对COD_(cr)的效果较差,沸石适宜的用量和粒径为2.5g/L和80目。活化沸石对污水中的净化效果显著优于天然沸石,而且在处理24... 研究了天然沸石和活化沸石对污水中BOD_5和COD_(cr)净化效果的影响。结果表明,天然沸石对BOD_5的净化效果较好,而对COD_(cr)的效果较差,沸石适宜的用量和粒径为2.5g/L和80目。活化沸石对污水中的净化效果显著优于天然沸石,而且在处理24h后就能达到较好的净化效果。 展开更多
关键词 沸石 生活污水 bod5 CODCR 净化效果 生物需氧量 化学需氧量
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BOD_5/CODc_r值评价污废水可生化性的可行性分析 被引量：39
19
作者 郭文成 吴群河 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 1998年第3期39-41,共3页
本文在较为全面地分析BOD5和CODcr的测定中遇到的问题的基础上，探讨了用BOD5／CODCcr值评价废水（污水）可生化性，给出了评价方法，最后认为这一评价方法虽然简单，但比较粗糙，可信度不高，应结合其他方法进行评价。
关键词 bod5 CODCr 可生化性 废水监测 水质评价 可行性
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BOD在晶闸管过电压保护中的应用研究 被引量：9
20
作者 蓝元良 汤广福 +1 位作者 张皎 金钊 《电工电能新技术》 CSCD 2000年第3期51-54,共4页
本文描述了 BOD器件的物理结构及特性 ,论述了 BOD在晶闸管过电压保护应用中的典型电路设计及参数选择原则 ,最后通过 TCR工程具体实例 。
关键词 bod 晶闸管 过电压保护 击穿二极管
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