小麦叶片生理电特性测定与含水率预测研究

为了对小麦进行适时适量灌溉,快速得到其叶片的亏水信息,利用水势仪及LCR数字电桥仪组成测试系统,可测量小麦叶片的水势和生理电特性值。结果表明,小麦叶片的生理电特性值与测量频率、测量电压的选择有关,通过实验对比确定小麦叶片电特性的最佳测试频率为75 KHz,最佳测试电压1.0 V。在最佳测试参数下得到一组小麦叶片的生理电特性数据,构建叶片水势与介电特性关联性的模型,得到小麦叶片含水率和电容、电阻之间的回归方程,其判定系数分别为0.9639和0.9725,拟合效果较好,表明小麦叶片的生理电容和生理电阻均与叶片含水率具有相关性,可以用测量电特性的方法无损测定小麦叶片含水率。     

根据物料的电特性快速测定含水率的试验研究

本文根据农业物料的含水率对其介电常数等电参量影响关系,对水稻、玉米、大豆３种物料的含水率进行了测试,提供了测定含水率更为简单、易行的方法及测试系统,并对物料电特性与介电常数及含水率的函数关系进行了相关的分析和研究。     

谷物含水率振动法测量的可行性研究

提出一种振动式谷物水分的测量方法。在特制的实验装置上进行了大豆的振动特性与其含水率的相关性试验,并得出了大豆的含水率与振动频率有着显著的对应关系。     

微波频段下颗粒状农产品的介电特性测量与分析

介电特性在农产品微波热加工应用研究中具有重要价值。提出一种基于无校准同轴传输反射法和修正通用有效介质公式(modified general effective medium,MGEM)的农产品介电特性测量方案,以颗粒状农产品为对象,实验测量获得微波频率段内17种菜籽颗粒、杂粮颗粒和草籽颗粒的介电特性数据,对相关关键问题进行了分析和讨论。研究结果表明,该测量方案可用于测量和分析高频波段下颗粒状农产品的介电特性;室温下颗粒状农产品的介电特性与微波频率、含水(油)率之间具有相互依存关系,且满足相应的关系方程;在民用微波频率2.45 GHz和含水率M∈(2%,25%)条件下,不同种类颗粒状农产品的介电常数介于3.5～9.0之间,损耗因子介于0.1～2.0之间。相关研究为颗粒状农产品的介电特性测量提供参考,实验数据为农产品的微波干燥和无损检测装置设计提供依据,技术方法适用于小颗粒物质的介电特性测量和分析。     

高压脉冲电场对果蔬介电特性影响的试验研究

高压脉冲电场作为一种非热加工技术,以其特有的优点成为近年来的研究热点,用于果蔬冻干预处理可明显地提高脱水速率,但在运用果蔬介电特性表达冻干过程水分运移规律时需研究电场参数对果蔬介电特性的影响.以苹果为试材,对苹果在高压脉冲电场预频率为1000 Hz时进行预处理,测量不同脉冲电压、脉冲频率对苹果的等效电容、等效阻抗等介电特性的影响,运用SAS软件分析获得等效电容、等效阻抗的数学模型,脉冲电压、频率与介电特性的三维关系图.结果表明,三者的数学模型及三维图均显示果蔬的介电特性随脉冲电压和脉冲频率的增大而减小,且呈线性函数关系;将高压脉冲预处理后的苹果进行干燥,运用响应面设计法,获得高压脉冲电场预处理的优化工艺参数.结果表明,高压脉冲电场预处理果蔬的最优工艺参数组合是脉冲电压为1480 V,脉冲频率为88 Hz,脉冲个数为46个.     

电容法与电阻法测量烟叶含水率的对比研究

以烟包形式的复烤烟叶为试材,对比研究了电容法与电阻法测量烟叶含水率的差异,并将电容值与电阻值分别与烟叶含水率进行方程拟合。结果表明:电容法测试时,电容与烟叶含水率均呈显著相关,在1、10、100 k Hz频率下,随着频率的增大,电容值对频率的敏感度降低,烟叶含水率与电容值相关方程拟合度也降低,数学模型可用对数模型表示;电阻法测试时,测试电压对电阻测量结果无显著影响,采用双杆电极测量的电阻值与烟叶含水率呈显著相关,建立两者间的数学模型为二次多项式;采用电容法测量烟叶含水率比电阻法更优,以单杆电极、测试频率1 k Hz情况下检测的电容值与烟叶含水率的模拟方程拟合度最高。     

柿果实成熟期间电学参数变化

【目的】研究柿果实频率特性及电学参数随果实成熟度变化的规律.【方法】利用LCR阻抗分析仪和平行板铜电极在24个频率下测定了4个成熟时期‘火柿’电学特性,分析了电学特性变化的生物学和电磁学机制.【结果】在100 Hz～5 MHz,随着测试频率升高,果实阻抗和电感呈幂函数下降,低频电导呈幂函数迅速升高;电容呈缓慢下降、快速升高、急剧下降波动性变化.果实从破色期至红熟期,不同频率下阻抗下降43.39%～58.84%,电感下降40.10%～59.51%,电容升高了67.28%～147.63%,电导呈显著上升趋势.果实电参数的频率特性是由于果实组织不均一性、不同频率下介电特性差异及电场在果实中的穿透能力不同引起的;不同成熟度‘火柿’电学特性差异是由果实组织结构和成分变化引起的.【结论】阻抗、电感、电容和电导是反映柿果实成熟度的敏感电参数,电学特性具有无损伤检测柿果实成熟度的应用前景.     

颗粒饲料介电特性研究及含水率模型建立

为了探究颗粒饲料的介电特性,实现颗粒饲料含水率快速检测,以畜禽、水产颗粒饲料为研究对象,采用同心轴圆筒式电容器,研究了信号频率(1～200 k Hz)、温度(10～30℃)和含水率(8.8%～19.1%)对颗粒饲料相对介电常数的影响,建立了相应的含水率预测模型。结果表明,颗粒饲料的相对介电常数随着含水率和温度的增加而增加,随着测量信号频率的增加而减小;以决定系数R2和标准差SE为评价指标,通过比较,在10 k Hz下猪、禽颗粒饲料含水率模型最佳,其决定系数R2分别为0.996 6、0.998 4;在200 k Hz下,水产颗粒饲料含水率模型最佳,其决定系数R2为0.999 2。经过实验验证,预测颗粒饲料含水率的绝对误差范围在±1.1%,说明基于介电特性预测颗粒饲料含水率是可行的,为基于介电特性颗粒饲料水分检测仪的开发提供了指导意义。     

茶鲜叶介电特性的初步研究

在优化测试条件的基础上,利用LCR数字电桥仪分析茶树品种、新梢叶片部位、含水率以及新鲜度对鲜叶介电特性的影响。结果表明,茶树品种对电容和介电常数有显著影响(P0.05),大小依次为乌牛早≥福鼎大毫≥福鼎大白≥迎霜≥黄旦。随鲜叶嫩度的下降,电容和介电常数呈增加趋势,尤其以老叶增加明显。随着鲜叶含水率的降低,电容和介电常数呈下降趋势,但当含水率在0.7%~6.7%时,电容和介电常数变化较小。新鲜度对鲜叶电容和介电常数的影响趋势与含水率的相似。对正常鲜叶、病变鲜叶、茶梗和茶园常见杂物(植物一年蓬、樟树鲜叶)的介电特性进行比较,表明病变鲜叶、茶梗、茶园常见杂物的电容和介电常数均明显高于正常茶鲜叶(P0.01)。     

测量谷物流含水率声学方法的研究

研究了一种测量流动谷物含水率的声学方法。通过试验,确定了大豆流声信息与含水率的关系。在200～310Hz频率范围内分析了含水率9％～16％时声压与含水率、流量、声源距离、下落高度诸因素的关系,并建立了数学模型。     

任意结构形状的电容传感器原理和数学模型

在木材工业中,木材含水率检测应用的单一平面电容传感器都是采用大量实验或近似数学模型实现检测的,难以控制和分析误差。鉴于此,并根据木材的介电常数与其含水率存在着一一对应的关系,该文研究了用于测量介电常数、具有任意几何结构形状的电容传感器。利用静电场及静电场中的导体和电介质的性质等相关理论,在电极和被测物处于任意几何结构形状和任意空间相对位置的状态下,建立了测量介电常数的电容传感器的精确数学模型。以经典物理学中已知结果的球形电容传感器为算例,得到了与传统电磁场理论中完全一样的结果,验证了所建立数学模型的正确性。      

土壤水分直读仪的试制

本水分仪是根据水土流失遥测预报科研项目的要求而制成的。为了遥测土壤水分,以含水土壤块作为电介质,测取土壤的水分——电容特性曲线。结果表明,土壤的电容量随土壤水分的增加而明显地增加,受其它因素的影响较少。仪器的传感器埋设于土壤中,它具有三个电极和间接的极间介质。相应地,它的测量电路采用具有三个输入端的变压器电桥,从而免除了电极边缘和外界干扰的影响。土壤水分的计量及其温差的补偿是在经验公式的基础上,通过模拟计算电路的运算,便可以在仪表上直接读出土壤含水量的百分值;也可以通过模——数转换而实现打印记录。     

基于电阻抗特性稻谷含水率测定研究

用电容法对不同品种稻谷含水率进行测定。结果表明,不同稻谷的电导随测试频率的增加而增加,电容随测试频率的增加而减少。当频率f=1 MHz时,稻谷的电容不随外加偏压而改变。采用电容传感系统测定了4种不同含水量稻谷的介电常数。结果表明,在一定的测试条件下,介电常数随水分含量的增加而增加,且呈指数相关,相关系数为0.933 4。     

基于微波干燥的黑莓介电特性研究

以黑莓为对象,利用网络分析仪测量并研究了频率（1～3 000 MHz）、黑莓含水率（20%～80%）和温度（20～100 ℃）对相对介电常数ε′和介质损耗因数ε″的影响;计算了微波穿透深度,并分析频率、含水率和温度对其的影响;建立了部分频率下黑莓介电参数与主要影响因素的关系模型,检验了基于介电参数预测含水率的精度和可行性。结果表明,在1～3 000 MHz频率段内,黑莓的介电常数ε′和介电损耗因子ε″都随频率的增大而减小;ε′随含水率的增大而增加,但随温度的增大而减小;ε″随含水率的增大而下降,但随温度的增大而增加;能量穿透深度随温度、频率的升高而降低,随含水率的升高而增加。可用二元二次方程描述介电参数和主要影响因素的关系,且各模型的决定系数皆大于0.96。所构建的模型可以很好地描述黑莓的介电参数与各主要影响因素的关系,说明基于介电参数和温度预测黑莓的含水率是可行的。     

大豆粉中水分含量测定的研究

[目的]优化直接干燥法测定大豆粉中水分含量的条件,使试验结果更快捷、更准确。[方法]依据GB 5009.3—2010《食品中水分的测定》直接干燥法测定大豆粉中水分含量,根据测定值与指定值计算出Z值,进行能力验证考核,分析比较该试验的最优条件。[结果]考核样大豆粉水分含量指定值为6.81%,标准偏差为0.12%,而通过试验得到的水分平均值为6.92%,Z值0.91。试验最优条件为称量瓶质量小,烘烤时间3 h,称样的质量3 g左右。[结论]该研究可为大豆粉中水分含量的测定提供参考。     

茶叶介电特性的研究

采用TH2816B型LCR数字测试仪对茶叶的介电特性进行了研究,结果表明:在10～200kHz频率范围内,茶叶的相对介电常数随频率增加而减小,介电损耗因数随着频率的增大先减小而后略有增加;在200kHz时,当茶叶的温度为20～60℃和含水率为5.3％,7.6％,10.2％,13.8％,16.0％,20.0％,25.0％且逐渐增加时,相对介电常数和介质损耗因数均呈增大的趋势.     

函数链神经网络在电容水分传感器非线性校正中的应用

首先介绍了解决电容水分传感器非线性函数链神经网络原理和建模方法,并以玉米水分测量为例进行仿真试验,从而证明了该非线性校正方法的可行性和有效性。