谷物颗粒物料等效介电特性的数值模拟

农业物料的电磁效应基础研究在农产品微波辅助应用及器件设计中具有较好的应用价值。针对堆积型谷物颗粒物料提出了集离散元法、有限元法和平均能量法为一体的等效介电特性模拟仿真模型和数值计算方法,采用数值计算和实验测量方法验证了模型的有效性和准确性。结果表明:真实稻谷和模拟稻谷的堆积角误差为0.45%。在谷物颗粒的介电常数(2.0～10.0)、介电损耗因子(0.1～0.9)、微波频率(2.0～11.7 GHz)、湿基含水率(2.0%～19.7%)和体积分数(18.2%～88.0%)计算条件下,采用模拟模型得到的谷物物料等效介电特性的数值结果与实验测量值的最大误差小于5.0%。上述结果可为谷物类农产品的微波加工和非破坏性检测提供依据,为其他不同种类农业散粒体的介电特性模拟研究提供参考。     

谷物颗粒物料等效介电特性的数值模拟#br#

农业物料的电磁效应基础研究在农产品微波辅助应用及器件设计中具有较好的应用价值。针对堆积型谷物颗粒物料提出了集离散元法、有限元法和平均能量法为一体的等效介电特性模拟仿真模型和数值计算方法，采用数值计算和实验测量方法验证了模型的有效性和准确性。结果表明：真实稻谷和模拟稻谷的堆积角误差为0.45%。在谷物颗粒的介电常数(2.0~10.0)、介电损耗因子(0.1~0.9)、微波频率（2.0~11.7 GHz）、湿基含水率(2.0%～19.7%)和体积分数(18.2%～88.0%)计算条件下，采用模拟模型得到的谷物物料等效介电特性的数值结果与实验测量值的最大误差小于5.0%。上述结果可为谷物类农产品的微波加工和非破坏性检测提供依据，为其他不同种类农业散粒体的介电特性模拟研究提供参考。     

基于食用植物油介电特性的试验研究

分析了农产品介电特性的测试原理和食用植物油介电特性机制,以食用植物油为试验对象,研究了流体类农产品介电特性测试方法,自制了平行平板三电极结构的谐振替代测试装置,并利用该装置在一定的频率和温度范围内,探讨了食用植物油介电特性与频率和温度的关系。结果表明,频率和温度与食用植物油介电特性参数有相关性。     

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。     

大豆含水率电特性的试验研究

提出了利用介电特性快速测定大豆含水率的方法,并研制了由信号发生器、可变电阻、圆筒式电容测量仪、电子管毫伏表和示波器等组成的测量装置.研究了不同频率下大豆的电特性与含水率之间的关系.结果表明,在1 kHz频率下,大豆含水率与其等效电容值之间的关系曲线图最理想,经拟合得到一个两者之间幂指数表达式,对比试验表明,该测试方法具有较高的精度.     

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。     

存储时间与频率对芒果介电特性影响的研究

为了探索存储时间与频率对芒果介电特性影响,构建了基于介电特性的芒果无损检测系统,测量了在不同存储时间和不同频率下的芒果的相对介电常数,探讨了频率及存储时间对芒果的介电特性的影响。研究得出结论:在室温为25℃,湿度为80%的条件下,随着频率的增加,芒果的相对介电常数减小,而芒果的损耗因子也随着频率的增加而减小;随存储时间延长,芒果的相对介电常数及损耗因子呈现先降低后增加的变化趋势。     

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。     

鸡蛋贮藏过程中的介电特性和新鲜品质变化

依据介电特性检测原理,采用LCR测试仪对常温条件下鸡蛋的介电参数进行检测,同时利用常规破坏性试验,在常温贮藏条件下对鸡蛋进行品质追踪试验,并采用Excel软件对测量数据进行分析和二次曲线拟合。结果表明:鸡蛋的品质参考值哈夫值、失质量率、蛋黄指数与贮藏天数的相关性均显著;鸡蛋的介电参数(Rp)与贮藏时间具有一定相关性;Rp参数与蛋清pH值之间具有负相关性(r-0.67)。本研究为鸡蛋新鲜品质与介电参数之间相关性的进一步研究提供依据。     

微波萃取蓝莓中花青素体系内温度与压力变化规律

为提高微波在萃取体系内利用率,解析萃取体系温度和压力变化规律,文章以蓝莓为原料,采用二次正交旋转中心组合设计试验,研究微波强度、萃取时间、乙醇浓度和料液比对蓝莓萃取体系内介电特性影响,分析介电特性变化原因,建立蓝莓萃取体系介电特性指标与微波萃取条件间回归模型和蓝莓萃取体系微波能吸收模型。依据萃取体系内介电特性变化规律,解析萃取体系内微波能吸收和温度、压力变化规律。结果表明,各工艺参数对介电常数和介电损耗因子变化影响显著;介电常数和介电损耗因子与微波能吸收及萃取体系内温度、压力正相关。为优化微波萃取工艺条件提供理论依据。     

美拉德反应产物对南极磷虾虾肉糜微波加热特性和挥发性成分的影响

探究美拉德反应产物对南极磷虾肉糜微波加热特性和挥发性成分的影响,以提高其加热性能及风味。测定了不同微波加热时间(1、3和5 min)下赖氨酸和葡萄糖美拉德反应产物(Maillard Reaction Products,MRPs)的介电特性(300 ~ 3000MHz)、所需能垒、挥发性成分,以及添加MRPs对南极磷虾虾肉糜介电特性、加热特性(升温曲线和温度分布)、表面色泽以及挥发性成分的影响。结果表明：微波加热使MRPs的临界频率从1.6 GHz降至1.2 GHz(5 min),所需能垒为(6.73 ± 0.10)×10^-21 J,临界频率所对应的介电常数呈线性降低(P ≤ 0.05),介电损耗呈线性增加(P ≤ 0.05)。在2 450 MHz的家用微波炉频率下,添加了MRPs的虾肉糜的介电损耗显著提高(P ≤ 0.05),穿透深度变化不明显(P ＞ 0.05),升温曲线升高,可提高虾肉糜的升温速率。MRPs的添加,会加深虾肉糜颜色,但随着加热时间的延长,虾肉糜微波加热前后色差(ΔE)值减小。MRPs的添加,使虾肉糜的芳香类与酯类化合物各增加了2种,绝对含量分别提高了12倍和6倍左右。美拉德反应产物可有效提高南极磷虾虾肉糜微波加热速率和更多挥发性物质的产生。     

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。     

2450MHz频率下含盐凝胶琼脂的介电特性

本文通过对水分含量９９％的含盐琼脂（盐浓度：０．１,０．２,０．３,０．４,０．５,１,１．５,２）的介电特性值测定,研究了在１０～７５℃范围中盐浓度对高水分凝胶琼脂在介电特性所产生的影响,并进一步讨论了食品微波加热中,采用含盐琼脂在介电性质上对真实食品进行模拟的可能性,扩大在液晶感温法进行食品内温度分布研究的适用范围。     

2450MHz频率下含盐凝胶琼脂的介电特性

本文通过对水分含量９９％的含盐琼脂（盐浓度：０．１,０．２,０．３,０．４,０．５,１,１．５,２）的介电特性值测定,研究了在１０～７５℃范围中盐浓度对高水分凝胶琼脂在介电特性所产生的影响,并进一步讨论了食品微波加热中,采用含盐琼脂在介电性质上对真实食品进行模拟的可能性,扩大在液晶感温法进行食品内温度分布研究的适用范围。     

木材微波加热厚度的确定

较之传统加热方法，微波加热是一种新型加热技术。在简述木材微波加热的机理上．阐述了影响术材介电特性的因素，指出其中木材古水率和温度是影响木材节电性质的两个最重要的因素．通过理论计算确定微波在木材中的穿透深度．计算表明：随着木材含水率和微波工作频率的增加，微波在木材中的穿透深度减少；当用频率为915MHz和2450MHz的微波加热或干燥具有高含水率的木材时，木材的最大厚度应分别控制在16cm和6cm左右．     

“微带线”法测定土壤含水量仪器的研制

本文研究了利用微波微带传输线的原理测定土壤含水量,并对其原理、方法和传感器的结构进行了试验,得出了较好的结果。不同含水量的土壤,其介电常数具有明显的差异。当湿土放置在微带线上时,部分微波能量被耦合进入湿土,引起能量损耗,这种插入损耗与土壤含水量之间有着良好的依存关系。由于其实质是测定湿土的介电常数,在测量过程中土壤温度、化学成分的影响可以忽略,而且被测土壤样品量不受限制,同时又具有足够的灵敏度,测量方法简单,所以微带法具有一定的精度及简单快速和使用方便的优点,较好的解决了利用微波透射法测量含水量仪器存在的主要问题,仪器还适用于测定其它各种均匀物质含水量,而且可满足较高的精度要求。     

微波陶瓷材料温度系数测试系统研制

基于开路型平行板介质谐振腔工作原理,介绍微波陶瓷材料频率温度系数的测试技术。为提高检测的可靠性与稳定性,缩短测试时间,充分利用微机接口技术和单片机电路组建快速测试系统,包括硬件和软件构成,实现控制测量。该方案对加快研究介质器件的应用作出探索。