桃10~4500 MHz间的介电特性与内部品质关系分

以不同成熟度的银风桃为对象，利用同轴探头技术测量了25℃下10~4500MHz间桃肉和桃汁的介电参数，并测量了桃肉的含水率、桃汁的可溶性固形物含量、pH值和电导率，分析了介电特性和内部品质间的关系。结果表明，桃肉和桃汁的相对介电常数皆随着频率的增大单调减小，而介质损耗因数呈现“V”型的变化趋势。离子的导电性和偶极子的极化分别是引起低频和高频下介电损耗的主要原因。桃肉和桃汁的介电参数与可溶性固形物含量、pH值以及含水率间没有明显的线性关系。     

基于近红外光谱技术的发育后期苹果内部品质检测

为了解发育后期苹果内部品质与近红外光谱特性之间的关系,给田间管理、实时采收等提供依据,利用近红外漫反射技术测量了发育后期3个月内"富士"苹果在833~2 500 nm波长范围内的光谱特性,并测量了各样品的内部品质参数(可溶性固形物含量、硬度、p H值和含水率),分析了单一波长下吸光强度与各内部品质参数之间的线性关系。结果表明,单一波长下吸光强度与苹果各内部品质参数之间的线性相关性均较弱,基于单一波长下的吸光强度很难预测苹果的内部品质。为此,结合化学计量学方法建立了预测可溶性固形物含量、硬度、p H值和含水率的最小二乘支持向量机和极限学习机(ELM)模型,并分析了主成分分析(PCA)、连续投影算法(SPA)和无信息变量消除法等3种降维方法对模型预测性能的影响。结果表明,预测可溶性固形物含量、p H值的最优模型为SPA-ELM,其RMSEP分别为0.443 5°Brix和0.006 8;预测硬度、含水率的最优模型为PCA-ELM,其RMSEP分别为0.2612 kg/cm2和0.623 5%。     

芒果介电特性与内部品质的关系

为了探索芒果的介电特性与内部品质之间的关系,构建了基于介电特性的无损检测系统,测试芒果的介电参数(相对介电常数和介质损耗因数);同时,用化学方法检测了芒果的理化参数(总糖含量、含水率、维生素C含量和pH值),建立了频率与芒果介电参数的拟合方程,并用SAS软件分析芒果的介电特性与其内部品质的关系,建立了回归方程。因此,可以通过检测芒果的介电参数来预测芒果内部品质的理化参数参考值,从而对芒果进行分选。     

基于双线性理论的土壤介电测量研究

针对目前土壤介电计算模型适应性差等问题,基于双线性理论构建了双线性介电计算模型。为探究双线性介电计算模型对土壤介电测量的适应性,选用7种不同质地土壤分别配置0、5、10、15、20、25、30cm3/cm3体积含水率,在0.001～3GHz频域内进行不同含水率下介电谱测量。分析发现,该模型介电谱可很好地反映土壤不同含水率下混合介质的介电特性;土壤含水率介电法测量理想频率点为1.50288GHz。在理想频率点上,基于复介电常数实部和视在介电常数构建了2个土壤含水率频域测量经验公式,通过试验数据分析,土壤含水率复介电实部测量式的计算值与干燥法含水率测量值对比,两者R2为0.9126,RMSE为0.0294cm3/cm3、RPD为3.343;土壤含水率视在介电测量式计算值与干燥法含水率测量值对比,两者R2为0.8907,均优于其他3种经典公式（Topp公式、Roth公式、Malicki公式）。双线性介电计算模型对土壤介电常数计算有良好的适应性,基于该模型建立的土壤含水率频域测量式对土壤含水率有较高的测量精度。     

基于准静态同轴探头模型的土壤复介电测量方法

末端开路同轴探头法测量土壤复介电值用于表征土壤含水率具有准确、快捷的优点。针对目前土壤介电同轴探头集总测量模型没有充分考虑探头的参数以及土壤体积对测量结果影响等问题，基于电磁场理论，对末端开路同轴探头建立了准静态数学模型，适用于土壤的复介电常数准确测量。通过全波软件仿真和模型计算结果对比，以无水乙醇介电实测值和理论值对比，验证模型的准确性。采用本文介电测量模型对不同含水率的黄绵土进行测量计算，复介电常数实部与实测土壤含水率二阶多项式拟合决定系数大于0.965，表明本文所提土壤介电测量方法适用于土壤复介电常数和含水率的测量。     

介电谱无损检测梨内部品质方法研究

为了探索利用介电谱无损检测采后梨内部品质的潜力,采用同轴探头技术测量了采摘于4个果园的310个"砀山酥"梨在采后8周贮藏期间20~4 500 MHz间201个频率点下的相对介电常数和介质损耗因数;分别以可溶性固形物含量(SSC)、硬度和含水率作为内部品质指标,基于x-y共生距离的样本划分法确定了校正集样本233个和预测集样本77个。采用连续投影选法(SPA)从全介电谱中分别提取出了15个、14个和15个用于预测SSC、硬度和含水率的特征变量;建立了基于全介电谱和SPA提取的特征变量预测SSC、硬度和含水率的最小二乘支持向量机(LSSVM)、极限学习机和BP神经网络模型。结果指出,基于全介电谱的LSSVM模型具有最好的SSC决定性能和良好的预测能力,其校正集和预测集相关系数分别为0.974和0.931,校正集和预测集均方根误差分别为0.592°Brix和0.868°Brix,剩余预测偏差为2.65;基于SPA的LSSVM模型可粗略预测含水率;但是所有模型对硬度的预测能力很差。研究结果表明,介电谱结合LSSVM可用于无损检测梨的SSC和含水率,但尚难用于检测梨的硬度。     

苹果含水率与介电常数关系模型的建构

介电常数与含水率有很高的相关性,可通过测量农产品的介电特性参数预测其干燥过程含水率,高压脉冲电场可有效加快干燥过程,但介电常数和含水率在此过程中的影响机理尚待进一步研究。为解决高压脉冲电场作用下果蔬介电常数与含水率之间关系的微观解释不明确问题,建立有效的苹果含水率与介电常数关系模型,本文以苹果为研究对象,三维模拟其内部电场参数,使用蒙特卡罗法对高压脉冲电场下苹果的介电特性进行理论模拟计算,把苹果内部宏观和微观介质作为集总参数来等效替代其内部整体结构。实验结果显示,当修正系数为8.96时,控制苹果相对水含率从88%逐步下降到18%,介电常数计算值与实测值间相对误差稳定在10%以内。研究为脉冲电场处理果蔬加工提供理论依据。     

基于含水率与温度补偿的土壤pH值在线实时检测系统

针对目前常用土壤pH值传感器在测量过程中受土壤含水率和温度影响较大的问题,设计了带有温度、含水率补偿模型的锑电极土壤pH值在线实时检测系统。利用最小二乘法对pH值和测量结果进行线性分析,补偿土壤pH值测量误差。试验结果表明,经过补偿之后,由温度和含水率变化导致的pH值测量误差至少可降低84. 5%,pH值测量值随温度和含水率的变化幅度不超过±0. 1。与市场产品ZD-18型土壤酸度计、HYSWR-ARC-12V型土壤含水率传感器、水银温度计对比研究得出,3项指标线性拟合决定系数均达到0. 99以上。为了确保自然环境下土壤pH值测量的适用性,探索了系统在使用过程中土壤含水率的阈值与测量精度,表明在土壤体积含水率大于5%的情况下均可有效测量。试验表明,在pH值3. 06～10. 36范围之内,本系统可有效测量,检测误差为-1. 53%～3. 51%,满足土壤pH值实时在线测量要求。     

地表覆盖方式对桃果实发育过程中果实品质指标的影响

采用信阳五月鲜桃为试验材料,设置覆膜和覆膜+覆秸秆(膜+秸秆)两种地表覆盖栽培方式,以清耕(CK)为对照,测定桃果实发育过程中可溶性糖、可滴定酸、可溶性固形物、花青苷含量的动态变化,研究不同地表覆盖方式对信阳五月鲜桃果实生长发育的影响。结果表明:两种地表覆盖方式下,信阳五月鲜桃果实发育过程中可溶性固形物、花青苷、可溶性糖含量变化均为前期上升趋势缓慢,盛花期78d后迅速增加;而桃果实中可滴定酸含量随着果实成熟度的增加而逐渐降低。信阳五月鲜桃果实成熟期(盛花期后93d),覆膜处理的桃果实中的可滴定酸含量较低,可溶性固形物、花青苷和可溶性糖含量较高,与CK和膜+秸秆处理相比差异显著;膜+秸秆处理的桃果实中花青苷含量与CK相比显著增加。信阳五月鲜桃果实发育过程中果实中可溶性固形物、花青苷、可溶性糖含量之间分别存在显著正相关,并均与可滴定酸含量呈显著负相关。总之,桃果实品质指标在果实发育过程中存在显著相关性,并且在果实成熟期迅速变化;桃树生产上应用单一覆膜能显著提高果实品质。     

FDR探头结构对土壤介电谱测量的影响分析

为了研究FDR探头结构中探针间距和探针长度对土壤介电谱测量的影响,通过矢量网络分析仪分别对2种土壤的4个不同体积含水率进行了介电谱测量,通过28 mm长度下10 mm、14 mm探针间距探头和10 mm间距下28 mm、45 mm长度探头所测介电谱对比发现,在31.2 MHz以上频段探针间距对土壤介电谱测量影响很小,而探针长度在不同频段对土壤介电实部或虚部均有不同影响。研究表明,探针间距不是土壤介电谱测量的影响因素,根据测量需要可对其进行一定范围的调整;探针长度影响土壤介电谱弛豫频率值,探针越短其弛豫频率越大,探针长度是影响土壤介电谱测量的关键因素之一。FDR探头的探针应适当缩短以拓展介电谱平滑段的频率范围,这有利于FDR传感器测量精度和环境适应性的提高。     

非发酵乳清荔枝保健饮品的开发和贮存稳定性（摘选）

利用乳清和荔枝汁生产乳清荔枝保健饮品并分析了其理化特性和耐贮性。根据初步试验确定了4个指标,分别为糖5%和7.5%、荔枝果肉6%和8%、果胶0.7%,将产品在(7±1)℃下贮藏35d,期间每7d测定一次理化性质、微生物和感官品质。试验结果表明,贮藏期间可溶性固形物、总酸度、还原糖和总糖含量增加,pH值和总固体量降低,而脂肪和蛋白质含量没有改变。水活度低于0.80,细菌数小于30000cfumL,均在食品安全可接受的范围内。所有样品在贮藏35d后接受感官评定,其中5%糖、8%果肉的处理组合感官得分最高。     

土壤水分含量对加工番茄产量和品质影响的研究

试验从加工番茄开花期开始，设4个水分处理（分别以0～60cm土层灌前土壤田间持水量的40％～45％、55％～60％、70％～75％和85％～90％作为各处理的灌溉下限含水量临界值，灌溉上限为田间持水量的90％），分析不同水分状况下加工番茄的产量和果实品质。试验结果表明，加工番茄的产量、品质与土壤含水量密切相关，灌前过高或过低的土壤含水量会影响产量及茄红素、可溶性固形物、可溶性糖、可溶性酸等品质指标，灌前土壤相对田间持水量为70％～75％处理的加工番茄产量最高，品质较好，水分利用效率最高，既能实现高产高效，又可达到节水灌溉的目的。     

基于介电特性的薏米含水率检测方法

研究了测量信号频率(1～1 000 kHz)、温度(5～40℃)和含水率(14.7%～22.7%)对薏米相对介电常数的影响,分析了影响相对介电常数变化的原因,建立了100 kHz下基于相对介电常数和样品温度预测薏米含水率的数学模型,并对模型进行了验证。研究结果表明,在1～1 000 kHz频段内,薏米的相对介电常数随着样品含水率和温度的升高而增大,却随着信号频率的增大单调减小;频率一定时,可用三次多项式表示含水率与相对介电常数和温度的关系;100 kHz下模型的决定系数是0.997 6,实测薏米含水率与预测含水率的决定系数为0.997 7。     

葵花籽含水率无损检测仪的设计与试验

为了实现对葵花籽含水率的快速、准确检测,采用非接触式平行板电容法对不同含水率水平的葵花籽在不同的温度和频率范围内的介电特性进行研究,建立了描述含水率、温度和介电常数的数学模型,验证了基于介电常数检测葵花籽含水率的可行性和模型的可靠性,并设计了一种能够按预定频率快速可靠地检测葵花籽含水率的装置。试验结果表明:葵花籽含水率检测装置在10°~40℃、6%~20%的含水率范围内绝对误差小于0.95%。由此验证了含水率检测装置的准确性和可靠性,为葵花籽的干燥、安全储藏和品质把控提供了技术支撑。     

pH值对固定化酵母甜高粱茎秆汁液酒精发酵的影响

以可溶性糖含量为113g/L的甜高粱茎秆汁液为试验原料,采用摇瓶发酵方法,在水浴摇床上进行发酵.试验中,pH值分别选取3.5,4,4.5,5和5.5这5个梯度,考察其对固定化酵母发酵甜高粱茎秆汁液制取酒精过程中酒精产量、CO2失重率以及残糖含量的影响.结果表明,pH值选取4.5时,可获得较高的酒精产量、CO2失重率以及较低的残糖.     

Response of Salustiana oranges to high frequency deficit irrigation

Summary Mature Salustiana orange trees under drip irrigation were subjected to deficit irrigation during three years. The water applied (including effective rainfall) in the five irrigation treatments was: (A) 60% of the evaporation of a Class A pan over irrigated grass (Control treatment); B) and C 80% and 60% of control, during the whole year, respectively; (D) 60% of control during the flowering and fruit set period; (E) 60% of control during the fruit maturation period. During the rest of the year, treatments D and E received the same amount of water as the control. There were four replicates in a completely randomized block design. Irrigation frequency was the same for all treatments. Crop evapotranspiration (ET) was estimated by the water balance method using a neutron moisture meter. ET for the control treatment was about 840 mm/year and it was reduced in the deficit treatments. Irrigation treatments affected both yield and fruit quality although the effects varied between years according to the season's rainfall. Fruit number was not affected by the irrigation treatments, therefore differences in yield were due to effect on average fruit weight. Compared to the control treatment, treatments B and C decreased yield significantly (p = 0.05) by 5% and 15%, respectively, and increased the total soluble solids and acids content of the fruit juice. Water deficit in the flowering and fruit set period (treatment D) decreased yield by 4%, acids content of the juice and peel thickness. Treatment E produced fruit of lower quality with thicker peel and more acids than the control. Treatments did not affect juice and pulp content, maturity index of fruits nor maturation time. The effects of the irrigation treatments on the water status of the trees, fruit set and abscission and their implications on irrigation scheduling are also discussed.     

基于土壤LF-UHF频段介电特性的FDR测量频率研究

土壤介电特性是影响FDR传感器测量土壤含水量精度和适应性的重要物理参数。为了确定28 mm长、10 mm间距的7探针FDR传感器理想频率,通过矢量网络分析仪对4种不同土壤的LF-UHF频段(1 MHz～3 GHz)散射参数进行了测量,通过Logsdon和Laird模型变换,使用Matlab进行了4种土壤表观介电常数的计算和绘制。通过土壤介电频谱分析,研究了土壤极化机理,分析了土壤介电特性与频率的关系,确定了FDR传感器的工作频段为44～398 MHz,考虑到温度对极化的影响,其最佳工作频段为62～110 MHz,其中75 MHz是其工作的最佳频率。此频率下土壤介电值仅对土壤含水量敏感,是消除温度等因素对FDR传感器影响的理想频率。     

干燥过程中谷物水分在线测量系统

讨论了以由谷物含水量 (介质介电常数 ε)变化引起电容式传感器振荡频率的变化来测量谷物水分的方法。采用同心圆式电容传感器对谷物干燥设备进行在线水分测量及控制 ,建立了定流量条件下谷物水分同电容传感器振荡频率、谷物温度相关的数学模型