一种微波功率可调的热风微波耦合干燥装置

现有的微波发出功率多采用时间间断式控制,磁控管的发射功率恒定,通过改变磁控管的通断时间实现微波平均输出功率的调节,这种方式不能改变微波的瞬间功率,微波功率输出控制不精确,对物料品质影响较大。为此,设计了一种微波耦合干燥装置,通过改变磁控管高压回路的电容,使磁控管高压回路的阻抗发生改变,以达到微波发出功率的线性可调。以马铃薯为试验研究对象,在热风温度为60°C、电容值魏0、0.25、0.33、0.5、1!F)的条件下进行干燥对比试验,试验结果表明:热风微波耦合的干燥效率明显优于单一热风干燥,速度快、能耗低。热风微波耦合干燥是一种快速,高效和节能的干燥方式,在农产品和食品干燥中具有广阔的应用前景。     

温室整体性能模糊综合评判方法及软件实现

为解决温室整体性能评价受多因素影响以及不可能完全定量化评价等问题,分析归纳了影响温室整体性能的因素,提出了温室整体性能评价的指标体系.采用模糊数学方法,建立了温室整体性能评价的二级模糊综合评判数学模型,并开发了相应的计算机软件来实现整个评价过程,使该方法科学合理、简便实用.     

采用组合增强的YOLOX-ViT协同识别温室内番茄花果

番茄花果的协同识别是温室生产管理调控的重要决策依据,针对温室番茄栽培密度大,植株遮挡、重叠等因素导致的现有识别算法精度不足问题,该研究提出一种基于级联深度学习的番茄花果协同识别方法,引入图像组合增强与前端ViT分类网络,以提高模型对于小目标与密集图像检测性能。同时,通过先分类识别、再进行目标检测的级联网络,解决了传统检测模型因为图像压缩而导致的小目标模糊、有效信息丢失问题。最后,引入了包括大果和串果在内的不同类型番茄品种数据集,验证了该方法的可行性与有效性。经测试,研究提出的目标检测模型的平均识别率均值（mean average precision,m AP）为92.30%,检测速度为28.46帧/s,其中对小花、成熟番茄和未成熟番茄识别平均准确率分别为87.92%、92.35%和96.62%。通过消融试验表明,与YOLOX、组合增强YOLOX相比,改进后的模型m AP提高了2.38～6.11个百分点,相比于现有YOLOV3、YOLOV4、YOLOV5主流检测模型,m AP提高了16.56～23.30个百分点。可视化结果表明,改进模型实现了对小目标的零漏检和对密集对象的无误检,从而达到...     

基于机器视觉的小粒咖啡豆的检测技术

设计搭建了基于机器视觉的小粒咖啡豆检测分级系统,系统由进料部、匀料筛分部、色选部、气动部、收料部以及电控箱组成。开发了基于OpenCV和visual studio的系统分析与控制软件,实现咖啡豆果径宽度和烘焙程度的检测分级。基于Blob分析方法对小粒咖啡生豆进行图像分割,利用最小外接矩形方法对果径宽度进行特征提取,采用HSV颜色空间模型提取小粒咖啡豆的颜色特征值,最终将小粒咖啡生豆分为5个等级,将烘焙程度分为浅度、中度、深度3个程度。系统运行验证试验结果表明,对小粒咖啡生豆的果径宽度检测的平均误差为1.275%,烘焙程度检测的准确率为88.9%。     

农产品空气能热泵烘房温度场的数值模拟与验证

农产品热泵烘房温度场均匀性是影响农产品干燥品质的重要因素。本文选用5HGR-35型农产品热泵烘房,通过交互式CAD/CAM系统(UG)软件建立热泵烘房3D模型,运用理论分析与计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)模拟相结合的方法,研究其内部温度场分布情况,对现有结构烘房的温度场建模模拟,分析模拟结果并对现有结构进行优化。通过模拟得出结论:送风速度越大,烘房内热空气更新越快,换热效果越好。综合温度场分布以及农产品烘干要求,烘房内合理的送风速度为11 m/s左右;在11 m/s风速下,烘房空载时在15 min左右达到设定温度(65℃);小推车设计高度加大300~310 mm烘房内部温度场更均匀;烘房顶部均匀加入3块长×宽×高=2900 mm×20 mm×300 mm的挡板,可以使烘房内部温度场更均匀;小推车与烘房之间及相互之间保持30 mm左右间隙摆放更有利于烘房内部温度场的分布;验证试验中,模拟温度与实测温度吻合性良好。上述结论对烘房的进一步优化设计具有一定的指导意义。     

一种适用于茎流检测的PID温度控制系统设计

[目的]为了解决热平衡方法进行植物茎流检测中的温度控制问题。[方法]利用研华1710HG多功能数据采集控制卡,在Lab-VIEW的平台上采用PID控制算法和PWM输出控制编程,采用闭环控制方法建立一套简单、适用的高精度的温度控制的虚拟仪器系统,并在水竹上进行实际测试。[结果]测试结果温度控制精度达到0.1℃,实现了用热平衡原理检测低流速流量的温度控制要求。[结论]该研究为采用热平衡法测茎流的发展和应用提供了一个可行的温度控制方案。     

无线传感器网络研究进展

无线传感器网络是微机电技术、无线通信技术和数字信息处理等学科技术交叉发展的研究领域,具有十分广阔的应用前景,其特点已经引起了学术界和工业界的高度重视。介绍了无线传感器网络的发展,无线传感器网络的组成、特点、关键技术及其应用情况。     

猕猴桃片旋转托盘式微波真空干燥特性分析

为研究猕猴桃片基于旋转托盘式微波真空干燥特性及品质优化工艺，探讨了不同功率密度（3.33、6.25、9.58W/g）、干燥温度（40、45、50、55℃）、腔室压力（5、10、15、20kPa）及切片厚度（3、6、9、12mm）对猕猴桃片干燥特性的影响，比较了旋转托盘式相对于传统水平转盘式微波真空装备的优势，并研究了不同模型拟合预测猕猴桃片水分比变化的准确性与适用性。结果表明：随着功率密度的降低和切片厚度的增大，物料干燥过程中存在更为明显的恒速段；当干基含水率降至1.3g/g左右时，干燥过程转入降速阶段。综合考虑感官评价及干燥时间可得，功率密度6.25W/g、干燥温度45℃、腔室压力5kPa、切片厚度6mm干燥条件下猕猴桃片干制品品质最佳。旋转托盘式微波真空干燥可大幅提升物料装载量，干燥均匀性较传统方式提升了16%，干燥平均能耗仅为后者的71.2%。通过模型预测值与试验实测值的比较，BP神经网络模型决定系数R2可达0.996，相比Weibull模型能更好地预测猕猴桃干燥过程的水分比变化规律。     

激光平地机自动调平控制系统的研制

现有的激光平地机对平地铲只有高程控制而没有水平平衡控制。分析了当前激光平地机在不平整地面上工作的缺点,提出了一种自调平控制系统,实现激光平地机水平方向上自调平控制,改进与提高其平整精度和效率。当激光平地机在斜坡上工作时,使用该系统可自动保持农具平衡。实时倾角通过固定机具中心的倾角传感器获得,控制器将根据实时倾角来驱动电磁阀,控制油缸动作,使得机具实现自调平控制;同时对其进行静态试验和动态试验,通过数据分析,发现该系统能有效提高土地作业的稳定性。最终得出该系统相对于常规的激光平地机地块平整前后的绝对改善度提高了50.0%,相对改善度提高了18.6%,土地误差水平小于1.0%。     

马铃薯微波干燥动力学建模与仿真

采用自制微波热风耦合干燥系统,对马铃薯丁在不同微波功率(600、900、1 200和1 500 W)干燥下的温度和含水率进行试验,得到马铃薯微波干燥曲线、干燥速率曲线以及干燥的最佳微波功率密度,建立马铃薯丁微波干燥动力学模型和有效水分扩散模型。将马铃薯丁的有效水分扩散系数模型代入到COMSOL Multiphysics软件中,建立电磁场、固体传热和稀物质传递三场耦合模型,结果表明,马铃薯丁的微波干燥速率经过270 s的加速期后,便进入降速期,微波干燥的最佳微波功率密度为6 W/g,其干燥模型可用Page方程描述,马铃薯丁微波干燥有效水分扩散系数为4.35×10–9~9.02×10–9 m2/s。