基于机器视觉的冬枣病害检测

冬枣皮薄肉脆,富含维生素C和矿物质,深受消费者喜爱,目前冬枣的销量逐年增加,产业得到迅猛发展。但是,冬枣病害种类繁多,如日灼伤、炭疽病、轮纹病、裂纹病及缩果病等,采用人工分级方式成本高、效率低,严重制约了冬枣的产业化发展,可见研究冬枣病害的自动化检测方法具有重要意义。本研究对冬枣的轮纹病、日灼伤、炭疽病和裂纹病等黑斑类病害和缩果病病害采用机器视觉技术进行无损检测,利用单因素方差分析(one-way ANOVA)和费希尔最小显著差异检验(Fisher’s LSD)获得有效识别黑斑类病害的颜色分量为RGB模型的R分量,HSB模型的S分量和L*a*b*的b分量,建立Bayes线性判别函数得到黑斑类病害的分类正确率达到89.6%。通过计算基于灰度共生矩阵的纹理特征对缩果病进行检测,探索纹理特征最优构造参数距离d为1,灰度级为3 2,建立SVM模型得到缩果病的分类正确率达到9 9.4%。该方法为冬枣病害的自动化分级提供了基础和依据。     

一种可用于评估土壤团聚体稳定性的超声能量法

团聚体稳定性是土壤质量的重要指标。鉴于当前团聚体稳定性难以定量的研究现状,本文提出一个可定量评估土壤团聚体稳定性的超声能量法,并与传统Yoder湿筛法对比分析了稳定性土样(浙江潮土、重庆黄壤土、江西红壤)和弱稳定性土样(河北壤土和黑龙江暗棕壤)五种典型土壤的5~3mm粒级团聚体的平均重量直径(MWD)和团聚体粒径分布(ASD)。结果表明:(1)测试土样的稳定性为潮土红壤黄壤土暗棕壤壤土;(2)超声能量法分散强度大,分散效率高,更适用于稳定性土样的评估,对于弱稳定性土样的评估则不如传统Yoder湿筛法。因此,评估土壤团聚体稳定性时可以选择合适的测量方法以提高分辨精度,即强稳定性土壤对比分析应选用超声能量法,而弱稳定性土壤对比分析则可以用Yoder湿筛法。     

基于边际谱和神经网络的柴油机故障诊断

柴油机缸盖振动信号中包含着丰富的柴油机工作状态信息,利用缸盖振动信号诊断柴油机工作状态是一种有效方法.针对缸盖振动信号的特点,提出用经验模式分解方法对获取的缸盖振动信号进行分解,选取前3阶模式分量的边际谱、重心频率、重心幅值、偏度以及峭度等构成柴油机工作状态特征向量,基于BP网络对柴油机故障进行分类诊断.经对实测柴油机故障进行诊断表明,正确率达到85％以上,验证了诊断方法的可行性.     

家具常用木材铣削性能研究

为改善杉木、橡胶木与榉木的铣削性能,通过正交试验,研究了杉木、橡胶木和榉木在不同铣削方式和方向的切削力、表面质量、切屑形成的变化规律。结果表明：切削力大小排序为榉木>橡胶木>杉木,螺旋铣削>锥形铣削>直齿铣削,切削方向X₃>X₂>X₁,影响切削力的主效应顺序为铣削方式>木材种类>铣削方向。表面粗糙度R_a大小排序为榉木>橡胶木>杉木,直齿铣削>锥形铣削>螺旋铣削,X₃>X₂>X₁,影响R_a的主效应顺序为木材种类>铣削方式>铣削方向。此外,根据已加工表面形貌特征,木材螺旋铣削后表面无明显崩边,锥形铣削后表面局部崩边,直齿铣削的表面有崩边和凹坑等异常损伤。木材直齿铣削的切屑形态为薄片状或长条状,螺旋铣削的切屑形态为螺旋状,锥形铣削的切屑形态为片状。家具材料进行粗加工时,建议采用直齿铣刀沿X₁方向进行加工...     

玻璃纤维增强杨木重组木的物理力学性能

采用了玻璃纤维作为增强材料对杨木单板重组木进行了增强,研究了密度和纤维铺装结构对杨木重组木物理力学性能的影响。结果表明:随着玻璃纤维铺装层数的增加,重组木的力学性能增加,但当玻璃纤维添加到3层时,重组木力学性能相较双层玻璃纤维铺装有所降低。随着密度的增加,玻璃纤维对重组木力学性能的增强效果减弱。玻璃纤维对重组木的尺寸稳定性同样有着显著的增强效果,随着纤维铺装层数的增加,玻璃纤维增强重组木的吸水厚度膨胀率、吸水率及线性膨胀率的抑制效果均呈增加趋势。随着浸水时间的增加,玻璃纤维对线性膨胀率的抑制效果也更为显著。     

内置式发热实木复合地板的电热性能

通过红外热成像仪采集地板表面温度变化及温度分布数据,分析了不同发热材料及上基材厚度对发热实木复合地板电热性能的影响。结果表明:自限温发热带、发热电缆、碳晶电热膜及碳纤维纸等发热材料均具有良好的发热效果;但从保温性能上来讲,碳晶电热膜的保温效果较好。由碳晶电热膜制备的地板表面温度分布均匀,可优选碳晶电热膜作为内置式发热地板的发热材料。上基材厚度越大,发热材料距离地板表面就越远,板面温升速度越慢;而保暖效果则随着上基材厚度的增加而有所提高,且上基材厚度的增加,有利于温度传递均匀,使地板表面温度分布均匀,可优选上基材厚度为8 mm作为内置式发热地板的结构。     

切削速度对CrN涂层刀具铣削饰面刨花板表面质量及磨损的影响

针对饰面刨花板铣削过程中铣削表面质量低及刀具磨损过快的特点,本文采用CrN涂层硬质合金刀具对饰面刨花板进行了低高速铣削试验。对切削过程中的铣削表面质量及刀具磨损形态和磨损原因进行了分析研究。试验结果表明:低速切削条件下,饰面刨花板铣削表面极易产生毛刺和凹坑;高速切削条件有助于降低饰面刨花板铣削表面粗糙度和提高表面质量;低速切削条件下,CrN涂层硬质合金刀具的磨损主要是在后刀面切削刃口处出现了微小的崩刃,磨损原因为磨料磨损;高速切削条件下,CrN涂层硬质合金刀具的磨损主要是在后刀面切削刃口处,表现为涂层剥落和基体磨损,这种涂层的早期剥落及基体磨损造成了涂层刀具早期失效。因此,可以认为高速切削虽然大幅度提高了饰面刨花板铣削效率和表面质量,但是也同时加快了CrN涂层刀具的早期失效。     

木塑复合材料铣削加工表面粗糙度及其预测模型的研究

在木塑复合材料（WPC）的加工过程中,加工精度低、切削表面质量差等问题时有发生,而切削力和切削温度对刀具的寿命和加工表面质量有着非常重要的影响。采用硬质合金单齿柄铣刀对木塑复合材料进行铣削试验,研究主轴转速、进给速度、切削深度等切削参数对切削力、切削温度、加工表面粗糙度的影响。在试验数据的基础上,采用BP神经网络建立了WPC加工表面粗糙度的预测模型。结果表明,随着主轴转速增大,WPC的切削力减小,切削温度增大,表面粗糙度减小;随着进给速度增大,WPC的切削力增大,切削温度减小,表面粗糙度增大;随着铣削深度增加,WPC的切削力增大,切削温度增大,表面粗糙度逐渐增大。建立的预测模型具有较高的精度,能够用于WPC铣削加工表面粗糙度的预测,为提高WPC加工表面质量、刀具使用寿命提供了理论和实践指导。     

不同傅里叶变换红外光谱法研究土壤光谱特征的比较与应用

为了将傅里叶变换红外光谱技术更好地应用于土壤中官能团的定量分析,通过比较3种不同傅里叶变换技术下土壤特征吸收峰的差异,来选取最佳的光谱技术应用于土壤的相关研究。采用透射(T-FTIR)、衰减全反射(ATR-FTIR)和漫反射(DR-FTIR)3种光谱技术分别对有机物(苯甲酸、硬脂酸)和土壤(辽东栎)进行了分析。并将辽东栎和草地土壤样品按不同比例混合,使用T-FTIR和DR-FTIR对混合土样进行光谱测定,用于定量分析研究。结果表明:(1)有机物样品在3种光谱技术中均出现特征吸收峰,苯甲酸在1 600～1 400 cm^-1出现苯环C=C骨架特征峰,硬脂酸在2 900～2 800 cm^-1显现甲基的特征峰。有机物中羧酸-COOH内羰基-C=O在1 720～1 680 cm^-1出现伸缩振动吸收峰,羟基-OH分别在1 430～1 410 cm^-1,940～930 cm^-1附近出现面内和面外弯曲振动吸收峰。有机物在T-FTIR技术中需要用溴化钾(KBr)对其稀释。(2)辽东栎土壤样品在T-FTIR和DR-FTIR技术测试中发现,其土壤谱图中有较多有效特征吸收峰,土壤样品在T-FTIR技术中也需要用KBr进行稀释并使样品均匀的分布在锭片中; 而ATR-FTIR技术测试中仅出现个别有效特征吸收峰,不利于对土壤谱图鉴别与进一步分析。(3)辽东栎和草地土壤样品按不同比例混合的测试结果表明:T-FTIR和DR-FTIR技术测试中质量分数与峰面积比呈正相关,线性拟合分别为R²=0.70和R²=0.88。土壤在3种不同红外技术中,DR-FTIR光谱具有较好的土壤特征吸收峰,对土壤样品可以不用KBr稀释。测试步骤简单易操作,可用于土壤样品定量分析研究。     

切削速度和切削厚度对纤维板切削力和表面粗糙度的影响

研究了纤维板铣削过程中切削速度和平均切削厚度对切削力和表面粗糙度的影响。结果表明:平行进给方向的切削分力Fx和垂直进给方向的切削分力Fy都会随着切削刃在工件中位置的变化而变化;切削分力Fx的最大值、切削分力Fy正值的最大值与负值的最小值的绝对值,以及表面粗糙度均随着平均切削厚度的增加而增大;高速铣削时的切削分力Fx的最大值、切削分力Fy正值的最大值和负值的最小值的绝对值,以及表面粗糙度均小于低速铣削时;当加工表面粗糙度要求相同时,高速铣削时的平均切削厚度可大于低速铣削时。因此,高速铣削不仅可以提高加工效率,还可以改善表面的加工质量。