基于微波自由空间测量的小麦含水率检测方法

为了实现小麦含水率的快速检测,采用微波自由空间测量法研究了信号频率(1～4 GHz)、温度(10～40℃)、含水率(11. 35%～17. 79%)和容积密度(低、高)对小麦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,建立了不同频率下小麦含水率的预测模型,并对模型进行了验证。研究结果表明,在1～4 GHz频段内,小麦的相对介电常数随含水率、温度和容积密度的增大而增大,随着信号频率的增大而减小;所建立的支持向量机模型取得了很好的预测效果,对比于单频和多频,全频下的预测模型最优,其预测集相关系数、预测集均方根误差和剩余预测偏差分别达到了0. 992 9、0. 051 3%和18. 67。研究表明,微波自由空间法可用于检测小麦含水率。     

数显式豆浆总固形物含量检测仪设计与试验

为了给豆浆总固形物含量的检测提供一种简单、便捷的仪器,首先研究了豆浆的总固形物含量(2.13~6.50 g/(100 m L))和温度(20~70℃)对其电导率的影响规律。结果说明,豆浆的电导率随总固形物含量和温度的增大而增大,可用二元二次模型表达豆浆的电导率与总固形物含量、温度的关系,该模型的决定系数为0.994。进而设计了以STC12C5A16S2单片机为控制器、以DJS-1型电导电极为电导率传感器、以DS18B20为温度传感器、以锂电池供电的便携式豆浆总固形物含量检测仪硬件系统。用C51语言设计了检测仪的软件,实现了数据的采集、处理和显示。对该检测仪的检验结果说明,当总固形物质量浓度在2.00~8.00 g/(100 m L)范围内时,该检测仪的总固形物含量测量误差为-0.52~0.37 g/(100 m L),平均绝对误差为0.17 g/(100 m L),响应时间小于5 s。     

桃的电特性及新鲜度识别

为了解采后果品电特性变化机理，并探索基于电特性识别果品品质的方法，研究了桃采后电特性和生理特性的变化。结果表明，随着桃新鲜度下降，相对介电常数呈余弦规律变化，损耗角正切逐渐减小，呼吸高峰时相对介电常数最大。分析了电特性变化的原因，进而建立了采后桃电特性与生理特性之间的关系模型。以相对介电常数和损耗角正切为输入特征参数，应用BP神经网络技术识别桃的新鲜度等级，平均识别率为82％。     

管针式土壤含水率探头设计与影响因素分析

为了给基于频域反射法测量土壤质量含水率提供一种方法,设计了一种由圆管和探针组成的管针式土壤质量含水率测量探头。以杨凌地区的塿土为对象,分析了所设计探头间接测量土壤容重的误差;在信号源频率为50、100、150、300、500 MHz下,研究了土壤质量含水率(2.58%~21.43%)、土壤容重(0.80~1.30 g/cm3)和温度(10~50℃)对探针上的电压与信号源输出电压的比值(信号电压比)的影响;建立了信号电压比与土壤温度、容重和质量含水率之间的三元二次方程,分析了模型预测土壤含水率的可行性。结果表明:管针式探头间接测量土壤容重的绝对误差为-0.129~0.016 g/cm3;含水率、容重和温度均影响信号电压比,50、100、150 MHz下含水率对信号电压比影响较显著。在0.01的显著水平上,150 MHz下所建模型较优,其决定系数R2为0.849 6;对该模型的检验结果说明,计算的信号电压比与实际电压比的绝对误差为-0.166~0.159。基于该模型计算的土壤含水率与实际含水率的绝对误差为-3.440%~4.039%。     

数字式蜂蜜含水率检测仪设计

对蜂蜜含水率的检测应提供便携、快速、精确、适于在线检测且能克服温度对测量结果影响的仪器。在实验基础上,基于蜂蜜电导率的检测原理,设计了数字式蜂蜜含水率检测仪。以洋槐蜂蜜为对象,通过实验建立了蜂蜜含水率（17%～43%）、温度（5～40℃）和电导率之间的数学模型。以8位单片机为控制器,DJS—1型电极为电导率传感器,DS18B20为温度传感器,设计了检测仪的硬件系统,利用单片机C语言编写程序。检测实验结果表明：每个样品的测量时间在3s内,测量精度为±0.5%。     

电容式粮食含水率测量仪的设计

为了克服温度和容积密度对电容式粮食含水率测量仪精度的影响,设计了能够同时检测粮食电容、温度和容积密度的硬件电路和程序.电容传感器为同轴圆筒型,以数字式温度传感器DS18B20检测温度,由应变片组成的桥式电路检测质量,进而计算容积密度.根据得到的电容、温度和容积密度值,基于数据融合技术可得到被测样品的含水率.     

电容式粮食含水率测量仪的设计

为了克服温度和容积密度对电容式粮食含水率测量仪精度的影响,设计了能够同时检测粮食电容、温度和容积密度的硬件电路和程序。电容传感器为同轴圆筒型,以数字式温度传感器DS18B20检测温度,由应变片组成的桥式电路检测质量,进而计算容积密度。根据得到的电容、温度和容积密度值,基于数据融合技术可得到被测样品的含水率。     

基于无线传感器网络的温室环境信息监测系统

为了解决当前温室监测系统存在的布线复杂、节点功耗大、部署不灵活、管理不便等问题，设计了一种基于无线传感器网络的温室环境信息监测系统。以CC2430为核心开发无线传感器节点，完成温室环境因子实时监测；采用ZigBee技术实现无线传感器网络自组网和监测数据自动汇聚；基于ARM9微处理器S3C2410A和WinCE5.0构建网关节点，采用嵌入式数据库管理模式实现了传感器节点管理、环境数据管理和预警等功能。初步试验表明系统具有功耗低、组网灵活、可扩展性强、人机界面友好等优点，能较好地满足温室环境监测的应用需求。     

桃10～4500 MHz间的介电特性与内部品质关系分析

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.     

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。