稻谷干燥含水率在线检测装置设计与试验

为了解决稻谷的形状、厚度、密度、温度波动以及内部水分分布不均等因素影响含水率测量的问题,实现单粒稻谷水分在线精确测量,研究了稻谷干燥水分在线检测技术及装置.利用多路复选测量方案与解析计算相结合的方法,解决了稻谷含水率测量非线性问题.将动态过程中的转换电压时序曲线图峰高作为含水率在23.5%以下时的测量属性;当含水率在23.5%以上时,测量属性采用时序曲线峰面积.分别在夏季高温、高湿、大水分域和冬季低温、高粉尘作业条件下现场在线应用,验证了检测技术和装置的可靠性和实用性,在线检测误差在±0.5%范围内.     

联合收获机电容式稻谷含水率在线检测装置设计与试验

针对联合收获机稻谷含水率实时检测过程中因样本含杂率高而导致精度和稳定性差的问题,搭建了兼具二次筛分除杂功能的稻谷实时采样台架,基于采样台架采用电容法设计了联合收获机稻谷含水率在线检测系统.设计了检测系统硬件电路,开发了上位机监控界面,实现了上位机和下位机之间的通信.分析了温度和含杂率变化对电容差值的影响规律,进行了采样...     

基于可见光图像的水稻植株含水率检测技术

含水率是重要的作物生长信息,利用水稻植株可见光图像颜色的差异检测水稻植株含水率。在大棚环境下,对盆栽的水稻进行定量有差别的供水,使植株的含水率形成差异。对水稻植株RGB彩色图像进行预处理后,提取了Re、Ge、Be、GR、GB、RB共6项颜色特征量,分析其与水稻含水率心之间的关系,并用SPSS进行曲线拟合。研究表明,6项颜色特征量与Rg的相关性均显著,其中,GR与Rg心的相关性最好。     

水稻钵苗膜上移栽机构优化设计与试验

膜上栽植技术可以有效防止水土流失、有利于有机水稻种植,钵苗移栽可以提高产量。为了将两种农艺相结合,提出一种膜上开孔并实现水稻钵苗栽植的移栽机构,能有效避免因破膜与水稻栽植不同步而造成的秧苗损伤。分析了移栽机构的工作机理,建立了运动学分析模型,开发了计算机辅助分析优化设计软件,并得到一组满足膜上移栽要求的结构参数。建立三维模型,并利用ADAMS软件完成虚拟样机仿真。设计物理样机,进行高速摄影运动试验。样机试验结果与理论分析所得轨迹基本一致,验证了移栽机构设计的合理性与正确性。在试验台架上完成了取苗试验与膜上栽植试验,取苗成功率为92.8%,膜上栽植的合格率为90%,满足膜上移栽的作业要求,验证了水稻钵苗膜上移栽机构的可行性。     

大型箱涵式泵装置优化设计与试验

为了研究箱涵式泵装置进、出水流道的水力性能,采用了基于CFD数值模拟计算和模型试验的DOE正交设计试验方法。对进、出水流道进行三维参数化建模,以进水流道出口断面速度均匀度和水力损失为目标函数,针对进水喇叭管、导水锥和出水喇叭管、出水导流墩控制尺寸进行五因素四水平的正交试验设计。通过CFD数值模拟手段,针对设计流量工况点,分别对进水流道和出水流道各16个设计方案进行数值模拟计算,分析不同控制尺寸对进、出水流道水力性能的影响。最后通过模型试验对优化方案数值计算结果进行可靠性验证。数值模拟和试验结果表明,通过DOE正交设计方法进行进水流道优化设计,可以得到各控制参数对进水流道水力损失和出口断面均匀度的主次影响,进水流道最大水力损失达到8.56 cm,最小水力损失为3.91 cm,优化方案水力损失为3.65 cm,出口速度均匀度达到93.07%,较初始方案水力损失降低了1.31 cm,出口速度均匀度提高了1.17个百分点;出水流道最大水力损失为46.07 cm,最优组合出水流道水力损失为32.53 cm,较原始方案水力损失减小了7.96 cm。根据泵装置全特性曲线可知,该泵装置出水流道水力损失在设计工况下最小,最高运行效率达到70.04%,最高运行扬程为4.0 m,在设计扬程1.36 m时,效率为66.82%,对应流量为34.31 m3/s。模型试验最高运行效率达到71.5%,在设计扬程1.36 m时,试验运行效率在64%左右,与数值模拟结果吻合较好。     

秸秆铡切揉搓装置优化设计与试验

利用自行设计的秸秆铡切揉搓试验台,以刀刃形状、喂入速度、锤片数量和主轴转速为变量,对含水率约为75％的玉米秸秆进行四因素三水平正交试验,得出该铡切揉搓装置的最优组合参数为:主轴转速为1 000 r/min、刀齿为多齿、锤片数量3个、喂入速度为0.88 m/s.该机构揉搓高水分玉米秸秆时,破节率大于96％,揉搓效果好.将传统的凸型刀刃加工成锯齿形状,可以提高揉搓机构生产率.     

半喂入花生摘果装置优化设计与试验

在自行设计的半喂入花生摘果试验台上对半喂入花生摘果装置结构参数和运动参数进行优化设计与试验.在摘果过程运动分析的基础上,确定花生果系在摘果段的理想位置状态和参数关系,使花生果系由底向上、渐进有序穿过最佳摘果区,摘果强度均匀.分析了摘果频率和摘果强度的影响因素及对作业性能的影响.采用摘果机理分析和试验验证相结合的方法,确定采用后倾弧形板摘果叶片,单辊配置6个叶片.通过多指标响应面综合试验,优化确定摘果装置的结构和作业参数组合为:摘果辊长度1 200 mm、链辊夹角7.2°、辊筒直径152.5 mm、重叠距离5 mm、摘果辊转速371 r/min和夹持输送速度1.025 m/s.     

水稻干燥变温混配装置设计与试验

为解决水稻干燥过程中热源波动大、变温工艺要求快速调整温度的需求,设计了一种配合负压干燥机变温控制的同轴侧入式壳形变温干燥混配装置。以气流旋转驱动壳体内叶片导向配风为径向混合方式,采用机电联动式齿盘精量调节阀门开度,实现高效气流均匀混合。为提高变温控制精度以及混配温度的稳定性,应用神经元网络预测与回归试验设计方法分析混配阀门开度与热风温度、风机频率及系统温度差值的关系,建立了变温混配装置的混合控制模型。利用大涡模拟的原理,借助Fluent软件对变温干燥混配装置进行混合温度场模拟,得到了最佳混配效果的距离为26.85 cm,模拟结果与红外线热像验证图吻合良好。试验研究表明：变温控制满程时间为0.75 s,最大变温温差的均值为0.96℃,控制合格率达84%以上。出机水稻含水率在合理范围内,干燥后水稻品质较优,满足生产要求。     

大白菜种子清选装置试验与优化设计

大白菜种子清选装置主要由茎秆分离装置和横流风机吸杂装置两部分组成。前者根据大白菜种子脱出物的几何特性差异,利用内流式圆筒筛分离出短茎秆和果荚壳;后者根据脱出物的空气动力学特性差异,利用横流风机吸走大白菜种子脱出物中的轻杂物,具有低损失、低含杂率等特点。为此,基于上述结构和原理设计了一种室内清选试验台,以含杂率和损失率作为试验指标进行了正交试验、回归试验,并优化得出了最佳运行参数组合。研究结果表明:当搅龙转速160r/min、圆筒筛转速50r/min、搅龙与圆筒筛间隙10mm、横流风机转速700r/min、下落物料角度30°、风道高度500mm时,清选装置的含杂率为1.71%,损失率为0.64%。     

自主转送式杂粮含水率快速测定仪设计与试验

针对杂粮含水率检测设备不配套和无法快速准确测定多种杂粮含水率的问题,参考国际干燥箱法测定标准,基于TRIZ理论创新设计了一种自主转送式杂粮含水率快速检测装置,实现物料盘在圆柱凸轮轨道上有序可靠的运行,并完成多工位转送机构、自动称量系统和闪烘机构等关键部件的仿真设计与装配验证。应用PLC耦合自主控制技术,实现定量入料、闪烘测量和快速除料3种工序切换,通过精准模块化运算,实时获得准确的杂粮含水率。采用二次正交旋转组合设计的方法,构建表征杂粮含水率检测精度和检测行程时间的协同评价定量模型,优化了闪烘温度、物料粒度和物料质量的参数组合,提升了该装置的运行效能与检测精准性。研究表明,该含水率检测仪的重复性和再现性可靠,检测相对偏差在0.2%以内,测量准确,自动化程度高,可为多样性杂粮含水率快速测定仪的广泛应用提供技术支持。     

应用电特性测量大豆含水率的实验研究

对基于电特性的大豆含水率测量方法进行研究,自制圆筒形电容器,利用智能 LCR 测量分析仪对不同含水量的大豆样品进行测试。实验结果表明,在1 kHz 频率下,大豆含水率与其等效电容值之间有显著相关性;利用BP 神经网络对实验数据建模,结果表明, BP 神经网络预测值和实验值非常接近;利用大豆电特性进行含水量检测,可以满足大豆含水率快速无损检测的要求。     

储藏温度与初始含水率对稻谷和糙米食用品质的影响

以产于江苏省东台市的南粳9108为研究对象,测定了3种含水率（12.10%、14.16%和16.34%）的稻谷和糙米,在低温（8℃）、准低温（15℃）及室温（20~25℃）3种储藏条件下的含水率、脂肪酸含量、食味值和直链淀粉含量4个食用品质指标的变化,分析比较了在245d的储藏期内,稻谷和糙米食用品质指标的变化规律。结果表明,在储藏前,偏高含水率样品的食用品质优于正常和偏低的样品。但随着储藏时间的延长,稻谷和糙米的含水率和食味值均逐步降低,而脂肪酸含量和直链淀粉含量则出现不同程度的上升,初始含水率、储藏温度和时间对脂肪酸含量、食味值和直链淀粉含量均有极显著的影响（P＜0.01）。在不同的储藏温度下,不同含水率稻谷和糙米的食用品质都随着储藏时间的延长而逐步降低。其中,较高含水率的样品在较高储藏温度下品质下降的程度更高,而且糙米食用品质下降的程度高于稻谷。另外,试验结果还显示,在低含水率条件下（12.1%）,在不同储藏温度下稻谷和糙米食用品质变化都很小,表明在较低含水率下将水稻以稻谷的形式进行储藏,有利于保持食用品质。     

基于电容法的稻谷含水率检测

为快速准确测量稻谷含水率,设计了一种单一平面电容传感器探头,并应用电容数字转换芯片AD7150设计转换电路.传感器探头将稻谷含水率转换成电容,转换电路将电容模拟量转换成数字量,经单片机处理后获得稻谷含水率.对传感器进行了标定试验和温度特性试验,结果表明稻谷含水率在8％ ～ 23％的范围里,含水率预测误差为±0.8％;温度在12 ～33℃范围内,稻谷含水率为12.86％时,温度漂移量为0.2％/℃.     

果蔬热风干燥含水率在线测量装置设计与试验

为了实现果蔬热风干燥的智能化控制,综合运用数学模型法与介电常数法,以IAP15W4K58S4型单片机为主控芯片,利用现有的高精度电容传感器AD7746,设计了基于MCU的果蔬热风干燥含水率在线测量装置。以鸡腿菇为研究对象,通过热风干燥试验,建立了可准确预测其热风干燥过程中含水率的数学模型和相对介电常数-含水率计算模型,并用程序语言将模型进行编码及编译并写入系统,实现了双模式测量。验证结果表明:该装置能准确测量鸡腿菇热风干燥过程中的含水率,测量结果相对误差小于3%。     

基于触觉感知的水稻行弯度测量装置设计与试验

为解决水田环境下稻行弯度信息提取问题,提出一种触觉感知方法。根据除草期内水稻与杂草的生理高度及力学差异,基于弯曲传感器设计了一种稻株定位的感知梁。通过力学分析,建立了感知梁与稻株接触作用的力学模型,结合稻株抗弯强度,确定了感知梁抗弯刚度的设计原则。在此基础上,构建感知梁标定试验装置,获得了装置偏距与感知梁电压差的映射关系。基于多传感器技术,通过采集4根感知梁的电压(形变)变化特征,计算出稻行弯度。为检验测量装置的精度及稳定性,进行了田间试验,行进速度试验表明:行进速度的提高不利于测量结果的稳定性,在行进速度为1. 5 m/s时,平均误差为5. 90 mm,最大误差为8. 30 mm;稻穴株数试验表明:测量误差与稻穴株数有一定的相关性,稻穴株数为6株以上的测量误差最小,平均误差为2. 56 mm,4～5株的平均误差较大,为4. 36 mm,1～3株测量的平均误差最大,为6. 17 mm;水层厚度试验表明:测量误差与水层厚度没有明显相关性,误差均能控制在14 mm范围内。该装置测量结果可满足避苗机械除草等精准控制的要求。     

智能粮食水分测试仪的研制

给出以AT89C52单片机为核心的粮食水分测试仪的硬件结构组成,并详细介绍了信号处理和测量方法;通过对传感器的标定并进行相应的数据处理。通过实验发现,该仪器使用方便,测量精度高。     

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...