红外技术用于农产品灭酶和脱水干燥的研究综述

红外辐射加热具有很强的选择性加热特点,被加热固体的吸收率远大于周围空气,热能被加热物体吸收而周围的环境温度上升不多,热能均匀,有一定的穿透效应,热效率和过程效率较高.该技术进行灭酶和加热具有干燥时间短,灭酶和干燥速率快,较少能量消耗以及较高的产品质量等优势.本文对红外辐射能在农产品加工中的特点和红外能进行农副产品灭酶与脱水干燥的研究历史和现状进行了概述,并指出该技术的研究方向.     

基于红外测距传感器的倒车雷达电路板设计

介绍了一种基于红外测距传感器的倒车雷达电路板,该电路板使用红外发射管和红外接收管作为传感器件,测距进行分段显示。红外测距倒车电路板具有电路结构简单、性价比高、电路工作稳定的特点,可应用于传感器教学课堂、学生电子组装调试学习及各种测距效果演示等场合。     

基于无人机热红外遥感的夏玉米蒸散量估算及其影响因子

农田蒸散量(ET)是土壤—作物—大气连续体水分运移的关键参数,与作物生理活动和产量有着极为密切的关系,准确实时估算田间作物蒸散量对研究作物生长发育至关重要。基于无人机热红外传感器反演夏玉米的冠层温度,基于反演的冠层温度构建夏玉米蒸散模型(ET_(d,t))并验证了模型反演作物蒸散量的精度,分析了ET_(d,t)相关影响因子。结果表明:以热红外冠层温度作物蒸散模型计算的ET_(d,t)最低值出现在幼苗期为3.42 mm/d,最高值出现在灌浆期为10.94 mm/d,并与涡度相关实测值ET_(d,e)、FAO Penman-Monteith模型计算值ET_(d,f)进行验证,在P0.01水平上呈显著线性关系(R~2=0.739、0.742,RMSE=0.676、0.109 mm/d),ET_(d,t)估算精度达到80%以上。ET_(d,t)的计算受日净辐射、风速、气温、降雨等气象因子影响,不同气象条件的ET_(d,t)不同。叶面积指数(LAI)为夏玉米农田最主要的生物因子,LAI与ET_(d,t)呈线性正相关关系(R~2=0.700),空气动力学阻抗(r_a)是最主要的环境驱动因子,r_a与ET_(d,t)呈线性负相关关系(R~2=0.696)。随着植被覆盖度(NDVI)的变化,ET_(d,t)呈现相同变化趋势(R~2=0.656)。因此,基于无人机热红外反演的冠层温度计算的(ET_(d,t))能较好的反映田间夏玉米蒸散变化过程,从而为利用无人机热红外遥感估算作物蒸散量提供了科学依据。     

不同工艺聚乳酸膜用于加热卷烟的降温性能研究

为探究不同工艺对聚乳酸膜(PLA)作为加热卷烟降温段材料的降温性能影响,采用吹塑、拉伸与流延等成型工艺制备了3种PLA膜并加工成相应的基棒,并考察了3种膜的热物性参数（热扩散系数与导热系数等）及降温段基棒对模拟热气流的降温效果。结果表明,拉伸膜在3种PLA基棒中的降温效果最优,3种基棒降温性能的优劣主要与其在成型过程中的热历史与受力史导致的分子链取向与结晶度差异有关。因此,通过调整PLA膜成型工艺可以调控其降温性能,能够为加热卷烟降温材料的设计与加工提供有益指导。     

模拟胃环境下柚子黄皮纤维素对Pb2+的吸附性能

【目的】研究柚子黄皮纤维素在模拟人体胃环境下对Pb~(2+)的吸附效果,为开发廉价的功能性排铅产品提供理论参考。【方法】以柚子黄皮为原料,提取柚子黄皮纤维素,在模拟人体胃环境下,以Pb~(2+)吸附量和去除率为考察指标,分析人工胃液pH、吸附时间、柚子黄皮纤维素添加量、Pb~(2+)初始质量浓度对Pb~(2+)吸附效果的影响,探索最佳的吸附条件,并研究柚子黄皮纤维素对Pb~(2+)的吸附平衡及吸附动力学特性,通过红外光谱分析柚子黄皮纤维素与Pb~(2+)作用的基团。【结果】柚子黄皮纤维素对Pb~(2+)的最佳吸附条件为:柚子黄皮纤维素添加量1.0g/L,Pb~(2+)初始质量浓度20mg/L,胃液pH为5,吸附240min达到吸附平衡,在此条件下Pb~(2+)的最大吸附量为(0.662±0.013)mg/g,去除率为(94.83±0.705)%;用准二级动力学模型可以较好地拟合柚子黄皮纤维素的吸附过程,表明其对Pb~(2+)的吸附以化学吸附为主。红外光谱分析表明,-OH是影响柚子黄皮纤维素吸附Pb~(2+)的主要基团。【结论】柚子黄皮纤维素对Pb~(2+)具有一定的吸附作用,可用来开发人体排铅产品。     

基于热红外遥感影像的作物冠层温度提取

热红外影像较难直接提取作物冠层区域,因而无法获得较精准的作物冠层温度。本文以拔节期的玉米为研究对象,利用六旋翼无人机搭载热红外成像仪和大疆精灵四Pro无人机,获得热红外影像及正射影像。基于高分辨率正射影像,采用改进的Canny边缘检测算子、支持向量机(Support vector machine,SVM)和小波变换3种方法提取玉米冠层区域,将提取结果进行二值化处理后,在热红外影像中以此生成掩膜并提取玉米冠层温度。应用提取的矢量面分析提取效果并对3种提取算法的精度进行评价。实验结果表明,改进的Canny边缘检测算子提取效果最优、SVM算法次之、小波变换最差,提取精度分别为87. 3%、74. 5%、68. 2%。同时,将手持测温仪测得的玉米冠层温度与提取的冠层温度进行误差分析,结果表明,基于改进的Canny边缘检测算子提取的玉米冠层温度与地面实测值相关性最高,决定系数R~2=0. 929 5,SVM算法决定系数R~2=0. 895 7,小波变换决定系数R2=0. 876 0。改进的Canny边缘检测算子能够更好地提取玉米冠层区域,获取更加精确的玉米冠层温度,从而能够更有效地监测玉米生理状况,进行旱情预测,制定合理的灌溉、施肥措施以提高玉米产量。     

冬季路面智能除雪装置

冬雪季节,一些地区,尤其是北方地区,降雪的时间长,降雪量大,因为雪灾,事故频繁发生。雪落在地面不及时清理,在夜晚会随着温度的降低凝结成一层光滑的冰,这样会给人们的正常出行带来不便,因此这款路面智能除雪装置可以及时将路面的积雪处理掉,减少安全事故的发生。其中主要以STC89C52单片机为核心,红外感应识别积雪的地方,借助除雪器将积雪清理掉,更加省时省力。     

射频解冻数值模拟过程中不同方法所获初始电压值对样品温度的影响

针对射频解冻有限元模拟过程中所需极板电压难以由实验获取的问题,以冷冻牛肉为例,采用3种不同方式间接获取的输入电压(固定电压、实际阳极电压和公式推导电压),运用有限元模拟方法对3种尺寸(小:160 mm×102 mm×60 mm;中:220 mm×140 mm×60 mm;大:285 mm×190 mm×60 mm)的冷冻牛肉进行射频解冻,对比了模拟和实验获得加热速率和温度分布中电压选择的有效性。计算机模拟结果与实验结果对照表明,射频解冻能够均匀快速解冻冷冻牛肉样品,但存在少部分边角过热效应。对比三种输入电压模拟与实际试验验证得到的升温曲线和表面温度分布,结果表明阳极电压值数值与实际电压值较为接近,约为7.2～8kV,而推导电压值最高,约为9.2～10.7 kV。选用推导电压值的70%～80%作为模拟值时,所获得的样品升温速率和终温最为接近实验结果。该研究结果可为精确模拟射频解冻过程的输入参数的获取提供参考。     

不同加热条件对中草药糖果中总酚和主要功效成分含量及抗氧化性的影响

[目的]探讨在模拟糖果加工过程中加热对中草药糖果中总酚含量、抗氧化性及主要功效成分含量的影响。[方法]以罗汉果、乌梅、桔梗作为原料,提取浓缩得到中草药提取物。将各中草药提取物分别加入溶解的糖液中,在100、110、120、130和140℃时分别加热0、10、20、30、40、60、120及180 min,对经过不同热处理过程的样品,测定总酚含量(TPC)、抗氧化性[(ABTS自由基清除能力和亚铁还原能力(FRAP)]及主要功效成分含量。[结果]在模拟糖果热加工过程中,由于美拉德反应产物的生成及部分结合态多酚化合物的释放,中草药中总酚含量、抗氧化性明显升高,而由于功效成分的热分解,其主要功效成分含量明显降低。140℃加热180 min后,罗汉果、乌梅、桔梗糖浆中TPC分别增长了约2.2、3.4及3.3倍,而ABTS自由基清除能力及FRAP分别增长了3.1～7.0倍和4.2～4.5倍,主要功效成分罗汉果苷V、苦杏仁苷、桔梗皂苷D含量损失率分别为34.76%、48.44%及44.14%。[结论]该研究为中草药糖果的工业化生产提供了指导依据。为减少中草药糖果中功效成分的损失,提高其抗氧化性等功能品质,中草药糖果加热温度应控制在120～130℃,加热时间少于120 min。