基于激光图像的苹果品质分析与模型

该试验利用波长650 nm,功率25 mW的半导体激光及计算机视觉技术,初步探讨了激光图像的影响因素以及利用激光图像对苹果(嘎拉、红富士)品质进行无损检测的可行性。分别测定贮藏期间苹果的硬度、固酸比、果面底色、果型等品质指标,并获取图像参数及其像素个数(S1、S2、S3、S4)。试验结果显示,苹果的向阳面和背阳面对获取的激光图像的像素个数有显著的影响,而果型大小对其无显著影响。其中图像参数S3与各品质指标的皮尔逊相关系数最高。逐步回归表明,引入变量S3后模型的解释率最好(最高R²为0.99),且都为极显著水平(P≤0.01)。试验的结果为利用小功率激光图像对苹果品质进行无损检测提供了理论依据。     

砒砂岩区水力侵蚀下坡面微地貌变化特征及过程研究

解决砒砂岩区坡面的产流产沙问题对黄河流域生态安全具有重要意义,选取砒砂岩裸露坡面为研究对象,在自然降雨条件下采用野外径流小区实测结合三维激光扫描技术,分析13次有效降雨过程砒砂岩坡面微地貌的变化过程及产流产沙特征.结果表明,径流小区内坡面土壤平均侵蚀深度为26 mm,侵蚀区占径流小区总面积的95.27％,单位面积上侵蚀...     

勺链式大蒜播种机漏取种检测与补种装置设计及试验

针对勺链式大蒜播种机在取种过程中的漏取问题,该研究设计了一种以激光传感器、转勺式补种器、补种箱为核心的大蒜漏取种检测与补种装置,并搭建了试验台.利用漫反射激光传感器对取种情况进行检测,根据输出脉冲判断取种勺是否漏取种,设计了以STM32处理器、电磁离合器为核心的漏取种检测与补种控制系统.为得到取种勺漏取蒜种时的临界脉冲...     

棉花中白色异性纤维的激光成像快速检测方法

现有的棉花异性纤维分拣机采用可见光照明成像,难以识别棉花中混杂的白色异性纤维。为了有效地检测出与棉花颜色相同或相近的白色异性纤维,该文采用线激光照明成像的方法,在固定线激光功率、波长和相机光圈的条件下,利用不同的曝光时间,获取了12种典型的白色异性纤维与皮棉的图像,分析其成像曝光时间与图像对比度之间的关系,发现不同的关系曲线存在一段共有的最优曝光峰值时间。在此曝光时间内,同一图像中的白色异性纤维已经"过曝",而棉花还处于欠饱和状态。二者图像灰度值的明显差异可用于检测棉花中的白色异性纤维。该文在线激光功率为0.8 W,波长650 nm,相机光圈为8C,曝光时间为1.6 ms的条件下获取了1 500幅图像。试验表明,采用简单的固定阈值法,皮棉中12种典型的白色异性纤维的识别率达到了95.8%。研究结果为提高棉花中白色异性纤维的识别率和速度提供了一条新途径。     

不同氧化度六方水钠锰矿的结构研究

通过反复试验法(trial-and-error)粉末X射线衍射(XRD)结构模拟和X射线吸收光谱(XAS)研究了不同锰平均氧化度(manganese average oxidation state,Mn AOS)六方水钠锰矿的结构变化特点.合成的系列六方水钠锰矿中(样品HB1到HB6),Mn AOS由3.92减小为3.67,晶胞参数b由2.838 (A)增加至2.848 (A).在a-b平面上的紧密堆叠尺寸(CSD)由12.0 nm减小至7.0 nm,沿c轴堆叠的锰氧八面体层数约为10.6～13.4层.随着Mn AOS逐渐降低,样品中八面体空位含量由18％减小至8％.Mn AOS与空位含量呈极显著正相关,它们与晶胞参数b呈负相关.X射线吸收近边结构光谱(XANES)线性拟合表明,样品中Mn主要以+4价存在,随着空位含量的减少,低价锰(Mn2+/3+)含量逐渐增多.扩展X射线吸收精细结构光谱(EXAFS)全多重散射模型拟合分析表明,不同氧化度六方水钠锰矿样品的晶体结构和Mn局域配位环境基本相同.由于空位含量和颗粒尺寸减小,从HB1到HB6的表观锰位点占有率(focc)由0.74减小至0.66.随着Mn AOS逐渐降低,Mn-Mn(O)配位壳平均键长增加.     

水分含量对玉米淀粉颗粒结晶度的影响

 应用X-射线衍射方法对不同水分含量的玉米淀粉颗粒的结晶度进行了研究。只有在玻璃态情况下,淀粉的无定型区域才产生X-射线衍射图样,衍射峰的强度、面积在某种程度上依赖于淀粉的含水量。玉米淀粉颗粒的X-射线衍射图形是由两部分组成的:微晶区域和无定型区域。随着水分含量的增加,样品的结晶度从小到大,并达到一个平衡值(约45%)。室温下,当水分含量处于低水平时(小于11.25%),玉米淀粉颗粒中的无定型区域处于玻璃态,衍射图形显示的是微晶区域和无定型区域两部分的衍射图形的综合。当水分含量处于较高水平时(大于18.55%),淀粉颗粒中的无定型区域处于橡胶态,其X-射线衍射图形仅由微晶区域形成。在较低水分含量时(小于18.55%),由于塑化作用的影响,增大含水量会导致更多的微晶的形成。当水分含量超过18.55%之后,再增大水分,就会导致微晶片层和剩余的无定型片层的同时分解。     

The Deterioration of Eating and Cooking Quality Caused by High Temperature During Grain Filling in Early-Season indica Rice Cultivars

The effect of temperature during grain filling on eating and cooking quality of early-season indica rice was investigated by using four cultivars with different amylose content. Starting from flowering stage until maturity, the plants of all cultivars were subjected to two temperature treatments, referred as optimum (mean daily air temperature, 22 °C) and high (32 °C) temperature regimes. The results showed that the effect of high temperature on apparent amylose content and gel consistency in milled rice was cultivar-dependent. Under high temperature, amylose content increased for cv. Jiayu353 and remained little changed for cv. Guangluai4, which had intrinsically higher amylose content, and decreased for cv. Zhefu49 and cv. Jiazao935, which had lower amylose content. By contrast, high temperature reduced or kept stable gel consistency values for cultivars with higher amylose content and increased gel consistency values for those with lower amylose content. Moreover, high temperature significantly increased the gelatinization temperature of all cultivars. Pasting profiles and X-ray diffraction pattern of rice were also affected by temperature. The results suggest that high temperature during grain filling change the component and crystalline structure of starch and result in deterioration of eating and cooking quality for early-season indica rice.     

基于激光诱导荧光高光谱技术无损检测脐橙表面敌敌畏残留

常规化学方法检测农药残留不仅对样品具有破坏性,而且费时费力。本文以激光诱导荧光结合高光谱图像技术为手段,对脐橙表面的敌敌畏农药残留进行光谱无损检测;实验方法是在脐橙表面,喷施用自来水配制的不同浓度的敌敌畏农药溶液,在实验室条件下风干后,采集激光诱导荧光高光谱图像,再用气相色谱法检测脐橙表面的农药残留量,应用偏最小二乘(Partial least squares,PLS)方法建立农药残留的预测模型,并找出最佳光谱区间,然后应用支持向量机(Support vectormachine,SVM)方法在最佳光谱区间的基础上建立农药残留的预测模型;所建模型结果其预测集样品的农药残留量实测值(0.4862~10.3791mg/kg)和预测值之间的相关系数为0.8101;实验结果说明,以激光诱导荧光结合高光谱技术为手段的无损检测技术,在检测脐橙农药残留方面是有可行性的。     

折光法混药浓度在线检测装置的设计与试验研究

根据不同浓度溶液折光率不同,设计了一种混药浓度在线检测的装置。同时,选用650nm二极管激光器作为光源、PSD作为信号接收器,设计和制造了三角形流道和以OPA4277芯片为主的信号放大电路。试验结果表明:在总流量为4.77L/min时,其线性度较高(R2=0.9 9 5 3),数据离散程度较低(CV=2.4%),检出时间小于5s,检测最大偏差为0.015 2g/L,可用于混药浓度的在线检测。     

基于车载二维激光扫描的树冠体积在线测量

采用车载二维激光扫描仪获取树木单侧点云数据,坐标变换后通过设置感兴趣区域检测树木,利用垂直分布特性识别树干,得到树冠中心距离。考虑树冠连续/不连续2种情况进行树木分割,将树冠外缘距离与对应树干距离相减算出树冠厚度。将树冠体积离散化为长方体,利用树冠厚度、相邻测量点垂直方向距离、车辆速度、扫描周期等参数进行计算。采用FIFO缓冲区保存在线数据,新采集的一帧数据写入缓冲区末尾,同时从缓冲区开头读出处理好的数据帧输出,实现树冠体积的在线测量。实验结果证明,树冠连续/不连续场景下,方法均能准确检测分割树冠、识别树干,实现树冠体积的在线测量。