本文關(guān)鍵詞：鮮繭繭層含水率與干殼量智能快速檢測(cè)研究

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【摘要】：我國(guó)桑蠶養(yǎng)殖歷史悠久,但桑蠶養(yǎng)殖主要以散戶為主,鮮繭批量小、品種多、收購(gòu)時(shí)間集中,這要求檢測(cè)設(shè)備必須快速準(zhǔn)確。繭層含水率和干殼量是國(guó)家衡量鮮繭品質(zhì)的兩個(gè)重要指標(biāo),是我國(guó)鮮繭定價(jià)和交易的主要依據(jù)。目前我國(guó)鮮繭檢測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)性差,誤差較大。因此研究一種鮮繭繭層含水率和干殼量智能快速檢測(cè)裝置具有重要的應(yīng)用意義。本文開(kāi)展的研究工作主要有:(1)研究表明繭層導(dǎo)電性能與鮮繭層含水率相關(guān),基于直流四端法設(shè)計(jì)了一種檢測(cè)鮮繭繭層含水率的智能傳感器,使繭層含水率檢測(cè)實(shí)時(shí)快速。利用MATLAB最小二乘擬合建立了繭層含水率與傳感器輸出信號(hào)間的數(shù)學(xué)模型,符合四次多項(xiàng)式關(guān)系,其相關(guān)系數(shù)為0.996。試驗(yàn)研究表明,電導(dǎo)法繭層水分傳感器的測(cè)量誤差小于0.98%。(2)由于水的介電常數(shù)遠(yuǎn)大于蠶絲纖維和空氣,當(dāng)繭層含有水分時(shí),鮮繭層的介電常數(shù)隨著其含水率變化而改變。基于RLC高頻串聯(lián)振蕩電路設(shè)計(jì)研究了檢測(cè)鮮繭層含水率的智能傳感器,使繭層含水率檢測(cè)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)快速。RLC回路中平行板電容器中的介質(zhì)(鮮繭繭層)的含水率改變,則回路阻抗改變,進(jìn)而影響RLC串聯(lián)回路電流。利用MATLAB進(jìn)行最小二乘擬合,建立了回路電流與繭層含水率的數(shù)學(xué)模型,符合二次多項(xiàng)式關(guān)系,相關(guān)系數(shù)為0.994。經(jīng)試驗(yàn)研究表明,基于RLC高頻串聯(lián)振蕩法繭層水分傳感的測(cè)量誤差小于0.94%。(3)試驗(yàn)研究表明,鮮蠶蛹在50~60溫度℃的環(huán)境中,在5min時(shí)間內(nèi),基本不失水,鮮繭水分改變完全是由鮮繭層繭絲失水所致,根據(jù)這一特性,利用改變繭層含水率兩次稱重的方法,實(shí)現(xiàn)對(duì)鮮繭干殼量的無(wú)損快速測(cè)量。其測(cè)量誤差小于2.1%。(4)研制出了集智能稱重、繭層含水率和干殼量智能快速檢測(cè)、數(shù)據(jù)存取、數(shù)據(jù)處理計(jì)算和顯示于一體的電導(dǎo)法繭層含水率與干殼量智能快速測(cè)量的硬件裝置,以及使該裝置實(shí)現(xiàn)智能快速檢測(cè)的軟件;同時(shí)還研制了RLC高頻振蕩法繭層含水率與干殼量快速測(cè)量系統(tǒng)的硬件電路和軟件。二者檢測(cè)時(shí)間均不超過(guò)5min。對(duì)兩種測(cè)量方法進(jìn)行準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性試驗(yàn),電導(dǎo)法測(cè)量裝置的繭層含水率檢測(cè)誤差不超過(guò)0.98%,干殼量檢測(cè)誤差不超過(guò)2.1%;RLC高頻振蕩法測(cè)量系統(tǒng)的繭層含水率檢測(cè)誤差不超過(guò)0.94%,干殼量檢測(cè)誤差不超過(guò)2.04%。兩種測(cè)量裝置檢測(cè)時(shí)間短,準(zhǔn)確度高,性能穩(wěn)定。
【關(guān)鍵詞】：鮮繭 水分傳感器 稱重 繭層含水率 干殼量
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212.6;S886
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 第1章 文獻(xiàn)綜述9-15
• 1.1 概述9
• 1.2 鮮繭繭層含水率檢測(cè)研究進(jìn)程9-11
• 1.3 干殼量檢測(cè)研究進(jìn)程11-12
• 1.4 小結(jié)12-15
• 第2章 緒論15-17
• 2.1 研究的背景與意義15-16
• 2.2 研究的主要內(nèi)容16
• 2.3 技術(shù)路線16-17
• 第3章 理論基礎(chǔ)17-23
• 3.1 繭層含水率電導(dǎo)法測(cè)量的理論基礎(chǔ)17-18
• 3.1.1 電導(dǎo)法測(cè)量原理17-18
• 3.1.2 蛹體對(duì)繭層導(dǎo)電性的影響18
• 3.1.3 最佳測(cè)量電壓的選擇18
• 3.2 繭層含水率RLC高頻振蕩法測(cè)量理論基礎(chǔ)18-21
• 3.2.1 RLC高頻振蕩法測(cè)量原理18-20
• 3.2.2 蛹體對(duì)平行板電容器電容的影響20-21
• 3.2.3 測(cè)量頻率確定21
• 3.3 干殼量測(cè)量理論基礎(chǔ)21-22
• 3.3.1 鮮蠶繭蛹體在 50~60℃溫度下的失水特性21-22
• 3.3.2 干殼量測(cè)量原理22
• 3.3.3 繭層水分改變22
• 3.4 小結(jié)22-23
• 第4章 硬件設(shè)計(jì)23-45
• 4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23-24
• 4.1.1 基于電導(dǎo)法系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23-24
• 4.1.2 基于RLC高頻振蕩法系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)24
• 4.2 繭層水分測(cè)量裝置設(shè)計(jì)24-28
• 4.2.1 基于電導(dǎo)法繭層含水率測(cè)量裝置設(shè)計(jì)24-26
• 4.2.2 基于RLC高頻振蕩法繭層含水率測(cè)量設(shè)計(jì)26-28
• 4.3 高精度智能電子稱重與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)計(jì)算系統(tǒng)設(shè)計(jì)28-36
• 4.3.1 稱重傳感器、AD轉(zhuǎn)換和液晶顯示模塊28-34
• 4.3.2 PIC16F877A單片機(jī)及與各模塊I/O接口電路34-36
• 4.4 開(kāi)關(guān)電源模塊36-37
• 4.5 50~60℃熱風(fēng)模塊設(shè)計(jì)37-38
• 4.5.1 基于電導(dǎo)法測(cè)量裝置中加熱鼓風(fēng)模塊設(shè)計(jì)37-38
• 4.5.2 基于RLC高頻振蕩測(cè)量系統(tǒng)中加熱模塊設(shè)計(jì)38
• 4.6 水分測(cè)量裝置標(biāo)定試驗(yàn)38-42
• 4.6.1 電導(dǎo)法測(cè)量裝置繭層含水率標(biāo)定試驗(yàn)38-41
• 4.6.2 RLC高頻振蕩法繭層含水率標(biāo)定試驗(yàn)41-42
• 4.7 系統(tǒng)裝配42-45
• 4.7.1 基于電導(dǎo)法繭層含水率和干殼量測(cè)量裝置42-43
• 4.7.2 基于RLC高頻振蕩法繭層含水率和干殼量測(cè)量系統(tǒng)43-45
• 第5章 軟件設(shè)計(jì)45-51
• 5.1 PIC16F877A單片機(jī)開(kāi)發(fā)工具介紹45-46
• 5.2 系統(tǒng)程序流程圖46-51
• 5.2.1 主程序流程圖46-47
• 5.2.2 A/D轉(zhuǎn)換程序流程圖47-49
• 5.2.3 數(shù)據(jù)存取程序流程圖49
• 5.2.4 按鍵程序流程圖49-51
• 第6章 系統(tǒng)性能測(cè)試與分析51-57
• 6.1 開(kāi)關(guān)電源輸出電壓穩(wěn)定性分析51-52
• 6.2 電子稱重系統(tǒng)稱量準(zhǔn)確性分析52
• 6.3 繭層含水率和干殼量檢測(cè)性能分析52-54
• 6.3.1 繭層含水率和干殼量檢測(cè)試驗(yàn)52-53
• 6.3.2 繭層含水率檢測(cè)結(jié)果及分析53-54
• 6.3.3 干殼量檢測(cè)結(jié)果及分析54
• 6.4 系統(tǒng)功耗54-55
• 6.5 電導(dǎo)法測(cè)量裝置和RLC高頻振蕩法測(cè)量系統(tǒng)對(duì)比分析55-57
• 第7章 結(jié)論與展望57-59
• 7.1 結(jié)論57-58
• 7.2 展望58-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 致謝63-65
• 發(fā)表的論文及參加的課題一覽表65

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