梨堅(jiān)實(shí)度聲學(xué)在線無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-31 19:56
堅(jiān)實(shí)度是評(píng)價(jià)梨品質(zhì)的重要指標(biāo),它與成熟度和口感密切相關(guān)。準(zhǔn)確地檢測(cè)梨的堅(jiān)實(shí)度,對(duì)于收獲期確定、采后貯藏、產(chǎn)品分級(jí)、品種培育等都具有重要意義。傳統(tǒng)的測(cè)振傳感器需要附著于待測(cè)物體表面,難以應(yīng)用于水果品質(zhì)在線無(wú)損檢測(cè)。而激光多普勒測(cè)振(Laserdopplervibrometry,LDV)技術(shù)是一種精度高、響應(yīng)快的非接觸式測(cè)振方法,具有在線檢測(cè)水果品質(zhì)的潛力。本文以梨為研究對(duì)象,利用激光多普勒測(cè)振技術(shù),開展梨堅(jiān)實(shí)度在線無(wú)損檢測(cè)研究。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論為:(1)研制了一套梨堅(jiān)實(shí)度聲學(xué)在線無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng),并根據(jù)單因素方差分析結(jié)果優(yōu)化了系統(tǒng)參數(shù)。該系統(tǒng)由激勵(lì)單元、檢測(cè)單元、輸送單元和控制單元組成。其中,聲源口徑30mm、聲源與被測(cè)對(duì)象距離20mm、聲源輸出功率40w、線性掃頻模式和掃頻速率1000 Hz/s為激勵(lì)單元各部分最優(yōu)參數(shù);激光多普勒測(cè)振儀與被測(cè)對(duì)象距離0.5m為檢測(cè)單元最優(yōu)參數(shù)。當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)最優(yōu)時(shí),系統(tǒng)重復(fù)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,每個(gè)樣本3次測(cè)量結(jié)果的分異系數(shù)(Differentiationindex,D)均小于10,即系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)定性,可為梨堅(jiān)實(shí)度在線無(wú)損檢測(cè)提供可靠的硬件保障。(2)以翠冠梨...
【文章來(lái)源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:85 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
Abstract
符號(hào)列表
第一章 緒論
1.1 課題的研究背景及意義
1.1.1 我國(guó)梨果業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)狀
1.1.2 課題的研究意義
1.2 聲學(xué)振動(dòng)技術(shù)用于水果品質(zhì)檢測(cè)的研究現(xiàn)狀
1.2.1 離線裝置
1.2.2 在線無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)
1.3 激光多普勒測(cè)振技術(shù)在水果品質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用
1.4 研究目標(biāo)、內(nèi)容和技術(shù)路線
1.4.1 研究目標(biāo)
1.4.2 研究的主要內(nèi)容
1.4.3 技術(shù)路線圖
1.5 本章小結(jié)
第二章 材料與方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.2 理化指標(biāo)測(cè)定方法
2.2.1 堅(jiān)實(shí)度相關(guān)化學(xué)指標(biāo)的測(cè)定方法
2.2.2 堅(jiān)實(shí)度相關(guān)力學(xué)指標(biāo)的測(cè)定方法
2.3 感官評(píng)價(jià)方法
2.4 異常樣本剔除方法
2.5 定性分析方法
2.5.1 判別分析[75]
2.5.2 K近鄰分類算法
2.6 定量分析方法
2.6.1 線性回歸分析
2.6.2 主成分回歸
2.6.3 偏最小二乘回歸
2.6.4 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
2.7 評(píng)價(jià)指標(biāo)
2.7.1 系統(tǒng)優(yōu)化評(píng)價(jià)指標(biāo)
2.7.2 系統(tǒng)重復(fù)性評(píng)價(jià)指標(biāo)
2.7.3 堅(jiān)實(shí)度預(yù)測(cè)模型的評(píng)價(jià)指標(biāo)
2.8 相關(guān)軟件
2.8.1 二維制圖軟件
2.8.2 三維建模軟件
2.8.3 SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件
2.8.4 MATALAB軟件
2.9 本章小結(jié)
第三章 梨堅(jiān)實(shí)度聲學(xué)在線檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建
3.1 檢測(cè)系統(tǒng)整體方案
3.1.1 系統(tǒng)概述
3.1.2 工作原理
3.1.3 工作過(guò)程
3.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
3.2.1 輸送單元的設(shè)計(jì)
3.2.2 激振單元的設(shè)計(jì)
3.2.3 檢測(cè)單元的設(shè)計(jì)
3.2.4 控制單元的設(shè)計(jì)
3.3 系統(tǒng)軟件介紹
3.4 梨堅(jiān)實(shí)度在線實(shí)驗(yàn)
3.5 本章小結(jié)
第四章 梨堅(jiān)實(shí)度聲學(xué)在線檢測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)化和評(píng)估
4.1 激勵(lì)單元的優(yōu)化
4.1.1 聲源功率對(duì)振動(dòng)信號(hào)的影響
4.1.2 聲源距離對(duì)振動(dòng)信號(hào)的影響
4.1.3 聲源口徑對(duì)振動(dòng)信號(hào)的影響
4.1.4 不同掃頻方式及掃頻速率對(duì)振動(dòng)信號(hào)的影響
4.2 優(yōu)化后系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
4.3 本章小結(jié)
第五章 梨堅(jiān)實(shí)度在線檢測(cè)模型的建立
5.1 梨理化指標(biāo)的變化規(guī)律
5.1.1 梨堅(jiān)實(shí)度相關(guān)化學(xué)指標(biāo)的變化規(guī)律
5.1.2 梨堅(jiān)實(shí)度相關(guān)力學(xué)指標(biāo)的變化規(guī)律
5.2 梨振動(dòng)波譜的變化規(guī)律
5.3 感官評(píng)價(jià)結(jié)果
5.4 梨堅(jiān)實(shí)度力學(xué)指標(biāo)與感官評(píng)價(jià)結(jié)果、化學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性分析
5.5 梨堅(jiān)實(shí)度定性檢測(cè)模型的建立
5.5.1 振動(dòng)特性參數(shù)可重復(fù)性分析及異常樣本剔除
5.5.2 線性判別分類建模
5.5.3 KNN法分類建模
5.5.4 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類建模
5.6 梨堅(jiān)實(shí)度定量檢測(cè)模型的建立
5.6.1 一元線性回歸模型
5.6.2 逐步多元線性回歸模型
5.6.3 基于果形修正的堅(jiān)實(shí)度預(yù)測(cè)模型
5.6.4 不同建模方法預(yù)測(cè)果肉彈性率模型
5.7 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 主要研究結(jié)論
6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
6.3 進(jìn)一步研究展望
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)歷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]2016/2017年世界蘋果、梨、葡萄、桃及櫻桃產(chǎn)量、市場(chǎng)及貿(mào)易情況[J]. 孫平平,王文輝. 中國(guó)果樹. 2017(02)
[2]淺談倍速鏈輸送設(shè)備組成及其故障排除[J]. 張文濤,牛立輝,李永盼,寧龍超. 汽車零部件. 2016(02)
[3]基于聲振響應(yīng)法的香梨硬度無(wú)損檢測(cè)[J]. 王志鵬,吳杰,趙正強(qiáng),張宏文,梅衛(wèi)江. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2016(04)
[4]水果成熟度的高光譜成像無(wú)損檢測(cè)研究[J]. 楊昆程,孫梅,陳興海. 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(04)
[5]植物細(xì)胞壁形成機(jī)制的新進(jìn)展[J]. 張保才,周奕華. 中國(guó)科學(xué):生命科學(xué). 2015(06)
[6]基于新閾值函數(shù)的小波閾值去噪算法[J]. 王蓓,張根耀,李智,王靜. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2014(05)
[7]激光多普勒測(cè)振技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 崔笛,張文,應(yīng)義斌. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2013(07)
[8]果實(shí)堅(jiān)實(shí)度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 張本華,孫士明,李成華,甘露,宋韋韋. 農(nóng)機(jī)化研究. 2011(04)
[9]偏最小二乘回歸分析及其在經(jīng)濟(jì)中的簡(jiǎn)單應(yīng)用[J]. 沈丹. 新課程(教育學(xué)術(shù)). 2011(02)
[10]我國(guó)梨果產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展戰(zhàn)略研究[J]. 趙德英,程存剛,曹玉芬,張少瑜,張彥昌,侯貴學(xué). 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2010(05)
博士論文
[1]西瓜成熟度和內(nèi)部空心的聲學(xué)檢測(cè)技術(shù)及裝置研究[D]. 毛建華.浙江大學(xué) 2017
[2]梨質(zhì)地的激光多普勒測(cè)振無(wú)損檢測(cè)方法[D]. 張文.浙江大學(xué) 2016
碩士論文
[1]激光多普勒測(cè)振技術(shù)用于西瓜成熟度檢測(cè)的研究[D]. 高宗梅.浙江大學(xué) 2016
[2]赫姆霍茲共振測(cè)量體積及其用于西瓜內(nèi)部空心檢測(cè)的系統(tǒng)研究[D]. 陳華瑞.浙江大學(xué) 2014
[3]日本梨成熟過(guò)程中細(xì)胞壁組分變化及石細(xì)胞的形態(tài)學(xué)觀察[D]. 蔣明鳳.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[4]梨果實(shí)質(zhì)構(gòu)特性與膨脹素基因表達(dá)[D]. 張彩霞.河北師范大學(xué) 2013
[5]基于存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 趙強(qiáng).北京交通大學(xué) 2013
本文編號(hào):2950218
【文章來(lái)源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:85 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
Abstract
符號(hào)列表
第一章 緒論
1.1 課題的研究背景及意義
1.1.1 我國(guó)梨果業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)狀
1.1.2 課題的研究意義
1.2 聲學(xué)振動(dòng)技術(shù)用于水果品質(zhì)檢測(cè)的研究現(xiàn)狀
1.2.1 離線裝置
1.2.2 在線無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)
1.3 激光多普勒測(cè)振技術(shù)在水果品質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用
1.4 研究目標(biāo)、內(nèi)容和技術(shù)路線
1.4.1 研究目標(biāo)
1.4.2 研究的主要內(nèi)容
1.4.3 技術(shù)路線圖
1.5 本章小結(jié)
第二章 材料與方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.2 理化指標(biāo)測(cè)定方法
2.2.1 堅(jiān)實(shí)度相關(guān)化學(xué)指標(biāo)的測(cè)定方法
2.2.2 堅(jiān)實(shí)度相關(guān)力學(xué)指標(biāo)的測(cè)定方法
2.3 感官評(píng)價(jià)方法
2.4 異常樣本剔除方法
2.5 定性分析方法
2.5.1 判別分析[75]
2.5.2 K近鄰分類算法
2.6 定量分析方法
2.6.1 線性回歸分析
2.6.2 主成分回歸
2.6.3 偏最小二乘回歸
2.6.4 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
2.7 評(píng)價(jià)指標(biāo)
2.7.1 系統(tǒng)優(yōu)化評(píng)價(jià)指標(biāo)
2.7.2 系統(tǒng)重復(fù)性評(píng)價(jià)指標(biāo)
2.7.3 堅(jiān)實(shí)度預(yù)測(cè)模型的評(píng)價(jià)指標(biāo)
2.8 相關(guān)軟件
2.8.1 二維制圖軟件
2.8.2 三維建模軟件
2.8.3 SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件
2.8.4 MATALAB軟件
2.9 本章小結(jié)
第三章 梨堅(jiān)實(shí)度聲學(xué)在線檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建
3.1 檢測(cè)系統(tǒng)整體方案
3.1.1 系統(tǒng)概述
3.1.2 工作原理
3.1.3 工作過(guò)程
3.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
3.2.1 輸送單元的設(shè)計(jì)
3.2.2 激振單元的設(shè)計(jì)
3.2.3 檢測(cè)單元的設(shè)計(jì)
3.2.4 控制單元的設(shè)計(jì)
3.3 系統(tǒng)軟件介紹
3.4 梨堅(jiān)實(shí)度在線實(shí)驗(yàn)
3.5 本章小結(jié)
第四章 梨堅(jiān)實(shí)度聲學(xué)在線檢測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)化和評(píng)估
4.1 激勵(lì)單元的優(yōu)化
4.1.1 聲源功率對(duì)振動(dòng)信號(hào)的影響
4.1.2 聲源距離對(duì)振動(dòng)信號(hào)的影響
4.1.3 聲源口徑對(duì)振動(dòng)信號(hào)的影響
4.1.4 不同掃頻方式及掃頻速率對(duì)振動(dòng)信號(hào)的影響
4.2 優(yōu)化后系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
4.3 本章小結(jié)
第五章 梨堅(jiān)實(shí)度在線檢測(cè)模型的建立
5.1 梨理化指標(biāo)的變化規(guī)律
5.1.1 梨堅(jiān)實(shí)度相關(guān)化學(xué)指標(biāo)的變化規(guī)律
5.1.2 梨堅(jiān)實(shí)度相關(guān)力學(xué)指標(biāo)的變化規(guī)律
5.2 梨振動(dòng)波譜的變化規(guī)律
5.3 感官評(píng)價(jià)結(jié)果
5.4 梨堅(jiān)實(shí)度力學(xué)指標(biāo)與感官評(píng)價(jià)結(jié)果、化學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性分析
5.5 梨堅(jiān)實(shí)度定性檢測(cè)模型的建立
5.5.1 振動(dòng)特性參數(shù)可重復(fù)性分析及異常樣本剔除
5.5.2 線性判別分類建模
5.5.3 KNN法分類建模
5.5.4 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類建模
5.6 梨堅(jiān)實(shí)度定量檢測(cè)模型的建立
5.6.1 一元線性回歸模型
5.6.2 逐步多元線性回歸模型
5.6.3 基于果形修正的堅(jiān)實(shí)度預(yù)測(cè)模型
5.6.4 不同建模方法預(yù)測(cè)果肉彈性率模型
5.7 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 主要研究結(jié)論
6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
6.3 進(jìn)一步研究展望
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)歷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]2016/2017年世界蘋果、梨、葡萄、桃及櫻桃產(chǎn)量、市場(chǎng)及貿(mào)易情況[J]. 孫平平,王文輝. 中國(guó)果樹. 2017(02)
[2]淺談倍速鏈輸送設(shè)備組成及其故障排除[J]. 張文濤,牛立輝,李永盼,寧龍超. 汽車零部件. 2016(02)
[3]基于聲振響應(yīng)法的香梨硬度無(wú)損檢測(cè)[J]. 王志鵬,吳杰,趙正強(qiáng),張宏文,梅衛(wèi)江. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2016(04)
[4]水果成熟度的高光譜成像無(wú)損檢測(cè)研究[J]. 楊昆程,孫梅,陳興海. 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(04)
[5]植物細(xì)胞壁形成機(jī)制的新進(jìn)展[J]. 張保才,周奕華. 中國(guó)科學(xué):生命科學(xué). 2015(06)
[6]基于新閾值函數(shù)的小波閾值去噪算法[J]. 王蓓,張根耀,李智,王靜. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2014(05)
[7]激光多普勒測(cè)振技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 崔笛,張文,應(yīng)義斌. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2013(07)
[8]果實(shí)堅(jiān)實(shí)度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 張本華,孫士明,李成華,甘露,宋韋韋. 農(nóng)機(jī)化研究. 2011(04)
[9]偏最小二乘回歸分析及其在經(jīng)濟(jì)中的簡(jiǎn)單應(yīng)用[J]. 沈丹. 新課程(教育學(xué)術(shù)). 2011(02)
[10]我國(guó)梨果產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展戰(zhàn)略研究[J]. 趙德英,程存剛,曹玉芬,張少瑜,張彥昌,侯貴學(xué). 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2010(05)
博士論文
[1]西瓜成熟度和內(nèi)部空心的聲學(xué)檢測(cè)技術(shù)及裝置研究[D]. 毛建華.浙江大學(xué) 2017
[2]梨質(zhì)地的激光多普勒測(cè)振無(wú)損檢測(cè)方法[D]. 張文.浙江大學(xué) 2016
碩士論文
[1]激光多普勒測(cè)振技術(shù)用于西瓜成熟度檢測(cè)的研究[D]. 高宗梅.浙江大學(xué) 2016
[2]赫姆霍茲共振測(cè)量體積及其用于西瓜內(nèi)部空心檢測(cè)的系統(tǒng)研究[D]. 陳華瑞.浙江大學(xué) 2014
[3]日本梨成熟過(guò)程中細(xì)胞壁組分變化及石細(xì)胞的形態(tài)學(xué)觀察[D]. 蔣明鳳.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[4]梨果實(shí)質(zhì)構(gòu)特性與膨脹素基因表達(dá)[D]. 張彩霞.河北師范大學(xué) 2013
[5]基于存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 趙強(qiáng).北京交通大學(xué) 2013
本文編號(hào):2950218
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