發(fā)布時間：2017-12-20 02:30

  本文關(guān)鍵詞：基于電阻抗譜分析的稻谷水分傳感器設(shè)計　出處：《江蘇大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：“民以食為天,食以安為先”。糧食安全是關(guān)乎國計民生的一件大事。我國水稻種植面積約33千萬公頃,是世界水稻種植第一大國,大米是我國的主要口糧。水稻收獲后水分含量大,若不及時充分干燥,易霉?fàn)�變質(zhì)。近年來,由于農(nóng)村勞動力向城市的大范圍自發(fā)流轉(zhuǎn)及農(nóng)業(yè)機(jī)械化的快速推廣,傳統(tǒng)的人工晾曬方式已無法滿足大量高水分稻谷集中干燥的需求,因此造成巨大的稻谷損失,迫切需要推廣機(jī)械化稻谷干燥模式,以提高水稻的種植效益、保障國民健康,保證國家糧食安全。為了保證稻谷烘干過程經(jīng)濟(jì)高效,烘干結(jié)果精確可靠,亟需研制一款經(jīng)濟(jì)可靠的稻谷水分檢測傳感器。本文針對機(jī)械化稻谷干燥模式中稻谷水分測量成本、在線、連續(xù)等問題,進(jìn)行了稻谷水分傳感器的設(shè)計,具體研究內(nèi)容如下:(1)谷物水分檢測方法的確定。通過對比不同谷物水分檢測技術(shù)的基本原理及優(yōu)缺點,并分析國內(nèi)外專家學(xué)者對谷物水分傳感器的研究現(xiàn)狀,基于在線式谷物水分測量的設(shè)計要求,選擇了傳感器結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可靠性高、便于現(xiàn)場維護(hù)、適用于對谷物水分進(jìn)行在線連續(xù)測量的電容式谷物水分測量方法。(2)谷物水分傳感器結(jié)構(gòu)的確定及優(yōu)化。通過對比分析不同電容式傳感器結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點,根據(jù)谷物水分的檢測需求,選擇了同軸圓筒型電容傳感器,并通過電容傳感器結(jié)構(gòu)分析,給出了同軸圓筒型電容傳感器的優(yōu)化設(shè)計方案。(3)谷物水分檢測影響因素的分析及最佳谷物水分檢測激勵頻率的確定�；陔娙菔焦任锼譁y量的影響因素—谷物品種、密實度、溫度,設(shè)計了稻谷電阻抗譜測量實驗,研究在激勵頻率1Hz~1MHz、溫度40~80℃、濕基含水率14%~28%下稻谷的電阻抗譜特性,獲得了檢測電容值隨激勵頻率、含水率、溫度的變化規(guī)律,確定了電容式稻谷水分傳感器檢測稻谷含水率的最佳激勵頻率為2kHz,為稻谷水分檢測模型的確定提供了理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。(4)谷物水分檢測模型的確定�；诙嘣貧w分析方法,使用SPSS對稻谷電阻抗譜實驗得到的實驗結(jié)果進(jìn)行了多元回歸模型的建立,并對其進(jìn)行擬合程度檢驗,其中933.02R(28),擬合程序良好,確定了水稻水分檢測模型。(5)谷物水分傳感器檢測電路軟硬件設(shè)計�；陔娙菔焦任锼譁y量原理和稻谷水分檢測需求,采用模塊化設(shè)計思想,完成了由電容檢測模塊、溫度檢測模塊、控制與顯示模塊組成的電容式谷物水分傳感器檢測電路硬件設(shè)計和由電容數(shù)據(jù)采集、溫度數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和顯示組成的電容式谷物水分傳感器檢測電路軟件設(shè)計。(6)谷物水分傳感器性能測試。采用自行設(shè)計的稻谷水分傳感器對鎮(zhèn)稻十號稻谷的含水率進(jìn)行檢測,并采用105℃恒溫干燥法對其進(jìn)行驗證,結(jié)果證明,研制的稻谷水分傳感器及檢測電路檢測誤差絕對值的標(biāo)準(zhǔn)差為1.514%,仍存在較大的檢測誤差,需要對其進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S511;TP212

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本文編號：1310443