含水率是影響水稻質(zhì)量的重要因素,對(duì)水稻的儲(chǔ)藏、運(yùn)輸、收購和加工有極大影響。目前,基于介電特性的糧食水分檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用廣泛,但測(cè)量精度易受溫度等因素影響。本文采用測(cè)試探頭與阻抗分析儀組成的介電特性檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)量不同含水率稻谷的相對(duì)介電常數(shù)（ε′）與介質(zhì)損耗因數(shù)（ε′′）,研究測(cè)試探頭結(jié)構(gòu)、頻率、溫度、數(shù)學(xué)建模方法等因素對(duì)測(cè)量精度的影響,并進(jìn)行理論分析與試驗(yàn)驗(yàn)證。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:1)利用ANSYS軟件對(duì)測(cè)試探頭的電場(chǎng)分布進(jìn)行模擬,研究了測(cè)試探頭結(jié)構(gòu)形式與結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其檢測(cè)性能的影響。結(jié)果表明,帶軸向接地保護(hù)極板的同心圓筒式測(cè)試探頭的檢測(cè)性能更優(yōu)。并以內(nèi)極板長度、極板間距、保護(hù)極板長度與間隙為試驗(yàn)因素,靈敏度與邊緣效應(yīng)為試驗(yàn)指標(biāo),采用正交試驗(yàn)法優(yōu)化了測(cè)試探頭的結(jié)構(gòu)參數(shù)。2)研究了含水率與頻率對(duì)稻谷ε′與ε"的影響,并采用不同頻率下的不同介電參數(shù)建立稻谷含水率預(yù)測(cè)模型,選擇了最佳含水率預(yù)測(cè)模型作為稻谷的水分檢測(cè)模型。通過方差分析表明,含水率與頻率對(duì)ε′與ε"的影響均極顯著。通過分析模型的預(yù)測(cè)效果得出,基于ε′與ε"兩者結(jié)合并采用連續(xù)投影法提取特征變量建立的支持向量機(jī)回歸模型預(yù)測(cè)效果最佳,其預(yù)... 

【文章來源】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圓柱形電容式傳感器結(jié)構(gòu)圖

第一章緒論8極板結(jié)構(gòu)見圖1-2，該傳感器測(cè)量精度較好。呂東等（2016）采用管道式測(cè)試探頭檢測(cè)土壤的含水率，并利用有限元軟件分析測(cè)試探頭結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其檢測(cè)性能的影響。黃滔等（2016）優(yōu)化設(shè)計(jì)了同面弧面式電容傳感器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，結(jié)果表明優(yōu)化后的傳感器檢測(cè)性能有所提高。高志濤等（2017）采用環(huán)形測(cè)試探頭檢測(cè)土壤水分，該測(cè)試探頭滿足了線性尺度下土壤剖面水分的實(shí)時(shí)測(cè)量需求，且具有較高的測(cè)量精度與穩(wěn)定性。詹爭（2017）基于三維有限元仿真模型，研究了電極對(duì)數(shù)、電極寬度與間距比對(duì)平面式電容器信號(hào)強(qiáng)度、靈敏度的影響，并采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法優(yōu)化設(shè)計(jì)了極板的結(jié)構(gòu)參數(shù)。1.4.2頻率、溫度、容積密度的影響溫度、容積密度、頻率、品種等因素亦影響電容式水分傳感器的測(cè)量精度（郭交，2019；牛智有，2019；LingBo，2018）。于啟洋（2016）研究了頻率、溫度、含水率等因素對(duì)帶殼咖啡豆介電特性的影響，結(jié)果表明ε′隨著頻率的增大而減小，隨含水率的增大而增大，溫度對(duì)其基本無影響；ε"隨頻率的增大先減小后增大，隨溫度和含水率的增大而增大。鐘汝能等（2019）研究表明高頻段下顆粒狀農(nóng)產(chǎn)品的介電特性與頻率、含水率呈相互依存關(guān)系。郭文川等（2015；2016）研究了溫度、頻率與含水率對(duì)豆?jié){以及牛乳ε′與ε"的影響，并在一定頻率下，采用二次多項(xiàng)式建立介電參數(shù)、溫度和豆?jié){可溶性固形物以及大豆蛋白的預(yù)測(cè)模型。裘揆（2006）設(shè)計(jì)了可同時(shí)測(cè)量電容、質(zhì)量和溫度的種子含水率檢測(cè)裝置，研究了溫度、質(zhì)量等對(duì)電容的影響。趙麗清等（2016）設(shè)計(jì)了差頻式花生仁含水率檢測(cè)儀，研究了差頻與溫度、含水率、容積密度間的關(guān)系，并建立三元二次預(yù)測(cè)模型。伍瀟潔（2016）研究了頻率和溫度對(duì)大米、稻谷和稻殼介電特性的影響。楊萬澤等（2019）考慮到溫度對(duì)介?

第一章緒論103）采用不同頻率下的不同介電參數(shù)建立稻谷含水率預(yù)測(cè)模型，并對(duì)比分析模型的預(yù)測(cè)效果，以確定最佳含水率預(yù)測(cè)模型作為水分檢測(cè)模型。4）探究溫度對(duì)介電參數(shù)的影響，對(duì)水分檢測(cè)模型進(jìn)行溫度補(bǔ)償，并探究水分檢測(cè)模型對(duì)不同品種稻谷的預(yù)測(cè)效果。1.6技術(shù)路線根據(jù)研究內(nèi)容，確定本文的技術(shù)路線如下：查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)模擬不同結(jié)構(gòu)下測(cè)試探頭的電場(chǎng)強(qiáng)度分布優(yōu)化設(shè)計(jì)測(cè)試探頭的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定探頭結(jié)構(gòu)及參數(shù)劃分樣本集探究頻率對(duì)介電特性的影響采用數(shù)據(jù)處理算法提取特征變量建立稻谷含水率預(yù)測(cè)模型確定水分檢測(cè)模型對(duì)模型進(jìn)行溫度補(bǔ)償驗(yàn)證模型的預(yù)測(cè)效果測(cè)試探頭內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度的理論分析圖1-3技術(shù)路線Fig.1-3Technologyroadmap

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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