段凯文:基于微波自由空间法的小麦含水率测量方法研究论文

段凯文:基于微波自由空间法的小麦含水率测量方法研究论文

本文主要研究内容

作者段凯文(2019)在《基于微波自由空间法的小麦含水率测量方法研究》一文中研究指出:小麦作为世界三大粮食作物之一,提供了人类所需能量的20%,全球约35%的人口以小麦作为主要的粮食来源。小麦中水分含量的多少是评价其品质好坏和匿藏加工中及其重要的一个指标。目前对于小麦含水率的检测方法有直接法和间接法,直接法检测精度高但费时费力,间接法有电阻法、电容法、射线法、红外线法等,然而这些方法都这各自的局限性,与实时在线测量的需求之间存在一定的差距,不适用于在农业应用中推广,与传统的小麦含水率检测法相比,基于自由空间法的小麦含水率测量方法具有精度高、适合实时在线检测等众多优势。本研究以西北农林科技大学自主培育的小偃22号小麦为研究对象,基于微波自由空间测量法研究测量信号频率(1~4GHz)、温度(10~40℃)、含水率(11.35%~17.79%)和容积密度(低、高)对小麦介电特性的影响,进而建立预测小麦含水率的数学模型,并对所建立的数学模型进行评判。取得了如下结论:(1)在测量频率为1~4GHz下,小麦的相对介电常数?’随频率的增大而呈单调递减趋势,小麦的相对介电常数?’随温度、含水率和容积密度的增大而呈单调递增趋势。(2)在测量频率为1~4GHz下,小麦的介电损耗因数?’随频率的增大而呈单调递减趋势,小麦的介电损耗因数?’随温度、含水率和容积密度的增大而呈单调递增趋势。(3)利用Design-Expert8.0.5b软件构建了小麦相对介电常数和介电损耗因数与含水率、容积密度、温度的多项式模型,所构建的小麦介电特性预测模型的显著性均小于0.0001,其数学模型是极其显著的。模型方差分析表表明,影响介电特性值的最主要因素为含水率、温度和容积密度,但三者之间并不是简单地线性关系。(4)小麦介电特性值验证结果表明,所构建的小麦介电特性值的预测值与实测值之间有非常显著的线性关系,其R~2均大于0.95,因此可以得到,由Design-Expert8.0.5b软件所构建出来的小麦介电特性预测模型具有较高的精度。(5)在所建立的小麦含水率预测模型中,单频条件下,ELM预测模型的预测效果最佳,其单频下最好的频点为3.9GHz,预测模型的R_C和R_P分别为0.9662和0.9784;多频条件下,SVM预测模型的预测效果最佳,其多频下最好的频段为1.0~1.5GHz,预测模型的R_C和R_P分别为0.9856和0.9736;全频条件下,SVM模型中的预测效果最佳,预测模型的R_C和R_P分别为0.9834和0.9838。(6)在所用的PLS、SVM和ELM预测模型中,单频下的预测效果没有多频和全频的预测效果好。在PLS预测模型和ELM预测模型下,多频条件下的预测模型结果好于全频条件下的预测模型结果,在SVM预测模型下,全频条件下预测模型结果好于多频条件下预测模型结果。

Abstract

xiao mai zuo wei shi jie san da liang shi zuo wu zhi yi ,di gong le ren lei suo xu neng liang de 20%,quan qiu yao 35%de ren kou yi xiao mai zuo wei zhu yao de liang shi lai yuan 。xiao mai zhong shui fen han liang de duo shao shi ping jia ji pin zhi hao huai he ni cang jia gong zhong ji ji chong yao de yi ge zhi biao 。mu qian dui yu xiao mai han shui lv de jian ce fang fa you zhi jie fa he jian jie fa ,zhi jie fa jian ce jing du gao dan fei shi fei li ,jian jie fa you dian zu fa 、dian rong fa 、she xian fa 、gong wai xian fa deng ,ran er zhe xie fang fa dou zhe ge zi de ju xian xing ,yu shi shi zai xian ce liang de xu qiu zhi jian cun zai yi ding de cha ju ,bu kuo yong yu zai nong ye ying yong zhong tui an ,yu chuan tong de xiao mai han shui lv jian ce fa xiang bi ,ji yu zi you kong jian fa de xiao mai han shui lv ce liang fang fa ju you jing du gao 、kuo ge shi shi zai xian jian ce deng zhong duo you shi 。ben yan jiu yi xi bei nong lin ke ji da xue zi zhu pei yo de xiao yan 22hao xiao mai wei yan jiu dui xiang ,ji yu wei bo zi you kong jian ce liang fa yan jiu ce liang xin hao pin lv (1~4GHz)、wen du (10~40℃)、han shui lv (11.35%~17.79%)he rong ji mi du (di 、gao )dui xiao mai jie dian te xing de ying xiang ,jin er jian li yu ce xiao mai han shui lv de shu xue mo xing ,bing dui suo jian li de shu xue mo xing jin hang ping pan 。qu de le ru xia jie lun :(1)zai ce liang pin lv wei 1~4GHzxia ,xiao mai de xiang dui jie dian chang shu ?’sui pin lv de zeng da er cheng chan diao di jian qu shi ,xiao mai de xiang dui jie dian chang shu ?’sui wen du 、han shui lv he rong ji mi du de zeng da er cheng chan diao di zeng qu shi 。(2)zai ce liang pin lv wei 1~4GHzxia ,xiao mai de jie dian sun hao yin shu ?’sui pin lv de zeng da er cheng chan diao di jian qu shi ,xiao mai de jie dian sun hao yin shu ?’sui wen du 、han shui lv he rong ji mi du de zeng da er cheng chan diao di zeng qu shi 。(3)li yong Design-Expert8.0.5bruan jian gou jian le xiao mai xiang dui jie dian chang shu he jie dian sun hao yin shu yu han shui lv 、rong ji mi du 、wen du de duo xiang shi mo xing ,suo gou jian de xiao mai jie dian te xing yu ce mo xing de xian zhe xing jun xiao yu 0.0001,ji shu xue mo xing shi ji ji xian zhe de 。mo xing fang cha fen xi biao biao ming ,ying xiang jie dian te xing zhi de zui zhu yao yin su wei han shui lv 、wen du he rong ji mi du ,dan san zhe zhi jian bing bu shi jian chan de xian xing guan ji 。(4)xiao mai jie dian te xing zhi yan zheng jie guo biao ming ,suo gou jian de xiao mai jie dian te xing zhi de yu ce zhi yu shi ce zhi zhi jian you fei chang xian zhe de xian xing guan ji ,ji R~2jun da yu 0.95,yin ci ke yi de dao ,you Design-Expert8.0.5bruan jian suo gou jian chu lai de xiao mai jie dian te xing yu ce mo xing ju you jiao gao de jing du 。(5)zai suo jian li de xiao mai han shui lv yu ce mo xing zhong ,chan pin tiao jian xia ,ELMyu ce mo xing de yu ce xiao guo zui jia ,ji chan pin xia zui hao de pin dian wei 3.9GHz,yu ce mo xing de R_Che R_Pfen bie wei 0.9662he 0.9784;duo pin tiao jian xia ,SVMyu ce mo xing de yu ce xiao guo zui jia ,ji duo pin xia zui hao de pin duan wei 1.0~1.5GHz,yu ce mo xing de R_Che R_Pfen bie wei 0.9856he 0.9736;quan pin tiao jian xia ,SVMmo xing zhong de yu ce xiao guo zui jia ,yu ce mo xing de R_Che R_Pfen bie wei 0.9834he 0.9838。(6)zai suo yong de PLS、SVMhe ELMyu ce mo xing zhong ,chan pin xia de yu ce xiao guo mei you duo pin he quan pin de yu ce xiao guo hao 。zai PLSyu ce mo xing he ELMyu ce mo xing xia ,duo pin tiao jian xia de yu ce mo xing jie guo hao yu quan pin tiao jian xia de yu ce mo xing jie guo ,zai SVMyu ce mo xing xia ,quan pin tiao jian xia yu ce mo xing jie guo hao yu duo pin tiao jian xia yu ce mo xing jie guo 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自西北农林科技大学的段凯文,发表于刊物西北农林科技大学2019-07-11论文,是一篇关于小麦论文,自由空间测量论文,介电特性论文,含水率论文,西北农林科技大学2019-07-11论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自西北农林科技大学2019-07-11论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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