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便携式植物叶片叶绿素含量无损检测仪设计与试验
被引量：
15
1
作者
杨彪
杜荣宇
+3 位作者
杨玉
朱德宽
郭文川
朱新华
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第12期180-186,共7页
为了快速、无损检测植物叶片叶绿素含量,基于叶绿素a和叶绿素b在光波长约660 nm和460 nm处有最大吸收峰的现象,设计了一种便携式植物叶片叶绿素含量无损检测仪。该检测仪主要由单片机、光源模块、光传感器、电源模块和输入输出模块等组...
为了快速、无损检测植物叶片叶绿素含量,基于叶绿素a和叶绿素b在光波长约660 nm和460 nm处有最大吸收峰的现象,设计了一种便携式植物叶片叶绿素含量无损检测仪。该检测仪主要由单片机、光源模块、光传感器、电源模块和输入输出模块等组成;其软件采用Keil C51编写,主要包括主函数、按键子函数、光采集子函数、数据处理子函数、显示子函数等。以菠菜、大青菜和油麦菜为试验对象,研究了460 nm和660 nm处植物叶片的吸光度与叶绿素含量之间的关系,结果表明,随着叶绿素含量的增加,吸光度增大,其关系可用二元一次方程描述(决定系数为0.80)。与分光光度法相比,本文设计检测仪的叶绿素含量检测误差为-0.32~0.20 mg/g,平均绝对误差为0.14 mg/g;与SPAD-502型叶绿素仪相比,本文设计检测仪的SPAD值绝对测量误差为-3.3~1.8,平均绝对误差为1.1,且成本低,响应时间小于2 s。
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关键词
叶绿素
无损检测
吸收峰
检测仪
便携式
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职称材料
基于近红外光谱的掺伪油茶籽油检测
被引量：
33
2
作者
郭文川
朱德宽
+1 位作者
张乾
杜荣宇
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第9期350-357,共8页
为了探索采用近红外光谱技术检测掺伪油茶籽油的潜力,以12个产地的玉米油、花生油、菜籽油和大豆油为掺杂油,以5个产地的油茶籽油为被掺杂油,制备了455份掺伪质量分数为0、1%、3%、6%、10%、15%和20%的掺伪油茶籽油,采集了所制备样品在8...
为了探索采用近红外光谱技术检测掺伪油茶籽油的潜力,以12个产地的玉米油、花生油、菜籽油和大豆油为掺杂油,以5个产地的油茶籽油为被掺杂油,制备了455份掺伪质量分数为0、1%、3%、6%、10%、15%和20%的掺伪油茶籽油,采集了所制备样品在833~2500 nm范围内的近红外光谱。对采集的近红外光谱进行多元散射校正处理后,应用KennardStone样本划分法按2∶1的比例将样本划分为校正集和测试集。采用连续投影算法(SPA)、无信息变量消除算法和竞争性自适应重加权算法提取表征掺伪油茶籽油样本的特征波长,并建立判别掺伪油茶籽油样品的支持向量机(SVM)和随机森林(RF)模型。研究结果表明,SVM模型具有较高的灵敏度,RF模型具有良好的特异性。基于SPA提取的9个特征波长所建立的RF模型的识别准确率最高,为99.34%,对掺伪质量分数为1%的掺伪油茶籽油的识别准确率达到94.74%,对掺伪质量分数为3%及以上的掺伪油茶籽油的识别准确率达到100%。本研究为掺伪油茶籽油检测仪的研发提供了基础数据。
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关键词
油茶籽油
近红外光谱
特征波长
支持向量机
随机森林
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职称材料
便携式玉米叶片含水率无损检测仪的设计与试验
被引量：
2
3
作者
郭文川
杜荣宇
+3 位作者
高德顺
程小冬
徐磊
朱新华
《西北农林科技大学学报（自然科学版）》
CSCD
北大核心
2023年第5期148-154,共7页
【目的】设计一款便携式玉米叶片含水率检测仪,以实现植物叶片含水率的无损和快速现场检测。【方法】基于玉米叶片中的水分在波长980和1050 nm附近有吸收峰的现象,以峰值波长为980和1050 nm的发光二极管为便携式玉米叶片含水率检测仪的...
【目的】设计一款便携式玉米叶片含水率检测仪,以实现植物叶片含水率的无损和快速现场检测。【方法】基于玉米叶片中的水分在波长980和1050 nm附近有吸收峰的现象,以峰值波长为980和1050 nm的发光二极管为便携式玉米叶片含水率检测仪的光源。分别以STC12C5A60S2单片机、数字光电传感器TSL2561和有机发光二极管为检测仪的控制器、检测器和显示器,采用C51语言编写检测仪的软件。以‘咸科858’和‘咸科602’两个玉米品种的叶片为对象,分析玉米叶片湿基含水率与波长980和1050 nm处吸光度值的关系,建立预测玉米叶片含水率的模型,将模型导入检测仪并对其性能进行测试。【结果】玉米叶片吸光度随含水率的增大而减小,可用二元一次关系式拟合叶片含水率与吸光度的关系,其相关系数为0.84。同国标规定的干燥法相比,该便携式检测仪对玉米叶片含水率的绝对测量误差为-6.3%~6.0%,平均误差为-0.1%,输出含水率的变异系数平均值为2.03%,每个样品的检测时间约为2 s。【结论】所设计的便携式玉米叶片含水率检测仪操作简单,结果可靠,可为其他植物叶片含水率的无损快速检测提供参考。
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关键词
玉米
叶片含水率
无损检测
吸光度
检测仪
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职称材料
题名
便携式植物叶片叶绿素含量无损检测仪设计与试验
被引量：
15
1
作者
杨彪
杜荣宇
杨玉
朱德宽
郭文川
朱新华
机构
西北农林科技大学机械与电子工程学院
农业农村部农业物联网重点实验室
出处
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第12期180-186,共7页
基金
公益性行业(农业)科研专项(201503137)
国家级大学生创新创业训练计划项目(201710712051)
文摘
为了快速、无损检测植物叶片叶绿素含量,基于叶绿素a和叶绿素b在光波长约660 nm和460 nm处有最大吸收峰的现象,设计了一种便携式植物叶片叶绿素含量无损检测仪。该检测仪主要由单片机、光源模块、光传感器、电源模块和输入输出模块等组成;其软件采用Keil C51编写,主要包括主函数、按键子函数、光采集子函数、数据处理子函数、显示子函数等。以菠菜、大青菜和油麦菜为试验对象,研究了460 nm和660 nm处植物叶片的吸光度与叶绿素含量之间的关系,结果表明,随着叶绿素含量的增加,吸光度增大,其关系可用二元一次方程描述(决定系数为0.80)。与分光光度法相比,本文设计检测仪的叶绿素含量检测误差为-0.32~0.20 mg/g,平均绝对误差为0.14 mg/g;与SPAD-502型叶绿素仪相比,本文设计检测仪的SPAD值绝对测量误差为-3.3~1.8,平均绝对误差为1.1,且成本低,响应时间小于2 s。
关键词
叶绿素
无损检测
吸收峰
检测仪
便携式
Keywords
chlorophyll
nondestructive detect
absorption peak
detector
portable
分类号
S237 [农业科学—农业机械化工程]
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职称材料
题名
基于近红外光谱的掺伪油茶籽油检测
被引量：
33
2
作者
郭文川
朱德宽
张乾
杜荣宇
机构
西北农林科技大学机械与电子工程学院
农业农村部农业物联网重点实验室
出处
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第9期350-357,共8页
基金
国家自然科学基金面上项目(31772065)
国家级大学生创新创业训练计划项目(201810712028)。
文摘
为了探索采用近红外光谱技术检测掺伪油茶籽油的潜力,以12个产地的玉米油、花生油、菜籽油和大豆油为掺杂油,以5个产地的油茶籽油为被掺杂油,制备了455份掺伪质量分数为0、1%、3%、6%、10%、15%和20%的掺伪油茶籽油,采集了所制备样品在833~2500 nm范围内的近红外光谱。对采集的近红外光谱进行多元散射校正处理后,应用KennardStone样本划分法按2∶1的比例将样本划分为校正集和测试集。采用连续投影算法(SPA)、无信息变量消除算法和竞争性自适应重加权算法提取表征掺伪油茶籽油样本的特征波长,并建立判别掺伪油茶籽油样品的支持向量机(SVM)和随机森林(RF)模型。研究结果表明,SVM模型具有较高的灵敏度,RF模型具有良好的特异性。基于SPA提取的9个特征波长所建立的RF模型的识别准确率最高,为99.34%,对掺伪质量分数为1%的掺伪油茶籽油的识别准确率达到94.74%,对掺伪质量分数为3%及以上的掺伪油茶籽油的识别准确率达到100%。本研究为掺伪油茶籽油检测仪的研发提供了基础数据。
关键词
油茶籽油
近红外光谱
特征波长
支持向量机
随机森林
Keywords
oil-tea camellia seed oil
near-infrared spectroscopy
characteristic wavelength
support vector machine
random forest
分类号
S565 [农业科学—作物学]
O433.4 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
便携式玉米叶片含水率无损检测仪的设计与试验
被引量：
2
3
作者
郭文川
杜荣宇
高德顺
程小冬
徐磊
朱新华
机构
西北农林科技大学机械与电子工程学院
农业农村部农业物联网重点实验室
出处
《西北农林科技大学学报（自然科学版）》
CSCD
北大核心
2023年第5期148-154,共7页
基金
国家公益性行业(农业)专项(201503137)
西北农林科技大学试验示范站(基地)科技创新与成果转化项目(TGZX2020-27)
国家级大学生创新创业训练计划项目(S202010712143)。
文摘
【目的】设计一款便携式玉米叶片含水率检测仪,以实现植物叶片含水率的无损和快速现场检测。【方法】基于玉米叶片中的水分在波长980和1050 nm附近有吸收峰的现象,以峰值波长为980和1050 nm的发光二极管为便携式玉米叶片含水率检测仪的光源。分别以STC12C5A60S2单片机、数字光电传感器TSL2561和有机发光二极管为检测仪的控制器、检测器和显示器,采用C51语言编写检测仪的软件。以‘咸科858’和‘咸科602’两个玉米品种的叶片为对象,分析玉米叶片湿基含水率与波长980和1050 nm处吸光度值的关系,建立预测玉米叶片含水率的模型,将模型导入检测仪并对其性能进行测试。【结果】玉米叶片吸光度随含水率的增大而减小,可用二元一次关系式拟合叶片含水率与吸光度的关系,其相关系数为0.84。同国标规定的干燥法相比,该便携式检测仪对玉米叶片含水率的绝对测量误差为-6.3%~6.0%,平均误差为-0.1%,输出含水率的变异系数平均值为2.03%,每个样品的检测时间约为2 s。【结论】所设计的便携式玉米叶片含水率检测仪操作简单,结果可靠,可为其他植物叶片含水率的无损快速检测提供参考。
关键词
玉米
叶片含水率
无损检测
吸光度
检测仪
Keywords
maize
water content of leaf
non-destructive detection
absorbance
tester
分类号
S237 [农业科学—农业机械化工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
便携式植物叶片叶绿素含量无损检测仪设计与试验
杨彪
杜荣宇
杨玉
朱德宽
郭文川
朱新华
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
15
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于近红外光谱的掺伪油茶籽油检测
郭文川
朱德宽
张乾
杜荣宇
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
33
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
便携式玉米叶片含水率无损检测仪的设计与试验
郭文川
杜荣宇
高德顺
程小冬
徐磊
朱新华
《西北农林科技大学学报（自然科学版）》
CSCD
北大核心
2023
2
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