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基于多模态射频信号融合的粮食水分检测 被引量：2
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作者 杨卫东 郭思君 +2 位作者 段珊珊 胡鹏明 单少伟 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第2期132-138,共7页
水分检测是粮食存储和贸易中不可或缺的一环,利用各种射频传感技术可以实现无损、快速地粮食水分检测。然而,现有方案都是基于单一种类射频信号开发的,针对不同射频信号需要训练对应检测模型,人力成本增加。基于此,提出一种融合多模态... 水分检测是粮食存储和贸易中不可或缺的一环,利用各种射频传感技术可以实现无损、快速地粮食水分检测。然而,现有方案都是基于单一种类射频信号开发的,针对不同射频信号需要训练对应检测模型,人力成本增加。基于此,提出一种融合多模态射频信号的粮食水分检测方法RF—Grain。首先,针对多径环境和硬件缺陷引起的噪声问题,提出一种WiFi信道状态信息(CSI)数据预处理方法;其次,提出一种域对抗神经网络模型,用以消除不同类型射频信号提取的粮食水分特征分布差异;最后,设计使用3种不同射频传感技术进行粮食水分检测的试验,以卷积神经网络作为对比,对所提出方法的性能进行评估,并与现有方法进行对比分析。试验表明,所提出方法能够有效检测5种不同含水率的粮食样品,总体准确率为分别为98.87%、96.22%和96.56%,优于传统的卷积神经网络,具有准确率高、泛化性好等优点,为粮食水分无损检测研究提供有力的技术支撑。 展开更多
关键词 粮食 水分含量检测 射频传感 多模态 域对抗神经网络
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基于介电特性和BPNN建模的小麦含水率在线检测
2
作者 姬虹 李康 +3 位作者 宋东方 王万章 李保谦 冯伟 《农机化研究》 北大核心 2025年第8期119-129,共11页
为满足小麦籽粒含水率在线检测需求,设计了一种搭载在联合收获机上基于介电特性的同侧圆弧电容式小麦籽粒含水率在线检测传感器。对6个不同品种小麦进行了温度、频率、电容、容重4个因素对含水率检测影响的实验研究,采用BP神经网络法建... 为满足小麦籽粒含水率在线检测需求,设计了一种搭载在联合收获机上基于介电特性的同侧圆弧电容式小麦籽粒含水率在线检测传感器。对6个不同品种小麦进行了温度、频率、电容、容重4个因素对含水率检测影响的实验研究,采用BP神经网络法建立了含水率与温度、频率、电容、容重4因素关系的预测模型,其训练集和测试集的决定系数R 2为0.896和0.893,均方根误差RMSE为1.317和1.342,预测模型稳定性和预测能力较强。研究表明:将温度、频率、容重这3因素引入的电容法联合收获机在线小麦含水率检测系统,能有效提高整体系统的检测精度和重复性。通过对不同小麦品种含水率检测影响因素相关性分析和数学模型的建立与优化,提高了电容法小麦含水率检测精度,为联合收获机小麦含水率检测系统中电容式传感器软硬件设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 小麦含水率 在线检测 介电特性 BP神经网络
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基于COMSOL的小麦含水率在线检测装置设计与试验
3
作者 姬虹 李康 +3 位作者 宋东方 王万章 李保谦 冯伟 《农机化研究》 北大核心 2025年第7期80-88,共9页
含水率是判断小麦成熟和适收的关键指标,及时准确获取小麦含水率,有利于进行小麦的收获生产规划,指导联合收获机作业调度,确保小麦在成熟期阶段精准收获。为提高联合收获机小麦含水率在线检测系统精度,设计了一种同侧圆弧式电容小麦籽... 含水率是判断小麦成熟和适收的关键指标,及时准确获取小麦含水率,有利于进行小麦的收获生产规划,指导联合收获机作业调度,确保小麦在成熟期阶段精准收获。为提高联合收获机小麦含水率在线检测系统精度,设计了一种同侧圆弧式电容小麦籽粒含水率在线检测传感器,并对其结构和工作原理进行了有限元仿真分析和电容极板结构参数优化试验。基于COMSOL Multiphysics软件,对同侧圆弧式电容含水率检测传感器结构参数即极板数目、极板尺寸规格和极板间距值进行优化设计,得到最终优化参数:当同侧圆弧电容三极板式小麦籽粒含水率检测传感器驱动极板宽度为45 mm、感应极板宽度为23 mm、极板边间为18 mm、极板长为135 mm参数下,电容和介电常数之间满足线性相关关系,决定系数R2接近1。 展开更多
关键词 含水率 COMSOL 同侧圆弧式电容传感器 在线检测 小麦
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基于STM32的小麦籽粒含水率在线检测系统设计
4
作者 姬虹 李康 +3 位作者 宋东方 王万章 李保谦 冯伟 《农机化研究》 北大核心 2025年第5期94-101,共8页
为满足联合收获机小麦含水率在线检测需求,设计了一种基于STM32的小麦籽粒含水率在线检测系统。该系统使用STM32F103RCT6嵌入式芯片作为硬件开发平台,采用同侧圆弧电容式含水率检测传感器作为采集终端,经过电路与STM32单片机处理后,将RS... 为满足联合收获机小麦含水率在线检测需求,设计了一种基于STM32的小麦籽粒含水率在线检测系统。该系统使用STM32F103RCT6嵌入式芯片作为硬件开发平台,采用同侧圆弧电容式含水率检测传感器作为采集终端,经过电路与STM32单片机处理后,将RS485采集的数据通过4G发送到云服务器进行数据交互的M2M双向数据传输设备,实现串口设备的无线长距离数据传输,进而实现远程数据通信管理,具有良好的人机交互性。台架验证试验结果表明:性能可靠,检测含水率最大绝对误差为0.87%,最小绝对误差为0.07%,其平均绝对误差为0.29%,相对误差值均小于10%,平均相对误差为4.7%,系统含水率检测值与实际含水率检测值拟合,R^(2)=0.9685能够满足联合收获机谷物含水率在线检测要求。 展开更多
关键词 小麦籽粒 联合收获机 含水率 在线检测 STM32 同侧圆弧电容器
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可见—近红外光谱法异位发酵床垫料水分快速检测
5
作者 何金成 郑积祥 洪思思 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第7期281-287,共7页
为满足异位发酵床垫料水分快速检测的需求,探讨基于可见—近红外光谱技术建立异位发酵床垫料水分预测模型的可行性。采集4~5个月的垫料样品,通过光谱仪获取400~990 nm光谱数据,并用CARS算法筛选关键特征波段。随后构建BP神经网络模型,... 为满足异位发酵床垫料水分快速检测的需求,探讨基于可见—近红外光谱技术建立异位发酵床垫料水分预测模型的可行性。采集4~5个月的垫料样品,通过光谱仪获取400~990 nm光谱数据,并用CARS算法筛选关键特征波段。随后构建BP神经网络模型,并对比灰狼算法(GWO)、哈里斯鹰算法(HHO)、冠豪猪算法(CPO)三种优化算法,发现CPO算法优化效果最佳。通过Chebyshev混沌映射改进粒子群算法,形成CARS—ICPO模型。该模型在验证集和预测集上的决定系数R 2分别为0.9935、0.9956,均方根识差RMSE分别为0.011、0.009,显示出高预测精度和泛化能力。研究结果证实该技术在异位发酵床垫料水分预测的可行性,为其水分的快速检测和异位发酵床的智能化管理提供新方法以及技术支持。 展开更多
关键词 异位发酵床 垫料 可见—近红外光谱 水分检测 神经网络 算法优化
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油菜未成熟种子含水量近红外快速测定方法 被引量：1
6
作者 赵培栋 舒添 +2 位作者 刘沛 张振乾 杨柳 《作物研究》 2025年第1期81-87,共7页
成熟期的含水量是判断油菜成熟度的重要指标,准确测定油菜种子的含水量是顺利开展油菜机械化收获的关键。为了建立油菜未成熟种子含水量测定的近红外光谱模型,本研究对2053个甘蓝型油菜终花后35~38、38~41 d的角果皮和种子脱水速率进行... 成熟期的含水量是判断油菜成熟度的重要指标,准确测定油菜种子的含水量是顺利开展油菜机械化收获的关键。为了建立油菜未成熟种子含水量测定的近红外光谱模型,本研究对2053个甘蓝型油菜终花后35~38、38~41 d的角果皮和种子脱水速率进行线性分析,利用烘干法测定终花后35、38、41 d的种子含水量,从中选取1423份终花后不同时期的甘蓝型油菜角果为材料,采用近红外光谱分析仪WINISI软件系统对数据进行分析和处理。结果表明:终花后35~38 d的油菜角果皮与种子脱水速率相关性显著,R^(2)=0.5682,终花后38~41 d的油菜角果皮与种子脱水速率相关性显著,R^(2)=0.6304。油菜成熟后期角果皮的含水量变化与种子的含水量变化密切相关,故以油菜种子材料建立近红外含水量无损检测模型,其校正标准差(SEC)和校正内部检验标准差(SECV)分别为2.7431和2.8740,校正决定系数(RSQ)和校正内部检验决定系数(1-VR)分别为0.9101和0.9012,均大于0.9,模型的回归曲线与实测值拟合度较高,具有显著相关性;外部检验相关系数R^(2)=0.8454,表明模型的预测值与真实值拟合度高,预测性好,可用于油菜未成熟种子含水量的测定。综合分析,本试验建立的近红外模型可准确、快速、无损地检测油菜未成熟种子含水量。 展开更多
关键词 油菜 种子 含水量 快速检测
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基于电容法和深度补偿的机载式玉米播种种沟土壤墒情在线检测系统设计与试验 被引量：1
7
作者 张安琪 高宁 +5 位作者 温昌凯 杨兴华 梅鹤波 颜丙新 王培 孟志军 《农业机械学报》 北大核心 2025年第4期87-97,共11页
针对现有玉米播种装备缺乏土壤墒情在线检测系统,且已有的土壤墒情在线检测系统检测精度不高、环境适应差的问题,本文提出了一种基于电容法和深度补偿的土壤墒情检测方法,开发了一套机载式玉米播种种沟墒情在线检测系统。开展了电容器... 针对现有玉米播种装备缺乏土壤墒情在线检测系统,且已有的土壤墒情在线检测系统检测精度不高、环境适应差的问题,本文提出了一种基于电容法和深度补偿的土壤墒情检测方法,开发了一套机载式玉米播种种沟墒情在线检测系统。开展了电容器结构优化参数仿真试验,确定了最佳电容极板参数为:极板间距75.8 mm、极板厚度0.7 mm、极板相对面积5073 mm^(2),其长度为100 mm,宽度为50.73 mm;系统硬件部分主要包括FDC2214型电容传感器、F4046型压力传感器和STM32F103型单片机,电容传感器用于获取待测土壤电容,压力传感器用于获取待测土壤压力,间接反推待测区域土壤深度;系统软件则利用Matlab平台进行开发,用于对土壤电容信号和压力信号的实时采集、计算、显示与存储。基于该系统探究了土壤墒情检测模型影响因素,构建了基于BP神经网络的土壤墒情检测模型,建模试验结果表明,当土壤墒情为7.23%~21.14%时,模型预测性能指标R^(2)、RMSE和RPD分别为0.927、0.008和3.70,预测效果较好。最终,将构建的模型集成到土壤墒情在线检测系统,开展了台架与田间验证试验。台架试验结果表明,土壤墒情实际值与检测值的拟合决定系数R^(2)均为0.852~0.927,土壤墒情预测结果绝对误差为-2.89%~2.57%,绝对误差平均值为1.01%;田间试验结果表明,土壤墒情检测值与实际值拟合曲线决定系数R^(2)为0.842,土壤墒情检测绝对误差为-0.96%~0.45%,平均绝对误差为0.39%。本研究所研制的检测系统性能满足玉米播种机田间作业时土壤墒情检测需求。 展开更多
关键词 玉米播种 土壤墒情在线检测系统 电容 深度
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田间土壤自动采样与参数实时检测装置设计与试验 被引量：1
8
作者 陈子文 姚宇熙 +3 位作者 张海腾 杨明金 蒲应俊 李守太 《农业工程学报》 北大核心 2025年第6期20-30,共11页
针对田间信息化管理中传统土壤样本采集与土壤参数检测劳动强度大、操作复杂、效率低等问题,该研究设计了一种土壤自动采样与土壤参数实时检测装置,并提出基于BP神经网络(back propagation neural network,BPNN)的土壤坚实度和质量含水... 针对田间信息化管理中传统土壤样本采集与土壤参数检测劳动强度大、操作复杂、效率低等问题,该研究设计了一种土壤自动采样与土壤参数实时检测装置,并提出基于BP神经网络(back propagation neural network,BPNN)的土壤坚实度和质量含水率预测方法。首先,基于土样自动采集与参数测量需求,设计双级分步式土样采检机构、卸土机构及分度式土样收集机构,对机构进行分析与校核确定400 mm运动行程和800N最大入土推力,并搭建基于Jetson TX2嵌入式计算机与STM32F3系单片机的双层构架控制系统,结合全球导航定位系统(global navigation satellite system,GNSS),实现土壤自动采样、自主导航、信息记录与传输、取土自保护以及土壤坚实度与质量含水率动态预测的功能。其次,构建了3层BP神经网络预测模型,将易检测的土壤体积含水率、土壤取样电流、取样速度、取样深度4个参数与土壤坚实度及质量含水率建立回归关系,通过275个试验样本对模型进行训练与测试,得到最佳隐藏层节点数为10,土壤坚实度与质量含水率预测结果平均百分比误差分别为7.74%和1.53%。最后,为验证机器综合性能,以机器采样时间、温湿度传感器探针入土深度、土样质量绝对误差、土壤坚实度与质量含水率预测值相对误差作为评价指标,对柑橘园巡检路径中10个采样点进行实地试验,结果表明,该机器单次土壤采样平均耗时为60.5 s,传感器探针平均入土深度为64.7 mm,土样质量平均绝对误差为1.53 g,10个采样点的土壤坚实度与质量含水率预测的相对误差平均值分别为6.37%和5.00%,满足土壤采样和参数检测需求,同时结合地理位置信息给出土壤坚实度与质量含水率田间分布图。该研究结果可为土壤智能采集、参数实时检测及田间土壤信息分布可视化管理提供参考。 展开更多
关键词 土壤坚实度 实时检测 自动采样 土壤质量含水率 BP神经网络
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基于PVDF和同面弧面电容的小麦产量检测系统设计
9
作者 李从鹏 王淼森 +3 位作者 陈旭 姬虹 黄文康 王万章 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第3期230-237,共8页
为获得小麦联合收获机作业产量信息,设计一种集成式、低成本小麦产量实时检测系统。硬件系统包括PVDF压电薄膜传感器、同面弧面式U型电容传感器、4G通信、卫星定位模块等,以集成的方式安装在粮箱输粮搅龙出口。基于KEIL5嵌入式开发平台... 为获得小麦联合收获机作业产量信息,设计一种集成式、低成本小麦产量实时检测系统。硬件系统包括PVDF压电薄膜传感器、同面弧面式U型电容传感器、4G通信、卫星定位模块等,以集成的方式安装在粮箱输粮搅龙出口。基于KEIL5嵌入式开发平台,设计人机交互界面,实现小麦联合收获机作业过程中小麦产量及含水率等信息的显示、存储与通信等功能。搭建小麦产量与含水率检测试验台,通过试验构建小麦产量及含水率的检测数学模型,多元线性回归模型决定系数分别为0.949和0.989。将该检测系统安装在小麦联合收获机粮箱上方输粮搅龙出粮口处进行田间试验。结果表明:产量检测整体误差≤4.01%,含水率检测整体误差≤3.88%。该检测系统具有结构简单、安装方便的特点,可实现小麦联合收获机产量及含水率的实时检测。 展开更多
关键词 小麦 联合收获机 产量 水分 实时检测
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基于电阻法的棉花束纤维回潮率检测方法
10
作者 张建强 黄杰 +3 位作者 常金强 崔国金 王洋 张若宇 《农业机械学报》 北大核心 2025年第5期150-158,共9页
回潮率严重影响棉花品质检测结果,精确测量回潮率对棉花分级意义重大。针对在棉花束纤维断裂比强度检测中回潮率的补偿校正问题,提出了一种基于电阻法的棉花束纤维回潮率检测方法。通过搭建电阻-图像同步采集平台,利用图像特征表征棉层... 回潮率严重影响棉花品质检测结果,精确测量回潮率对棉花分级意义重大。针对在棉花束纤维断裂比强度检测中回潮率的补偿校正问题,提出了一种基于电阻法的棉花束纤维回潮率检测方法。通过搭建电阻-图像同步采集平台,利用图像特征表征棉层厚度,探究在电阻法测回潮率时,电极间距、温度及棉层厚度对电阻测量的影响规律,建立以电阻、温度为输入变量的多元预测模型。实验结果表明:图像灰度特征与电阻高度相关且呈非线性关系,探明了棉层厚度对电阻测量的影响规律;电阻在电极间距为2~12 mm范围内呈显著正相关,解释了电极间距增大导致电阻测量误差扩大的内在机制,基于此,确立电极间距2 mm为最优检测参数,验证了该参数下不同品质棉花束纤维电阻无显著性差异(P>0.05)。进行32组4.44%~12.2%回潮率棉样实验,结果显示随机森林(Random forest,RF)模型预测精度最优,其R^(2)为0.99,均方根误差为0.24%。本研究突破传统松散团状棉纤维回潮率检测限制,实现了束状纤维回潮率快速测量,可为棉花断裂比强度等物理性能指标的精准补偿校正提供技术支撑。 展开更多
关键词 棉花束纤维 回潮率检测 电阻法 图像分析
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基于超表面透镜天线的小麦堆积密度测量方法研究
11
作者 秦瑶 朱嘉昊 +4 位作者 孙启翔 余威 蔡成欣 李明星 王其富 《现代电子技术》 北大核心 2025年第5期7-14,共8页
精确测量小麦堆积密度是仓储小麦数量核查的关键,对国家储粮数量评估、自然灾害或突发事件下粮食调配具有重要意义。为了实现对小麦堆积密度的快速、非接触、高精度测量,文中提出一种基于超表面透镜天线的小麦堆积密度测量方法。该方法... 精确测量小麦堆积密度是仓储小麦数量核查的关键,对国家储粮数量评估、自然灾害或突发事件下粮食调配具有重要意义。为了实现对小麦堆积密度的快速、非接触、高精度测量,文中提出一种基于超表面透镜天线的小麦堆积密度测量方法。该方法通过测量不同堆积密度的小麦样品在23.8~24.2 GHz频率范围内的复相对介电常数,分析小麦含水量、堆积密度与复相对介电常数之间的关系,提出小麦含水量无关系数用于减少含水量分布不均匀对于小麦堆积密度测量的影响,通过将小麦含水量无关系数与小麦堆积密度建立线性回归方程用于小麦堆积密度预测。在所选定的含水量与密度范围内选取100组小麦样品进行密度预测,预测结果的均方根误差(RMSE)为0.001 1 g/cm^(3),平均绝对误差(MAE)为0.001 0 g/cm^(3)。结果表明,所提出的基于超表面透镜天线的小麦堆积密度测量方法可以有效地测量小麦堆积密度。 展开更多
关键词 超表面透镜天线 相位梯度 小麦堆积密度 复相对介电常数 含水量无关系数 微波检测
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一种改进OSELM算法在片烟复烤过程水分在线检测中的应用
12
作者 张雷 马永帅 +5 位作者 洪斌斌 熊开胜 徐大勇 堵劲松 李银华 邹泉 《轻工学报》 北大核心 2025年第3期95-103,共9页
针对片烟复烤过程中关键质量指标出口烟叶含水率难以直接在线检测,且离线化验滞后严重的问题,提出一种改进在线序列极限学习机(Online Sequential Extreme Learning Machine,OSELM)的复烤干燥过程自适应建模方法,实时在线检测干燥区出... 针对片烟复烤过程中关键质量指标出口烟叶含水率难以直接在线检测,且离线化验滞后严重的问题,提出一种改进在线序列极限学习机(Online Sequential Extreme Learning Machine,OSELM)的复烤干燥过程自适应建模方法,实时在线检测干燥区出口烟叶的含水率。首先,采用专家知识与互信息方法选择与烟叶含水率相关性最强的辅助变量,增强模型的泛化能力并降低复杂度。然后,针对复烤过程的强非线性和显著时变特性,提出一种基于自适应遗忘因子的OSELM建模方法,设计的自适应遗忘因子策略能够根据复烤工况的变化动态迭代更新,以此增强软测量模型对复杂工况的在线跟踪能力。最后,基于某复烤厂的实际生产数据进行实验,结果表明,相较于传统软测量建模方法,本文方法具有较高的在线检测精度和响应速度,证明了该算法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 片烟 烟叶含水率 复烤机 互信息 软测量 在线序列极限学习机 在线检测
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滴灌方式下枣树测墒点布设位置研究
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作者 李侨 张华东 +1 位作者 殷彩云 孙三民 《塔里木大学学报》 2025年第1期67-75,共9页
土壤墒情是灌溉决策的前提,本研究通过田间试验观测了滴头附近4个不同采样点0~100 cm深度内土壤含水率的分布,采用R聚类分析、经典统计学t检验和地统计学方法确定了枣树在砂壤土中最佳测墒点布设位置。结果表明在不同灌溉量条件下,以滴... 土壤墒情是灌溉决策的前提,本研究通过田间试验观测了滴头附近4个不同采样点0~100 cm深度内土壤含水率的分布,采用R聚类分析、经典统计学t检验和地统计学方法确定了枣树在砂壤土中最佳测墒点布设位置。结果表明在不同灌溉量条件下,以滴头为中心坐标(0 cm,0 cm),不同深度处测定的土壤含水率给予位置坐标,其水平方向上监测点的布设不宜超过30 cm,根据地统计学克里金插值法确定T1处理最佳测墒点坐标为(25 cm,40 cm),其相对平均误差为0.69%;T2处理最佳测墒点坐标为(3 cm,73 cm),其相对平均误差为0.16%。最佳测墒点的确定其准确性和适用性较好,为枣田土壤水分传感器布设提供一定的参考。 展开更多
关键词 土壤墒情 监测点位置 显著性检验 枣树
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基于ESP32和MQTT协议在智能灌溉中的模块选型与优势分析
14
作者 刘子杨 谭峰 《农机使用与维修》 2025年第5期1-4,共4页
随着智能化技术的发展,提升资源利用效率具有重要意义。ESP32与基于MQTT协议的EMQX服务器进行交互,提供了安全可靠的通信机制,可更稳定地处理海量消息。充分利用ESP32与DHT11温湿度传感器、土壤湿度传感器协同工作,精确测量温室的温湿... 随着智能化技术的发展,提升资源利用效率具有重要意义。ESP32与基于MQTT协议的EMQX服务器进行交互,提供了安全可靠的通信机制,可更稳定地处理海量消息。充分利用ESP32与DHT11温湿度传感器、土壤湿度传感器协同工作,精确测量温室的温湿度、土壤湿度等信息,精准控制灌溉设备的运行。手机App可对环境进行实时监测,营造适宜的作物生长环境。该系统有效提升了灌溉智能化水平,实现了节水高效与精细化管理的目标。 展开更多
关键词 ESP32 温室环境 土壤湿度检测 智能灌溉
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基于双波段差分调制技术的快速水分仪研制
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作者 王为迪 汪磊 +1 位作者 张龙 刘崎 《红外技术》 北大核心 2025年第3期395-401,共7页
针对我国多行业水分检测需求,近红外光谱法虽具备非接触测量优势,但现有设备普遍存在体积大、功耗高、光信号调制困难等问题,且核心技术仍受国外垄断。本文提出了一种以1450 nm为检测波段、1200 nm为参比波段的LED作为测量光源的检测方... 针对我国多行业水分检测需求,近红外光谱法虽具备非接触测量优势,但现有设备普遍存在体积大、功耗高、光信号调制困难等问题,且核心技术仍受国外垄断。本文提出了一种以1450 nm为检测波段、1200 nm为参比波段的LED作为测量光源的检测方案,通过非分散红外技术研制了一种便携式近红外水分检测仪,并针对农作物进行了相关梯度的水分检测实验。实验结果表明,该仪器对农作物麦仁的含水率测试表现较好,水分含量区分度高,且仪器工作稳定。同时仪器响应速度快,光源频率调制方便,进一步优化后可广泛应用于无损、实时在线水分检测领域。 展开更多
关键词 非分散红外 水分检测 LED光源 便携式
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宽级配砾石土防渗料含水率快速检测试验研究
16
作者 郑星 敖大华 +2 位作者 张胜 魏伟琼 陈晓华 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第8期1775-1782,共8页
针对RM水电站宽级配砾石土防渗料,系统统计分析了大量含水率与级配试验数据,在掌握粗、细料含水率及级配规律的基础上,结合微波湿度法和加权法对全级配土料含水率快速检测进行了试验研究,结果表明:微波湿度法可以实现5 mm以下细颗粒土... 针对RM水电站宽级配砾石土防渗料,系统统计分析了大量含水率与级配试验数据,在掌握粗、细料含水率及级配规律的基础上,结合微波湿度法和加权法对全级配土料含水率快速检测进行了试验研究,结果表明:微波湿度法可以实现5 mm以下细颗粒土料含水率的快速准确检测,微波湿度法和加权法相结合可以快速获得全级配砾石土料的含水率,与传统烘干法试验结果相比,误差可以控制在±0.5%。整个检测过程可以控制在15min之内完成,可提升土料生产过程和填筑碾压过程的质量控制效率。 展开更多
关键词 宽级配砾石土 含水率 微波湿度法 加权法 快速检测
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基于红外光谱法对变压器油中含水量的检测
17
作者 刘阁 张孟威 +3 位作者 秦芳 陈彬 陈俊森 杨昊璋 《分析测试学报》 北大核心 2025年第5期919-924,共6页
水分含量的大小直接影响变压器油的电气性能和变压器安全,对变压器油含水量的检测是变压器安全运行的重要保障。该文通过制备不同水分梯度油样,并进行红外光谱检测,建立了变压器油中含水量、吸光度、吸收峰面积的多元线性回归数学模型,... 水分含量的大小直接影响变压器油的电气性能和变压器安全,对变压器油含水量的检测是变压器安全运行的重要保障。该文通过制备不同水分梯度油样,并进行红外光谱检测,建立了变压器油中含水量、吸光度、吸收峰面积的多元线性回归数学模型,并利用验证样对数学模型进行检验,提出了一种红外光谱法检测含水量的精确定量方法。结果表明含水变压器油红外光谱的吸收峰是水分子中羟基(—OH)吸收红外光能量产生振动所致,存在于变压器油中的水分子与水分子以及变压器油中某些添加剂之间发生氢键效应,使得电子云密度平均化,导致3600~3200 cm^(-1)处的吸收峰振动频率减小,红外吸收峰向低波数移动并变宽。油中含水量、3400 cm^(-1)处吸光度和3600~3200 cm^(-1)下的吸收峰面积三者间存在对应关系,所建立的三者间的量化关系模型的R^(2)=0.943,sig值为0.003(p<0.05),均方根误差(RMSE)仅为0.00512,实验样数据点均匀分布在回归平面上,模型拟合程度高,具有显著性,可以准确计算变压器油中的含水量。该方法提高了变压器油中水分定量检测的准确性,为变压器油中含水量的在线监测奠定了理论基础。 展开更多
关键词 红外光谱 变压器油 水分含量 定量检测 多元线性回归数学模型
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基于Stacking集成的籽棉回潮率信息融合检测方法研究
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作者 钱一夫 黄杰 +2 位作者 方亮 段宏伟 张梦芸 《农业机械学报》 北大核心 2025年第5期159-166,共8页
针对棉花采收和收购环节中籽棉回潮率检测工序复杂、受人工影响因素较大、检测精度低的问题,提出了一种基于电阻技术的信息融合检测方法。分别采集了环境温湿度以及籽棉电阻、密度与回潮率,分析了籽棉回潮率随环境温湿度变化规律,讨论... 针对棉花采收和收购环节中籽棉回潮率检测工序复杂、受人工影响因素较大、检测精度低的问题,提出了一种基于电阻技术的信息融合检测方法。分别采集了环境温湿度以及籽棉电阻、密度与回潮率,分析了籽棉回潮率随环境温湿度变化规律,讨论了籽棉密度对籽棉电阻检测的影响,确定了籽棉电阻与回潮率的关系。为了提高籽棉回潮率检测的精确性和稳定性,融合环境温湿度及籽棉电阻和密度作为特征变量,将“环境参数-物理特性-电学特性”进行数据关联;建立多元线性回归、支持向量回归、随机森林等5类回归模型,采用“模型竞争-集成优化”策略建立堆叠集成融合模型预测回潮率,实现了数据级和决策级的信息融合。结果表明,基于信息融合的堆叠集成模型为最优回潮率预测模型,在测试数据集上其决定系数R^(2)为0.994,平均绝对误差(MAE)为0.104%,均方根误差(RMSE)为0.151%,验证了信息融合检测方法的可靠性。该方法可为棉花采收打包和收购环节的回潮率检测提供数据支撑。 展开更多
关键词 籽棉回潮率 信息融合 堆叠集成融合模型 电阻检测 回归预测模型
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用于包裹内高含水率违禁品检测的ECT传感器优化设计
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作者 何永勃 陈聪 +1 位作者 张书豪 张一飞 《计量学报》 北大核心 2025年第8期1164-1171,共8页
电容层析成像(ECT)是一种有潜力的无辐射包裹内高含水率违禁品的检测方法。为了提高检测精度,设计了一种新型四面电容传感器构型,用于监测传送带上的包裹。根据电容测量动态范围指标、测量灵敏度、灵敏度均匀性和三维成像效果等性能评... 电容层析成像(ECT)是一种有潜力的无辐射包裹内高含水率违禁品的检测方法。为了提高检测精度,设计了一种新型四面电容传感器构型,用于监测传送带上的包裹。根据电容测量动态范围指标、测量灵敏度、灵敏度均匀性和三维成像效果等性能评价指标,通过改变电极面数量、电极数量参数优化传感器结构。实验结果表明:四面32电极布局的综合性能较优;对包裹内2种介电常数的物品位于6个典型位置,该传感器均能做出可视化判断,达到快速识别的目的。 展开更多
关键词 违禁品检测 高含水率 电容层析成像 多面阵列电极 三维成像 快速筛查
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基于含水率变化的气体射流冲击干燥过程温度自适应控制系统 被引量：4
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作者 杨涛庆 郑霞 +2 位作者 肖红伟 单春会 张继凯 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期52-62,共11页
为了给变温干燥工艺提供新的技术支持,实现基于含水率变化的干燥温度自适应控制,该研究设计了具有物料含水率在线检测功能的温度自适应控制系统。采用卷积神经网络建立了以质量检测值、气流冲击速度、称重传感器弹性基体温度、气流冲击... 为了给变温干燥工艺提供新的技术支持,实现基于含水率变化的干燥温度自适应控制,该研究设计了具有物料含水率在线检测功能的温度自适应控制系统。采用卷积神经网络建立了以质量检测值、气流冲击速度、称重传感器弹性基体温度、气流冲击距离为输入,物料真实质量为输出的含水率在线检测模型。进行了含水率在线检测模型验证试验。结果表明,该模型满足变温干燥工艺中含水率在线检测的精度要求,5组含水率在线检测模型验证试验的决定系数R2和均方根误差RMSE依次为0.993 4和1.20%。该文设计了改进神经网络-PID(improved neural network-PID,INN-PID)控制器来实现变温干燥工艺中的温度控制。在MATLAB软件中以单位阶跃信号为输入对PID、神经网络-PID(neural network-PID,NN-PID)和INN-PID控制器的动态性能进行仿真。对3种控制器分别进行了50~55℃的干燥温度控制试验。结果表明,在仿真试验中,INN-PID控制器的控制稳定性和调节时间均显著优于另外两种控制器;干燥温度控制试验结果与仿真结果存在近似相同的规律,INN-PID控制器的峰值时间是208.00 s,调节时间是120.59 s,最大超调量是4.87%,满足变温干燥过程中温度控制的要求。该研究在气体射流冲击干燥机中搭建了温度自适应控制系统,进行了基于含水率变化的温度自适应控制试验。结果表明,该系统可以对基于含水率变化的变温干燥工艺中的干燥温度进行快速且有效的调节。该研究对提高干燥设备的自动化水平以及开发新的变温干燥工艺具有重要意义,对其他领域的多信息融合检测和控制策略研究提供参考。 展开更多
关键词 含水率 在线检测 变温干燥 自适应 控制器
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