长江中游地区油菜生产全程机械化技术进展与建议 被引量：8

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作者 郑娟 黄凰 +4 位作者 廖宜涛 王磊 袁佳诚 林建新 廖庆喜 《中国油料作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期245-259,共15页

油菜是我国重要的油料作物,长江中游地区湖北、湖南、江西三省光温资源丰富、越冬春化条件适宜,是我国油菜的主要种植区,播种面积约占全国总面积的42%,且保有冬闲田面积超3467千公顷,极具发展潜力。长江中游地区三省油菜耕种收综合机械... 油菜是我国重要的油料作物,长江中游地区湖北、湖南、江西三省光温资源丰富、越冬春化条件适宜,是我国油菜的主要种植区,播种面积约占全国总面积的42%,且保有冬闲田面积超3467千公顷,极具发展潜力。长江中游地区三省油菜耕种收综合机械化率均高于全国平均水平,全程机械化发展在全国冬油菜产区具有引领示范作用。为此,本文分析了长江中游地区油菜产业的基本情况和现存问题,对耕整地、播种、收获关键环节机械化和智能化技术进行梳理,形成可推广的油菜生产全程机械化技术路线。比较分析该地区冬闲田油菜生产“耕、种、收”环节的技术需求特点、推广应用难点,明确该地区冬闲田油菜生产技术模式呈半机械化、机械化到智能化的发展趋势。各环节的技术发展路径依次为“防堵防黏防缠绕、高速高效低耗”的机械化耕整地技术,一次性完成多道作业工序的耕播集成技术,高效低耗低损的油菜机械化收获技术,联合收获和分段收获协同发展,油菜多功能开发利用的饲用、菜用、肥用机械化技术和油菜生产智能化技术应加快研发应用。为积极响应国家油料作物扩种的要求和实现2025年油菜机械化水平提升的目标,提出了长江中游地区冬闲田油菜全程机械化技术推广应用的若干政策建议。 展开更多

关键词 油菜 全程机械化 耕整地 播种 收获 进展

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基于改进一维卷积神经网络模型的蛋清粉近红外光谱真实性检测

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作者 祝志慧 李沃霖 +4 位作者 韩雨彤 金永涛 叶文杰 王巧华 马美湖 《食品科学》 北大核心 2025年第6期245-253,共9页

引入近红外光谱检测技术,构建改进一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural network,1D-CNN)蛋清粉真实性检测模型。该模型基于1D-CNN模型,无需对光谱数据进行预处理;同时在网络中加入有效通道注意力模块和一维全局平均... 引入近红外光谱检测技术,构建改进一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural network,1D-CNN)蛋清粉真实性检测模型。该模型基于1D-CNN模型,无需对光谱数据进行预处理;同时在网络中加入有效通道注意力模块和一维全局平均池化层,提高模型提取光谱特征的能力,减少噪声干扰。结果表明,改进后的EG-1D-CNN模型可判别蛋清粉样本的真伪,对于掺假蛋清粉的检测率可达到97.80%,总准确率(AAR)为98.93%,最低检测限(LLRC)在淀粉、大豆分离蛋白、三聚氰胺、尿素和甘氨酸5种单掺杂物质上分别可达到1%、5%、0.1%、1%、5%,在多掺杂中可达到0.1%~1%,平均检测时间(AATS)可达到0.004 4 s。与传统1D-CNN网络结构及其他改进算法相比,改进后的EG-1D-CNN模型在蛋清粉真实性检测上具有更高精度,检测速度快,且模型占用空间小,更适合部署在嵌入式设备中。该研究可为后续开发针对蛋粉质量检测的便携式近红外光谱检测仪提供一定的理论基础。 展开更多

关键词 蛋清粉 近红外光谱 真实性检测 一维卷积神经网络 深度学习

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油菜种植耕整地技术装备研究与发展 被引量：39

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作者 张青松 廖庆喜 +3 位作者 肖文立 刘晓鹏 魏国粱 刘立超 《中国油料作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期702-711,共10页

油菜是我国重要的油料作物,耕整地作为油菜种植的首要环节尤为重要。本文阐述了世界主要油菜产区及我国冬、春油菜产区种植概况及特征,分析了国内外油菜种植区耕作体系,系统总结了油菜种植主要耕整地技术及配套装备研究进展,包括种床整... 油菜是我国重要的油料作物,耕整地作为油菜种植的首要环节尤为重要。本文阐述了世界主要油菜产区及我国冬、春油菜产区种植概况及特征,分析了国内外油菜种植区耕作体系,系统总结了油菜种植主要耕整地技术及配套装备研究进展,包括种床整理技术、深施肥技术、秸秆还田技术、降附减阻防堵技术和耕整地智能化技术及其配套装备,指出了油菜种植耕整地技术难点与发展趋势。 展开更多

关键词 油菜 耕整地技术 耕层 发展趋势

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基于机器学习的农田土壤抗剪强度参数检测方法研究

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作者 于艳艳 朱龙图 刘鹤 《农机化研究》 北大核心 2025年第1期7-15,共9页

土壤抗剪强度参数包括粘聚力和内摩擦角,是评价土壤侵蚀敏感性和反映耕层耕作性能的重要指标。为实现农田土壤抗剪切强度参数的快速检测,提出了一种基于机器学习的土壤抗剪切强度参数检测方法。以STM32单片机为核心处理器,采用圆锥杆、... 土壤抗剪强度参数包括粘聚力和内摩擦角,是评价土壤侵蚀敏感性和反映耕层耕作性能的重要指标。为实现农田土壤抗剪切强度参数的快速检测,提出了一种基于机器学习的土壤抗剪切强度参数检测方法。以STM32单片机为核心处理器,采用圆锥杆、滚珠丝杆滑台、三角支架等构建土壤数据采集装置,利用DYMH-103柱式压力传感器和FlexiForce薄膜传感器分别检测圆锥杆贯入土壤的锥尖阻力和锥侧压力,采用CSF11土壤水分传感器获取土壤含水率信息,通过多传感器数据特征向量提取构建建模数据集。数据集相关性分析结果表明:土壤抗剪强度参数与锥尖阻力、锥侧压力和土壤含水率之间具有明显相关性。利用蒙特卡罗交叉验证(Monte Carlo Cross Validation,MCCV)剔除了数据集中的4个异常样本;同时,提出了一种ELM-PLSR组合建模算法,以决定系数R^(2)和RPD为评价指标,对比评估了ELM、PLSR和ELM-PLSR 3种不同机器学习模型,结果表明:ELM-PLSR模型预测性能优于ELM模型和PLSR模型;检测粘聚力时,对应的R^(2)、RPD分别为0.919和3.475;检测内摩擦角时,对应的R 2和RPD分别为0.910和3.304。研究结果可为土壤抗剪强度参数快速测量提供参考。 展开更多

关键词 机器学习 土壤抗剪强度 多传感器 特征向量 预测模型

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莲藕表皮力学特性试验研究

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作者 陈亚欣 曾荣 +3 位作者 陈龙 唐楠锐 张妮 张国忠 《甘肃农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期304-312,共9页

【目的】探究莲藕机械去皮技术,对用于深加工的主藕体外部形状以及表皮力学特性进行了试验研究。【方法】以广泛种植的鄂莲5号主藕体为对象,测量其外形轮廓并进行了统计分析。采用质构仪,以去皮切削极限力为评价指标,以切削方向、取样... 【目的】探究莲藕机械去皮技术,对用于深加工的主藕体外部形状以及表皮力学特性进行了试验研究。【方法】以广泛种植的鄂莲5号主藕体为对象,测量其外形轮廓并进行了统计分析。采用质构仪,以去皮切削极限力为评价指标,以切削方向、取样部位、加载速度为试验因素,开展了全因素试验;以拉伸断裂极限强度为评价指标,以取样部位、拉伸方向为影响因素,开展了全因素试验。【结果】三节主藕体长、宽、高为98.16~238.57 mm、62.51~91.11 mm、57.57~86.48 mm,表皮湿基含水率为80.46%~86.28%;莲藕不同截面孔边距以及内凹外观特性呈现出由最大截面向两端递减的趋势,莲藕去皮厚度t应满足t<3.00 mm。轴向平均切削力分别为(9.13±1.55)、(11.31±1.48)、(12.06±1.10)N,周向平均切削力分别为(10.21±1.97)、(12.88±2.45)、(12.28±1.42)N;取样部位、加载速度对去皮切削力均影响极显著,切削方向对去皮切削力影响显著;三节主藕体藕皮轴向平均拉伸强度分别为(1.41±0.15)、(1.29±0.260)、(1.08±0.22)MPa,周向平均拉伸强度分别为(0.62±0.09)、(0.67±0.25)、(0.71±0.19)MPa;方向对藕皮拉伸强度影响极显著,藕皮轴向拉伸强度大于周向。【结论】沿周向设计仿形机械去皮机构,通过提高切削速度以减小切削阻力,提高机械去皮效率。 展开更多

关键词 莲藕 去皮加工 剪切力 拉伸强度 力学特性

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集排离心式油菜精量排种器充种控制方法与试验 被引量：6

6

作者 王都 舒彩霞 +3 位作者 廖宜涛 廖庆喜 郑娟 张恺 《甘肃农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期182-189,共8页

【目的】针对集排离心式油菜精量排种器田间工作时充种状态不稳定,易造成播种量不均匀的问题,设计一种“沙漏通道”型充种管,改进内锥筒结构,实现排种器种子流可控.【方法】运用离散元仿真分析确定充种管控流截面最佳内径.单因素试验优... 【目的】针对集排离心式油菜精量排种器田间工作时充种状态不稳定,易造成播种量不均匀的问题,设计一种“沙漏通道”型充种管,改进内锥筒结构,实现排种器种子流可控.【方法】运用离散元仿真分析确定充种管控流截面最佳内径.单因素试验优化内锥筒结构,总排量与转速匹配试验确定排种器总排量与内锥筒转速之间的关系.【结果】随着内锥筒有效容积减小,排种器总排量稳定性变异系数逐渐减小,各行排量一致性变异系数先减小后增大;当内锥筒有效容积为0.429 L时,各行排量一致性变异系数达到最小值4.63%,此时总排量稳定性变异系数为5.53%;在充种管控流截面内径为8 mm、内锥筒有效容积为0.429 L条件下,排种器工作转速为90~160 r/min,总排量在25~69 g/min内可调.田间试验表明,优化后的排种器播种出苗后,株距均匀性变异系数为20.75%,各行植株分布变异系数为21.35%.【结论】优化后的充种管和内锥筒可实现对种子流的有效控制. 展开更多

关键词 油菜 离心式排种器 沙漏型充种管 离散元仿真 内锥筒有效容积

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油菜垄作精量联合直播机起垄装置设计与试验 被引量：7

7

作者 张青松 廖宜涛 +1 位作者 陶威 廖庆喜 《甘肃农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期181-189,共9页

【目的】针对长江中下游冬播油菜种植区降雨量充沛,机械直播作业厢面宽而不平易导致厢面积水发生渍害,影响油菜生长,为提高油菜直播成苗率并增加油菜生长透气透水透光,提出了油菜机械直播垄作的耕整方案,设计了一种油菜垄作精量联合直... 【目的】针对长江中下游冬播油菜种植区降雨量充沛,机械直播作业厢面宽而不平易导致厢面积水发生渍害,影响油菜生长,为提高油菜直播成苗率并增加油菜生长透气透水透光,提出了油菜机械直播垄作的耕整方案,设计了一种油菜垄作精量联合直播机起垄装置,通过起垄作业减少厢面宽度,增加畦沟数量利于雨水及时排出.【方法】根据油菜种植开沟起垄、平土整形要求,确定了起垄犁的收土曲面、整形挡板及平整拖板的关键结构参数.【结果】基于EDEM仿真试验得出了机组作业速度、旋耕深度、整形挡板倾角对起垄装置作业的影响规律,确定了较优参数范围为:机具作业速度0.55~0.75 m/s,旋耕深度90~110 mm,整形挡板倾斜角44°.田间试验结果表明:在两种作业工况下,油菜垄作精量联合直播机起垄装置均能形成符合要求的稳定畦沟和垄型,平均垄宽544.2~587.3 mm,平均垄高203.3~212.7 mm,平均垄面平整度12.5~18.3 mm,畦沟沟宽302.3~338.9 mm,表明油菜垄作精量联合直播机起垄装置在起垄犁和平整拖板配合作业下,实现了开沟起垄、平土整形功能,且功耗测试表明,起垄装置作业功耗消耗较小,油菜直播机作业时增加起垄装置,未明显增加整机作业功耗.【结论】该研究为油菜垄作起垄装置设计和农机农艺结合提供参考. 展开更多

关键词 油菜 垄作 起垄装置 仿真分析 田间试验

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螺旋推进式挖藕机的设计与试验 被引量：12

8

作者 冯闯闯 周勇 +4 位作者 涂鸣 柯烩彬 陈行 吴昊 焦俊 《甘肃农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期191-199,共9页

【目的】为提高莲藕采收机械的机动性、减轻劳动强度、提高莲藕采挖收获效率,解决莲藕收获难题.【方法】设计了一种自主行走的螺旋推进式挖藕机,主要结构包括螺旋推进底盘和喷流装置等.以挖掘深度、莲藕浮出率为试验指标,以行走速度、... 【目的】为提高莲藕采收机械的机动性、减轻劳动强度、提高莲藕采挖收获效率,解决莲藕收获难题.【方法】设计了一种自主行走的螺旋推进式挖藕机,主要结构包括螺旋推进底盘和喷流装置等.以挖掘深度、莲藕浮出率为试验指标,以行走速度、喷射角度、喷头与泥面距离为试验因素,开展了全因素试验,分析各因素对作业质量的影响规律和寻求最佳参数组合.【结果】当整机前进速度为0.1 m/s,喷射角度为60°,喷头与泥面距离为-100 mm时,挖掘深度为424 mm,莲藕浮出率为100%,此时挖藕机性能达到最佳.【结论】该挖藕机行走稳定,作业性能较优,满足设计要求.该螺旋推进式底盘还能应用于水田行走装备等领域的研究. 展开更多

关键词 莲藕 机械化 设计 螺旋推进 水射流 挖掘

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牛粪炭吸附NH4+的动力学和热力学行为 被引量：9

9

作者 吕敏 吴雪双 +3 位作者 刘俊怡 张书 林杉 曹红亮 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期26-32,共7页

将牛粪在200~700℃范围内热解炭化,制备出不同理化结构的牛粪炭样本,并设计牛粪炭对NH4+的固液相批量吸附实验,结合动力学和热力学吸附模型,研究牛粪炭对NH4+的吸附过程和行为。结果表明:牛粪炭对NH4+的吸附能力不随炭化温度的升高而单... 将牛粪在200~700℃范围内热解炭化,制备出不同理化结构的牛粪炭样本,并设计牛粪炭对NH4+的固液相批量吸附实验,结合动力学和热力学吸附模型,研究牛粪炭对NH4+的吸附过程和行为。结果表明:牛粪炭对NH4+的吸附能力不随炭化温度的升高而单调递增,400℃牛粪炭吸附能力最强,而后依次是300℃>700℃>600℃>500℃>200℃,相应的平衡吸附量分别为:2.2499、2.0101、1.9149、1.8502、1.6198、1.5351 mg/g;牛粪炭对NH4+的吸附过程,主要受扩散步骤控制,但非内扩散过程控制,而是由NH4+在炭颗粒表面的界面扩散、吸附以及输运过程等界面行为综合决定;牛粪炭对NH4+的吸附是空间孔隙结构和表面活性基团共同作用的结果,以单分子层的表面吸附为主导,同时存在多层物理吸附。 展开更多

关键词 吸附 动力学 热力学 生物炭 铵态氮 牛粪

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犁旋式秸秆还田联合作业机设计与试验 被引量：7

10

作者 张文良 杜俊 +5 位作者 张居敏 刘政源 李栋 李支轶 骆双成 夏俊芳 《甘肃农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期190-200,208,共12页

【目的】针对长江中下游稻油轮作地区土壤黏重、秸秆量大,传统耕整机械作业后土壤环境不能完全满足种子着床扎根的问题,设计了一款集防缠草、破土犁耕、秸秆旋埋、碎土、平地等多项功能于一体的秸秆犁旋还田联合作业机.【方法】为了满... 【目的】针对长江中下游稻油轮作地区土壤黏重、秸秆量大,传统耕整机械作业后土壤环境不能完全满足种子着床扎根的问题,设计了一款集防缠草、破土犁耕、秸秆旋埋、碎土、平地等多项功能于一体的秸秆犁旋还田联合作业机.【方法】为了满足破土犁耕功能开展了犁体结构设计和参数优化,对犁体和旋耕刀辊进行了合理排布,重点探究了两种不同的犁体和旋埋的相互配合作用过程.【结果】田间试验表明:犁耕作业可有效增加耕深,降低功率消耗,单独旋埋深度仅能达到15.7 cm,但犁耕作业后旋埋,两种犁体旋埋深度分别增加到17.8、17.6 cm,旋埋功率反而减少了0.45 kW、0.5 kW;犁旋联合作业功率较先犁耕后旋埋的二次作业功率之和减少了23.3%、17.6%;秸秆埋覆率为90.5%和89.8%;【结论】该机可适应秸秆量大的田块耕整,犁耕深度、旋埋深度、耕深稳定性、平整度等各作业性能均满足耕整地的农艺要求. 展开更多

关键词 农业机械 秸秆还田 防缠草 犁体 旋埋 联合作业

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芋头压缩和剪切特性试验研究 被引量：9

11

作者 张梦月 周勇 +4 位作者 张国忠 刘德柱 柯烩彬 陈行 冯闯闯 《甘肃农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期206-212,共7页

【目的】降低芋头在收获和运输过程中的损坏.【方法】以山东小芋头‘8520’品种为试验材料,用快速卤素水分测定仪测芋头的含水率,利用TMS-PRO质构仪对芋头样品进行压缩,分析计算得出芋头的弹性模量参数,利用微机控制电子万能试验机,对... 【目的】降低芋头在收获和运输过程中的损坏.【方法】以山东小芋头‘8520’品种为试验材料,用快速卤素水分测定仪测芋头的含水率,利用TMS-PRO质构仪对芋头样品进行压缩,分析计算得出芋头的弹性模量参数,利用微机控制电子万能试验机,对整块芋头在4种不同加载速率下,进行不同加载方向的压缩和剪切试验,测得加载力-位移曲线,运用SPSS软件分析力学特性变化规律.【结果】湿基含水率为77.73%的芋头,弹性模量为3.78 MPa,整块芋头在压缩状态下,加载方向和加载速率对芋头破裂力有极显著影响,芋头损伤的最小破裂力为433.7 N;整块芋头在剪切状态下,加载方向和加载速率对剪断力无显著性影响,芋头损伤的最小切断力为328.4 N.【结论】试验分析结果可为芋头的机械化收获、运输等提供理论依据. 展开更多

关键词 芋头 弹性模量 压缩试验 剪切试验

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基于ORC的柴油机排气余热回收蒸发器传热特性试验与数值分析 被引量：4

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作者 张国涛 柯烩彬 +3 位作者 牛婷婷 胡大伟 曾荣 涂鸣 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期54-62,共9页

针对某款柴油机排气余热能量,试制一种板翅式蒸发器并建立热力学模型,通过柴油机排气余热台架试验数据验证模型的准确性与有效性,分析有机朗肯循环(ORC)R245fa工质流量与柴油机排气流量的匹配关系及对蒸发器传热特性和ORC性能的影响。... 针对某款柴油机排气余热能量,试制一种板翅式蒸发器并建立热力学模型,通过柴油机排气余热台架试验数据验证模型的准确性与有效性,分析有机朗肯循环(ORC)R245fa工质流量与柴油机排气流量的匹配关系及对蒸发器传热特性和ORC性能的影响。结果表明:在各转速满载工况下,工质流量可在有效工作区间内连续变化,而不必局限于某一指定流量,在该区间内蒸发器及ORC输出净功率和热效率均能保持较好的热力性能;蒸发器传热能力主要受工质影响,在低转速小流量时,蒸发器效能和传热单元数较高,但蒸发器传热系数和传热面积的乘积(UA)和回收的排气能量较低,限制了ORC在低转速一般工况下的应用,在高转速大流量时,传热单元数较低,但UA值和排气余热能量较高,可回收较多的排气余热能量。 展开更多

关键词 朗肯循环 蒸发器 传热特性 数值分析

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基于近红外光谱的腌制期咸鸭蛋理化指标无损检测 被引量：3

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作者 田文强 王巧华 +5 位作者 徐步云 陈远哲 肖仕杰 范维 林卫国 刘世伟 《食品科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期319-326,共8页

以高邮麻鸭蛋为研究对象,采集整个腌制期咸鸭蛋近红外光谱数据,对比测定其理化指标值,建立咸鸭蛋关键品质指标(蛋黄含水率、蛋黄氯化钠浓度和咸蛋黄指数)的无损快速检测模型。为尽可能削弱外部其他因素对样本光谱采集过程的影响,使用多... 以高邮麻鸭蛋为研究对象,采集整个腌制期咸鸭蛋近红外光谱数据,对比测定其理化指标值,建立咸鸭蛋关键品质指标(蛋黄含水率、蛋黄氯化钠浓度和咸蛋黄指数)的无损快速检测模型。为尽可能削弱外部其他因素对样本光谱采集过程的影响,使用多元散射校正、归一化等预处理方法,结合竞争性自适应重加权算法(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)、连续投影算法(successive projections algorithm,SPA)和非信息变量剔除(uninformative variables elimination,UVE)3种特征选择算法建立偏最小二乘回归模型,并在一次特征波段选取基础上提取二次特征波长,再建立偏最小二乘回归模型。结果表明,蛋黄含水率、蛋黄氯化钠浓度和咸蛋黄指数的最优波长选择方法均是二次特征波段提取法UVE+SPA,发现二次特征波段选择综合表现最优。经对比分析,蛋黄含水率、蛋黄氯化钠浓度、咸蛋黄指数最优模型结构分别是标准化-UVE+SPA-PLSR、卷积平滑-UVE+SPA-PLSR、均值中心化-UVE+SPA-PLSR,训练集相关系数分别为0.9334、0.8978和0.9286,预测集相关系数分别为0.9276、0.9085和0.9163。本研究建立的光谱模型能实现对腌制期咸鸭蛋理化指标的无损检测。 展开更多

关键词 近红外光谱 咸鸭蛋 无损检测 品质 理化值

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不同制备条件下油菜秸秆生物炭用作缓释载体的综合评价 被引量：3

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作者 徐洋 任奕林 +3 位作者 王浩杰 黄秋航 邢博源 曹红亮 《浙江农业学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期893-902,共10页

为量化评价油菜秸秆生物炭用作缓释载体的潜力,采用高温裂解法,在不同磷酸体积分数(5%、10%、15%)、热解温度(450、550、650℃)和保温时长(40、80、120 min)下制备生物炭,探究其表面形态、官能团组成和理化特性的变化规律,在此基础上引... 为量化评价油菜秸秆生物炭用作缓释载体的潜力,采用高温裂解法,在不同磷酸体积分数(5%、10%、15%)、热解温度(450、550、650℃)和保温时长(40、80、120 min)下制备生物炭,探究其表面形态、官能团组成和理化特性的变化规律,在此基础上引入灰色关联法,综合评价其用作缓释载体的潜力。结果表明,随着磷酸体积分数、热解温度和保温时长的增加,生物炭的炭得率、含水率、挥发分逐渐减小,而灰分、固定碳逐渐增大。基于灰色关联度分析结果,综合考虑各因素对产率的影响,当磷酸的体积分数为10%、热解温度为450℃、保温时长为80 min时,制备的生物炭用作缓释载体的潜力最大。 展开更多

关键词 生物炭 理化性质 缓释潜力 灰色关联法 油菜秸秆

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基于高光谱图像信息融合的红提糖度无损检测 被引量：12

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作者 高升 王巧华 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期1574-1584,共11页

红提糖度是重要的内部品质衡量指标,传统的检测方法均为破坏性生化检测,本文基于高光谱成像技术,提出了一种基于高光谱信息融合的红提糖度含量无损检测方法。采集并提取260个红提样本的光谱信息和图像信息,对光谱信息分别利用SNV、S-G... 红提糖度是重要的内部品质衡量指标,传统的检测方法均为破坏性生化检测,本文基于高光谱成像技术,提出了一种基于高光谱信息融合的红提糖度含量无损检测方法。采集并提取260个红提样本的光谱信息和图像信息,对光谱信息分别利用SNV、S-G等光谱预处理方法建立PLSR模型,确定最好的光谱预处理方法,分别采用一次降维(GA、CARS、IRIV)算法和组合降维算法(CARS-SPA、IRIV-SPA、GA-SPA)共六种降维方法对光谱信息进行特征变量提取;获取灰度共生矩阵的图像纹理信息,结合图像的颜色信息(R、G、B、H、S、V、L、a、b),组成19个图像特征参数,采用PCA算法对图像信息进行降维,分别建立基于降维处理后的光谱信息、图像信息以及两者融合的红提糖度线性预测模型PLSR、非线性预测模型LSSVM,并对比分析模型的优劣。结果表明,若只利用光谱信息建模,IRIV-SPA可有效地提取红提糖度光谱信息的特征波长,提高模型的预测性能;若只利用图像信息进行建模,模型的预测性能不好,PCA降维有效地提高了模型的预测性能,但提高的性能有限;将IRIV-SPA特征波段提取后的光谱和经PCA降维后的图像信息进行融合,分别建立PLSR和LSSVM模型,红提糖度的最优PLSR模型的校正集和预测集相关系数分别为0.943,0.941;红提糖度的最优LSSVM模型的校正集和预测集相关系数分别为0.954,0.952。LSSVM所建模型的效果好于PLSR所建模型,但模型的运算时间较长。两种模型的精度均比单方面基于光谱或图像信息的模型都有较大的提高,表明融合高光谱图像的光谱与图像信息不仅可以提高模型的运算速度、简化模型,同时有效地提高了红提糖度预测性能,为红提糖度的检测找到了一种新的方法。 展开更多

关键词 红提 高光谱成像 糖度 信息融合 无损检测

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皮蛋凝胶品质含水率和弹性的高光谱预测及其可视化 被引量：7

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作者 陈远哲 王巧华 +1 位作者 高升 梅璐 《食品科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期324-331,共8页

采用高光谱成像技术对出缸期皮蛋凝胶品质的含水率和弹性进行可视化检测与不同品质预测。首先,采集合格、优质皮蛋的高光谱信息,对比测定其含水率和弹性,对皮蛋原始光谱数据进行卷积平滑、一阶导数、卷积平滑和一阶导数变换,分析不同预... 采用高光谱成像技术对出缸期皮蛋凝胶品质的含水率和弹性进行可视化检测与不同品质预测。首先,采集合格、优质皮蛋的高光谱信息,对比测定其含水率和弹性,对皮蛋原始光谱数据进行卷积平滑、一阶导数、卷积平滑和一阶导数变换,分析不同预处理光谱数据与含水率和弹性数值的相关性;采用蒙特卡罗偏最小二乘法分析并剔除异常值,利用光谱-理化值共生距离法划分样本集,结合连续投影算法(successive projection algorithm,SPA)和无信息消除(uninformative variable elimination,UVE)法选取特征波长,并建立多元逐步回归(multiple stepwise regression,MSR)模型,预测出缸期皮蛋凝胶品质的含水率和弹性。结果表明:预测含水率的最优模型为UVEMSR,其决定系数R2和均方根误差分别为0.882、0.583,相对分析误差(relative percent deviation,RPD)为2.1;预测弹性的最优模型为SPA-MSR,其决定系数R2和均方根误差分别为0.903、0.348,RPD为2.2。然后,利用上述最优模型,计算出缸期皮蛋高光谱图像每个像素点的含水率和弹性值,生成可视化分布图,实现皮蛋凝胶品质含水率和弹性的可视化检测。最后,利用竞争性自适应权重取样法挑选特征波长,建立BP神经网络不同品质预测模型,获得98.3%的总识别准确率。 展开更多

关键词 皮蛋 含水率 弹性 高光谱成像

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基于离散元法的水稻种子含水率表征方法 被引量：5

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作者 胡毅 杜俊 +2 位作者 杨全军 夏俊芳 梅志雄 《甘肃农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期171-177,共7页

【目的】针对离散元仿真软件EDEM中的输入参数缺少含水率,无法对水稻种子的物理特性进行准确描述的问题,探究表征种子含水率的参数并提出标定方法.【方法】利用圆筒试验法和EDEM仿真试验,找到了1种用颗粒间静摩擦系数来表征水稻含水率... 【目的】针对离散元仿真软件EDEM中的输入参数缺少含水率,无法对水稻种子的物理特性进行准确描述的问题,探究表征种子含水率的参数并提出标定方法.【方法】利用圆筒试验法和EDEM仿真试验,找到了1种用颗粒间静摩擦系数来表征水稻含水率的方法,并进行了验证.首先进行了5种不同含水率的水稻种子物理特性试验,验证含水率对水稻种子物理特性的影响,为仿真所需的输入参数提供依据.随后利用圆筒法测量水稻种子堆积角,得到堆积角与含水率的关系,并在EDEM软件中重复该过程,通过单因素重复试验找到对堆积角影响最显著的参数为颗粒间静摩擦系数,得到堆积角与颗粒间静摩擦系数的关系.【结果】颗粒间静摩擦系数为水稻种子含水率的表征参数,其误差小于5%.【结论】在EDEM软件中用颗粒间静摩擦系数表征水稻种子含水率的方法可行,并为其他种子在EDEM软件中含水率的表征提供了思路. 展开更多

关键词 离散元 水稻种子 含水率 种间静摩擦系数 标定

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二维相关光谱图像结合深度学习用于皮蛋成熟度的高光谱无损检测 被引量：1

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作者 陈远哲 王巧华 +2 位作者 范维 刘世伟 林卫国 《食品科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第24期286-296,共11页

利用高光谱成像技术对腌制期不同成熟度皮蛋进行无损检测。首先,在时间序列下基于一维光谱和二维相关光谱法分别确定最优波段研究区域;进而,对比传统机器学习和改进后的ResNet20_SE模型在最优波段的模型效果,发现改进后的ResNet20_SE模... 利用高光谱成像技术对腌制期不同成熟度皮蛋进行无损检测。首先,在时间序列下基于一维光谱和二维相关光谱法分别确定最优波段研究区域;进而,对比传统机器学习和改进后的ResNet20_SE模型在最优波段的模型效果,发现改进后的ResNet20_SE模型最优,对同步光谱数据集的整体识别准确率可以达到97.29%,且单张图像平均检测时间为24.62 ms;最后,采用较优的同步光谱集ResNet20_SE模型应用于高光谱图像中,计算每个像素点的数值,并辅以伪彩色技术实现腌制期皮蛋成熟度的空间分布可视化检测。结果表明,高光谱成像技术结合深度学习可以实现皮蛋腌制期成熟度的无损检测,能为后期皮蛋成熟度的高通量在线分选奠定技术基础。 展开更多

关键词 皮蛋 二维相关光谱 高光谱技术 深度学习

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基于机器视觉的红提串无损检测及分级 被引量：4

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作者 施行 王巧华 +2 位作者 顾伟 王贤波 高升 《食品科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第18期232-239,共8页

为实现整串红提的紧实度无损检测和分级,提出基于机器视觉检测的分级方法,通过工业摄像头采集新鲜红提串的彩色(red green and blue,RGB)和近红外图像,对整串红提RGB图像的三通道进行提取,采用归一化GB色差法提取红提图像中的果梗,运用... 为实现整串红提的紧实度无损检测和分级,提出基于机器视觉检测的分级方法,通过工业摄像头采集新鲜红提串的彩色(red green and blue,RGB)和近红外图像,对整串红提RGB图像的三通道进行提取,采用归一化GB色差法提取红提图像中的果梗,运用形态学重构及局部亮度极大值方法定位红提串中的各个果粒中心,同时提取每串红提的质心,选取果梗面积、红提果粒个数与果串面积之比、红提果粒与红提质心距离之和与果粒个数之比等特征参数,分别建立基于线性判别分析、集成学习算法和支持向量机的紧实度分类模型,经检验支持向量机模型分类效果最佳,应用该模型对130串红提进行紧实度检测和分类,分级正确率94.6%。结果表明该方法可为后续葡萄品质及产量预测提供参考。 展开更多

关键词 红提 紧实度 归一化GB色差法 形态学重构

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原料蛋的新鲜度对腌制期皮蛋品质的影响 被引量：2

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作者 田雅宁 陈远哲 王巧华 《食品科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第21期1-7,共7页

为明确原料蛋的新鲜度对皮蛋腌制期间凝胶品质与蛋壳膜超微结构的影响,本实验以不同新鲜度的鸭蛋为原料,采用相同方法腌制皮蛋。通过扫描电子显微镜观察获取蛋壳膜的超微结构图像,并利用Image J软件进行处理获取蛋壳膜数据,同时测定皮... 为明确原料蛋的新鲜度对皮蛋腌制期间凝胶品质与蛋壳膜超微结构的影响,本实验以不同新鲜度的鸭蛋为原料,采用相同方法腌制皮蛋。通过扫描电子显微镜观察获取蛋壳膜的超微结构图像,并利用Image J软件进行处理获取蛋壳膜数据,同时测定皮蛋凝胶理化和质构指标,探究蛋壳膜孔隙度、凝胶pH值及含水率与凝胶质构参数硬度及弹性的变化规律及相关性。结果表明,在腌制的过程中,皮蛋蛋清的pH值呈现先下降后缓慢升高再急剧降低的趋势;皮蛋凝胶的硬度及弹性均呈现波动变化的趋势。原料蛋新鲜度越低,蛋壳膜孔隙度越高,腌制皮蛋成品的周期越短。蛋壳膜孔隙度与原料蛋新鲜度存在极显著负相关关系(P<0.01),与凝胶硬度呈现极显著正相关(P<0.01),与凝胶弹性呈现显著正相关(P<0.05)。原料蛋新鲜度的降低对作为腌制液渗透通道的蛋壳膜产生影响,进而使皮蛋的品质产生差异,同时皮蛋的成品率也随原料蛋新鲜度的降低而下降。因此,原料蛋新鲜度与皮蛋品质存在紧密联系,本实验可为皮蛋腌制过程的品质变化提供新的研究思路,有利于皮蛋加工过程中的品质控制。 展开更多

关键词 皮蛋 凝胶品质 蛋壳膜 超微结构 新鲜度

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