基于介电特性的稻谷干燥含水率检测模型构建与验证

王丹阳; 王洁; 张本华; 赵名策; 冀东平; 战廷尧; 冯龙龙; 郝吉明

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为建立稻谷通风干燥含水率在线监测系统,利用自制可替换平行极板电容器与阻抗分析仪构建系统测定模型,以辽-盐粳98为试验物料,测定不同极板材料、极板类型、极板绝缘性及通风网板网格尺寸条件下稻谷含水率与电容值间的数值关系。首先探究极板材料与结构参数对电容值的影响,同时测定1×10^(3)~1×10^(6)Hz频率段内稻谷的介电常数ε’与介质损耗因数ε"。采用基于X-Y共生距离(SPXY)算法划分样本集,对60个不同含水率稻谷样本按照比例2∶1划分为校正集和预测集,并利用无信息变量消除法(UVE)、UVE-SPA(连续投影法)联合筛选出ε’、ε"以及ε’和ε"结合变量的特征变量数及所选频率点,再以UVE、SPA和UVE-SPA选取方法获得的频率数据作为因变量建立特征变量与含水率间支持向量回归(SVR)模型,最终对该支持向量机回归模型进行验证。结果表明:选用通风钢丝网作极板材料、网格尺寸为1cm进行试验,含水率测定效果最佳;介电常数随稻谷含水率增加而增加,随频率增加先增加再降低;全面考虑ε’和ε"两个因变量,经UVE-SPA联合筛选特征变量建立的支持向量机回归模型预测精度最优,预测系数达0.9795,预测均方根误差为0.01%,验证了该测量装置及支持向量机回归模型的可靠性,为实现稻谷通风干燥过程水分快速无损检测提供基础数值参考。

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来源
《沈阳农业大学学报》 |2022年第6期|752-758|共7页
作者
王丹阳; 王洁; 张本华; 赵名策; 冀东平; 战廷尧; 冯龙龙; 郝吉明;
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作者单位

沈阳农业大学工程学院;

农业农村部园艺作物农业装备重点实验室;

宿迁学院机电工程学院;

中粮米业(沈阳)有限公司;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类水稻生产机械化;
关键词
通风网板; 稻谷; 含水率检测; 电容传感器; 支持向量机回归;

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