鲜茧茧层含水率与干壳量智能快速检测研究

发布时间：2017-09-27 17:28

  本文关键词：鲜茧茧层含水率与干壳量智能快速检测研究

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【摘要】：我国桑蚕养殖历史悠久,但桑蚕养殖主要以散户为主,鲜茧批量小、品种多、收购时间集中,这要求检测设备必须快速准确。茧层含水率和干壳量是国家衡量鲜茧品质的两个重要指标,是我国鲜茧定价和交易的主要依据。目前我国鲜茧检测设备实时性差,误差较大。因此研究一种鲜茧茧层含水率和干壳量智能快速检测装置具有重要的应用意义。本文开展的研究工作主要有:(1)研究表明茧层导电性能与鲜茧层含水率相关,基于直流四端法设计了一种检测鲜茧茧层含水率的智能传感器,使茧层含水率检测实时快速。利用MATLAB最小二乘拟合建立了茧层含水率与传感器输出信号间的数学模型,符合四次多项式关系,其相关系数为0.996。试验研究表明,电导法茧层水分传感器的测量误差小于0.98%。(2)由于水的介电常数远大于蚕丝纤维和空气,当茧层含有水分时,鲜茧层的介电常数随着其含水率变化而改变。基于RLC高频串联振荡电路设计研究了检测鲜茧层含水率的智能传感器,使茧层含水率检测实现实时快速。RLC回路中平行板电容器中的介质(鲜茧茧层)的含水率改变,则回路阻抗改变,进而影响RLC串联回路电流。利用MATLAB进行最小二乘拟合,建立了回路电流与茧层含水率的数学模型,符合二次多项式关系,相关系数为0.994。经试验研究表明,基于RLC高频串联振荡法茧层水分传感的测量误差小于0.94%。(3)试验研究表明,鲜蚕蛹在50~60温度℃的环境中,在5min时间内,基本不失水,鲜茧水分改变完全是由鲜茧层茧丝失水所致,根据这一特性,利用改变茧层含水率两次称重的方法,实现对鲜茧干壳量的无损快速测量。其测量误差小于2.1%。(4)研制出了集智能称重、茧层含水率和干壳量智能快速检测、数据存取、数据处理计算和显示于一体的电导法茧层含水率与干壳量智能快速测量的硬件装置,以及使该装置实现智能快速检测的软件;同时还研制了RLC高频振荡法茧层含水率与干壳量快速测量系统的硬件电路和软件。二者检测时间均不超过5min。对两种测量方法进行准确性和稳定性试验,电导法测量装置的茧层含水率检测误差不超过0.98%,干壳量检测误差不超过2.1%;RLC高频振荡法测量系统的茧层含水率检测误差不超过0.94%,干壳量检测误差不超过2.04%。两种测量装置检测时间短,准确度高,性能稳定。
【关键词】：鲜茧 水分传感器 称重 茧层含水率 干壳量
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212.6;S886
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 第1章 文献综述9-15
• 1.1 概述9
• 1.2 鲜茧茧层含水率检测研究进程9-11
• 1.3 干壳量检测研究进程11-12
• 1.4 小结12-15
• 第2章 绪论15-17
• 2.1 研究的背景与意义15-16
• 2.2 研究的主要内容16
• 2.3 技术路线16-17
• 第3章 理论基础17-23
• 3.1 茧层含水率电导法测量的理论基础17-18
• 3.1.1 电导法测量原理17-18
• 3.1.2 蛹体对茧层导电性的影响18
• 3.1.3 最佳测量电压的选择18
• 3.2 茧层含水率RLC高频振荡法测量理论基础18-21
• 3.2.1 RLC高频振荡法测量原理18-20
• 3.2.2 蛹体对平行板电容器电容的影响20-21
• 3.2.3 测量频率确定21
• 3.3 干壳量测量理论基础21-22
• 3.3.1 鲜蚕茧蛹体在 50~60℃温度下的失水特性21-22
• 3.3.2 干壳量测量原理22
• 3.3.3 茧层水分改变22
• 3.4 小结22-23
• 第4章 硬件设计23-45
• 4.1 系统结构设计23-24
• 4.1.1 基于电导法系统的结构设计23-24
• 4.1.2 基于RLC高频振荡法系统的结构设计24
• 4.2 茧层水分测量装置设计24-28
• 4.2.1 基于电导法茧层含水率测量装置设计24-26
• 4.2.2 基于RLC高频振荡法茧层含水率测量设计26-28
• 4.3 高精度智能电子称重与数据存储计算系统设计28-36
• 4.3.1 称重传感器、AD转换和液晶显示模块28-34
• 4.3.2 PIC16F877A单片机及与各模块I/O接口电路34-36
• 4.4 开关电源模块36-37
• 4.5 50~60℃热风模块设计37-38
• 4.5.1 基于电导法测量装置中加热鼓风模块设计37-38
• 4.5.2 基于RLC高频振荡测量系统中加热模块设计38
• 4.6 水分测量装置标定试验38-42
• 4.6.1 电导法测量装置茧层含水率标定试验38-41
• 4.6.2 RLC高频振荡法茧层含水率标定试验41-42
• 4.7 系统装配42-45
• 4.7.1 基于电导法茧层含水率和干壳量测量装置42-43
• 4.7.2 基于RLC高频振荡法茧层含水率和干壳量测量系统43-45
• 第5章 软件设计45-51
• 5.1 PIC16F877A单片机开发工具介绍45-46
• 5.2 系统程序流程图46-51
• 5.2.1 主程序流程图46-47
• 5.2.2 A/D转换程序流程图47-49
• 5.2.3 数据存取程序流程图49
• 5.2.4 按键程序流程图49-51
• 第6章 系统性能测试与分析51-57
• 6.1 开关电源输出电压稳定性分析51-52
• 6.2 电子称重系统称量准确性分析52
• 6.3 茧层含水率和干壳量检测性能分析52-54
• 6.3.1 茧层含水率和干壳量检测试验52-53
• 6.3.2 茧层含水率检测结果及分析53-54
• 6.3.3 干壳量检测结果及分析54
• 6.4 系统功耗54-55
• 6.5 电导法测量装置和RLC高频振荡法测量系统对比分析55-57
• 第7章 结论与展望57-59
• 7.1 结论57-58
• 7.2 展望58-59
• 参考文献59-63
• 致谢63-65
• 发表的论文及参加的课题一览表65

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4 步欣;规范鲜茧收购资格认定工作[N];国际商报;2007年

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本文编号：930990