粮仓储粮水平衡条件下的密度分布电磁波检测方法研究

发布时间：2023-08-10 18:29

　　储备一定数量的粮食，是党和政府应对粮食危机的重要举措，也是维护社会稳定，促进经济发展的有力支撑。目前，国家各级粮库储粮数量信息的获取仍然靠人工方式进行，还缺乏粮食数量自动化监测的有效技术手段。由于我国粮库类型多，储粮数量多，储粮周期长，储粮数量的自动化监测问题一直是一个亟待解决的问题，本课题正是为解决这一问题而提出的。 传统的粮食数量监测采用了传感器网络的形式，但这一技术还处于起步和探索阶段。目前来看，这一技术在实用中的诸多问题可能会限制它的应用：主要问题是精度差、成本高、维护困难。本课题提出依据甚高频电磁波(30MHz～300MHz)探测的粮食密度探测的方法，此方法在一定程度上能够弥补传感器法所带来的不足。具体研究内容和创新性成果如下： (1)研究了电磁波在粮堆中的传播特性。提出了利用探地雷达进行粮堆电磁波探测的技术路线，提供了探测实施方案。探究了电磁波在粮库多层介质结构中传播的反射和折射特性，基于此特性提出了电磁波在粮仓传播的正演模型，并详细讨论了正演模型的构建方法。 (2)分析了粮仓在达到绝对平衡水分条件下粮堆密度和水分的关系，揭示了在绝对平衡水条件下，粮堆密度和水分的高度一致性...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
目录
1 绪论
    1.1 课题研究的目的和意义
    1.2 国内外研究概况
    1.3 本课题的研究背景和已有工作基础
    1.4 本文的主要研究内容及结构安排
        1.4.1 本文的主要研究内容
        1.4.2 本文结构安排
2 电磁波在粮堆中的传播特性的研究
    2.1 探仓雷达的参数设置
        2.1.1 雷达电磁波在储粮粮情监测中的应用
        2.1.2 探仓雷达的探测性能及其参数设置
    2.2 探测方法的简介
    2.3 粮堆介质中电磁波的传播特性
        2.3.1 电磁波在粮堆中传播的波动方程
        2.3.2 反射和折射特性
    2.4 构建正演模型
        2.4.1 粮仓高频电磁波传播的正演模型
        2.4.2 正演模型的构建过程
        2.4.3 介电常数对高频电磁波反射信号的影响
    2.5 本章小结
3 粮堆介电常数的空间三维分布反演
    3.1 介电常数的雷达探测问题
    3.2 逐层反演算法确定粮堆介电常数的分布
    3.3 相位比较法获取精确的初始反演参数
    3.4 实验的过程以及结果的分析
    3.5 本章小结
4 粮食介电-水分-密度模型的研究
    4.1 实验室中粮食介电特性的研究
    4.2 粮堆介电常数结构模型的构建
        4.2.1 粮堆介电常数的线性模型的构建
        4.2.2 粮堆介电常数的非线性模型的构建
    4.3 水平衡下的水分-密度模型与介电-密度模型
    4.4 本章小结
5 粮堆密度异常区域的雷达层析成像检测
    5.1 概述
    5.2 使用层析成像方法的理论基础
    5.3 粮仓雷达层析成像的探测方法
    5.4 波前法与改进的波前法射线追踪的简介
        5.4.1 波前法射线追踪
        5.4.2 波前法的改进
        5.4.3 提取初至波
    5.5 波速和衰减联合层析成像
        5.5.1 波速层析
        5.5.2 衰减层析
    5.6 粮仓密度异常区域的图像重建
    5.7 仿真实验
    5.8 实验结果及分析
        5.8.1 模拟实验
        5.8.2 实地实验
    5.9 本章小结
结论与展望
参考文献
个人简历
致谢



本文编号：3841007