梨坚实度声学在线无损检测系统研究
发布时间：2020-12-31 19:56
坚实度是评价梨品质的重要指标,它与成熟度和口感密切相关。准确地检测梨的坚实度,对于收获期确定、采后贮藏、产品分级、品种培育等都具有重要意义。传统的测振传感器需要附着于待测物体表面,难以应用于水果品质在线无损检测。而激光多普勒测振（Laserdopplervibrometry,LDV）技术是一种精度高、响应快的非接触式测振方法,具有在线检测水果品质的潜力。本文以梨为研究对象,利用激光多普勒测振技术,开展梨坚实度在线无损检测研究。主要研究内容和结论为:（1）研制了一套梨坚实度声学在线无损检测系统,并根据单因素方差分析结果优化了系统参数。该系统由激励单元、检测单元、输送单元和控制单元组成。其中,声源口径30mm、声源与被测对象距离20mm、声源输出功率40w、线性扫频模式和扫频速率1000 Hz/s为激励单元各部分最优参数;激光多普勒测振仪与被测对象距离0.5m为检测单元最优参数。当系统参数最优时,系统重复性实验结果表明,每个样本3次测量结果的分异系数（Differentiationindex,D）均小于10,即系统具有较好的稳定性,可为梨坚实度在线无损检测提供可靠的硬件保障。（2）以翠冠梨...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
符号列表
第一章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.1.1 我国梨果业的生产现状
1.1.2 课题的研究意义
1.2 声学振动技术用于水果品质检测的研究现状
1.2.1 离线装置
1.2.2 在线无损检测系统
1.3 激光多普勒测振技术在水果品质检测中的应用
1.4 研究目标、内容和技术路线
1.4.1 研究目标
1.4.2 研究的主要内容
1.4.3 技术路线图
1.5 本章小结
第二章 材料与方法
2.1 实验材料
2.2 理化指标测定方法
2.2.1 坚实度相关化学指标的测定方法
2.2.2 坚实度相关力学指标的测定方法
2.3 感官评价方法
2.4 异常样本剔除方法
2.5 定性分析方法
2.5.1 判别分析[75]
2.5.2 K近邻分类算法
2.6 定量分析方法
2.6.1 线性回归分析
2.6.2 主成分回归
2.6.3 偏最小二乘回归
2.6.4 BP神经网络
2.7 评价指标
2.7.1 系统优化评价指标
2.7.2 系统重复性评价指标
2.7.3 坚实度预测模型的评价指标
2.8 相关软件
2.8.1 二维制图软件
2.8.2 三维建模软件
2.8.3 SPSS统计分析软件
2.8.4 MATALAB软件
2.9 本章小结
第三章 梨坚实度声学在线检测系统的构建
3.1 检测系统整体方案
3.1.1 系统概述
3.1.2 工作原理
3.1.3 工作过程
3.2 系统硬件设计
3.2.1 输送单元的设计
3.2.2 激振单元的设计
3.2.3 检测单元的设计
3.2.4 控制单元的设计
3.3 系统软件介绍
3.4 梨坚实度在线实验
3.5 本章小结
第四章 梨坚实度声学在线检测系统的优化和评估
4.1 激励单元的优化
4.1.1 声源功率对振动信号的影响
4.1.2 声源距离对振动信号的影响
4.1.3 声源口径对振动信号的影响
4.1.4 不同扫频方式及扫频速率对振动信号的影响
4.2 优化后系统稳定性分析
4.3 本章小结
第五章 梨坚实度在线检测模型的建立
5.1 梨理化指标的变化规律
5.1.1 梨坚实度相关化学指标的变化规律
5.1.2 梨坚实度相关力学指标的变化规律
5.2 梨振动波谱的变化规律
5.3 感官评价结果
5.4 梨坚实度力学指标与感官评价结果、化学指标的相关性分析
5.5 梨坚实度定性检测模型的建立
5.5.1 振动特性参数可重复性分析及异常样本剔除
5.5.2 线性判别分类建模
5.5.3 KNN法分类建模
5.5.4 BP神经网络分类建模
5.6 梨坚实度定量检测模型的建立
5.6.1 一元线性回归模型
5.6.2 逐步多元线性回归模型
5.6.3 基于果形修正的坚实度预测模型
5.6.4 不同建模方法预测果肉弹性率模型
5.7 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 主要研究结论
6.2 主要创新点
6.3 进一步研究展望
参考文献
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]2016/2017年世界苹果、梨、葡萄、桃及樱桃产量、市场及贸易情况[J]. 孙平平,王文辉. 中国果树. 2017(02)
[2]浅谈倍速链输送设备组成及其故障排除[J]. 张文涛,牛立辉,李永盼,宁龙超. 汽车零部件. 2016(02)
[3]基于声振响应法的香梨硬度无损检测[J]. 王志鹏,吴杰,赵正强,张宏文,梅卫江. 农业工程学报. 2016(04)
[4]水果成熟度的高光谱成像无损检测研究[J]. 杨昆程,孙梅,陈兴海. 食品科学技术学报. 2015(04)
[5]植物细胞壁形成机制的新进展[J]. 张保才,周奕华. 中国科学:生命科学. 2015(06)
[6]基于新阈值函数的小波阈值去噪算法[J]. 王蓓,张根耀,李智,王静. 计算机应用. 2014(05)
[7]激光多普勒测振技术在农产品品质检测中的应用[J]. 崔笛,张文,应义斌. 农业机械学报. 2013(07)
[8]果实坚实度检测系统设计[J]. 张本华,孙士明,李成华,甘露,宋韦韦. 农机化研究. 2011(04)
[9]偏最小二乘回归分析及其在经济中的简单应用[J]. 沈丹. 新课程(教育学术). 2011(02)
[10]我国梨果产业现状及发展战略研究[J]. 赵德英,程存刚,曹玉芬,张少瑜,张彦昌,侯贵学. 江苏农业科学. 2010(05)
博士论文
[1]西瓜成熟度和内部空心的声学检测技术及装置研究[D]. 毛建华.浙江大学 2017
[2]梨质地的激光多普勒测振无损检测方法[D]. 张文.浙江大学 2016
硕士论文
[1]激光多普勒测振技术用于西瓜成熟度检测的研究[D]. 高宗梅.浙江大学 2016
[2]赫姆霍兹共振测量体积及其用于西瓜内部空心检测的系统研究[D]. 陈华瑞.浙江大学 2014
[3]日本梨成熟过程中细胞壁组分变化及石细胞的形态学观察[D]. 蒋明凤.东北农业大学 2013
[4]梨果实质构特性与膨胀素基因表达[D]. 张彩霞.河北师范大学 2013
[5]基于存储与转发的数据采集系统设计[D]. 赵强.北京交通大学 2013
本文编号：2950218
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
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致谢
摘要
Abstract
符号列表
第一章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.1.1 我国梨果业的生产现状
1.1.2 课题的研究意义
1.2 声学振动技术用于水果品质检测的研究现状
1.2.1 离线装置
1.2.2 在线无损检测系统
1.3 激光多普勒测振技术在水果品质检测中的应用
1.4 研究目标、内容和技术路线
1.4.1 研究目标
1.4.2 研究的主要内容
1.4.3 技术路线图
1.5 本章小结
第二章 材料与方法
2.1 实验材料
2.2 理化指标测定方法
2.2.1 坚实度相关化学指标的测定方法
2.2.2 坚实度相关力学指标的测定方法
2.3 感官评价方法
2.4 异常样本剔除方法
2.5 定性分析方法
2.5.1 判别分析[75]
2.5.2 K近邻分类算法
2.6 定量分析方法
2.6.1 线性回归分析
2.6.2 主成分回归
2.6.3 偏最小二乘回归
2.6.4 BP神经网络
2.7 评价指标
2.7.1 系统优化评价指标
2.7.2 系统重复性评价指标
2.7.3 坚实度预测模型的评价指标
2.8 相关软件
2.8.1 二维制图软件
2.8.2 三维建模软件
2.8.3 SPSS统计分析软件
2.8.4 MATALAB软件
2.9 本章小结
第三章 梨坚实度声学在线检测系统的构建
3.1 检测系统整体方案
3.1.1 系统概述
3.1.2 工作原理
3.1.3 工作过程
3.2 系统硬件设计
3.2.1 输送单元的设计
3.2.2 激振单元的设计
3.2.3 检测单元的设计
3.2.4 控制单元的设计
3.3 系统软件介绍
3.4 梨坚实度在线实验
3.5 本章小结
第四章 梨坚实度声学在线检测系统的优化和评估
4.1 激励单元的优化
4.1.1 声源功率对振动信号的影响
4.1.2 声源距离对振动信号的影响
4.1.3 声源口径对振动信号的影响
4.1.4 不同扫频方式及扫频速率对振动信号的影响
4.2 优化后系统稳定性分析
4.3 本章小结
第五章 梨坚实度在线检测模型的建立
5.1 梨理化指标的变化规律
5.1.1 梨坚实度相关化学指标的变化规律
5.1.2 梨坚实度相关力学指标的变化规律
5.2 梨振动波谱的变化规律
5.3 感官评价结果
5.4 梨坚实度力学指标与感官评价结果、化学指标的相关性分析
5.5 梨坚实度定性检测模型的建立
5.5.1 振动特性参数可重复性分析及异常样本剔除
5.5.2 线性判别分类建模
5.5.3 KNN法分类建模
5.5.4 BP神经网络分类建模
5.6 梨坚实度定量检测模型的建立
5.6.1 一元线性回归模型
5.6.2 逐步多元线性回归模型
5.6.3 基于果形修正的坚实度预测模型
5.6.4 不同建模方法预测果肉弹性率模型
5.7 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 主要研究结论
6.2 主要创新点
6.3 进一步研究展望
参考文献
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]2016/2017年世界苹果、梨、葡萄、桃及樱桃产量、市场及贸易情况[J]. 孙平平,王文辉. 中国果树. 2017(02)
[2]浅谈倍速链输送设备组成及其故障排除[J]. 张文涛,牛立辉,李永盼,宁龙超. 汽车零部件. 2016(02)
[3]基于声振响应法的香梨硬度无损检测[J]. 王志鹏,吴杰,赵正强,张宏文,梅卫江. 农业工程学报. 2016(04)
[4]水果成熟度的高光谱成像无损检测研究[J]. 杨昆程,孙梅,陈兴海. 食品科学技术学报. 2015(04)
[5]植物细胞壁形成机制的新进展[J]. 张保才,周奕华. 中国科学:生命科学. 2015(06)
[6]基于新阈值函数的小波阈值去噪算法[J]. 王蓓,张根耀,李智,王静. 计算机应用. 2014(05)
[7]激光多普勒测振技术在农产品品质检测中的应用[J]. 崔笛,张文,应义斌. 农业机械学报. 2013(07)
[8]果实坚实度检测系统设计[J]. 张本华,孙士明,李成华,甘露,宋韦韦. 农机化研究. 2011(04)
[9]偏最小二乘回归分析及其在经济中的简单应用[J]. 沈丹. 新课程(教育学术). 2011(02)
[10]我国梨果产业现状及发展战略研究[J]. 赵德英,程存刚,曹玉芬,张少瑜,张彦昌,侯贵学. 江苏农业科学. 2010(05)
博士论文
[1]西瓜成熟度和内部空心的声学检测技术及装置研究[D]. 毛建华.浙江大学 2017
[2]梨质地的激光多普勒测振无损检测方法[D]. 张文.浙江大学 2016
硕士论文
[1]激光多普勒测振技术用于西瓜成熟度检测的研究[D]. 高宗梅.浙江大学 2016
[2]赫姆霍兹共振测量体积及其用于西瓜内部空心检测的系统研究[D]. 陈华瑞.浙江大学 2014
[3]日本梨成熟过程中细胞壁组分变化及石细胞的形态学观察[D]. 蒋明凤.东北农业大学 2013
[4]梨果实质构特性与膨胀素基因表达[D]. 张彩霞.河北师范大学 2013
[5]基于存储与转发的数据采集系统设计[D]. 赵强.北京交通大学 2013
本文编号：2950218
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/yylw/2950218.html
