香梨声振特性分析及内部品质的无损检测研究
发布时间：2023-10-22 13:36
库尔勒香梨是新疆特色果品,由于其产地扩大所造成的内部品质差异以及粗皮果,导致香梨等级及商品率严重下降,因此迫切需要解决其内部品质的无损检测这一关键科学问题。为此,本研究搭建了由压电梁式传感器进行信号激励和感测的无损检测装置,提取了声振多响应参数,明确了稳定检测的条件,建立了不同响应参数检测香梨硬度的检测模型,为香梨内部品质自动化在线无损检测装置研制提供研究基础。本研究的主要结论如下：(1)可模拟橡胶锤头力锤15N力敲击香梨信号作为压电梁式传感器的原始激励信号,输出峰值电压为2.5 V,经信号放大用于激励香梨的信号峰值电压为80 V。在香梨赤道部同一测点多次激励感测所获得的时域和频域响应信号都有很好的一致性,在对香梨赤道部不同位置激励感测,共振频率和声速均无显著差异(P>005)。(2)构建了香梨硬度的共振频率法检测模型、声速法检测模型及共振频率法与声速法联合检测模型,它们与M-T穿制法香梨硬度测量值的相关系数分别为0.841、0.877和0.938,均方根误差分别为1.22 N/mm、1.09 N/mm和0.80 N/mm。3种检测模型对香梨硬度变化的检测敏感度分别为53.53%...
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 香梨种植生产现状
1.1.2 香梨内部品质检测现状及存在的问题
1.2 国内外研究现状
1.2.1 果蔬硬度无损检测技术研究现状分析
1.2.2 基于声振法果蔬硬度无损检测技术研究进展
1.3 研究内容与技术路线11
1.3.1 研究内容11
1.3.2 技术路线
第二章 香梨声振特性的测试分析
2.1 引言
2.2 香梨声振特性测试系统的搭建
2.2.1 香梨支撑方式的设定
2.2.2 压电梁式传感器的工作原理及主要技术参数
2.3 香梨声振信号的测试分析
2.3.1 模拟力锤激励香梨信号的生成
2.3.2 香梨激励响应信号的采集与处理
2.4 香梨声振响应参数的获取
2.4.1 共振频率的提取
2.4.2 声速的计算
2.5 香梨激励信号峰值电压的确定
2.6 香梨声振响应信号的稳定性测试分析
2.7 香梨赤道部不同检测位置对声振响应参数的影响分析
2.8 本章小结
第三章 基于共振频率和声速的香梨硬度无损检测方法研究
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 香梨取样
3.2.2 香梨质地的M-T检测方法
3.2.3 共振频率法评估香梨硬度的方法
3.2.4 声速法评估香梨硬度的方法
3.2.5 香梨硬度检测模型的构建方法
3.2.6 香梨硬度检测模型的敏感度计算方法
3.2.7 香梨硬度的类别划分方法
3.3 结果与分析
3.3.1 基于共振频率法构建的香梨硬度检测模型
3.3.2 基于声速法构建的香梨硬度检测模型
3.3.3 共振频率法和声速法联合构建的香梨硬度检测模型
3.3.4 香梨硬度不同检测模型的检测敏感度比较
3.3.5 香梨硬度不同检测模型的判别精度比较
3.4 本章小结
第四章 基于频带幅值的香梨硬度无损检测方法研究
4.1 引言
4.2 偏最小二乘回归(PLSR)分析法的原理
4.3 频带幅值参数的确定
4.3.1 分析频段的截取
4.3.2 频带幅值参数的计算
4.3.3 频带划分间隔的设定及分析
4.4 基于频带幅值法香梨硬度的PLSR检测模型构建
4.4.1 香梨硬度PLSR检测模型的构建方法
4.4.2 频带幅值参数与香梨硬度的相关性
4.4.3 香梨硬度PLSR检测模型的建立
4.4.4 香梨硬度PLSR检测模型的修正
4.5 香梨硬度PLSR检测模型的检测敏感度分析
4.6 香梨硬度PLSR检测模型的判别精度分析
4.7 本章小结
第五章 结论与展望
51 主要结论
5.2 研究特色与创新之处
5.3 研究展望
参考文献
致谢
作者简介
石河子大学硕士研究生学位论文导师评阅表
本文编号：3856621
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
主要符号表
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 香梨种植生产现状
1.1.2 香梨内部品质检测现状及存在的问题
1.2 国内外研究现状
1.2.1 果蔬硬度无损检测技术研究现状分析
1.2.2 基于声振法果蔬硬度无损检测技术研究进展
1.3 研究内容与技术路线11
1.3.1 研究内容11
1.3.2 技术路线
第二章 香梨声振特性的测试分析
2.1 引言
2.2 香梨声振特性测试系统的搭建
2.2.1 香梨支撑方式的设定
2.2.2 压电梁式传感器的工作原理及主要技术参数
2.3 香梨声振信号的测试分析
2.3.1 模拟力锤激励香梨信号的生成
2.3.2 香梨激励响应信号的采集与处理
2.4 香梨声振响应参数的获取
2.4.1 共振频率的提取
2.4.2 声速的计算
2.5 香梨激励信号峰值电压的确定
2.6 香梨声振响应信号的稳定性测试分析
2.7 香梨赤道部不同检测位置对声振响应参数的影响分析
2.8 本章小结
第三章 基于共振频率和声速的香梨硬度无损检测方法研究
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 香梨取样
3.2.2 香梨质地的M-T检测方法
3.2.3 共振频率法评估香梨硬度的方法
3.2.4 声速法评估香梨硬度的方法
3.2.5 香梨硬度检测模型的构建方法
3.2.6 香梨硬度检测模型的敏感度计算方法
3.2.7 香梨硬度的类别划分方法
3.3 结果与分析
3.3.1 基于共振频率法构建的香梨硬度检测模型
3.3.2 基于声速法构建的香梨硬度检测模型
3.3.3 共振频率法和声速法联合构建的香梨硬度检测模型
3.3.4 香梨硬度不同检测模型的检测敏感度比较
3.3.5 香梨硬度不同检测模型的判别精度比较
3.4 本章小结
第四章 基于频带幅值的香梨硬度无损检测方法研究
4.1 引言
4.2 偏最小二乘回归(PLSR)分析法的原理
4.3 频带幅值参数的确定
4.3.1 分析频段的截取
4.3.2 频带幅值参数的计算
4.3.3 频带划分间隔的设定及分析
4.4 基于频带幅值法香梨硬度的PLSR检测模型构建
4.4.1 香梨硬度PLSR检测模型的构建方法
4.4.2 频带幅值参数与香梨硬度的相关性
4.4.3 香梨硬度PLSR检测模型的建立
4.4.4 香梨硬度PLSR检测模型的修正
4.5 香梨硬度PLSR检测模型的检测敏感度分析
4.6 香梨硬度PLSR检测模型的判别精度分析
4.7 本章小结
第五章 结论与展望
51 主要结论
5.2 研究特色与创新之处
5.3 研究展望
参考文献
致谢
作者简介
石河子大学硕士研究生学位论文导师评阅表
本文编号：3856621
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