基于改进Faster R-CNN的马铃薯发芽与表面损伤检测方法

发芽与表面损伤检测是鲜食马铃薯商品化的重要环节。针对鲜食马铃薯高通量分级分选过程中,高像素图像目标识别准确率低的问题,提出一种基于改进Faster R-CNN的商品马铃薯发芽与表面损伤检测方法。以Faster R-CNN为基础网络,将Faster R-CNN中的特征提取网络替换为残差网络ResNet50,设计了一种融合ResNet50的特征图金字塔网络(FPN),增加神经网络深度。采用模型对比试验、消融试验对本文模型与改进策略的有效性进行了试验验证分析,结果表明:改进模型的马铃薯检测平均精确率为98.89%,马铃薯发芽检测平均精确率为97.52%,马铃薯表面损伤检测平均精确率为92.94%,与Faster R-CNN模型相比,改进模型在检测识别时间和内存占用量不增加的前提下,马铃薯检测精确率下降0.04个百分点,马铃薯发芽检测平均精确率提升7.79个百分点,马铃薯表面损伤检测平均精确率提升34.54个百分点。改进后的模型可以实现对在高分辨率工业相机采集高像素图像条件下,商品马铃薯发芽与表面损伤的准确识别,为商品马铃薯快速分级分等工业化生产提供了方法支撑。

我国马铃薯速冻薯条加工产业发展现状及建议

针对马铃薯速冻薯条市场规模、生产产能、加工工艺研究及加工装备开发等现状,进行了充分的调研和综合分析。结果表明,我国速冻薯条市场需求逐年增加,呈现消费方式多样化、消费场景多元化的特点;速冻薯条生产企业两极分化严重,中等规模(产能3~5 t/h)生产线自主配套能力相对空白。指出国产速冻薯条加工存在问题,提出了注重工艺研究、加强核心技术装备开发和完善成套生产线配套能力的发展建议。

猪粪麦秸反应器好氧堆肥工艺参数优化

为了探讨不同初始工艺参数(初始碳氮比、通风速率和初始含水率)对猪粪好氧堆肥过程可挥发性固体降解率η、相对热产量HR以及堆体温度超过灭菌温度时间t的影响,以干麦秸作调理剂,选择初始碳氮比分别为20、25、30、35,通风速率分别为0.18、0.26、0.34、0.42L/(min.kg),初始含水率分别为55%、60%、65%、70%,进行强制通风好氧堆肥单因素重复试验。在单因素试验基础上,进行了三因素三水平正交优化堆肥试验L9(34)。试验结果表明:不同初始碳氮比对η和HR影响显著,对t影响极显著,通风速率和初始含水率对堆肥过程η有一定影响,但对HR及t影响不显著。结合正交试验结果,猪粪麦秸强制通风好氧堆肥优选工艺参数组合为:初始碳氮比20、通风速率0.34L/(min.kg)、初始含水率65%。

试验室好氧堆肥反应器系统性能试验

为探讨试验室自制强制通风好氧堆肥系统的保温性能和通风性能及其对好氧堆肥过程的作用效果,进行了不同初始质量和初始温度的热水保温试验,测定了系统保温性能参数以及不同流量下的通风性能,最后进行鲜猪粪麦秸混合好氧堆肥平行试验。结果显示:各反应器保温箱的保温性能没有显著性差异,保温性能参数UA值的标准差为0.02,最大相对标准偏差为4.93%;各反应器间通风系统性能差异不显著,当流量计设定流量分别为0.2、0.5、1.0、1.5和2.0L/min时,各反应器通风管出口处的流速在同一设定流量下基本相等;好氧堆肥试验过程堆体温度经历了快速升温、保持一段时间的高温和温度缓慢下降3个阶段,各反应器堆体温度超过50℃的时间分别为5.3天、6.0天、5.1天和6.8天,符合国家标准;可挥发性固体降解率依次为18.1%、13.3%、15.8%和15.2%。

采用5HCCX-1.6型冲击穿流循环式干燥设备干燥几种牧草种子的效果试验

简要介绍了5HCCX-1.6型冲击穿流循环式干燥设备的结构及工作原理。牧草种子品种繁多、结构复杂、生物活力脆弱,严重制约了牧草种子干燥设备的研究和应用,为了探讨5HCCX-1.6型冲击穿流循环式干燥设备的作业性能以及该设备对不同种类牧草种子干燥的适应性,依据国际种子检验规程和种子干燥机试验鉴定方法,进行了苜蓿种子、羊草种子和披碱草种子干燥的试验研究。结果表明,不同初始含水率的3种不同牧草种子均能一次干燥到安全含水率(均<12%);经过干燥加工,牧草种子质量等级可显著提高,如披碱草种子发芽率指标从不到3级标准(<80%),提高到1级(>85%);加工前苜蓿发芽率指标2级(≥85%),加工后达到1级(≥90%),表明该套设备能适应多品种、不同形态牧草种子的干燥。

“十一五”农业机械科研进展综述与未来发展方向探讨

农业机械是发展现代农业的重要物质基础,本文系统总结了"十一五"国家围绕农业机械科技创新实施的系列科技计划任务及其取得的成效,在深入分析当前面临的形势与需求的基础上,提出了"十二五"期间我国农业机械科技发展的思路、原则和重点任务。

共享农机的机遇与挑战

农机共享需要考虑经济价值问题,能够使共享农机持续下去是经济回报的支撑,无论是便利性还是可获得性要考虑到经济价值。什么是共享经济?例如一个人有一个苹果,另一个人有一个苹果,两个人交换一半,虽然每个人还是吃一个苹果,但是可以吃到两个不一样的半个苹果。这就体现了共享经济的内涵:利用有形或无形的东西进行交换,实现价值的最大化。

基于推理的大型收获机械变速箱参数化设计

针对传统三维参数化建模软件不易建立结构复杂的大型收获机械变速箱参数化模型的问题,在获取典型收获机械变速箱设计知识的基础上,研究了变速箱参数化设计推理机,提出了一种基于推理的参数化设计方法。在VC++2008环境下,运用Pro/E 5.0中的Pro/TOOLKIT二次开发工具包,开发了基于推理的大型收获机械变速箱参数化设计平台。与传统参数化设计相比,该方法不必考虑在参数化软件中建立零件-部件-产品之间复杂的参数关联关系,可以方便快捷地设计出符合用户要求的变速箱。

微波-热风振动流化床干燥机设计与试验

针对微波干燥中场强分布不均、物料微波能吸收能力不同导致的微波加热不均匀现象,结合微波干燥的高效性、流态化干燥的均匀性以及热风干燥辅助去除水汽的功能,设计了一种实现干燥均匀性的微波-热风振动流化床干燥机,主要由振动流化床系统、热风系统、微波加热系统、测温系统和控制系统等组成。采用Ansoft HFSS软件对微波加热仓磁控管不同开口位置进行仿真分析,得到多馈口激励最佳方案。结果显示,物料高度距离箱底不变的情况下,4个微波馈入端口的位置相对于原始端口位置外移30mm,物料表面场强分布更加均匀。以新鲜毛豆仁为例,对该机的性能和加热均匀性进行试验验证,结果表明:设计方案和控制系统方案可靠,微波-热风振动流化床干燥下毛豆仁的干燥时间为54min,比单独微波流化床干燥的干燥时间缩短34.1%,比微波-热风组合干燥的干燥时间缩短12.9%且产品均匀性显著提高。

打结嘴钳咬绳索解析条件分析与直观验证

为了考核D型打结器打结过程中打结嘴钳咬绳索的可靠性和准确性,利用数学解析法求解了打结器与钳咬相关的关键位置点的空间轨迹方程,依据打结嘴钳咬绳索的位置、运动要求,建立了对已有打结器结构、运动匹配关系进行理论预测的通用评判方程,利用Matlab软件得到了已有D型打结器的结构、运动参数匹配关系产生的直观作业效果。

不同微波环境下苹果片干燥特性分析

为了提高新鲜苹果片的干燥效率和干燥品质,通过低场核磁共振分析与成像(NMR/MRI)等研究了微波热风流化床干燥、微波真空干燥、电热鼓风干燥3种干燥工艺中苹果片的水分迁移状态和热像特征;通过色差仪等研究了不同工艺条件下脱水苹果脆片的色泽、质地和微孔结构。结果表明,随着干燥过程的持续,主信号量A2i峰值向左偏移,水分的主要状态逐步变成不易流动水和结合水,其中热风干燥工艺前半个干燥周期总信号量A2下降较快,表明越到最后,物料表面结壳阻碍水分传递,水分干燥越困难;微波热风流化床干燥的温度场均匀性要高于微波真空干燥,表明热风和流化床对改善微波干燥的均匀性有积极作用。在物料特性方面,负压环境能改善苹果片的氧化褐变,但微波干燥产品在色差参数ΔE上的稳定性有待提高;同时微波真空干燥过程具有膨化效应,产品压缩应力最小、微孔结构明显,最适合开发苹果片产品。

苦瓜微波-热风振动床干燥湿热特性与表观形态研究

为探索热风对苦瓜片微波干燥特性、湿热特性与表观形态的影响,利用微波-热风振动流化床干燥机,研究了新鲜苦瓜片在不同微波-热风组合方式下的干燥动力学特性、热像变化、水分状态分布、色泽以及微观结构的变化。试验结果表明:热风对微波振动流化床干燥有显著影响,微波0.6 W/g、微波0.6 W/g+热风60℃+风速3 m/s、微波0.6 W/g+热风70℃+风速6 m/s比单独热风70℃+风速3 m/s的干燥时间分别缩短56.4%、70.5%和75.6%。在表观形态上,单独热风干燥的脱水苦瓜片与新鲜苦瓜片色泽最为接近,两组微波-热风组合干燥所得样品色泽优于单独微波干燥。在湿热特性上,微波-热风组合干燥后期物料温度均匀性显著优于单独微波干燥,4种干燥方式下NMR波谱下的水分信号逐渐降低,且主峰向左移,水分的活跃程度降低,MRI信号显示,热风能改善微波干燥过程中水分分布均匀性。扫描电镜观测表明,单独热风干燥对保持脱水苦瓜片细胞完整性效果最明显,微波-热风组合干燥的细胞完整性显著优于单独微波干燥。微波-热风组合振动流化床干燥工艺在保证被干物料品质前提下还极大提高了物料干燥效率,缩短了干燥时间。

主要农作物秸秆收集技术发展

我国农作物秸秆量大类多．而且分散，依靠传统收集技术与手段，难以实现秸秆的快速收集，更难以满足工业化利用的规模、标准与持续性要求，如收集半径过小，达不到规模化的需求，扩大收集半径，又因长途运输或中间储存、防腐等问题，增加成本。现阶段．我国秸秆收集储运机械化整体水平非常低．关键环节技术和装备还处于空白，已经成为严重制约衣作物秸秆规模化综合利用的瓶颈。

牧草组合干燥装备设计

设计了气流干燥和转筒干燥工艺组合的牧草组合干燥装备。并对气流干燥器、转筒干燥器及各辅件的结构进行了设计计算。该装备结构合理,具有干燥工艺易于调整等特点。

5HCCX-1.6型多单元带式干燥机干燥过程的计算机模拟

多单元带式干燥机干燥过程的计算机模拟研究,有利于优化其干燥工艺参数,提高干燥效率,减少能耗,保证物料的干燥品质。该文利用面向对象的高级程序语言V isua l C++建立了玉米多单元带式干燥的深床干燥数学模拟程序,并编制人机交互界面,预测干燥设备内的物料和干燥介质状态参数。同时用M atlab软件对数据进行处理,分析了热风温度、相对湿度以及风速等干燥工艺参数对干燥过程的影响,结果表明热风温度对干燥速率影响最大,其次是风速,热风相对湿度影响最小。为验证模型的准确性,选用5HCCX-1.6型多单元带式干燥设备进行试验研究,结果表明该模拟程序能较好的预测该类干燥设备的干燥过程,并对实际生产有一定的指导作用。

一种高效秸秆切碎器的设计研究

切碎器是秸秆切碎机的核心工作部件,它直接影响切碎机切碎质量、功率消耗和抛送性能。为此,设计了平板刀式滚筒切碎器,分析了滚筒切碎器结构参数对切碎性能和抛送性能的影响,确定了较优工作参数。经过切碎棉秆试验表明,该切碎器切碎性能优良,切段均匀,抛送性能强。

香蕉低压过热蒸汽-真空组合干燥研究

针对低压过热蒸汽干燥香蕉时高干燥速率与高品质难以同时保证的问题,提出了低压过热蒸汽真空组合干燥方法,以提高干燥速率、降低物料温度,实现提高产品品质的目的。通过第一降速阶段和全阶段计算的香蕉逆转点温度分别为88.75℃和89.06℃。在高于逆转点的90℃进行低压过热蒸汽真空组合干燥研究,结果表明:低压过热蒸汽-真空组合干燥香蕉最高温度比低压过热蒸汽干燥降低8.5℃,干燥时间比真空干燥降低30 min。相比低压过热蒸汽干燥和真空干燥,第1次断裂衰减量分别下降了7.37%和36.03%,峰个数分别增加了38.27%和41.77%,香蕉干制品的脆性及脆性层次感增强,干制品的孔隙结构丰富。组合干燥的维生素C保留率达到67.9%,比低压过热蒸汽干燥和真空干燥分别提高了255%和191%。

丘陵山区玉米收获机车身稳定性能仿真分析

小型玉米收获机在丘陵地带工作,面临的最主要问题是侧翻和爬坡。针对此问题,对丘陵山区玉米收获机械整机的稳定性能进行了研究分析。通过对整机作业关键模型参数的调整,基于ADMAS软件建立虚拟仿真环境,并对G型玉米收获机在不同坡度上的侧翻、爬坡性能进行了虚拟仿真。仿真结果表明:15°坡度是G型玉米收获机发生侧翻的临界值,且其最大爬坡能力为5°坡度,旨在为以后小型玉米收获机械的设计和研究提供理论参考依据。

农作物育种中的综合评判方法

综合评判在农作物育种、农业生产决策、农产品品质评价等农业工程多领域的作用越来越显著,日益成为研究热点。该文概述了作物育种过程中几种主要的评判方法,包括模糊综合评判、灰色关联度分析和DTOPSIS方法,简述了各方法的原理、实现步骤,介绍了这些方法在作物育种过程中的国内外研究进展,分析了各自的优缺点,对作物育种综合评判方法的发展趋势进行了展望。

玉米秸秆捆整体性对捆扎条件的要求

为了确定玉米秸秆捆整体性所需的捆扎条件以及对绳索强度特性的要求,提高捆扎绳利用效率,在试验、检测了玉米秸秆回弹特性和3种捆绳以及α环接后绳环的抗张特性的基础上,分析、确定了满足玉米秸秆捆与绳索相匹配的力学条件和变形协调条件,提出了适用于高密秸秆捆捆扎的绳索抗张特性模型。