基于介电特性的异位发酵床稻谷壳含水率的检测

为探究异位发酵床稻谷壳含水率与介电特性之间的关系,探索介电特性在垫料含水率快速测量中的可行性,以异位发酵床垫料中的主要基质——稻谷壳为研究对象,利用平行板电容器研究测量信号频率(0.1~100 kHz)、温度(15~55℃)和含水率(10%~70%)对稻谷壳介电特性的影响,对稻谷壳介电常数发生变化的原因进行分析,在信号频率1、5、10、50 kHz下,建立通过测量稻谷壳相对介电常数和温度来预测其含水率的关系模型。结果表明,在0.1~100 kHz频段内,温度的升高和含水率的增大会使稻谷壳的相对介电常数和介质损耗因数呈现递增的趋势,信号频率的增大会使二者呈现递减的趋势。在所选频率下,建立可用二次多项式表示相对介电常数、温度与含水率之间关系的回归模型,各模型决定系数皆大于0.98,说明稻壳含水率是可以通过介电特性来预测的。

基于介电特性的异位发酵床垫料含水率的检测与建模

为了探究异位发酵床垫料的介电特性,实现垫料含水率的快速检测,本研究以异位发酵床垫料原料(稻谷壳和锯末)为研究对象,利用平行板电容器研究了频率(0.1~100.0 kHz)、温度(25~65℃)、含水率(32.16%~68.61%)和体积密度(101.9586~459.3941 kg·m^(-3))对垫料的相对介电常数ε′_(r)和介质损耗因数ε″_(r)的影响;在所选频率下,建立了预测含水率的数学模型,并对模型进行了验证.结果表明,在0.1~100.0 kHz频段内,温度的升高、含水率和体积密度的增大都会使垫料的ε′_(r)和ε″_(r)呈现递增的趋势,频率的增大会使二者呈现递减的趋势.在所选频率下建立的模型的决定系数皆大于0.98,最大值为0.9990.含水率的预测值与实测值之间的决定系数为0.9932,二者之间的绝对误差在±2.33%内,说明基于垫料介电特性预测含水率的方法是可行的.