耦合空间中不同衰变类型声场的边界研究

在耦合空间中,除了传统的指数衰变形式,通常还存在其它两种不同类型的声衰变方式,一种开始时衰变很快后来衰变速度降低,另一种相反,每一种衰变的形式在耦合空间中都占据一定的区域。目前的一般观点是:系统的物理边界,如两子空间之间的隔墙和耦合口,是空间中两类不同声场的边界。通过数值模拟和实验验证,发现这种物理边界划分并不能准确区分具有不同特性的声场。本文中给出了这两种不同特性声场之间的边界,发现这边界并不处在通常人们认为的隔墙之类的物理边界上,而是越过物理分隔进入相对更为活跃的子空间中。这种侵入的程度取决于两子空间自身混响之间的差异,差异愈大侵入得愈多。

两端开口空间的声场研究

研究了两端开口空间中声压分布同封闭空间和长空间中的不同,比较传统赛宾公式、改进赛宾公式和声线法对这种空间的估计准确度,同时对其中出现非指数衰变曲线进行讨论,分析其产生的原因、影响因素和规律。文中使用声线法进行数值计算,并且通过实验来和数值结果比较,验证结论。研究表明:两端开口空间中的稳态声压分布与封闭空间和长空间明显不同,混响时间的计算不能再使用传统赛宾公式,声线追踪法无法完全准确地估计稳态声压;其中出现非指数衰变曲线的原因经分析为空间内各不同活跃度的小区域之间的声能量耦合造成,而能否被观察到取决于能否满足耦合空间理论中对于双斜率衰变曲线出现的要求,直观上只要观察点和声源距离相差不远,并且不都在空间中央便可观察到明显的双斜率衰变曲线。

基于电子鼻气味检测的苹果微波干燥方案优选

微波干燥中,过程参数设置不当会引起物料结构破坏和表面焦糊,期间往往伴随着特征气味的散发。该文以苹果为对象,采用60、70、80℃恒温、模糊逻辑控制和线性温度控制5种干燥方案,通过电子鼻采集的气味图谱,研究特征气味的散发规律,及优化干燥方案。根据恒温方案气味图谱中苹果风味峰和焦糊峰的变化规律,确定的模糊逻辑控制方案,可实现在线调节磁控管功率,保留风味、减少焦糊。将模糊逻辑控制方案中实测物料温度曲线进行优化,确定的线性温度控制方案,省去电子鼻检测环节,更适合工业应用。通过比较不同微波干燥方案下的产品品质,线性温度控制方案下干燥产品的品质高、耗时合理、干燥能力强,为优先方案。该研究为气味检测技术应用于苹果干燥提供了技术依据。

排湿压力对微波干燥过程的影响

研究了排湿压力对苹果微波干燥过程中干燥速率和干后制品品质的影响,通过分析微波干燥速率曲线,发现排湿压力决定干燥速率的峰值,对干燥时间与能耗的影响较小,而对干后制品品质的影响较大。其中,在70℃、排湿压力34.47 k Pa时,苹果干后制品品质最好,这将为提高苹果干制品品质提供重要参考。

应用于有源声辐射控制的一种组合次级声源

在分析多通道单极子次级源控制系统的基础上,提出一种幅度调节型组合次级声源,这种组合源由两个单极子声源构成,单极子声源的间距远小于声波的波长。文中就组合次级源在自由场中对不同初级声源辐射噪声的控制进行理论分析和实验验证,并与同等条件下的单极子次级源控制系统的降噪性能进行了比较分析。数值计算和实验结果均表明,对于不同的初级声场,在次级通道数相同的情况下,组合次级源控制系统可以得到比单极子次级源控制系统高的降噪量。

基于电子鼻的白酒品质检测

为了改进传统基于人工感官的白酒品质评价,利用z NoseTM电子鼻结合感官评价检测同一企业不同品质等级的白酒样品。分析电子鼻指纹图谱各特征峰,发现指纹图谱中获得的"峰面积总和"参数,与感官评价对白酒质量等级的排序一致,可以成为确定品质级别的参数。分别对指纹图谱采用典型判别分析和主成分分析方法,结果表明:典型判别分析对6种不同等级酒样的区分度更大,准确区分率可达100%。因此,文中提出的基于电子鼻的白酒品质检测方法研究,能快速、准确表达出白酒的品质及风格特点,在白酒生产中通过气味在线检测来改进工艺。

苹果控制排湿压力微波干燥模型研究

利用定温微波干燥装置探讨排湿压力对干燥水分比的影响。对常见8钟食品薄层干燥模型进行试验数据的非线性拟合,通过比较评价决定系数R^2、卡方χ~2和标准误差e_(RMSE)以及验证试验。结果表明:Page模型是描述苹果微波干燥过程的最优模型。对不同排湿压力下有效水分扩散系数D_(eff)求解,D_(eff)随排湿压力增大而变大。苹果不同排湿压力微波干燥过程模型的研究为苹果干燥生产提供了理论依据。

基于振动频谱子带质心的西瓜内部品质检测

使用子带频谱质心作为特征参数,描述西瓜内部品质中的糖度及瓤色。通过分析表明,子带频谱质心对冲击振动法中冲击方式及冲击位置的依赖性较小,用其进行检测可大大简化系统的复杂度。针对某特定品种西瓜获取了用于描述糖度及瓤色中的红-绿分量的最优子带位置,该子带谱质心与糖度及色差a*值之间线性模型的决定系数分别达到0.812 4和0.733 6,远优于使用共振峰频率作为特征参数的模型,但子带谱质心对瓤色中的L*及b*值解释能力欠佳。

基于电子鼻的中国白酒酒龄检测

白酒的酒龄是其品质的主要标志之一,针对使用光谱仪、色谱仪等大型仪器检测汾酒时在时间、地点上的使用限制,采用表面声波型电子鼻zNose对5个年份的清香型白酒代表——汾酒进行采样分析,实现实时、实地的在线检测。结果表明,采用主成分分析法和典型判别分析进行数据分析,区分率达到98.8%。对汾酒样品不同特征峰进行回归分析,其中,用于鉴别不同酒龄的特征峰1、峰3、峰5、峰7面积以及九峰面积和与对应回归方程间的相关系数较好,能够对所选的不同酒龄的汾酒正确区分。研究发现,表面声波型电子鼻z Nose结合化学计量方法适用于清香型白酒代表汾酒酒龄鉴别。

基于声振法的西瓜贮藏时间检测

为了研究贮藏时间对西瓜振动特性的影响,在自行设计的声学振动检测试验平台上,利用声振法检测西瓜的振动频率随贮藏时间的变化规律。结果表明,提取的频响信号中第一响应基频频率与西瓜贮藏时间的相关性较好,建立第一响应基频频率与贮藏时间的三阶非线性函数模型,相关系数R2可达0.919 1。通过选取多个振动特征值建立西瓜贮藏时间的逐步多元线性回归模型,结果表明,将激励点和接收点分别放在西瓜的瓜梗和瓜蒂处可获得最佳的测定模型,模型的相关系数、标准估计误差分别为0.931 3和1.812 0,这为西瓜采摘后的贮藏与销售提供了参考。

声学技术在西瓜品质无损检测中的应用

对近年来国内外声学技术在西瓜品质无损检测中的应用进展进行了综述。重点介绍了声振法、声学特性法和多种传感器融合技术的原理,国内外研究进展及其优缺点。提出现有西瓜品质无损检测技术存在的问题,并对未来西瓜品质无损检测技术的发展予以展望。

基于声振法的西瓜内部糖度检测研究

运用自行设计的敲击振动检测系统对西瓜进行敲击振动检测,通过不同激励-接收组合发现,当瓜脐处为测量点、瓜蒂处为激励点时,声学特征和西瓜内部糖度的相关性较高,且当声学特征为第二共振峰频率f_2时,与样本糖度建立的三次拟合模型的R^2为0.877。采用逐步多元线性回归分析建立西瓜糖度的检测模型,回归模型为:B=20.371-0.038f_2+0.035Vf_1-0.006f_4,模型的R^2为0.881,通过校正集验证,预测样本平均误差为7.48%,检测模型的校正均方根误差RMSEC和预测均方根误差RMSEP分别是0.663和0.796。该模型的建立为在线无损检测西瓜的内部糖度提供了理论参考。

输出功率连续线性可调的微波干燥系统设计

针对目前功率可调微波系统存在的问题,设计了一种输出功率连续线性可调的微波干燥系统。通过反馈控制电路调节磁控管谐振腔极板的电压,从而实现微波输出功率的连续线性可调。该系统主要包括独立磁控管灯丝供电、电压-功率非线性校正以及反馈控制的磁控管谐振腔供电电路等3部分构成。通过实验验证了输入所需的功率密度和实际输出的功率密度之间直线度较好,确定系数R^2为0.9709。

西瓜生长期的振动预测方法研究

通过自行设计的敲击振动检测系统对西瓜进行敲击振动检测,得到西瓜的频响函数,分别针对频响函数的第一响应频率f_1、第二响应频率f_2和第三响应频率f3建立预测西瓜生长期的数学模型,模型的确定系数R^2较高。且选取了f_1、f_2和f_3三个响应频率建立了预测西瓜生长期的多元非线性回归模型,模型的确定系数R^2可达0.830,均方根误差RMSE降低到2.095。该模型的建立为在线无损检测西瓜的生长期提供了理论参考。

苹果微波干燥的变温控制方法研究

在苹果脱水处理中,微波干燥可以有效缩短干燥时间,提高干燥品质。试验采用6种设定温度下的恒温微波干燥方案、3种变温微波干燥方案,研究苹果在不同方案下的干燥特性及品质。试验结果表明:"恒温"干燥方案中,干燥速率在干燥中期缓慢降低,会造成制品的品质较低。"干燥速率控制"方案中,干燥速率在干燥中期控制为恒速,但在干燥初期控制存在缺陷;"线性温度控制"方案中,干燥速率在干燥中期基本保持恒速,并且干燥耗时、耗能合理,感官质量、色泽品质等均优于恒温干燥;"三段温度控制"方案中,简化了"线性温度控制"方案所用设备的复杂程度,虽制品品质指标略有下降,但设备简化,更利于工业应用。该研究为微波干燥技术应用于苹果的干燥理论提供了技术依据。

基于zNose^(TM)电子鼻的芒果腐烂及成熟度检测

本文利用一种快速气相色谱仪(zNose^(TM)电子鼻)对芒果在采后熟化过程中释放的挥发性物质进行了定量的检测及分析,通过提取不同的挥发性物质峰值来对芒果挥发物成分进行标定,并建立数学模型对芒果表皮黑斑率和成熟度进行了检测。文中通过对比分析气味、表皮黑斑率、成熟度、可溶性固形物含量以及呼吸速率等实验数据,发现利用电子鼻检测数据中的峰4和峰5值能有效地对腐烂程度做出判定,峰7值跟成熟度具有很高的相关性,而可溶性固形物指标在芒果成熟度判定中贡献度很小。通过在峰4峰5值与腐烂度之间建立高斯模型,并利用联合阈值对腐烂进行检测判定,其检测准确率超过90%;在峰7值与成熟度之间建立分段指数模型,可有效地对成熟度做出估计,其估计均方根误差可控制在7%以内。