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Nondestructive testing method of wood moisture content based on a planar capacitance sensor model 被引量:3
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作者 WANG Jue LUO Yue-sheng LIU Shao-gang 《Forestry Studies in China》 CAS 2010年第3期142-146,共5页
For our research, a new hybrid experimental-computational method is presented. We applied a least squares fitting method (LSFM) to reconstruct the wood moisture content (WMC) from the data measured with a planar c... For our research, a new hybrid experimental-computational method is presented. We applied a least squares fitting method (LSFM) to reconstruct the wood moisture content (WMC) from the data measured with a planar capacitance sensor. A boundary element method (BEM) was used to compute the relationship between capacitance and the dielectric constant. A functional relationship between MC and the dielectric constant was identified by LSFM. The agreement of this final computation result with the experimental data indicates that this method can be used to estimate the WMC quickly and effectively with engineering analysis. Compared with popular statistical methods, a large number of experiments are avoided, some costs of testing are reduced and the efficiency of testing is enhanced. 展开更多
关键词 planar capacitance sensor nondestructive testing wood moisture content boundary element method least squares fitring method
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COMSOL谷物水分检测棒体仿真与优化
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作者 杜章辉 刘珏 张永林 《武汉轻工大学学报》 CAS 2024年第3期112-119,共8页
为提升水稻含水率在线检测的精度,本文提出了一种适用于谷物仓或干燥仓的阵列棒式电容传感器结构及其水分检测方法。使用COMSOL Multiphysics 6.1软件对平行电极棒式电容器进行了静电场模拟仿真,通过调整其物理参数探究电极棒长度、半... 为提升水稻含水率在线检测的精度,本文提出了一种适用于谷物仓或干燥仓的阵列棒式电容传感器结构及其水分检测方法。使用COMSOL Multiphysics 6.1软件对平行电极棒式电容器进行了静电场模拟仿真,通过调整其物理参数探究电极棒长度、半径、轴间距与电场边缘效应的变化关系。以电容器灵敏度作为试验指标,使用Design-Expert 13.0软件对平行电极棒电容器的长度、半径、轴间距进行三因素三水平Box-Behnken响应面试验设计,通过方差分析和响应曲面分析得到最优的电极棒结构尺寸参数,最后将其扩展为电极阵列。研究表明:在满足装置机械设计要求情况下,电极棒长度63.4806 mm,电极棒半径1.44934 mm,电极棒的轴间距14.7305 mm的平行电极棒式电容器受边缘效应影响程度最低,是本研究水稻含水率在线检测装置的最优电极棒的结构参数。 展开更多
关键词 含水率 仿真分析 电容传感器 结构优化 谷物
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单一平面电容传感器数学模型及有限元解法研究 被引量:13
3
作者 刘少刚 安进华 +3 位作者 罗跃生 葛杨 王珏 王士成 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期79-84,共6页
单一平面电容传感器是木材含水率高精度测量仪器的核心装置,是任意结构形状电容传感器的特例.为了得到单一平面电容传感器数学模型的数值解,该文以一种设定了具体尺寸的单一平面电容传感器为例,描述了将前期研究中所建立的偏微分方程数... 单一平面电容传感器是木材含水率高精度测量仪器的核心装置,是任意结构形状电容传感器的特例.为了得到单一平面电容传感器数学模型的数值解,该文以一种设定了具体尺寸的单一平面电容传感器为例,描述了将前期研究中所建立的偏微分方程数学模型转换成三维状态下的有限元方程的具体过程.在有限元分析软件FlexPDE环境下对偏微分方程进行求解,得到了木材介电常数与传感器电容值的关系.该结果可应用于工程实际,可以方便地推广到具有一般尺寸和结构的单一平面电容传感器上去. 展开更多
关键词 电容传感器 木材含水率 数学模型 有限元法 FlexPDE
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谷物含水率在线测试系统的研究 被引量:21
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作者 李庆中 高玉根 +1 位作者 张道林 苏宝义 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第3期80-84,共5页
从理论上分析了利用电容法进行谷物含水率测量时,所测电容量与其影响因素之间的定量关系,研制成功了一种不受谷物堆积密度变化影响的谷物含水率在线测试系统,并利用该系统对小麦、玉米做了研究试验,建立了测量频率与谷物含水率之间... 从理论上分析了利用电容法进行谷物含水率测量时,所测电容量与其影响因素之间的定量关系,研制成功了一种不受谷物堆积密度变化影响的谷物含水率在线测试系统,并利用该系统对小麦、玉米做了研究试验,建立了测量频率与谷物含水率之间的数学关系模型。试验数据表明:与标准烘箱法相比,该系统的最大测量误差小于0.70%。此系统为谷物含水率在线测试提供了可行方法。 展开更多
关键词 谷物含水率 在线测试 电容法 电容传感器
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针型电容法测量谷物含水率的研究 被引量:2
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作者 韩吉田 归柯庭 +1 位作者 王济浩 施明恒 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第1期157-160,共4页
采用针型电容传感器和测量电路,并采取减小介质损耗的有效措施,研制了测量谷物含水率的针型电容法。实验结果表明,在谷物含水率与输出电压间具有良好的线性关系。该方法具有较高灵敏度、稳定性和良好的动态特性,完全可以满足谷物含水率... 采用针型电容传感器和测量电路,并采取减小介质损耗的有效措施,研制了测量谷物含水率的针型电容法。实验结果表明,在谷物含水率与输出电压间具有良好的线性关系。该方法具有较高灵敏度、稳定性和良好的动态特性,完全可以满足谷物含水率的测量要求,为谷物含水率的准确、快速和在线测量提供了一种有效的方法。 展开更多
关键词 谷物 含水率 电容法 电容传感器 测量
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流动及静态谷物含水率测定方法研究 被引量:3
6
作者 李庆中 苏宝义 高玉根 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第2期190-194,共5页
从理论上建立了电容传感器用于谷物含水率测量的数学模型,介绍了一种不受谷物堆积密度影响的含水率在线测量系统,并利用该系统对小麦、玉米作了试验研究。试验结果表明,该文提出的方法具有较高的测量精度。
关键词 谷物 含水率 在线测量 电容传感器 贮藏
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非均匀非对称情况下平面电容传感器的数学模型及应用研究 被引量:1
7
作者 罗跃生 国萃 +2 位作者 刘庆顺 梁爽 刘少刚 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2013年第3期317-328,共12页
针对利用平面电容传感器测量木材含水率这一工程问题,本文给出一个能体现电介质介电常数分布情况与平面电容传感器电容量之间关系的数学模型,这是在非均匀非对称条件下建立的,它是带有连接条件和边界积分条件的三维Laplace方程.同时,本... 针对利用平面电容传感器测量木材含水率这一工程问题,本文给出一个能体现电介质介电常数分布情况与平面电容传感器电容量之间关系的数学模型,这是在非均匀非对称条件下建立的,它是带有连接条件和边界积分条件的三维Laplace方程.同时,本文讨论了该模型解的唯一性,并且以均匀对称情况为例,运用有限差分法对算例进行计算,分析结果并验证了该模型的合理性.由于木材等介质的含水率直接影响其介电常数,所以通过电容传感器测量电容值,可以得到木材等介电常数的分布情况,进而得到木材含水率的分布情况.该模型可应用到上述问题等更深层的实际问题中. 展开更多
关键词 电容传感器 电容量 介电常数 木材含水率 有限差分法
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基于AVR单片机的谷物水分检测系统 被引量:3
8
作者 黎章 袁易君 《农机化研究》 北大核心 2010年第6期183-185,共3页
提出了一种采用ATmega16单片机和电容式传感器测量谷物水分含量的方法,详细地论述了谷物水分检测系统的工作原理及结构设计,介绍了电容式传感器的原理及应用电路,通过蜂鸣器报警电路和液晶显示电路显示谷物的水分,当超标时进行报警。
关键词 谷物水分检测 电容式传感器 ATMEGA16 报警电路
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基于电容法的原油高含水测试仿真研究 被引量:1
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作者 韩建 马跃 +2 位作者 曹志民 全星慧 牟海维 《自动化仪表》 CAS 2019年第2期11-14,共4页
针对原油高含水率难于测量的问题,设计了一种新型多层筒式结构电容传感器。通过对被测介质的介电特性进行研究,分析了多层筒式电容传感器的各结构参数对系统灵敏度的影响和测量原理,推导出高含水率与电容的计算模型,并用Comsol Multiphy... 针对原油高含水率难于测量的问题,设计了一种新型多层筒式结构电容传感器。通过对被测介质的介电特性进行研究,分析了多层筒式电容传感器的各结构参数对系统灵敏度的影响和测量原理,推导出高含水率与电容的计算模型,并用Comsol Multiphysics软件对模型进行静电场仿真。从二维角度,对电容传感器的几何参数进行研究。分析了泡径对传感器响应以及油泡接触方式的影响,证明了多层筒式电容传感器对高含水率有较好的响应特性。当油泡内径小于0. 5 mm时,传感器响应特性较低。当油泡同时与两极板接触时,相比其他三种接触方式有较为明显的变化。该研究验证了多层筒式电容传感器在90%~100%高含水率测量中的有效性和可行性。 展开更多
关键词 电容传感器 多层筒式电容 等效介电常数 高含水率 油泡接触方式 响应特性
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基于CAV424的粮食含水率检测仪表设计 被引量:3
10
作者 郭伟 乔丽娟 +1 位作者 刘海 杜清府 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2013年第9期111-114,共4页
根据电容式湿度传感器的工作原理,传感器2个极板间的电容值随介电常数的改变而线性变化,而粮食含水率影响介电常数的大小。仪表采用电容测量专用芯片CAV424,将传感器的电容值转换为直流电压,经片上系统C8051F060单片机片内A/D转换成数字... 根据电容式湿度传感器的工作原理,传感器2个极板间的电容值随介电常数的改变而线性变化,而粮食含水率影响介电常数的大小。仪表采用电容测量专用芯片CAV424,将传感器的电容值转换为直流电压,经片上系统C8051F060单片机片内A/D转换成数字量,再进行数据处理后得到粮食的含水率。仪表通过液晶显示测量值,浏览仪表自动存储的历史数据,可利用RS—485接口将测量数据实时上传到上位机,实现远程测量。仪表采用了片上系统、专用测量集成电路,电路设计简捷、检测精度较高、且稳定可靠。 展开更多
关键词 电容传感器 CAV424 粮食含水率 C8051F060 检测仪表
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谷物联合收获机水分在线检测装置设计与标定 被引量:10
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作者 李泽峰 金诚谦 +3 位作者 刘政 杨腾祥 陈满 蔡泽宇 《中国农机化学报》 北大核心 2019年第6期145-151,共7页
为给联合收获机谷物含水率在线检测提供一种简单、高速且精度高的方法和设备,基于电容法检测原理,设计一种谷物水分在线检测装置,该装置以STM32103单片机为控制器,利用平行板式电容传感器和DS18B20温度传感器分别测量待测谷物电容和温... 为给联合收获机谷物含水率在线检测提供一种简单、高速且精度高的方法和设备,基于电容法检测原理,设计一种谷物水分在线检测装置,该装置以STM32103单片机为控制器,利用平行板式电容传感器和DS18B20温度传感器分别测量待测谷物电容和温度。所测得的数据由组态显示屏显示并存储到SD卡,同时将数据上传到云端数据库;通过试验验证电容检测和温度检测电路的可靠性。选取小麦为试验对象,研究小麦含水率(10%~32%)和温度(30℃~45℃)对输出电容的影响;参考"模糊思想",建立"特征编码"处理方法,将输出电容所对应频率值编码,解决数据漂移问题;建立频率编码值与小麦含水率、温度的关系模型,并对模型可靠性以及含水率预测精度进行了检验。试验结果表明,对于含水率10%~25%的小麦样品,测量值与实际含水率平均相对误差小于1%,灵敏度为0.2%,检测周期为17 s;含水率25%~32%的小麦样品,测量值与实际含水率平均相对误差小于3.5%,灵敏度小于0.5%。 展开更多
关键词 联合收获机 含水率 谷物 电容法 特征编码
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基于微带微波传感器的谷物含水率便携式检测装置的开发和应用
12
作者 刘锦 裘姗姗 +1 位作者 周洁 韦真博 《食品安全质量检测学报》 CAS 北大核心 2022年第17期5485-5494,共10页
目的开发一种基于微带微波传感器的谷物含水率便携式测量装置。方法该装置由微波电路模块和实时测量模块组成,可实时显示含水率测量结果。选择水稻样品的厚度和环境温度来优化设备参数。采用随机森林、决策树、K-最近邻和支持向量机4种... 目的开发一种基于微带微波传感器的谷物含水率便携式测量装置。方法该装置由微波电路模块和实时测量模块组成,可实时显示含水率测量结果。选择水稻样品的厚度和环境温度来优化设备参数。采用随机森林、决策树、K-最近邻和支持向量机4种算法预测水稻的含水率。结果选择微波衰减、相移和温度作为随机森林算法模型的输入时,预测结果显示出最好的准确性和稳定性,最大平均绝对误差为0.55%,最大标准偏差为0.41%。结论该仪器结构简单、操作方便、成本低。有望为其他农产品的实时测量提供重要参考,对智能农业装备的发展具有重要意义。 展开更多
关键词 微波传感器 微波透射法 谷物 含水率 随机森林算法
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一种基于总重检测的谷物干燥快速定标方法 被引量:1
13
作者 刘珏 《武汉轻工大学学报》 2018年第2期86-90,共5页
含水量是谷物干燥品质的重要指标,在干燥过程中,在线检测谷物含水率是谷物干燥的重要步骤。采用圆筒电容式水分传感器,提出了一种快速定标方法。对三组样品进行定标的实验结果表明:当样品水分在12%-25%时,实测值与理论值的误差较小,说... 含水量是谷物干燥品质的重要指标,在干燥过程中,在线检测谷物含水率是谷物干燥的重要步骤。采用圆筒电容式水分传感器,提出了一种快速定标方法。对三组样品进行定标的实验结果表明:当样品水分在12%-25%时,实测值与理论值的误差较小,说明该定标法具有理论分析与实际应用价值。而实测电容值存在的滞后现象,可通过提高检测样品的束缚水量和空隙率的初值精度,并在实际应用中不断校正。 展开更多
关键词 总重检测 谷物 干燥 电容传感器 含水率定标
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一种基于电容法的粮食含水率的简便检测方法
14
作者 霍海波 《闽西职业技术学院学报》 2016年第1期117-119,共3页
粮食含水率检测对于粮食安全具有重要意义。电容法是通过粮食的介电特性来测定含水率的间接方法。设计了一种利用粮食的介电特性来测定含水率的简便方法。测试结果表明:含水率与相对介电常数之间有较好的线性相关性,检测方法精确度符合... 粮食含水率检测对于粮食安全具有重要意义。电容法是通过粮食的介电特性来测定含水率的间接方法。设计了一种利用粮食的介电特性来测定含水率的简便方法。测试结果表明:含水率与相对介电常数之间有较好的线性相关性,检测方法精确度符合相关误差要求。 展开更多
关键词 粮食含水率 电容法 介电常数 检测方法
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