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1.
介电常数与含水率有很高的相关性,可通过测量农产品的介电特性参数预测其干燥过程含水率,高压脉冲电场可有效加快干燥过程,但介电常数和含水率在此过程中的影响机理尚待进一步研究。为解决高压脉冲电场作用下果蔬介电常数与含水率之间关系的微观解释不明确问题,建立有效的苹果含水率与介电常数关系模型,本文以苹果为研究对象,三维模拟其内部电场参数,使用蒙特卡罗法对高压脉冲电场下苹果的介电特性进行理论模拟计算,把苹果内部宏观和微观介质作为集总参数来等效替代其内部整体结构。实验结果显示,当修正系数为8.96时,控制苹果相对水含率从88%逐步下降到18%,介电常数计算值与实测值间相对误差稳定在10%以内。研究为脉冲电场处理果蔬加工提供理论依据。 相似文献
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为了确定基于介电特性的土壤含水率传感器的合适检测频率,并降低温度对介电参数的影响,以陕西关中地区的塿土为对象,利用矢量网络分析仪和同轴探头技术研究了信号频率(10～4 500 MHz)、土壤含水率(9%～25%)和温度(5～50℃)对土壤相对介电常数ε’和介质损耗因数ε″的影响,分析了介电参数变化的原因及频率、含水率和温度对电磁波穿透深度的影响规律.研究结果表明,在10～4 500 MHz频段内,随着频率的增大,土壤的ε’单调递减,而ε″先增大,后减小,进而再增大;ε’和ε″均随含水率和温度的增大而增大;穿透深度随频率、含水率和温度的增大而减小;频率、含水率和温度是影响土壤介电参数及穿透深度的主要因素.50～100MHz是基于介电特性检测土壤含水率的最佳频段. 相似文献
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桃10～4500 MHz间的介电特性与内部品质关系分析 总被引：3，自引：0，他引：3
以不同成熟度的银风桃为对象,利用同轴探头技术测量了25℃下10~4500MHz间桃肉和桃汁的介电参数,并测量了桃肉的含水率、桃汁的可溶性固形物含量、pH值和电导率,分析了介电特性和内部品质间的关系.结果表明,桃肉和桃汁的相对介电常数皆随着频率的增大单调减小,而介质损耗因数呈现"V"型的变化趋势.离子的导电性和偶极子的极化分别是引起低频和高频下介电损耗的主要原因.桃肉和桃汁的介电参数与可溶性固形物含量、pH值以及含水率间没有明显的线性关系. 相似文献
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以不同成熟度的银风桃为对象,利用同轴探头技术测量了25℃下10~4500MHz间桃肉和桃汁的介电参数,并测量了桃肉的含水率、桃汁的可溶性固形物含量、pH值和电导率,分析了介电特性和内部品质间的关系。结果表明,桃肉和桃汁的相对介电常数皆随着频率的增大单调减小,而介质损耗因数呈现“V”型的变化趋势。离子的导电性和偶极子的极化分别是引起低频和高频下介电损耗的主要原因。桃肉和桃汁的介电参数与可溶性固形物含量、pH值以及含水率间没有明显的线性关系。 相似文献
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微波频率和温度对食用植物油介电特性的影 总被引：4，自引：1，他引：3
采用同轴探头技术研究了20～90℃、200～4 500 MHz内菜籽油、大豆油、花生油、玉米油、调和油的介电特性,分析了介电参数值随频率和温度变化的原因.结果表明:同频率下,菜籽油具有最大的相对介电常数和最小的介质损耗因数,而玉米油则相反.在500～4 000MHz间,介电参数与食用油中的饱和与不饱和脂肪酸含量间具有较好的线性相关性.相对介电常数随温度升高线性减小,但介质损耗因数则线性增大.菜籽油的介电参数受温度影响变化最明显,而玉米油最不明显.随着频率或温度的增加,电磁能在食用油中的穿透深度减小. 相似文献
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真空冻干水分的在线监测对进行低能耗冻干工艺的优化有着重要意义,因此在探索应用介电常数检测真空冷冻水分时需要研究温度对果蔬介电常数的影响。现有介电特性测量装置需要加长导线将探针置入冻干箱内实现在线测量,导致测量结果不稳定,所以采用自制的无线测量装置检测果蔬介电特性。选取苹果和土豆为试材,在试材含水率为10%、20%、30%、40%、50%时,测试不同冻干温度下的相对介电常数。试验结果表明:在相同含水率时,温度是影响果蔬相对介电常数的关键因素,且含水率越高时温度对果蔬相对介电常数影响越大。 相似文献
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末端开路同轴探头法测量土壤复介电值用于表征土壤含水率具有准确、快捷的优点。针对目前土壤介电同轴探头集总测量模型没有充分考虑探头的参数以及土壤体积对测量结果影响等问题，基于电磁场理论，对末端开路同轴探头建立了准静态数学模型，适用于土壤的复介电常数准确测量。通过全波软件仿真和模型计算结果对比，以无水乙醇介电实测值和理论值对比，验证模型的准确性。采用本文介电测量模型对不同含水率的黄绵土进行测量计算，复介电常数实部与实测土壤含水率二阶多项式拟合决定系数大于0.965，表明本文所提土壤介电测量方法适用于土壤复介电常数和含水率的测量。 相似文献
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为探明微波稳定麦胚的机制,以小麦胚芽为研究对象,研究了不同测量频率、含水率、脂肪含量及添加不同无机盐条件下麦胚粉体的介电特性(介电常数ε'和介电损耗因数ε″)。实验结果表明,在2个常用微波频率下,小麦胚芽ε'在频率为915 MHz时略大于2 450 MHz时,但ε″在2 450 MHz时明显大于915 MHz时;小麦胚芽介电特性随含水率的增加而增大,当其含水率从4%增至16%时,其ε'和ε″分别从2.61和0.02升高至4.32和0.8;不同脂肪含量的小麦胚芽的介电特性相差较小,尤其是ε″;对比添加5种无机盐后小麦胚芽介电特性发现,Na Cl对其ε'和ε″有明显增加作用,尤其是当Na Cl的质量分数为1%时,效果最明显。 相似文献
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高温处理对食用调和油微波介电特性与品质的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
以食用调和油为研究对象,采用同轴探头技术测量了高温处理（120～240℃,3～15h）后调和油在200～4500MHz的微波介电特性和品质指标。结果表明：未处理调和油的相对介电常数ε′r和介质损耗因数ε″r随频率的变化而变化,经高温处理后ε′r和ε″r基本不随频率改变。与未受高温处理相比,处理使同频率下调和油的ε′r减小,ε″r增大。高温处理的温度、时间对介电参数值有一定的影响。当温度大于180℃时,随着处理时间的增加,调和油的酸价迅速增大;当温度为120℃时,处理时间对过氧化值有明显的影响。 相似文献
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牛奶含水率介电谱结合化学计量学检测方法 总被引：1，自引：0，他引：1
为了实现牛奶含水率的快速检测,采用网络分析仪和同轴探头测量了室温((25±0.5)℃)下20~4 500 MHz间105个牛奶样品的相对介电常数和介质损耗因子。发现基于单一频率下的介电参数很难预测牛奶的含水率。为此,将介电谱与化学计量学方法相结合预测牛奶的含水率。基于X-Y共生距离法进行了样本集划分,得到校正集样本75个和预测集样本30个。采用连续投影算法从全介电谱中提取出了15个用于预测牛奶含水率的特征变量;建立了基于全介电谱和连续投影算法提取的特征变量预测牛奶含水率(87.28%~91.30%)的广义神经网络、支持向量机和极限学习机模型。结果发现,基于连续投影算法提取的特征变量所建立的极限学习机模型是预测牛奶含水率的最优模型,其预测相关系数、预测均方根误差和剩余预测偏差分别为0.988、0.119%和6.723。研究表明,介电谱结合化学计量学方法可用于检测牛奶的含水率。 相似文献
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果蔬真空冷冻干燥技术的应用推广,进行低能耗冻干工艺优化具有着重要意义。果蔬冻干工艺优化中关键技术是果蔬冻干水分的在线监测,笔者对此进行了广泛深入的探索;介绍了基于介电方法的果蔬冻干水分无线实时监测系统的设计,基本思路是:无线采集果蔬冻干过程的相对介电常数,利用实验测取的果蔬介电常数与冻干过程的含水率相关关系,实现果蔬冻干过程含水率在线检测;在冻干仓内利用集成电容转换芯片对插入果蔬内部的电极探针间电容进行采样,经过Zig Bee收发芯片无线采集测量结果,并通过上机软件将电容测量值转换为相对介电常数;在不同温度下对传感器进行校准,保证在冻干仓内加热温度下介电常数的在线精确测量。同时,以苹果和土豆为试材的试验验证,结果表明:含水率与相对介电常数有极显著的线性正相关性,无线在线检测果蔬冻干过程含水率可行。 相似文献
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研究了不同枸杞品种果实介电参数与测定频率、贮藏时间的相关性,并就此相关性进行了探讨,为下一步研究枸杞果实介电参数与内部品质间的相关性打下良好理论基础。研究结果表明:枸杞果实介电参数值会随测试频率的增加而呈规律性变化,阻抗Z、电感L、电阻R值随测试频率的增加而减小;在全频率段,各处理组介电参数值无明显差异性,其显著差异性主要表现在低频阶段。3.98MHz频率下,阻抗Z、电阻R、介质损耗因子ε″与贮藏时间线性正相关,电容C、介电常数ε'与贮藏时间线性负相关。各枸杞品种的电容C、介电常数ε'、介质损耗因子ε″随贮藏时间的变化值均存在显著差异性。 相似文献
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采用TG-DTG热重分析技术和材料介电参数测试系统研究了草果脱水过程和草果含水率与介电常数、介电损耗、损耗角正切及穿透深度的关系。结果表明,草果的热失重过程分为自由水脱除阶段和束缚水脱除阶段,其介电常数和介电损耗随着含水率的降低存在平缓下降和急剧下降的分段变化趋势。草果自由水存在时,介电常数和介电损耗平缓下降;当草果只剩束缚水时,介电常数和介电损耗急剧下降。物料含水率越大,微波能损耗越大,穿透深度越小;相反,物料含水率越小,微波能损耗越小,穿透深度越大。物料穿透深度Dp与含水率ωt存在y=Ae-ax+y0,符合指数关系。 相似文献
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针对目前土壤介电计算模型适应性差等问题,基于双线性理论构建了双线性介电计算模型。为探究双线性介电计算模型对土壤介电测量的适应性,选用7种不同质地土壤分别配置0、5、10、15、20、25、30cm3/cm3体积含水率,在0.001～3GHz频域内进行不同含水率下介电谱测量。分析发现,该模型介电谱可很好地反映土壤不同含水率下混合介质的介电特性;土壤含水率介电法测量理想频率点为1.50288GHz。在理想频率点上,基于复介电常数实部和视在介电常数构建了2个土壤含水率频域测量经验公式,通过试验数据分析,土壤含水率复介电实部测量式的计算值与干燥法含水率测量值对比,两者R2为0.9126,RMSE为0.0294cm3/cm3、RPD为3.343;土壤含水率视在介电测量式计算值与干燥法含水率测量值对比,两者R2为0.8907,均优于其他3种经典公式（Topp公式、Roth公式、Malicki公式）。双线性介电计算模型对土壤介电常数计算有良好的适应性,基于该模型建立的土壤含水率频域测量式对土壤含水率有较高的测量精度。 相似文献
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频率、温度和大豆蛋白对牛乳介电特性的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为了给牛乳中植物蛋白含量的检测提供一种方法,以生鲜牛乳为对象,采用矢量网络分析仪和同轴探头研究了频率(20~4 500 MHz)、温度(5~75℃)和大豆蛋白质量分数(0~3.98%)对生鲜牛乳介电特性(相对介电常数ε'和介质损耗因数ε″)的影响规律;建立了27 MHz下介电参数与温度和大豆蛋白质量分数的关系模型,并对模型进行了验证。结果表明,ε'随频率和温度的增大而减小;ε″在1 000~4 000 MHz间有最小值,且当频率小于1 000 MHz时,ε″随温度的增大而增大,但大于4 000 MHz时ε″随温度的增大而减小;ε'和ε″均随大豆蛋白质量分数的增加而线性增大;可用二元二次多项式表达牛乳的ε'和ε″与温度和大豆蛋白质量分数的关系,27 MHz下所建模型的决定系数分别为0.992和0.998。 相似文献
17.
为了了解不同类型蛋白质及其添加量对生鲜牛乳介电特性的影响规律,为牛乳蛋白质掺假提供新的检测手段,采用同轴探头技术测量了20~4 500 MHz范围内乳清蛋白、大豆蛋白和三聚氰胺的蛋白质添加量(0~4.70%)对生鲜牛乳相对介电常数ε'和介质损耗因数ε″的影响规律,分析了不同类型蛋白质及其添加量对介电特性的影响机理。结果表明:在所测频率范围内,牛乳的ε'随频率的增加而减小,牛乳的ε″在2 000 MHz附近有最小值;当蛋白质添加量相同时,添加大豆蛋白的牛乳具有最大的ε',而添加三聚氰胺的牛乳具有最小的ε';添加乳清和大豆蛋白的牛乳的ε'和ε″均随蛋白质添加量的增加呈线性增大,但添加三聚氰胺的牛乳的ε'和ε″与蛋白质添加量之间的相关性不明显。研究说明,不同类型的蛋白质及其添加量对牛乳介电特性的影响规律不同,这种差异使基于介电特性识别牛乳中不同类型的蛋白质及其添加量成为可能。 相似文献
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苹果介电常数与干燥特性相关性研究 总被引：1，自引：0，他引：1
使用HIOKI LCR测量仪及配套电极测量了热风干燥过程中苹果及苹果与空气混合物的相对介电常数,通过介电常数与干燥特性指标的拟合,分别建立了苹果、苹果与空气混合物介电常数与相对含水率、干燥速率的关系方程。结果表明,介电常数与干燥特性指标均显著相关,且混合物介电常数与干燥特性指标相关性更好。 相似文献
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为了研究FDR探头结构中探针间距和探针长度对土壤介电谱测量的影响,通过矢量网络分析仪分别对2种土壤的4个不同体积含水率进行了介电谱测量,通过28 mm长度下10 mm、14 mm探针间距探头和10 mm间距下28 mm、45 mm长度探头所测介电谱对比发现,在31.2 MHz以上频段探针间距对土壤介电谱测量影响很小,而探针长度在不同频段对土壤介电实部或虚部均有不同影响。研究表明,探针间距不是土壤介电谱测量的影响因素,根据测量需要可对其进行一定范围的调整;探针长度影响土壤介电谱弛豫频率值,探针越短其弛豫频率越大,探针长度是影响土壤介电谱测量的关键因素之一。FDR探头的探针应适当缩短以拓展介电谱平滑段的频率范围,这有利于FDR传感器测量精度和环境适应性的提高。 相似文献