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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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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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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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同轴探头法适合于测量果蔬等高损耗材料的介电特性,研究果蔬同轴介电特性与干燥含水率的相关性对于监测果蔬干燥加工过程中含水率的变化情况有重要理论指导意义。为此,以苹果为试验材料,利用同轴探头和网络分析仪测量了500~8.5GHz频率范围内苹果在微波干燥过程中的介电特性。研究表明:随着频率的增加,苹果试样介电常数呈下降趋势,介电损耗因子先下降后增加;通过介电特性指标与干燥含水率的拟合,建立了915MHz和2450MHz频率下苹果的相对介电常数、介质损耗因子与含水率的关系方程。研究结果可为利用同轴介电特性在线监测微波干燥含水率提供依据。 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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基于微波自由空间测量的小麦含水率检测方法 总被引：2，自引：0，他引：2
为了实现小麦含水率的快速检测,采用微波自由空间测量法研究了信号频率(1～4 GHz)、温度(10～40℃)、含水率(11. 35%～17. 79%)和容积密度(低、高)对小麦相对介电常数的影响,分析了影响相对介电常数变化的原因,建立了不同频率下小麦含水率的预测模型,并对模型进行了验证。研究结果表明,在1～4 GHz频段内,小麦的相对介电常数随含水率、温度和容积密度的增大而增大,随着信号频率的增大而减小;所建立的支持向量机模型取得了很好的预测效果,对比于单频和多频,全频下的预测模型最优,其预测集相关系数、预测集均方根误差和剩余预测偏差分别达到了0. 992 9、0. 051 3%和18. 67。研究表明,微波自由空间法可用于检测小麦含水率。 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
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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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【目的】探讨红黏土介电特性的影响因素并提升Topp模型精度。【方法】以云南红黏土为例,开展以干密度、含水率、温度为变量的介电特性试验,分析不同条件下红黏土相对介电常数的变化规律,构建红黏土相对介电常数模型并对含水率进行预测。【结果】红黏土相对介电常数与含水率、温度、干密度呈正相关,影响因素的相关性程度依次为:含水率>温度>干密度。恒温条件下,Topp模型拟合精度较高;当温度发生变化时,Topp模型拟合精度显著降低。【结论】不同温度条件下Topp模型拟合得到的相对介电常数(εr)与体积含水率(θ)的关系存在较大差异,引入温度改进后的Topp模型精度明显提高。 相似文献
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《Journal of Agricultural Engineering Research》1988,39(3):173-179
Samples of hard red winter wheat were conditioned to moisture contents ranging from 3·4 to 24·2%, wet basis. A subsample from each conditioned sample was manually adjusted to various bulk densities and the dielectric properties of the subsample were measured. Moisture content and bulk density influenced dielectric properties measured at frequencies of 1, 18, 300, and 2450 MHz. A calibration equation for estimating moisture content from dielectric constant and bulk density, and an empirical equation for estimating the loss factor from bulk density and moisture content were developed. 相似文献
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基于介电特性的薏米含水率检测方法 总被引：5，自引：0，他引：5
研究了测量信号频率(1～1 000 kHz)、温度(5～40℃)和含水率(14.7%～22.7%)对薏米相对介电常数的影响,分析了影响相对介电常数变化的原因,建立了100 kHz下基于相对介电常数和样品温度预测薏米含水率的数学模型,并对模型进行了验证。研究结果表明,在1～1 000 kHz频段内,薏米的相对介电常数随着样品含水率和温度的升高而增大,却随着信号频率的增大单调减小;频率一定时,可用三次多项式表示含水率与相对介电常数和温度的关系;100 kHz下模型的决定系数是0.997 6,实测薏米含水率与预测含水率的决定系数为0.997 7。 相似文献
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研究重金属污染对土壤介电特性的影响规律,可为高频物探设备及地质雷达探测重金属污染以及评价提供重要的理论依据。以土壤铬(Cr)、镉(Cd)、铅(Pb)污染为例,在细砂、粉土、黏土3种土样中分别加入不同质量浓度的Cr、Cd、Pb污染液,利用介电常数仪测定不同含水率下土样的介电常数的变化特征,分析Cr、Cd、Pb污染液质量浓度、土壤含水率以及土壤颗粒粗细对介电常数的影响规律。结果表明,细砂、粉土、黏土在无污染条件下,控制介电常数变化的主导因素是土壤含水率和颗粒粒度径;在加入Cr、Cd、Pb污染液的情况下,当含水率大于15%,尤其是大于20%时,3种土样的介电常数均随重金属污染液质量浓度的增大而显著增大。土壤颗粒越细、越偏黏性,其介电常数对重金属污染质量浓度的变化越敏感。利用高频物探设备和地质雷达探测土壤重金属污染时,在黏性介质中,对Cr、Cd、Pb污染的探测效果好。 相似文献
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介质含水率与探地雷达电磁波特征参数关系 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】研究GPR电磁波属性参数与含水率的内在关系,揭示流域范围内土壤水分赋存特征具有重要意义。【方法】利用美国劳雷工业SIR-3000型地质雷达,对不同含水状态风积沙进行GPR探测试验,分析了不同含水率风积沙试样中电磁波传播过程的参数特征,建立了其与含水率的关系模型,并推算介电常数;利用介电常数仪直接测定不同含水率风积沙试样的介电常数,对比基于波速间接所得介电常数,校验了介质含水率与电磁波特征参数关系模型的有效性。【结果】随介质含水率增加,GPR电磁波的双程走时呈非线性增加趋势,波速呈负线性降低趋势;随含水率增加,基于GPR波速间接推算介电常数与介电常数仪直接测定介电常数呈相似增大趋势,相同条件下两类介电常数最大误差约3.6%。【结论】借助GPR电磁波波速与双程走时可以有效评价风积沙水分赋存特征与介电特性。 相似文献
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采后失水处理对葡萄电学特性的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
为研究采后失水处理对葡萄贮藏过程中电学特性的影响,运用LCR电子测量仪测定了冷藏条件下红地球葡萄在0.1 kHz、1 kHz、10 kHz、100 kHz和1 MHz频率下的部分电学参数。结果表明,在同一贮藏时间,未失水处理和经失水处理的红地球葡萄复阻抗Z、电抗X、电感Lp和电阻Rp随着测试频率的增加逐渐减小,电纳B逐渐增加;损耗角正切值tanδ、相对介电常数ξ’和复阻抗相角θ在0.1～100 kHz频率范围内随着频率增加逐渐减小,到1 MHz时又有所增加。在0～45 d贮藏期内,随着果实的衰老,采后失水处理使葡萄保持了较高的Z、Lp、X和Rp以及较低的ξ’和θ,对保持果实品质更为有效。 相似文献
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土壤介电特性是影响FDR传感器测量土壤含水量精度和适应性的重要物理参数。为了确定28 mm长、10 mm间距的7探针FDR传感器理想频率,通过矢量网络分析仪对4种不同土壤的LF-UHF频段(1 MHz～3 GHz)散射参数进行了测量,通过Logsdon和Laird模型变换,使用Matlab进行了4种土壤表观介电常数的计算和绘制。通过土壤介电频谱分析,研究了土壤极化机理,分析了土壤介电特性与频率的关系,确定了FDR传感器的工作频段为44～398 MHz,考虑到温度对极化的影响,其最佳工作频段为62～110 MHz,其中75 MHz是其工作的最佳频率。此频率下土壤介电值仅对土壤含水量敏感,是消除温度等因素对FDR传感器影响的理想频率。 相似文献