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为实现应用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术准确检测农业生物炭中主要金属元素含量,并提高检测灵敏度,提出采用高温处理法去除水分、固定碳和有机基体效应的影响。首先获取灰分质量分数在28%～42%范围内具有代表性的66个农业生物炭样品,并选用不同灰分区间间距(14%、7%、3. 5%和2%)对样品集进行划分。当间距设为7%时,样品集的灰分区间被划分为28%～35%(38个样品)和35%～42%(28个样品),对应的高温处理前后各元素含量平均决定系数均大于0. 96。理论上表明,可以利用高温处理后样品光谱信息,并结合原始样品化学信息,构建农业生物炭中主要金属元素含量的连续灰分区间定标模型。通过比较原始样品和高温处理后样品数据集所构建模型的效果,得出高温处理后样品偏最小二乘回归(PLSR)模型的交互验证相对标准偏差明显较低,其预测集的成对T检验显示,LIBS和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定结果无显著性差异。结果表明,高温处理结合连续灰分区间定标模型能够实现农业生物炭中主要金属元素的LIBS同步精确定量分析。 相似文献
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基于近红外的小麦植株含水率检测方法 总被引：1，自引：0，他引：1
针对小麦植株含水率快速检测需求，提出了一种基于近红外的小麦植株含水率检测方法。利用不同波长近红外感光元件组成的探测器研发了小麦植株含水率无损快速检测装置，利用该检测装置对采集的多组样品进行了测量，通过均值滤波与参考实时校正方法得到了小麦植株的近红外反射强度。基于测量数据，分别采用多元线性回归、多元逐步回归、偏最小二乘以及最小二乘支持向量机建立了含水率检测模型。结果表明，基于最小二乘支持向量机建立的模型效果最优，校正集决定系数R2达到0.9742。利用建立的检测模型对另一批样品进行含水率检测试验，结果表明：小麦植株含水率真实值与预测值的决定系数R2为0.9337，预测集均方根误差均小于等于3.00%。研究结果为小麦植株含水率无损快速检测提供了一种有效的方法与装置，能够满足联合收获机在作业现场对小麦植株含水率快速调整作业参数的需求。 相似文献
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畜肉品质光谱检测过程中，不同样品之间的厚度差异导致肉品表面到光纤探头的检测距离存在差异，对预测结果影响较大。针对这一问题，设计了一种用于肉品无损检测的光学传感器，并间隔玻璃从下至上对畜肉品质进行检测，消除了样品厚度对检测距离的影响，并分析了光谱曲线随检测距离变化的变化规律。为探究所设计方案的可行性，搭建了试验平台，包括光谱仪、距离调节机构、光源、石英玻璃、光学传感器和计算机，其中石英玻璃可透过220~2500nm波长范围的光而无吸收，光学传感器可以帮助采集更多的肉品漫反射光。选择了18个猪肉样品贮藏在4℃环境中，并在不同的冷藏时间取出进行光谱采集（400～1100nm），采用不同的检测距离（8～22mm，间隔2mm），最后测量样品的挥发性盐基氮（TVB N）含量。在获得样品光谱数据后，分别用1阶导数、多元散射校正（MSC）、标准正态变换（SNV）和1阶导数+SNV等方法进行预处理，并建立猪肉的TVB N含量的偏最小二乘回归（PLSR）预测模型。结果表明：当检测距离为16mm，采用1阶导数+ SNV预处理时，建立的TVB N含量预测模型效果最好，校正集相关系数和均方根误差分别为0.98和0.92mg/(100g)，预测集相关系数和预测均方根误差分别为0.97和1.56mg/(100g)。因此，利用所设计光学传感器对猪肉新鲜度进行检测是可行的。 相似文献
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为保证我国食用菌质量安全，提出食品安全法律制度下食用菌农药残留含量检测方法。在食品安全国家标准制度下，分析农药残留情况，获取农药残留含量限制指标，并参照食品安全法律制度《食品中农药最大残留限量》进行食用菌样品处理，在气相色谱法、高效液相色谱法以及其他检测方法中选取气相色谱法，对食用菌样品中农药残留含量进行检测，分析样品中农药残留含量可知，农药的来源对于减少食用菌产品农药残留含量非常必要，所提方法有效提升了食用菌产品安全。 相似文献
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研究处于天然状态地区的地下水环境背景值对地下水质量现状和污染现状具有重要意义。以新疆淖毛湖地区为研究区,采集24个地下水样品(15个潜水样品、9个承压水样品),结合研究区的水文地质条件,选取对地下水水质影响较大的监测因子,即Cl-、SO2-4、NO-3、NO-2、F-、NH+4、总Fe和TDS进行检测分析。采用格鲁布斯(Grubbs)法对组分内的异常值进行剔除,采用夏皮洛一威尔克(Shapiro-Wilk)检验法并借助SPSS软件确定地下水的环境背景值,为该地区的地下水水质评价提供依据。地下水主要组分含量统计结果表明:承压水中主要组分含量平均值均高于潜水中主要组分含量平均值。 相似文献
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为保证我国食用菌质量安全，提出食用菌农药残留含量检测方法。在食品安全国家标准制度下，分析食用菌农药残留情况，获取农药残留含量限制指标。在气相色谱法、高效液相色谱法及其他检测方法中选取气相色谱法，对食用菌样品中农药残留含量进行检测。分析样品中农药残留含量可知，农药的来源对于减少食用菌产品农药残留含量非常必要，并且所提方法进行食用菌农药残留含量检测的精度较高，严格控制农药残留可有效提升食用菌产品安全性。 相似文献
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如何利用有限的耕地生产尽量多的农产品,是现阶段我国农业面临的一个重要问题。对此,人们发展出了智能化和数字化的农业模式,具体表现为各种植物生长柜和监控决策系统。农作物的长势是上述系统进行决策的依据和基础,长势监控的准确性便成为评价这些系统功能的重要方面。小麦是我国的三大粮食作物之一,推进数字化农业在小麦长势监控中的应用,对保障小麦的高产、稳产具有重大的现实意义。为此,基于计算机视觉,设计了一种小麦的长势监控系统。其中,视频采集装置拍摄小麦生长过程的图像,形成的视频信号由计算机视觉软件分析,得到各种形态特征和颜色特征,以此形成控制指令,最后通过执行装置对小麦的长势进行控制和调节。在植物工厂中验证系统的准确性,监测了3个小麦品种不同时期的株高和叶绿素含量。与人工测量果相比,计算机视觉测量的小麦株高普遍较低,需要优化系统的参数和算法以消除拍摄角度引起的误差;系统测量的不同品种或生育期之间的相对株高和叶绿素含量都很一致,表现出较好的准确性,具有良好的应用前景。 相似文献
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《现代农业装备》2021,42(4):36-42,85
随着工业化和城市化的发展,农田重金属污染和治理问题日趋严峻,急需一种能够高效便捷地对多种农田重金属同时准确测定的新技术手段。本文利用高精度单波长X射线荧光分析,对涉及农田土壤领域重金属含量的快速检测进行了系统研究,研究表明基于单波长X射线荧光的重金属快检方案可有效解决当前农业土壤领域的多种重金属高效准确检测问题,数据质量表明重金属含量分析结果和标准值具有强相关性,其中土壤中镉、铅、砷的决定系数分别为0.999 1、0.999 6、0.998 7,检测下限分别为0.06、1.55、1.02 mg/kg。与现行土壤法规限值相比,此方法可完全满足分析要求,而且可用于野外现场分析与应急检测。研究考察了方法精密度和测量时间、样品粒径、样品水分对结果的影响,以及方法对8种土壤类型13个样品的测量适用性,数据结果表明高精度单波长X射线荧光分析是农田重金属分析检测的利器,可满足当前农田监测土壤、环境应急、环境治理的重金属检测需求,具有良好的现场和应急应用的前景。 相似文献
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基于遗传算法,以小麦收割机全局路径优化为研究目标,对小麦收割机从起始点到终点的收割作业问题进行了数学建模,并利用Mat Lab软件进行了仿真计算。结果表明:采用遗传算法得到的优化路径比驾驶员主观的随机路径缩短路线19km,节省费用和时间各为10.8%和7.8%。这说明,该算法可以对小麦收割机全局路径进行有效优化,能够大大提高小麦收割机的工作效率,实际应用前景广阔。 相似文献
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为了实现椰糠基质有效氮含量的快速实时检测,基于漫反射光谱设计了椰糠基质有效氮近红外检测仪。该检测仪的硬件系统主要由前处理装置、气力输送装置、重力式沉降样品室、近红外光谱检测装置、样品回收装置和空气压缩机等组成。制备了不同有效氮含量的椰糠基质样本135个,采用研制的检测仪获取了样本原始光谱数据,并建立了椰糠基质有效氮含量的最优偏最小二乘回归预测模型,其校正集相关系数和验证集相关系数分别为0.973和0.965,校正集均方根误差和验证集均方根误差分别为14.025 mg/(100 g)和15.757 mg/(100 g),残差预测偏差为3.72。基于MFC开发工具,采用C/C++语言开发了检测仪硬件控制及实时检测分析软件界面,将建立的最优有效氮光谱预测模型移植到软件程序中,实现了椰糠基质有效氮近红外检测仪功能硬件控制及有效氮检测的一键式操作。试验验证结果表明,所研制仪器预测值与国标测量值相关系数为0.883,测试集均方根误差为18.605 mg/(100 g)。该检测仪实现了椰糠基质有效氮含量的快速实时检测,并且预测性能较好,可以满足快速评价椰糠基质养分的实际需求。 相似文献
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基于LabVIEW的小麦生物量检测系统 总被引：2，自引：0，他引：2
为了快速、无损地测量小麦生物量,根据小麦茎秆的力学特性,设计了一种基于LabVIEW的小麦生物量检测系统。以压力传感器为测量元件,以阿尔泰DAM—3056AH为高速采集模块,获取的小麦受推杆作用产生的回弹力信号由LabVIEW测量系统完成数据的实时采集、显示和保存。利用该检测系统在田间进行小麦生物量检测试验,以验证系统的性能。试验结果表明不同品种的小麦茎秆回弹力具有明显的差异,小麦茎秆回弹力与生物量（鲜质量）具有一定的相关性,采用线性回归法建立两者之间的回归模型,模型的决定系数R2达到0.7127。结果表明基于力学原理进行小麦生物量检测是可行的。 相似文献
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为分析矿区充填复垦土壤种植农作物的生态安全性,以中国徐州市柳新矿区复垦场地为例,对照当地农田土壤,对充填场地种植小麦不同部位As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn 7种重金属元素含量进行检测,分析了Cd、Cr在成熟小麦不同器官中的分布、富集情况,并利用单项污染指数法和综合指数法对小麦籽粒进行了风险评价。结果表明,三场地中Cd 和Hg在未成熟苗中的含量小于成熟茎中的含量,Cr、Cu和Zn则与之相反,Pb和As的含量规律性不太明显;复垦场地小麦未成熟根的重金属含量都小于成熟根中的含量;比照地中除Cr 和Zn之外,其余元素在未成熟根中的含量均大于成熟根的含量;参照粮食污染限量标准,小麦籽粒中Cd和Cr含量均超标。风险评价显示三场地小麦籽粒中Cd、Cr单项污染指数达到轻度至重度水平,综合污染指数处于轻度污染至中度污染水平之间。该研究对矿区粮食安全的监控具有重要的实际应用价值。 相似文献
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提出了一种应用能量色散X射线荧光光谱分析(EDXRF)法测定饲料中轻元素磷的方法。采用间接测量的方式,通过一系列化学反应将目标元素磷转换为磷钼酸喹啉沉淀,并对沉淀进行洗涤、过滤与干燥,应用EDXRF测定样品中的钼元素含量,最后根据生成物化学式中的磷元素与钼元素的化学关系计算得到磷元素的含量。对钼元素的最佳激发条件进行了探究,通过计算钼元素特征谱线峰背比,绘制其与激发条件的关系曲线,得到钼元素的最佳管电压为27 k V、最佳管电流为9μA、最佳测量时间为120 s。测量得出,含磷饲料中磷元素的质量分数为22. 36%,相对标准偏差为0. 46%,相对极差为0. 24%,与熔片法(X射线荧光光谱分析)检测分析结果相一致。 相似文献
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畜禽养殖物联网由于工作环境恶劣、网络传输故障等因素容易产生异常感知数据,为保证数据质量,根据畜禽养殖物联网数据流周期性、时序性等特点,提出了一种基于滑动窗口与支持向量回归(Sliding window and support vector machines for regression,SW-SVR)的异常数据实时检测方法。首先根据畜禽物联网数据流特征周期以及采样频率确定滑动窗口尺寸;然后通过SVR模型预测畜禽养殖物联网数据流中某一时刻传感器测量值;最后计算预测区间,根据实际测量值是否落入该区间判断是否异常并对异常数据进行置换处理。采用畜禽养殖物联网环境数据进行试验,结果表明:所提滑动窗口计算方法得到的窗口尺寸预测的MAPE为0.188 4,畜禽养殖物联网异常数据检测率达98%,能够有效检测和处理畜禽养殖物联网数据流中的异常数据。 相似文献