微波快速检测稻米水分仪的设计开题报告

 2023-02-04 21:43:39

1. 研究目的与意义

水稻是草本稻属的一种,属谷类,也是稻属中作为粮食的最主要最悠久的一种,区别于旱稻。水稻原产于中国和印度,七千年前中国长江流域的先民们就曾种植水稻。我国是稻作历史最悠久、水稻遗传资源最丰富的国家之一。水稻所结子实即为稻谷,稻谷脱壳后称糙米,糙米碾去米糠层即可得到大米。世界上近一半人口以大米为主食。水稻除可食用外,还可以酿酒、制糖作工业原料,稻壳和稻秆可以作为牲畜饲料,谷芽和稻根可供药用。世界上近一半人口,包括整个东亚和东南亚的人口,都以稻米为食。

稻谷和大米的水分含量是作为收购、储藏、加工过程的重要指标。微波水分检测是一项新的无损检测技术,它具有检测精度高、稳定性好、对环境的敏感性小、测量范围广以及方便进行在线动态检测等优点。作为一种高频电磁波,微波的穿透性很强,它能够在无损的情况下对粮食内部的水分含量进行检测,基于微波的粮食水分测量技术正在逐步取代取样要求高、适应性差、测量惯性大的电阻和电容方法,成为一种现代水分检测技术的主要发展方向。

2. 研究内容和预期目标

本文选择了以稻谷,糙米,大米为研究对象,检测其在不同水分下,添加不同含量的无机杂质或有机杂质的电压值,试验以国内外相关理论为基础,主要研究了稻谷,糙米,大米的水分、无机杂质、有机杂质与在微波水分分析仪中的电压之间的关系。通过不同水分含量所测出的电压,获得水分与电压关系的变化图,从而作为微波水分分析仪设计的重要参考依据。

本课题的关键问题在于试验的精确性,作为微波水分分析仪的基础,如何准确地检测水分,结果的稳定性以及尽量避免可能产生误差的影响因素。

3. 国内外研究现状

测定粮食含水量的方法很多,各不相同。根据测量原理的不同,粮食水分测试方法有 20 多种,主要是烘箱干燥法、氯素灯干燥法、红外加热干燥法、微波加热干燥法、105 ℃恒重法、定温定时烘干法、双烘法、隧道式烘箱法、快速失重法、减压干燥法,高周波法、介电损失角法、复阻抗分离电容法、高频阻抗法、摩擦阻抗法、声学法、核磁共振法、射线法、中子式水分测定仪、微波吸收法、直流电阻法、电容法、甲苯蒸馏法、压力法、卡尔费休法等。不同的粮食含水量测定方法,因原理、结构、价格等的不同,应用到不同的场合。可以根据使用情况、结果要求程度、测定所需时间、分析时所需成本等来选择测定方法。如需要较精确地测定水分,在化验室用国标方法进行测定,粮食水分测量标准方法主要是烘干法,是我国及国外粮食质量标准中测定水分含量的标准方法,也是多年来我国主要使用的粮食水分含量测定方法。电测法,近年来各地研制了不少型号的电阻式、电容式水分测定仪,分别在各个地区粮食收购中应用,能够较准确地测定各种粮食的水分含量,以及应用于不同地区、不同品种粮食等测定,但还有许多问题需要解决。微波法作为水分非破坏测定方法,已经被应用于粮食检测分析中,美国、德国等国家,都已经研制先进的微波测定水分方法,测量结果稳定、精确。

粮食水分微波检测是非介入、无损、快速、准确的测量方法,测量信号可以联机数字化、可视化,容易实现粮食水分的连续测定。微波测量技术不仅提供了很好地穿透深度测量,而且可在相对恶劣环境条件下实施检测,尤其适合在特殊工艺环境中进行在线水分测量。

4. 计划与进度安排

根据本论文的特点,我计划:

1.搜集与课题相关的国内外文献资料,认真学习理解。

2.有了一定的基础后与老师进行沟通,了解课题的研究方向、目的,学习研究方法,并确定试验步骤。

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5. 参考文献

[1] 李兴宁,刘荣进,陈震.粮食水分微波检测方法的研究 [J].科技资讯,2017,(17):55-56.

[2] 顾颢,张世庆,蔡健荣.基于微波的大米水分快速检测研究 [J].食品科技,2015,(06):318-321.

[3] 靳晓燕,孙士明,赵丽平.国内外粮食水分检测技术发展概况[J].农机使用与维修,2018,(10):4-6.

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