农业物料的电特性运用VIP免费

农业物料的电特性运用班级：农机101班姓名：赵进学号：10080304281农业物料的电学特性及其研究农业物料电特性主要是指农业物料在外加电场的作用下产生的导电特性、介电特性，以及其它电磁和物理特性。1．1农业物料的电学特性农业物料大都含有具有极性的大分子，因此具有一定的荷电特性。其组成成分不同，荷电也有所差别，在电场中的电特性将反映出其固有的本质特征。农业物料的组织、成分、结构、状态与其电特性有着密切的联系。农业物料不仅种类繁多，其组成结构也非常复杂。农业物料组成成分一般有水、淀粉、糖和油等，它们当中包含大量的H，C”，F，P和Na。等物质的不同组合都具有极性，在电场中复杂的电特性一定程度上体现出农业物料的理化特性。表征农业物料电特性的电物理量有：电阻R、复阻抗z、电阻率P、电导率K、电容量C、复电容量C、介电常数、复介电常数。农业物料的电学特性包括导电特性和介电特性。导电特性是指物料导电能力，主要参数是电阻R或电导(电阻的倒数)。介电特性是指生物分子中的束缚电荷对外加电场的响应特性。其主要参数有相对介电常数、相对介质损耗因素、介质损耗角正切tan和介质等效阻抗{z}。相对介电常数是电介质固有的一种物理属性，表示物料可能贮存的电场能量，反映该物料提高电路模型电容器电容量的能力。损耗因素表示物料在交流电场中损耗的能量。损耗角正切tan表示物料所消耗的能量与所蓄积的能量之比。介质损耗：在高频电场作用下电介质被极化，有极分子在电场中不断地做取向运动，分子间发生碰撞和摩擦将消耗电能并转化为热能，称为介质损耗，其随交变频率的提高及电场强度的增强而增多，介质损耗和介质的介电特性有关。1．2国外研究现状把农业物料作为电介质进行研究早在18世纪末国外就开展了研究工作。1880年美国的奥斯本研制成功了世界上第一台静电分离机，用于清除面粉中的谷壳和杂质。Nelson从2O世纪5O年代开始到2O世纪9O年代一直致力于种子电性质的研究和应用，发现种子的介电特性与含水率，密度和温度有很大关系，并模拟出数学模型。农业物料可以等效假设成电阻器与电容器的串并联模型，如图1所示。1．3国内研究现状1)谷物：2002年，米双山对小麦种子的研究证实介电常数与种子之间的相关关系。即品种和籽粒质量相同的种子，介电常数愈大，其活力愈低；而介电常数小的种子则具有较高活力。2)果蔬：2001年，张立彬等利用电特性对苹果，桃子的新鲜度以及内部品质进行了研究，得出桃子的含水率变化与电特性存在着较强的相关性；苹果的阻抗与激励信号有很大相关性，相对介电常数在适当的频率范围内(33～1OOkHz)，对苹果内部的腐烂程度有较好的相关性。尤田束(1999)利用微波谐振腔技术对单颗粒黄豆进行了含水率的测量，总结出微波谐振腔技术是一种较为简单的非破坏性的、能够实现连续测量黄豆颗粒湿度的方法，并与颗粒的形状、大小无关。2电特性在农业工程中的应用2．1介电特性与无损检测电特性参数为农产品无损检测技术提供可靠依据。张立彬(1996～2004)等人研究测试了不同新鲜度、不同腐烂程度的苹果和桃的电参数，并研究了一种基于介电特性的水果无损检测系统。此外，电特性还可用于水果保鲜和存储。2．2介电特性与种子分选技术种子的优劣程度很大程度关系到农作物的产量及品质，因此非常有必要进行种子分选，目前普遍使用的是介电分选技术。介电分选技术及其研究早在20世纪90年代就已开始，并且发展十分迅速。种子的优劣程度不同在电场中的极化力也不同，这就很容易利用电参数进行介电分选。钱新耀(1990)等人研究了蔬菜种子的电导特性和介电特性与含水率之间的关系。米双山(2000)等人研制了介电式带绒棉种介电分选机。2．3介电特性与粮食品质监控技术农产品的品质直接关系到价格的高低，是对农产品进行再加工时提高品质的重要途径。因此，在去除农产品中的杂质、不健康籽粒过程中，进行品质监控可以大大改善农产品的品质，提高农产品的价格。利用介电特性进行在线监控已广泛地应用于粮食加工中。程卫东(1999)以由谷物含水量(介质介电常数)变化引起电容式传感器振荡频率的变化来测量谷物的水分。此外，利用介电特性可以监控粮仓中粮食的水...