基于近红外法的棉花回潮率测量系统研制与试验.pdf

第 37 卷 第 7 期 农 业 工 程 学 报 Vol.37 No.7 158 2021 年 4 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Apr. 2021 ·农业信息与电气技术· 基于近红外法的棉花回潮率测量系统研制与试验 1 1 2 3 1 陈亚军 ，杨舒涵 ，史书伟 ，赵 博 ，吴婷荣 （1. 西安理工大学信息科学系，西安 710048 ；2. 中华全国供销合作总社郑州棉麻工程技术设计研究所，郑州 451162 ； 3. 中国农业机械化科学研究院，北京 100083 ） 摘 要：该研究针对棉花回潮率的测量问题，进行了烘箱法、电阻法、红外法 3 种棉花回潮率检测方法的试验，基于理 论及实际测试试验证明了基于红外法非接触测量棉花回潮率的可行性，并在现有红外水分仪的基础上开发了棉花回潮率 非接触测量系统上位机软件。首先进行了 6%、8%、10%、12%、14%、16%这 6 个不同回潮率水平棉花样本的制备。然 后分别用现有基于电阻的测试方法和基于红外的水分测量仪以及烘箱法 3 种测试方法进行对照试验，研究了测量距离和 样本密度对红外法测量棉花回潮率的影响。最后进行了红外法可行性验证，通过分析测试结果的相关性，提出了基于烘 箱回潮率数据回归方法以实现较精准的红外法棉花回潮率测量，对基于红外的棉花回潮率在线检测方法的可行性进行了 验证。试验结果表明，测量距离和样本密度的变化对测量结果的影响较小，不同测量距离下测量数据的极差在 0.6% 以内， 标准差在 0.134%之内。不同密度下测量结果的极差在 0.5% 以内，标准差在0.15%之内，可满足在线加工对回潮率的测量 精度要求。基于标准烘箱回潮值拟合校准后的红外测量方法可以较准确地实现棉花回潮率的在线测量，和实际的烘箱数 据对比，标准偏差在 0.5%左右。因此，基于红外的棉花回潮率非接触测量系统可行，可解决现有电阻法测量效率低，实 时性不够好的问题。 关键词：机械化；棉花；含水率；近红外光谱；回潮率；烘箱法 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.07.019 中图分类号：TP391.41; S126; S451 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2021)-07-0158-08 陈亚军，杨舒涵，史书伟，等. 基于近红外法的棉花回潮率测量系统研制与试验[J]. 农业工程学报，2021，37(7)：158-165. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.07.019 Chen Yajun, Yang Shuhan, Shi Shuwei, et al. Development and experiments of cotton moisture regain measurement using near-infrared method[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2021, 37(7):