基于介电特性的豆浆固形物含量检测-农业机械学报.PDF

２０１６年 ７月 农 业 机 械 学 报 第 ４７卷 第 ７期 ｄｏｉ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１６．０７．０３３ 基于介电特性的豆浆固形物含量检测 郭文川　王东阳　孔繁荣　李伟强 （西北农林科技大学机械与电子工程学院，陕西杨凌 ７１２１００） 摘要：为检测豆浆中固形物含量（Ｓ），采用网络分析仪研究了频率（２０～４５００ＭＨｚ）、温度（２０～８０℃）和 Ｓ（２００～ ７０１ｇ／（１００ｍＬ））对豆浆介电参数（相对介电常数 ′和介质损耗因子 ″）的影响规律；建立了豆浆介电参数与温 ε ε 度、Ｓ之间的关系模型，并对模型预测 Ｓ的可行性进行了检验。结果说明，在 ２０～４５００ＭＨｚ的频率范围内，′随频 ε 率的增大而减小，″随频率的增大先减小后增大，在６００～２０００ＭＨｚ之间有最小值。 ′随温度的升高而减小，低频 ε ε 段下 ″随温度的升高而增大，而高频段下 ″随温度的升高而减小，″达到最小值时的频率随着温度的升高而增 ε ε ε 大。 ′随Ｓ的增大而减小，而 ″随Ｓ的增大而增大。一定频率下，可用二次多项式表达豆浆的 ′和 ″与温度、Ｓ的 ε ε ε ε 关系；基于 １００ＭＨｚ下的 ′和２０ＭＨｚ下的 ″所建立的二次多项式的决定系数分别为０９８９和０９９０。对模型的验 ε ε 证结果表明，基于２０ＭＨｚ下的 ″计算的Ｓ值与实测值之间的决定系数为０９７８。研究结果表明介电特性可用于 ε 检测豆浆中的固形物含量。 关键词：豆浆；固形物含量；频率；温度；介电参数 中图分类号：ＴＳ２１４２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００１２９８（２０１６）０７０２３９０７ ＳｏｌｉｄｓＣｏｎｔｅｎｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆＳｏｙｂｅａｎＭｉｌｋＢａｓｅｄｏｎＰｅｒｍｉｔｔｉｖｉｔｉｅｓ ＧｕｏＷｅｎｃｈｕａｎ　ＷａｎｇＤｏｎｇｙａｎｇ　ＫｏｎｇＦａｎｒｏｎｇ　ＬｉＷｅｉｑｉａｎｇ （ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＡ＆ＦＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ，Ｓｈａａｎｘｉ７１２１００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｅｘｐｌｏｒｅａｍｅｔｈｏｄｆｏｒｄｅｔｅｃｔｉｎｇｓｏｌｉｄｓｃｏｎｔｅｎｔｏｆｓｏｙｂｅａｎｍｉｌｋ，ｎｅｔｗｏｒｋａｎａｌｙｚｅｒａｎｄｏｐｅｎ ｅｎｄｅｄｃｏａｘｉａｌｌｉｎｅｐｒｏｂｅｗｅｒｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｆｒｅｑｕｅｎｃｙ（２０～４５００ＭＨｚ），ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ （２０～８０℃）ａｎｄｓｏｌｉｄｃｏｎｔｅｎｔ（２００～７０１ｇ／（１００ｍＬ））ｏｎｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓ（ｒｅｌａｔｉｖｅｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｓｔａｎｔ ′ａｎｄｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｌｏｓｓｆａｃｔｏｒ ″）ｏｆｓｏｙｂｅａｎｍｉｌｋ．Ｔｈｅｍｏｄｅｌｓｄｅｓｃｒｉｂｉｎｇｔｈｅｐｅｒｍｉｔｔｉｖｉｔｉｅｓａｓ ε ε ｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｓｏｌｉｄｃｏｎｔｅｎｔｗｅｒｅｂｕｉｌｔ，ａｎｄｉｔｓｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｔｏｐｒｅｄｉｃｔｓｏｌｉｄｃｏｎｔｅｎｔｕｓｉｎｇ ｏｂｔａｉｎｅｄｐｅｒｍ