【技术实现步骤摘要】
一种储粮霉变原位无损在线实时检测方法及装置
[0001]本专利技术涉及粮食霉变检测
，尤其涉及一种储粮霉变原位无损在线实 时检测方法及装置。
技术介绍
[0002]粮食作为生活必须品，是维持人体生命活动的基础，由于植物生长与粮食收 获具有周期性，而人体对于粮食的需求却是持续的，因此如何长久的对粮食进行 保存成为人类社会发展中必须解决的问题，在这其中，防止粮食霉变是粮食储藏 过程中最重要的一环，同时我国作为人口大国，是粮食生产与消费大国，粮食的 储藏技术水平关乎粮食的品质及安全，对维持社会稳定以及实现经济健康发展具 有举足轻重的作用。
[0003]从目前研究现状看，霉变检测方法中，感官检测对检测人员要求较高，而且 在实际应用过程中费时费力，效率较低；生物学检测和微生物活性检测虽然可是 快速准确检测出微生物的种类、数量以及其生物活性强度，但都需要取样检测， 在粮堆内深层部位取样较难，同时在大批量、长时间的样品检测中，工作强度较 大；粮温检测技术可以实现粮堆内部的在线实时检测，但是粮堆内微生物活动早 期发热不明显，粮...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种储粮霉变原位无损在线实时检测方法，其特征是，包括如下步骤：1)设计安装在粮堆内部的探头，将所述探头安装在粮堆内部，对探头周围粮食的介电常数信息进行原位实时测量，获取探头处周围霉变粮食组织的介电常数特征信息和探头处周围霉变粮食的气体浓度参数信息；所述探头包括多个不锈钢测量电极、高频激励信号源、介电检测电路和信号放大电路；不锈钢测量电极安装在介电检测电路前端，用于与粮食进行接触测量；高频激励信号源用于给介电检测电路提供信息激励，使介电检测电路能够通过不锈钢测量电极向外发射电磁波；信号放大电路安装在介电检测电路后端，用于对使介电检测电路输出的微小信号进行放大处理；2)对所述介电常数特征信息进行阻抗转化处理，通过介电常数与阻抗关系模型将介电常数特征信息转化为电压信号；当探头的介电检测电路发出的电磁波通过不锈钢电极传输至粮食时，反射作用使得入射波与反射波叠加，形成驻波的波腹和波谷；介电常数与阻抗关系模型表示为：其中，U为波腹和波谷的电压差；a为放大倍数；Z
C
为介电检测电路的传输线阻抗，Z
L
为粮食介电特征阻抗；Z
C
为固定值，通过测量电压差U即可计算得到粮食介电特征阻抗大小；3)基于主成分分析法对探头处霉变气体浓度参数信息进行多信息参数耦合关系分析，提取主要特征并构建多元变量模型，根据所获取的霉变气体浓度参数信息输出气体浓度主参数变量；4)建立储粮霉变信息实时感知模型，根据霉变介电常数特征信息的电压信号和气体浓度主参数变量，输出粮食霉变损失占比与霉变空间位置；包括：41)储粮霉变信息实时感知模型对于粮仓构成的三维空间，以粮堆中心点为原点建立空间直角坐标系，将粮仓三维空间内霉变点运动的轨迹作为粮堆内部霉变轨迹；通过记录得到的不同时间点下霉变点的三维坐标值(x、y和z)，构建霉变轨迹方程F(x，y，z)；粮堆内部霉变轨迹空间曲线参数方程表示为：式中，t为时间，f1、f2和f3为x、y和z的表达关系式；42)根据粮食霉变时间点及对应的三维坐标数据，求解式(1)粮堆内部霉变轨迹空间曲线参数方程；43)采用霉变损失系数δ表示霉变程度，δ为霉变粮食体积占所有粮食体积的比例；霉变损失系数δ表示为：式中，V
t
为t时刻粮堆内霉变粮食的体积，V为粮食总体积；通过微元法将粮堆内霉变粮食的三维空间坐标系划分为无数体积微元，每个微元的长、宽、高分别为dx、dy、dz；体积微元表示为dxdydz；设t时刻粮堆内霉变粮食构成的区域为Ω，Ω由体积微元组成，可通过下式计算得到V
t
：
V
t
＝∫∫∫
Ω
F(x，y，z)dxdydz
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)霉变损失系数δ进一步表示为：45)对实时获取探头周围粮食霉变介电常数特征信息的电压信号和气体浓度主参数变量进行处理，利用储粮霉变信息实时感知模型，即输出得到粮食霉变损失占比与霉变空间位置；通过上述...
【专利技术属性】
技术研发人员：田昊，于重重，赵霞，谢涛，陈秀新，
申请(专利权)人：北京工商大学，
类型：发明
国别省市：
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