基于介電特性的玉米葉片含水率無損檢測研究.pdf

1、農(nóng)作物葉片的含水率直接影響其生理代謝和生長勢度，是農(nóng)作物健康生長過程中必不可少的一項(xiàng)重要指標(biāo)。因此，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物葉片含水率快速、高效、無損檢測具有十分重要的意義。近年來，基于介電特性技術(shù)的無損檢測方法在葉片含水率檢測中得到了廣泛應(yīng)用，但是在進(jìn)行葉片介電特性參數(shù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，傳統(tǒng)平行電極板往往壓力過大破壞葉片，壓力過小夾不緊葉片使平行電極板間混入空氣，造成實(shí)驗(yàn)誤差影響檢測精度。在應(yīng)用介電特性技術(shù)檢測農(nóng)作物葉片含水率時(shí)，現(xiàn)如今常應(yīng)用的介電特性參數(shù)多

2、為電阻、電感、電容等，這些參數(shù)受葉片形狀、厚度等因素影響，影響葉片含水率檢測精度。本文以玉米葉片為研究對象，自制一款夾持平行電極板，此平行電極板可夾緊且不損傷玉米葉片，運(yùn)用LCR測量儀和自制平行電極板，可測量玉米葉片相對介電常數(shù)ε′和介電損耗因子ε"2種介電特性參數(shù)（ε′和ε"不受葉片形狀、厚度影響）。本文提出了基于介電特性的玉米葉片含水率無損檢測方法，建立玉米葉片介電特性參數(shù)與含水率之間的關(guān)系模型，并應(yīng)用此模型開發(fā)設(shè)計(jì)一款玉米葉片含水

3、率檢測系統(tǒng)，本文主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下：
　?。?）本文研究玉米葉片介電特性參數(shù)（相對介電常數(shù)ε′及介電損耗因子ε"），玉米葉片含水率和測量頻率的關(guān)系。研究表明ε′和ε"均隨著測量頻率的增大而減??；同頻率下，玉米葉片的含水率越高，ε′和ε"越大，且ε′和ε"受含水率的影響程度不同。據(jù)此，應(yīng)用3種信息變量（ε′、ε"及兩者融合的信息變量）對玉米葉片的含水率進(jìn)行預(yù)測建模分析。
　?。?）本中分別應(yīng)用多元線性回歸（MLR）和支持向

4、量回歸（SVR）兩種預(yù)測建模方法建立玉米葉片含水率預(yù)測模型，并應(yīng)用逐步回歸法（SWR）特征變量選取方法對MLR預(yù)測模型進(jìn)行優(yōu)化；應(yīng)用連續(xù)投影算法（SPA）特征變量選取方法對SVR預(yù)測模型進(jìn)行優(yōu)化，對比分析特征變量選取方法對玉米葉片含水率預(yù)測模型的影響并選取最佳玉米葉片含水率預(yù)測模型。結(jié)果表明：應(yīng)用ε′和ε"融合的信息變量建立的SPA_SVR模型性能最優(yōu)，原72個變量經(jīng)SPA選取10個特征變量，測試集的決定性系數(shù)RP2達(dá)到0.804，均方