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基于设备综合效率(OEE)的饲料加工企业设备效率分析 预览
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作者 王红英 金楠 +2 位作者 方鹏 段恩泽 孔丹丹 《饲料工业》 北大核心 2019年第5期1-5,共5页
设备综合效率(OEE)是现代设备管理制度中评估企业设备管理水平的重要指标,已广泛应用于工业企业生产管理。文章详细介绍了OEE料加工企业生产线为例,对粉碎机、混合机和制粒机3大关键生产设备的OEE进行了系统分析,结果表明,混合机的OEE为... 设备综合效率(OEE)是现代设备管理制度中评估企业设备管理水平的重要指标,已广泛应用于工业企业生产管理。文章详细介绍了OEE料加工企业生产线为例,对粉碎机、混合机和制粒机3大关键生产设备的OEE进行了系统分析,结果表明,混合机的OEE为63.14%,粉碎机和制粒机的OEE生产工艺,分析诊断了设备时间开动率、性能开动率和合格品率损耗的原因和制约生产设备产能的因素,便于企业管理人员合理进行设备维护,及时调整生产工艺参数,充分发挥设备的最佳效能。 展开更多
关键词 OEE 饲料加工 设备管理 生产维护 效率分析
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基于光谱技术的原料肉新鲜度指标在线检测系统开发及试验 预览
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作者 王文秀 彭彦昆 +3 位作者 孙宏伟 魏文松 郑晓春 杨清华 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1169-1176,共8页
为了实现原料肉新鲜度参数的无损在线实时评估,基于双波段可见/近红外反射光谱(350~1 100和1 000~2 500 nm)技术建立了原料肉新鲜度主要指标的在线检测系统。研究设计了装置的光源单元、光谱采集单元、控制单元和驱动单元,优化设计了光... 为了实现原料肉新鲜度参数的无损在线实时评估,基于双波段可见/近红外反射光谱(350~1 100和1 000~2 500 nm)技术建立了原料肉新鲜度主要指标的在线检测系统。研究设计了装置的光源单元、光谱采集单元、控制单元和驱动单元,优化设计了光源固定支架和安放角度,编写了相应的控制程序,开发了实验室用和便于在不同生产线应用的两套在线检测系统。首先,对试验参数(传送带速度和样品到透镜入光口距离)进行了优化研究,通过光谱相似度比较和显著性分析,确定传送带速度是275 mm·s^-1、距离是12 cm时能够获得更加稳定的光谱信号。然后,基于该试验参数,分别在静止和在线条件下采集了贮藏时间为1~13 d共50个猪肉样本的反射光谱,并利用抛物线拟合法对双波段光谱进行融合,以获取整条覆盖可见及近红外区域的完整光谱。为了使两个波段范围内的光谱数据点权重相同,在整个波段范围内均匀分布,借助三次样条插值法将所有光谱数据点以2 nm为间隔进行重新排布。采用窗口移动多项式最小二乘拟合法对光谱作平滑处理,采用标准正态变量变换对每条光谱进行标准化预处理,分别建立了静止和在线条件下新鲜度主要表征指标-颜色(L*, a*和b*)、 pH和挥发性盐基氮的预测模型,以此验证所搭建系统的可靠性。经过对比分析,发现在线条件下的建模结果不如静止状态下的建模结果,这可能与在线采集时光谱存在漂移现象有关。进一步尝试利用一阶导数处理来消除基线漂移强化谱带特征,并对一阶导数和标准化处理顺序对建模结果的影响进行了探讨。结果发现先经过一阶导数再经过标准化处理,能更好地消除外部干扰造成的影响,建模结果更佳。在该处理方式下,基于第一波段光谱建立了颜色参数(L*, a*, b*)的预测模型,基于双波段光谱建立了pH和挥发性盐基氮的在线检测� 展开更多
关键词 原料肉 新鲜度 在线检测 光谱技术
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基于多光谱漫反射的牛肉品质参数检测方法研究 预览
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作者 魏文松 彭彦昆 +1 位作者 郑晓春 王文秀 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1177-1185,共9页
为了满足生鲜肉品质参数无损检测领域,对轻便式、低成本设备的开发需求,提出一种基于多光谱漫反射技术的生鲜肉品质检测方法。首先根据漫反射近似理论,结合牛肉样品散射系数、吸收系数及折射率等参数,在无线细垂直光束的蒙特卡洛仿真的... 为了满足生鲜肉品质参数无损检测领域,对轻便式、低成本设备的开发需求,提出一种基于多光谱漫反射技术的生鲜肉品质检测方法。首先根据漫反射近似理论,结合牛肉样品散射系数、吸收系数及折射率等参数,在无线细垂直光束的蒙特卡洛仿真的基础上,对具有一定发散角度LED光源进行了初始化的校正,分别从光源照射位置概率分布、不同角度的照射概率分布、仰角、方向角的概率分布、不同角度光线入射样品时反射引起能量损失及对光子权重的影响,得到在LED光源发散角情况下,不同源探距下的漫反射率与检测深度,确定了光源与检测器之间的最佳距离为15 mm,然后根据此距离,搭建了多光谱漫反射检测平台,检测平台由8组中心波长为470, 535, 575, 610, 650, 720, 780和960 nm的LED光源组成,与所要检测的生鲜牛肉品质参数相对应。同时利用LED光源的发散角,确定了光源到样品表面的垂直距离与每个光源的安装位置,保证光源照射到样品的区域是均匀的。样品的漫射光强经由信号采集与放大电路的处理后传至上位机,并在上位机完成建模与分析。最后为验证该检测系统的性能,以生鲜牛肉新鲜度参数中的颜色(L*, a*, b*)与pH值为指标,利用60个样品进行了试验,分别得到8个光源下的原始光强值与校正后的反射率值,然后将牛肉样品按照3∶1比例分为校正集与预测集,针对原始光强值与反射率值,分别利用多元线性回归(multiple linear regression, MLR),偏最小二乘回归(partial least squares regression, PLSR)与偏最小二乘支持向量机回归(partial least-squares support vector machine, LS-SVM)三种方法,建立各个参数在原始光强与反射率数据两种情况下的预测模型,并得到最佳模型结果。结果表明,利用反射率数据建模结果均好于光强数据结果,其中参数L*, a*, b*的MLR建模结果优于PLSR与LS-SVR,其预测集相关系 展开更多
关键词 多光谱漫反射检测 蒙特卡洛仿真 牛肉品质参数 光源系统 预测模型
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温度和粉碎粒度对不同能量饲料原料热物理特性的影响 预览
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作者 孔丹丹 方鹏 +3 位作者 金楠 段恩泽 陈计远 王红英 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期296-306,共11页
为探究常见能量饲料原料在不同温度、不同粉碎粒度下的热物理特性差异,该文以4种谷物(玉米、小麦、大麦和高粱)和4种加工副产品(小麦麸、木薯渣、甜菜渣和米糠)原料为研究对象,分别粉碎过孔径1.5、2.0和2.5 mm筛片,得到3种不同粉碎粒度... 为探究常见能量饲料原料在不同温度、不同粉碎粒度下的热物理特性差异,该文以4种谷物(玉米、小麦、大麦和高粱)和4种加工副产品(小麦麸、木薯渣、甜菜渣和米糠)原料为研究对象,分别粉碎过孔径1.5、2.0和2.5 mm筛片,得到3种不同粉碎粒度的粉料,利用差示扫描量热法(differential scanning calorimetry,DSC)和线热源法分别测定了不同粉料在25~100℃范围内的比热和导热率,通过计算得到相应的导温系数,分析了温度、粉碎粒度对原料热特性的影响以及不同原料之间的热特性差异,并建立了热特性参数关于温度的回归预测模型。结果显示:8种原料粉碎过1.5 mm筛孔的粉料比热、导热率和导温系数随温度的升高分别在1.580~2.671 kJ/(kg K),0.054~0.362 W/(m K)和6.694×10^-8~23.254×10^-8 m^2/s范围内变化。整体上,原料的热特性均随温度的升高而呈线性或非线性上升趋势。不同粉碎粒度的同一原料,在相同温度下的比热差异均不显著(P>0.05);随着粒度的增大,粉料的导热率和导温系数均有逐渐下降的趋势。4种谷物的比热与温度之间呈线性关系;小麦麸、木薯渣和米糠的比热可用温度的三次多项式表示;而甜菜渣的比热与温度呈二次关系。4种谷物和甜菜渣在3种粒度下的导热率均可用温度的三次多项式表示,而小麦麸、木薯渣和米糠的导热率则可用温度的二次多项式表示。小麦麸和米糠的导温系数与温度呈二次关系,其余6种原料的导温系数则可用温度的三次多项式表示。研究结果可为配合颗粒饲料配方变换所需的调质、制粒等热加工过程的工艺参数的调整、优化提供理论依据。 展开更多
关键词 饲料 比热 导热率 导温系数 温度 粉碎粒度
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近红外漫透射光补偿法无损快速检测大米直链淀粉 预览
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作者 刘亚超 李永玉 +3 位作者 彭彦昆 王凡 闫帅 丁继刚 《分析化学》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期785-793,共9页
针对大米长波近红外漫透射光谱噪声大的问题,自行搭建了3种光谱采集系统用于分析波长范围为900~1700nm的大米漫透射光补偿,采集了62个样本的大米红外光谱曲线,并进行了归一化、SG平滑、Savitzky-Golay卷积求导预处理,用偏最小二乘回归... 针对大米长波近红外漫透射光谱噪声大的问题,自行搭建了3种光谱采集系统用于分析波长范围为900~1700nm的大米漫透射光补偿,采集了62个样本的大米红外光谱曲线,并进行了归一化、SG平滑、Savitzky-Golay卷积求导预处理,用偏最小二乘回归法对大米直链淀粉含量进行了建模分析,比较分析同种大米在不同厚度下的光补偿前后漫透射光谱曲线,对比漫反射、漫透射、漫透射光补偿结果,并对光补偿前后的结果进行了显著性分析。结果表明,光补偿前,随着样品厚度增加,大米直链淀粉含量预测模型结果先变好,但是随着样品厚度进一步增加,透射光强随之变弱,噪声变大,模型建模效果变差。样品厚度为9mm时,大米近红外漫透射直链淀粉预测模型效果最好,校正集相关系数(RC)为0.9103,校正集均方根误差(RMSEC)为1.4209%;预测集相关系数(RP)为0.9049,预测集均方根误差(RMSEP)为1.5654%;光补偿后,大米近红外漫透射光补偿光谱曲线噪声显著改善,特别是经预处理后光谱曲线噪声在1203和1465nm附近的光谱吸收处改善明显,并且不同样品厚度条件下的预测模型精度均有显著提高。大米样品厚度为9mm时,直链淀粉光补偿预测模型效果最佳,模型校正集相关系数(RC)提升到0.9654,校正集均方根误差(RMSEC)降低到0.8902%;预测集相关系数(RP)达到0.9577,预测集均方根误差(RMSEP)降低到1.4261%,并且光补偿后的显著性较光补偿前有所降低,与相关研究相比,模型的相关系数和误差均有所改善。最后,选用没有参与建模的20个样品对光补偿模型进行了外部检验,模型相关系数为0.9363,均方根误差为1.4139%,RPD为2.85。结果表明,光补偿方法可以有效解决大米长波近红外因穿透力相对较弱而引起光谱噪声大的问题,提高大米直链淀粉预测模型的精度,可以实现颗粒大米直链淀粉含量的快速无损检测,为大米品质检测分级提供� 展开更多
关键词 大米 直链淀粉 近红外漫透射 光补偿
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豆粕发酵物改善小鼠睡眠功效及其与天麻的协同作用 预览
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作者 王禹程 马海乐 +3 位作者 杨雪 黄姗芬 黄畅 李云亮 《中国食品学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期102-107,共6页
本文研究了大豆粕枯草芽孢杆菌发酵物、天麻及其两者的混合物对改善小鼠睡眠功效的影响。以2.5 g/kg·BW·d剂量的豆粕发酵物、天麻和其两者1∶1混合物每日灌胃ICR小鼠,对照组灌胃等体积蒸馏水,14d后进行直接睡眠试验、戊巴比... 本文研究了大豆粕枯草芽孢杆菌发酵物、天麻及其两者的混合物对改善小鼠睡眠功效的影响。以2.5 g/kg·BW·d剂量的豆粕发酵物、天麻和其两者1∶1混合物每日灌胃ICR小鼠,对照组灌胃等体积蒸馏水,14d后进行直接睡眠试验、戊巴比妥钠阈下剂量催眠试验、巴比妥钠睡眠潜伏期试验和延长戊巴比妥钠睡眠时间试验,同时记录小鼠体重和脏器指数,用于观察小鼠及其脏器健康程度。试验结果表明,豆粕发酵物、天麻和豆粕发酵物-天麻混合物均有增加小鼠入睡率(P<0.05)的作用,灌胃单一的豆粕发酵物没有明显缩短小鼠睡眠潜伏期的作用,灌胃单一天麻也没有明显延长小鼠睡眠时间的作用。然而,豆粕发酵物与天麻的混合物不仅能显著缩短小鼠睡眠潜伏期(P<0.05),还能显著延长小鼠睡眠时间(P<0.01),说明豆粕发酵物具有改善小鼠睡眠功效,并与天麻具有协同作用。 展开更多
关键词 大豆粕 发酵 天麻 改善睡眠
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苹果内部品质分级机械手设计与试验 预览
7
作者 彭彦昆 马营 李龙 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期307-312,共6页
为检测苹果内部品质,基于可见/近红外光谱检测技术并结合分拣机械手,设计了苹果内部品质分级机械手。该装置主要由夹持机构、近红外光谱采集系统、控制系统等组成。机械手稳定夹持苹果后采集苹果的近红外光谱数据,上位机软件中的预测模... 为检测苹果内部品质,基于可见/近红外光谱检测技术并结合分拣机械手,设计了苹果内部品质分级机械手。该装置主要由夹持机构、近红外光谱采集系统、控制系统等组成。机械手稳定夹持苹果后采集苹果的近红外光谱数据,上位机软件中的预测模型对光谱数据进行分析处理,并显示光谱曲线和预测结果。为建立苹果可溶性固形物含量预测模型,基于该装置采集了苹果在650~1 100 nm波长范围内的光谱数据,通过国家标准测量法测得苹果样本的可溶性固形物含量,采用SG卷积平滑(SG smooth)、标准正态变量变换(SNV)和多元散射校正(MSC)对光谱数据进行预处理,并结合可溶性固形物含量测量值建立偏最小二乘(PLSR)模型。结果表明,采用多元散射校正方法预处理后的建模效果最优,其预测模型的校正集和预测集相关系数分别为0.978 2、0.970 1,均方根误差分别为0.274 6、0.326 3°Brix。选取20个同品种苹果样本对该装置的稳定性和准确性进行了测试,可溶性固形物含量预测值与测量值相关系数为0.957 3,均方根误差为0.422 4°Brix。试验结果表明,苹果内部品质分级机械手在夹持苹果的同时可以实现对苹果可溶性固形物含量的准确预测。 展开更多
关键词 苹果 机械手 无损检测 光谱分析 可溶性固形物 可见/近红外光谱
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适于餐厅与家庭的叶菜外部品质在线检测与分级系统 预览
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作者 魏文松 邢瑶瑶 +2 位作者 李永玉 彭彦昆 张文平 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期264-273,共10页
该研究从中式菜肴原料的品质控制需求出发,针对叶菜变黄、腐烂、虫害危害消费者健康、人工挑选费时费力的技术难点,开发了基于机器视觉的叶菜外部品质在线检测与分级系统,以实现在中小型餐厅和家庭场合对黄化叶、腐烂叶以及虫眼叶的快... 该研究从中式菜肴原料的品质控制需求出发,针对叶菜变黄、腐烂、虫害危害消费者健康、人工挑选费时费力的技术难点,开发了基于机器视觉的叶菜外部品质在线检测与分级系统,以实现在中小型餐厅和家庭场合对黄化叶、腐烂叶以及虫眼叶的快速检测判别与分级。该系统硬件部分主要包括基于负压吸气式的样品分离单元、基于LED光源照明系统的样品检测单元以及基于气吹式分选单元等。利用Open Cv和Visual C++编写了叶菜外部品质无损快速检测软件,实现样品信息的自动采集、数据分析和结果显示。最后结合对应的特征信息提取方法,利用320个菠菜样品对装置性能进行试验验证,其中黄化叶、虫眼叶、腐烂叶以及正常叶数目各为91、75、91、63。针对黄化叶与腐烂叶,利用RGB到HSV的颜色空间变换方法分别设定分量值H∈(60?,130?)、S∈(0,0.17)和V∈(0,0.23)提取菠菜黄化叶与腐烂叶的特征信息,实现菠菜黄叶与腐烂叶的判别;针对虫眼叶,在RGB颜色空间中调节2G-R-B的阈值对虫眼叶菜进行灰度化、二值化及形态学消噪提取虫眼叶轮廓特征信息,实现虫眼叶判别及虫眼面积的计算。试验结果表明,利用该装置并结合各自的特征信息提取算法,能够实现对菠菜外部品质的判别,与人工判别相比,黄化叶、腐烂叶以及虫眼叶的判别正确率分别为96.70%、92.59%、84.62%,整体判别正确率为94.69%,1个叶菜样品的分选时间为0.84 s。 展开更多
关键词 图像处理 分级 特征提取 机器视觉 在线系统 叶菜
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二维相关光谱的猪肉TVB-N特征变量优选研究 预览
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作者 王文秀 彭彦昆 +1 位作者 房晓倩 卜晓朴 《光谱学与光谱分析》 CSCD 北大核心 2018年第7期2094-2100,共7页
为了探讨利用二维相关可见/近红外光谱法优选猪肉挥发性盐基氮(TVB-N)特征变量的可行性,以贮藏时间为外扰,研究了不同新鲜程度猪肉样本的二维相关光谱特性。首先,获取56个猪肉样本在贮藏1~14d的400~1 000nm范围的可见/近红外反射光... 为了探讨利用二维相关可见/近红外光谱法优选猪肉挥发性盐基氮(TVB-N)特征变量的可行性,以贮藏时间为外扰,研究了不同新鲜程度猪肉样本的二维相关光谱特性。首先,获取56个猪肉样本在贮藏1~14d的400~1 000nm范围的可见/近红外反射光谱,经过标准正态变量变换(SNV)处理后,基于全波段光谱建立TVB-N的偏最小二乘回归(PLSR)模型。然后,依据TVB-N实测值,从中挑选出10个具有一定浓度梯度的样本(贮藏时间分别为0,36,72,108,144,180,216,252,288和324h),利用一阶导数对光谱进行预处理后,根据不同样本之间的光谱差异,选取7个波段用于二维相关光谱解析。分析各个波段的二维相关同步谱和自相关谱,从7个波段范围内共选取23个变量作为不同贮藏时间下与TVB-N相关的敏感波长,并建立简化的PLSR模型。相较于全波段光谱数据所建模型,模型效果有所改善,预测集决定系数Rp^2由0.792 1上升至0.865 8,误差从3.658 2mg·(100g)^-1下降至3.246 0mg·(100g)^-1。表明基于二维相关光谱对猪肉TVB-N特征变量进行优选的思路是可行的,该方法能够从全光谱数据中筛选出与目标物质相关的敏感变量,这也为近红外光谱特征波长选择提供了一个新的方法。 展开更多
关键词 二维相关光谱 可见/近红外光谱 挥发性盐基氮 特征变量
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基于近红外光谱的猪肉水分在线检测与分级 预览 被引量:1
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作者 彭彦昆 杨清华 王文秀 《农业机械学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期347-353,共7页
基于近红外光谱法,优化光纤探头检测距离并通过检测距离调节系统和多点同时检测,设计了猪肉水分在线检测分级系统。首先,为确定光纤探头与生鲜猪肉样品表面间的最佳检测距离,在13个不同检测距离下(5~29 mm)采集了54个样品的光谱,采用... 基于近红外光谱法,优化光纤探头检测距离并通过检测距离调节系统和多点同时检测,设计了猪肉水分在线检测分级系统。首先,为确定光纤探头与生鲜猪肉样品表面间的最佳检测距离,在13个不同检测距离下(5~29 mm)采集了54个样品的光谱,采用多元散射校正方法对原始光谱进行预处理,分别建立了第1波段(349~1 435 nm)、第2波段(1 037~1 761 nm)和双波段结合3种情况的含水率偏最小二乘回归模型,分析了不同检测距离和不同波段的模型,确认19 mm为在线检测分级装备的最佳检测距离。然后,通过检测距离实时调节系统动态固定最佳检测距离,设计了双波段多点同时检测系统,采集45个猪肉样品在静态条件和在线条件下的光谱,通过比较分析,两种情况下预测结果相近,从而证实了所设计的在线系统能够预测猪肉水分,并且双波段融合建模效果优于单波段,预测结果为:校正集相关系数和校正均方根误差分别为0.906和0.598,验证集相关系数和预测均方根误差分别为0.836和0.402。最后,利用独立的21个猪肉样品验证猪肉预测分级模型精度及稳定性,结果判断正确率为90.48%,表明可见近红外光谱法结合多点检测能有效地在线检测猪肉水分并分级。 展开更多
关键词 猪肉 含水率 在线检测 近红外光谱 检测距离 多点同时检测
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基于混料设计的原料成分对颗粒饲料产品成型特性的影响 预览
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作者 陈啸 王红英 +4 位作者 方鹏 金楠 段恩泽 陈计远 郑猛虎 《饲料工业》 北大核心 2018年第9期7-13,共7页
颗粒饲料的配方按不同饲喂动物生长特性及相应饲喂目的而设计不同配方间的成分差异很大。针对颗粒饲料生产过程中由于配方成分差异导致的饲料产品质量差异和波动问题,文中针对大猪料配方中的三种主要成分:玉米、豆粕、麦麸,从营养要... 颗粒饲料的配方按不同饲喂动物生长特性及相应饲喂目的而设计不同配方间的成分差异很大。针对颗粒饲料生产过程中由于配方成分差异导致的饲料产品质量差异和波动问题,文中针对大猪料配方中的三种主要成分:玉米、豆粕、麦麸,从营养要求出发,采用D-最优混料设计法,设计并基于单孔成型试验平台进行成型试验,获得合理的拟合模型,结合等高线和3D响应面图分析各成分对包括颗粒成型密度、成型率和颗粒硬度在内的成型质量指标的影响规律。研究结果发现,玉米、豆粕和麦麸的成分变化对三项颗粒质量指标都产生了极显著的影响(P〈0.001);针对三项质量指标的拟合模型都达到了显著(P〈0.05)而失拟检验不显著(P〉0.05),表明模型的可用性;玉米成分的增加使颗粒成型硬度明显升高,而颗粒成型密度则随麦麸含量的增加而增加,且受到玉米、麦麸成分的显著交互作用影响(P〈0.05)。最终得到针对颗粒成型质量的大猪料主要成分优化组合,分别为玉米41.5%、豆粕25.0%和麦麸33.5%。文章研究结果在为考虑颗粒成型质量的大猪料配方选择提供参考依据的同时,也为饲料工业中提高颗粒饲料产品质量的研究提供新角度和新方法。 展开更多
关键词 颗粒饲料 产品质量 配方成分 混料设计 大猪料
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利用近红外光谱与PCA-SVM识别热损伤番茄种子 预览 被引量:3
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作者 彭彦昆 赵芳 +2 位作者 李龙 邢瑶瑶 房晓倩 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期159-165,共7页
为了研究近红外光谱技术用于热损伤种子快速无损识别的可行性,该文以120粒番茄种子为研究对象,其中60粒番茄种子通过高温加热处理的方式成为热损伤种子组,其他60粒番茄种子为正常种子组,利用实验室自主搭建的近红外光谱检测系统获取单... 为了研究近红外光谱技术用于热损伤种子快速无损识别的可行性,该文以120粒番茄种子为研究对象,其中60粒番茄种子通过高温加热处理的方式成为热损伤种子组,其他60粒番茄种子为正常种子组,利用实验室自主搭建的近红外光谱检测系统获取单粒番茄种子在980~1 700 nm范围内的光谱,分别采用偏最小二乘判别法(partial least squares discriminant analysis,PLS-DA)和支持向量机(support vector machines,SVM)建立了番茄种子热损伤的定性分析模型。试验结果表明:2种判别模型的验证集总正确率均大于96%,均可用于热损伤种子的判别。其中,基于主成分分析(principal component analysis,PCA)预处理的光谱数据构建的支持向量机模型的判别效果最好,其校正集和验证集的判别正确率均为100%,更适用于种子热损伤识别。因此,应用近红外光谱技术可快速无损识别热损伤番茄种子,为种子检验提供了一种新的方法。 展开更多
关键词 近红外光谱 支持向量机 无损检测 热损伤 番茄种子
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基于拉曼光谱的PE膜包装食用农产品品质检测误差的校正方法 预览
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作者 李延 彭彦昆 翟晨 《光谱学与光谱分析》 CSCD 北大核心 2018年第9期2800-2805,共6页
透明保鲜膜包装以其方便、经济、卫生的特点被广泛应用于超市卖场及日常生活中,却也给食品农产品的检测增加了难度,所以急需一种能够隔透明薄膜无损检测农产品的方法。叶绿素是影响黄瓜品质的重要因素之一,该研究主要探讨了拉曼技术检... 透明保鲜膜包装以其方便、经济、卫生的特点被广泛应用于超市卖场及日常生活中,却也给食品农产品的检测增加了难度,所以急需一种能够隔透明薄膜无损检测农产品的方法。叶绿素是影响黄瓜品质的重要因素之一,该研究主要探讨了拉曼技术检测黄瓜品质时,食品保鲜膜层数对叶绿素特征峰的影响,并通过对菠菜、油菜和芹菜对得出的结论进行验证。采用点检测拉曼光谱系统,采集无保鲜膜包装以及多层包装下黄瓜的拉曼光谱。拉曼信号经Savitzky-Golay(SG)5点平滑和自适应迭代惩罚最小二乘法扣除荧光背景,探究不同层数(1~6层)的PE保鲜膜对黄瓜叶绿素特征峰的影响。采集被保鲜膜覆盖的黄瓜的拉曼信号并处理,即可建立叶绿素的特征峰(1 158和1 528 cm^-1)减少值与保鲜膜层数之间的变化规律,并对规律的预测效果进行评价。随着保鲜膜层数的增加,透明包装层数与黄瓜叶绿素特征峰强度之间呈现良好的线性相关关系。提取出单层透明包装对叶绿素在1 158和1 528 cm^-1处特征峰强度的降低值分别为81.4和103.1,分别占未加保鲜膜时叶绿素特征峰强度值的7.98%和8.56%,多组验证结果的相关系数达到0.95以上,验证的相关系数达到0.94。随着样品浓度增高,线性递减效果越明显。作为验证,通过透明保鲜膜检测菠菜、油菜和芹菜叶片中的叶绿素表明,每加一层膜叶绿素在1 158和1 528 cm^-1处的特征峰强度会比覆膜前分别降低7.9%~8.6%和8.1%~8.6%;导致检测信号强度呈线性降低是由于保鲜膜使激发光分散不聚焦导致,保鲜膜成分对检测结果无影响。该研究为拉曼光谱隔透明包装检测拉曼光谱特征峰强度,进而获得农产品品质信息提供了一种新的分析方法。 展开更多
关键词 黄瓜 叶绿素 PE保鲜膜 拉曼光谱 快速 无损
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基于硝酸钠内标物的山梨酸钾拉曼特征峰强校正
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作者 房晓倩 李永玉 +3 位作者 彭彦昆 李延 王凡 王文秀 《光学学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期369-374,共6页
根据硝酸钠自身化学性质较稳定且拉曼特征峰与被测组分山梨酸钾谱峰能完全分离的特点,以硝酸钠为内标物对食品中常用防腐剂山梨酸钾的拉曼光谱进行校正;以质量分数为0.1的硝酸钠在拉曼特征位移1053cm-(-1)处的特征峰作为内标峰,分别... 根据硝酸钠自身化学性质较稳定且拉曼特征峰与被测组分山梨酸钾谱峰能完全分离的特点,以硝酸钠为内标物对食品中常用防腐剂山梨酸钾的拉曼光谱进行校正;以质量分数为0.1的硝酸钠在拉曼特征位移1053cm-(-1)处的特征峰作为内标峰,分别计算其与49个样品中相同浓度硝酸钠特征峰强的相对比值,用相对比值分别校正49个样品的山梨酸钾特征峰强,采用一元线性回归分析对山梨酸钾进行定量建模分析。结果表明:校正后,山梨酸钾预测模型校正集和预测集的相关系数显著增大,山梨酸钾在1399cm-(-1)处特征峰强的一元线性回归定量预测模型校正集和预测集相关系数的平方分别为0.9885、0.9865,均方根误差分别为3.0384×10-(-3)、3.7643×10-(-3);基于最佳预测模型对新配制的18个新样品进行预测,预测值和真实值的相关系数的平方为0.9799,均方根误差为4.8702×10-(-3),说明用硝酸钠内标法可以有效减小检测仪器、检测环境以及人为因素对山梨酸钾拉曼峰强的影响,提高被测物预测模型的精度。 展开更多
关键词 光谱学 数据校正 硝酸钠 山梨酸钾 拉曼光谱 检测距离
不同类型粉碎机粉碎玉米的粒度、粒形表征分析 预览
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作者 金楠 王红英 +2 位作者 方鹏 祁忠贤 段恩泽 《饲料工业》 北大核心 2018年第19期14-18,共5页
文章旨在探究不同类型粉碎机对粉碎玉米粒度分布及颗粒微观形貌的影响。分别用进口鲨鱼粉碎机、国产鲨鱼粉碎机、对辊粉碎机、对辊+锤片二次粉碎和锤片微粉碎机5种粉碎处理方式对玉米进行粉碎,基于14层筛法和扫描电镜分析法,测定粉... 文章旨在探究不同类型粉碎机对粉碎玉米粒度分布及颗粒微观形貌的影响。分别用进口鲨鱼粉碎机、国产鲨鱼粉碎机、对辊粉碎机、对辊+锤片二次粉碎和锤片微粉碎机5种粉碎处理方式对玉米进行粉碎,基于14层筛法和扫描电镜分析法,测定粉碎玉米的平均粒径和几何标准差并获取颗粒粒形的扫描电镜图像。结果表明:不同类型粉碎机对粉碎玉米粒度的均匀度有明显影响,对辊粉碎机的粉碎粒度有更好的均匀度;粉碎机类型对粉碎玉米的微观形貌有明显影响,锤片微粉碎机粉碎玉米颗粒的球形度较高,且颗粒表面相对更均匀光滑,对辊粉碎机粉碎玉米颗粒多呈不规则形状,且表面较粗糙。文章为粉碎样品粒度粒形及消化利用率的分析提供了新思路。 展开更多
关键词 饲料粉碎 粒度 粒形 表征 扫描电镜
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苹果内外品质在线无损检测分级系统设计与试验 预览 被引量:4
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作者 李龙 彭彦昆 李永玉 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第9期267-275,共9页
目前苹果品质检测分级机械存在结构复杂、价格昂贵以及不能兼顾内外品质的缺点。苹果的内部品质和外部品质都是决定苹果价值的关键因素,故该研究根据静态条件下的试验分析,设计了苹果内外品质在线无损检测分级系统。该系统主要由哑铃式... 目前苹果品质检测分级机械存在结构复杂、价格昂贵以及不能兼顾内外品质的缺点。苹果的内部品质和外部品质都是决定苹果价值的关键因素,故该研究根据静态条件下的试验分析,设计了苹果内外品质在线无损检测分级系统。该系统主要由哑铃式滚子、机器视觉外观品质检测系统模块、近红外内部品质检测系统模块、分级模块以及控制系统组成。在机器视觉外部品质检测模块设计中,为了增大苹果有碰伤部位和无碰伤部位之间的对比度,通过采集有碰伤部位和无碰伤部位的反射率光谱,确定在730 nm处两者的反射率差异最大,并以此选用波长为730 nm的红色LED光源作为机器视觉模块的光源。为获得苹果整个表面信息,苹果在向前运动的过程中完成自转,并利用算法将单个苹果3个运动状态下的图像进行提取和合成,随后对图像进行高斯滤波,大津法二值化以及轮廓提取处理,当该苹果判断为有碰伤时,直接发送剔除指令,当判断为无碰伤,对轮廓提取后图像进行圆拟合处理,并利用拟合圆直径得到该苹果的大小。近红外内部品质检测系统模块设计中,对比2种近红外检测结构,并以试验确定了将探头和光源布置在下的设计方式。最终,通过试验验证得到了系统的在线检测性能,系统对于苹果有无碰伤检测总体正确率为94%,大小检测的相关系数为0.964 6,均方根误差为2.28 1 mm,苹果内部可溶性固形物含量所建立模型的校正集相关系数为0.950 8,校正集均方根误差为0.342 6%,预测集相关系数为0.949 2,预测集均方根误差为0.448 7%。单个苹果的检测时间为0.71 s。整机具有体积小、结构简单、成本较低的优点,适用于农户和中小型企业。 展开更多
关键词 机器视觉 近红外光谱 无损检测 苹果
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基于阈值选取高光谱感兴趣区域的牛肉掺假检测
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作者 杨清华 彭彦昆 郑晓春 《食品安全质量检测学报》 2018年第11期2710-2715,共6页
目的建立一种通过阈值选取高光谱图感兴趣区域建立模型从而提高快速检测牛肉掺假猪肉水平的方法。方法以2%为间隔,掺假比例为2%-50%(w/w),配制掺入猪肉糜的掺假牛肉样本并采集高光谱反射数据,根据某波长处光谱数据频率曲线设定... 目的建立一种通过阈值选取高光谱图感兴趣区域建立模型从而提高快速检测牛肉掺假猪肉水平的方法。方法以2%为间隔,掺假比例为2%-50%(w/w),配制掺入猪肉糜的掺假牛肉样本并采集高光谱反射数据,根据某波长处光谱数据频率曲线设定阈值提取高光谱感兴趣区域,同时以直径为150个像素的圆形区域提取光谱作为对比。采用浓度梯度法、Kennard-Stone法、光谱一理化值共生距离法(sample set partitioning based on joint x-y distance,SPXY)、极大线性无关法将样本划分为校正集和预测集,借助多元散射校正结合平滑预处理后采用偏最小二乘法建立掺假预测模型进行比较分析。结果通过设定阈值提取感兴趣区域建立的模型比圆形区域提取所建模型更加稳定、精准,其中SPXY法划分样本所建立的模型预测效果最好,校正相关系数rc^2为0.9733,验证集相关系数rc^2为0.9515。结论基于高光谱技术通过设定阈值提取特征光谱并结合化学计量学可提高预测牛肉掺假的能力。 展开更多
关键词 高光谱成像技术 阈值 感兴趣区域 牛肉 掺假 猪肉 偏最小二乘法
基于纹理和梯度特征的苹果伤痕与果梗/花萼在线识别 预览
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作者 李龙 彭彦昆 +2 位作者 李永玉 王凡 张捷 《农业机械学报》 CSCD 北大核心 2018年第11期328-335,共8页
为了解决苹果果梗/花萼与伤痕在线识别的问题,利用自行设计的机器视觉检测系统在线采集苹果图像,通过自动分割合成算法将3个不同运动状态下的图像进行合成,使得合成后图像可以包含苹果的整个表面。再利用感兴趣区域提取算法提取出苹果... 为了解决苹果果梗/花萼与伤痕在线识别的问题,利用自行设计的机器视觉检测系统在线采集苹果图像,通过自动分割合成算法将3个不同运动状态下的图像进行合成,使得合成后图像可以包含苹果的整个表面。再利用感兴趣区域提取算法提取出苹果合成图像中的果梗/花萼和伤痕部分。通过分析早期伤痕、中期伤痕和后期伤痕的纹理特征和边缘梯度特征,得出纹理特征适用于早中期伤痕与果梗/花萼的检测,而由于后期伤痕的褐变严重且多已出现凹陷,其纹理特征与果梗/花萼相似,故通过提取后期伤痕和果梗/花萼的边缘梯度特征值用于两者的区分。从SVM的建模结果来看,对于早中期伤痕,模型的总体判别正确率为97%,而后期伤痕的总体判别正确率为96%,并利用所得到的模型设计了用于果梗/花萼与伤痕区分的总体算法。最终通过80个带有不同种类伤痕的样本验证总体算法的正确率为95%,验证试验结果表明该算法可实现对果梗/花萼与伤痕的在线识别。 展开更多
关键词 苹果 伤痕 果梗/花萼 在线识别 机器视觉
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主要能量饲料粉碎特性的差异性分析 预览 被引量:2
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作者 金楠 孔丹丹 +4 位作者 王红英 方鹏 段恩泽 陈计远 郑猛虎 《饲料工业》 北大核心 2018年第5期8-12,共5页
文章旨在研究粉碎机筛片孔径对玉米、小麦、大麦、高粱、小麦麸、木薯渣和甜菜渣7种主要能量饲料粉碎粒度及分布规律的影响。在实验室条件下,选用配有φ1.5、φ2.0mm和φ2.5mm孔径筛片的万能粉碎机对7种能量饲料进行粉碎,测定和计... 文章旨在研究粉碎机筛片孔径对玉米、小麦、大麦、高粱、小麦麸、木薯渣和甜菜渣7种主要能量饲料粉碎粒度及分布规律的影响。在实验室条件下,选用配有φ1.5、φ2.0mm和φ2.5mm孔径筛片的万能粉碎机对7种能量饲料进行粉碎,测定和计算几何平均粒径和几何标准差,并检验粉碎样品粒度分布的正态性。结果表明:饲料粉碎样品的平均粒径受粉碎机筛片孔径显著影响P〈0.05),且随筛片孔径的增大线性增加;粉碎机筛片孔径对饲料粉碎均匀度有显著影响(P〈0.05),玉米和高梁的粉碎均匀度优于其他5种能量饲料;并不是所有的粉碎样品粒度分布都服从正态分布,受饲料种类和筛片孔径两个因素共同影响.文章通过分析主要能量饲料粉碎特性的差异性,为饲料粉碎加工的精准高效提供参考。 展开更多
关键词 饲料加工 能量饲料 粉碎特性 粒度 分布规律
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二维相关可见-近红外光谱结合支持向量机评价猪肉新鲜度 预览
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作者 王文秀 彭彦昆 +2 位作者 孙宏伟 魏文松 郑晓春 《食品科学》 CSCD 北大核心 2018年第18期273-279,共7页
为探究二维相关同步光谱优选生鲜肉新鲜度特征变量的可行性,采集生鲜猪肉在1~15 d共58个样品的可见-近红外反射光谱信息,并参照国标方法测定其挥发性盐基氮值(total volatile basic nitrogen,TVB-N)。然后,以TVB-N为“外界扰动”,选择1... 为探究二维相关同步光谱优选生鲜肉新鲜度特征变量的可行性,采集生鲜猪肉在1~15 d共58个样品的可见-近红外反射光谱信息,并参照国标方法测定其挥发性盐基氮值(total volatile basic nitrogen,TVB-N)。然后,以TVB-N为“外界扰动”,选择10条代表性光谱并进行包络线去除,结合光谱差异选取了7个子区间。通过对每个子区间作二维相关分析,解析其二维相关同步谱和自相关谱,获取与TVB-N变化密切相关的敏感变量。最后,利用所选特征变量,分别基于原始、标准正态变量变换预处理和归一化预处理的光谱,建立猪肉新鲜度的支持向量机(support vector machine,SVM)判别模型。结果表明,利用二维相关光谱分析共提取到17个特征波长,仅占总变量个数的1.61%,建立的SVM模型总体正确率分别为94.83%、98.28%和98.28%。这表明所建立的模型具有较好的判别效果,也说明二维相关分析用于筛选与生鲜肉新鲜度相关特征变量的方法是可行的。这有利于解析生鲜肉在腐败变质过程中的光谱特征信息变化,也为近红外光谱分析中变量筛选提供了一种新的思路。 展开更多
关键词 可见-近红外光谱 二维相关光谱 新鲜度 生鲜肉 判别模型
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