پديد آورنده :
باقري، رحمت اله
عنوان :
اندازه گيري غير مخرب رطوبت با استفاده از روش ضريب دي الكتريك
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
مكانيك ماشين هاي كشاورزي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده كشاورزي
صفحه شمار :
ده،100ص.: مصور،جدول،نمودار
يادداشت :
ص.ع.به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
احمد ميره اي، مرتضي صادقي
استاد مشاور :
امين اله معصومي، علي شهركي
توصيفگر ها :
اسپكتروم آنالايزر , مولد تابع , ضريب گذردهي , رگرسيون , لگاريتم , فركانس
تاريخ نمايه سازي :
10/3/93
استاد داور :
عباس همت، ناصر همدمي
چكيده فارسي :
چكيده در اين تحقيق توانايي روش ديالكتريك با صفحات موازي در تخمين غيرمخرب مقدار رطوبت خرما مورد ارزيابي قرار گرفت ابتدا با استفاده از يك خازن با صفحات موازي از جنس آلومينيوم ولتاژ متناوب سينوسي از طريق يك دستگاه مولد تابع به نمونههاي خرما اعمال و با استفاده از يك دستگاه اسپكتروم آنالايزر پاسخ سيگنال خروجي مدار در محدوده فركانسي 1 تا 100 MHz اندازهگيري گرديد سپس ارتباط مقادير توان مصرفي خازن در فركانسهاي مختلف با رطوبت نمونهها مورد مطالعه قرار گرفت نتايج نشان داد كه در يك رطوبت معين با افزايش فركانس توان مصرفي افزايش مييابد همچنين مقادير توان مصرفي در طول رسيدگي و همزمان با كاهش رطوبت كاهش مييابد در مرحله دوم از مدلهاي رگرسيون خطي چندمتغيره به منظور استخراج رابطه بين رطوبت و مقادير توان در فركانسهاي مختلف استفاده شد نتايج مدلسازي با استفاده از كل محدوده فركانس اعمالي نشان داد كه درصد رطوبت با ضريب تبيين پيشگويي برابر 69 0 ريشه ميانگين مربعات خطاي 82 5 و نسبت انحراف استاندارد 79 2 قابل پيشبيني ميباشد پس از بررسي ضرايب رگرسيون بدست آمده تعداد شش فركانس مؤثر در مدلسازي رطوبت خرما تعيين شدند اين فركانسها عبارت بودند از 4 41 02 04 06 و 09 مگاهرتز نتايج مدلسازي رطوبت با استفاده از شش فركانس مشابه نتايج بدست آمده از كل محدوده فركانسي با ضريب تبيين پيشگويي برابر 98 0 ريشه ميانگين مربعات خطاي 52 5 و نسبت انحراف استاندارد 99 2 ارزيابي شد در مرحله سوم به منظور محاسبه ضريب ديالكتريك خرما ابتدا نمونههاي خرما به صورت يك استوانه هم حجم بيضيگون سه محوري شبيهسازي شده و از طريق آن حجم هواي محصور بين خرما و صفحات موازي بدست آمد سپس با كمك روابط الكتريكي و با در نظر گرفتن توان مصرفي خازن در حالت بدون خرما ضريب ديالكتريك هر نمونه محاسبه گرديد نتايج نشان داد كه در نمونههاي با رطوبت بالاتر و يا مراحل اوليه رسيدگي خرما با افزايش فركانس تا حدود 30 MHz گذردهي ابتدا كاهش يافته و سپس افزايش مييابد همچنين نرخ افزايش گذردهي نسبت به فركانس براي رطوبتهاي بالاتر بيشتر است به نحوي كه در فركانسهاي نزديك 100 MHz تغييرات منحنيهاي ضريب ديالكتريك نسبت به رطوبت و يا رسيدگي خرما بيشتر از فركانسهاي پايينتر ميباشد بررسيهاي بيشتر در مورد مقادير ضريب گذردهي نشان داد كه بين مقادير لگاريتم ديالكتريك در هر فركانس با لگاريتم رطوبت يك رابطه كاملا خطي وجود دارد به نحوي كه براي مثال در فركانس 001 مگاهرتز مقدار ضريب تبيين بين مقادير ياد شده برابر 38 0 بدست آمد نتايج مدلسازي MLR با استفاده از دادههاي ضريب ديالكتريك نشان داد كه مقدار رطوبت با ضرايب تبيين 49 0 و 39 0 و ريشه ميانگين مربعات خطاي 58 3 و 34 4 به ترتيب در مرحله كاليبراسيون و آزمون قابل پيشبيني است كه نشان دهنده توانايي مدل برآورد رطوبت از روي دادههاي ديالكتريك خازن در دامنه 1 تا 100MHz است همچنين نتايج بهبود قابل توجه 61 در كاهش مقدار خطاي برآورد رطوبت در مرحله آزمون را نسبت به حالت استفاده از دادههاي توان مصرفي نشان داد موفقيت اين مدل در پيشبيني ميزان رطوبت زمينهساز طراحي و ساخت سامانهاي گرديد كه از اهداف آن تخمين رطوبت خرما به صورت ميداني بود در ساخت اين سامانه از قطعات الكترونيكي شامل تراشه ريزكنترلگر نوسانساز رگولاتور تقويت كننده صفحه نمايشگر و غيره به نحوي استفاده شد كه عملكردي مشابه روش اول از آن مشاهده شود خازن مورد استفاده در روش اول اين بار به سامانه جديد متصل گرديد و ارتباط ولتاژ مصرفي مدار در شش فركانس انتخابي از حالت قبل به استثناي جايگزيني فركانس 2 با 09 مگاهرتز با رطوبت نمونهها بررسي شد از روش شبكه عصبي مصنوعي به منظور استخراج رابطه بين رطوبت و مقادير ولتاژ در شش فركانس انتخابي استفاده شد نتايج نشان داد در طول رسيدگي و همزمان با كاهش رطوبت نمونهها ولتاژ مصرفي افزايش مييابد نتايج مدلسازي نشان داد كه با استفاده از سامانه ساخته شده رطوبت خرماي مضافتي با ضريب تبيين آزمون 27 0 و ريشه ميانگين مربعات خطاي پيشبيني 45 3 قابل تخمين است كلمات كليدي اسپكتروم آنالايزر مولد تابع ضريب گذردهي رگرسيون لگاريتم فركانس
چكيده انگليسي :
90 Non destructive Moisture Content Determination of Date Fruit by Dielectric Method Rahmat Allah Bagheri ra bagheri@ag iut ac ir 22 January 2014 Department of Agricultural Machinery Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M sc Language FarsiS A Mireei Assist Prof samireei@cc iut ac ir M Sadeghi Assoc Prof sadeghimor@cc iut ac ir AbstractIn this research the potential of Di electric method using parallel plates was evaluated in non detestructive moisture content determination of date palm fruits In the first stage an aluminummade parallel capacitor was used for exerting an sinusoidal alternative voltage generated by afunction generator to date samples and their response was measured by using a spectrum analyzerin the range of 1 100 MHz Then the relation between the power consumption of the capacitor atdifferent frequencies and the moisture content of the samples were studied The results showed thatat a specific level of moisture content the power consumption increases by increasing thefrequency Although the power consumption decreases during ripening and decreasing of datesmoisture content In the second stage the relation between moisture content and powerconsumption at all frequencies in the range of 1 100 MHz was extracted using multiple linearregression models The results showed that the moisture content of date can be predicted by acoefficient of determination of 0 956 a root mean squares error of 5 28 and a standard deviationratio of 2 97 Moreover the six most effective frequencies in moisture content estimation wereselected from regression coefficient curve resulting from multiple linear regression Thesefrequencies were 4 14 20 40 60 and 90 MHz The model developed by this frequencies had thesimilar power with those developed by entire frequencies with a R2 of 0 890 a RMSEP of 5 25 and a SDR of 2 99 In the third stage in order to calculate the Di electric constant of dates eachdate was first simulated to an cylindrical shape with a volume equal to a triaxial elliptical objectbuilt by the main dimensions of the samples and then the volume of air enclosed by the sample andparallel plates were estimated Afterwards the Di electric constant of the samples were measuredby using the electrical equations and accounting for the power consumption of circuit without anydate The results showed that at the samples with high level of moisture content by increasing thefrequency to 30 MHz the permittivity is first reduces and then increases Also the relation betweenlogarithm value of permittivity at each frequency and logarithm value of moisture content werefound as linear The results of MLR modeling using Di electric data showed that the moisturecontent can be predicted with R2 of 0 94 and 0 93 and RMSE of 3 85 and 4 43 for calibration andtest set samples respectively This indicates a 16 reduction in error value compared with theresults obtained by power consumption data In the final stage a system consisted of electrical partssuch as micro chip micro controller oscillator regulator amplifier LCD and etc was developedin such a way that this system can present the similar performance with the previous system Theparallel capacitor was connected to the new system and relation between voltage values of circuit atsix selected frequencies and moisture content were investigated The results showed that by usingthis system the moisture content of date can be predicted by a R2 of 0 72 and a RMSEP of 3 54 Keywords Spectrum analyzer Function generator Permittivity Regression Frequency
استاد راهنما :
احمد ميره اي، مرتضي صادقي
استاد مشاور :
امين اله معصومي، علي شهركي
استاد داور :
عباس همت، ناصر همدمي
