基于介电特征频率的大量元素水溶肥种类快速辨识装置研制

作     者：吴昊 李加念 张建阔 马泽宇 Waleed Elnour Babekir Salih Wu Hao;Li Jianian;Zhang Jiankuo;Ma Zeyu;Waleed Elnour Babekir Salih

作者机构：昆明理工大学现代农业工程学院昆明650500 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2017年第33卷第6期

页      面：51-58页

核心收录：

学科分类：0828[工学-农业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(51509121) 云南省高校工程研究中心建设计划 

主　　题：传感器 肥料 频率响应 大量元素水溶肥 特征频率 快速辨识 辨识装置 

摘      要：为实现对大量元素水溶肥种类的快速准确辨识,根据水溶肥的介电特性设计了一个传感器,并在此基础上采用特征频率法,研制了一种大量元素水溶肥快速辨识装置,主要由±5V稳压电路、单片机控制电路、激励信号发生电路、传感器、真有效值转换电路和LCD显示模块组成。以市面上常见的尿素、普钙、硫酸钾、磷酸氢二铵、磷酸二氢钾和硝酸钾6种大量元素水溶肥作为试验对象,在1 kHz^10 MHz激励信号频率范围内研究了其频率响应特性,得出了9个用于辨识6种大量元素水溶肥的激励信号特征频率,即30、40、50、600、700、800 kHz和3、4、5 MHz。根据各种水溶肥分别在9个特征频率处的响应模式,设计了对6种大量元素水溶肥的辨识策略。该装置的辨识性能采用234组不同类型和浓度的待测水溶肥进行验证试验,结果表明:该装置的辨识准确率为98.3%,完成1次辨识的平均时间为14.3s,最长不超过19.5 s,表明该装置具有良好的快速性和准确性,满足实际应用要求。