番茄果實的基礎(chǔ)物理特征及力學(xué)性質(zhì)的研究與應(yīng)用探討.pdf

1、農(nóng)產(chǎn)品的許多品質(zhì)、品種特性可以用它的基礎(chǔ)物理特征、力學(xué)流變學(xué)性質(zhì)來表示。本文選取八個品種的番茄果實，由機(jī)器視覺系統(tǒng)獲取番茄果實的圖像，研究其基礎(chǔ)物理特征；由力學(xué)試驗機(jī)及自行研制的蠕變試驗系統(tǒng)獲取果實的力學(xué)性能數(shù)據(jù)，研究番茄果實的力學(xué)流變學(xué)性質(zhì)。并研究其在品種分類和成熟度分級等方面的應(yīng)用?！　∈紫妊芯苛朔压麑崍D像的預(yù)處理方法，解決了有效去除了番茄果實鏡面反射的影響和支撐物與果實的分離等難點問題?！　∮蓤D像分析提取果實的寬、高、面積等

2、尺寸，計算了果實的高寬比、球形度、圓形度等形狀指數(shù)；可用于品種分類；采用傅里葉分析法，對各品種番茄果實的形狀作有效、快速、多信息、高精度的描述提取的形狀系數(shù)，并用圖像邊緣曲線頻譜中前6個分量，與尺寸、形狀指數(shù)等共10個形狀參數(shù)作為品種間識別的特征參數(shù)，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行種間分類，獲得了很好的識別效果，正確率達(dá)88.3％?！　〔捎肏SI顏色模型研究番茄果實的顏色特性，以色度均值作為顏色指標(biāo)，給出了各品種番茄果實的顏色特性的客觀數(shù)量描述

3、；研究了不同成熟度果實的色度變化，并由對同一品種不同成熟度果實的色度與果實酸量間的關(guān)系得到驗證；選擇同一品種不同成熟度番茄果實色度直方圖的離散均值共8個參數(shù)作為輸入變量，選擇8-13-4結(jié)構(gòu)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為番茄果實成熟度分級的分類器，進(jìn)行訓(xùn)練及分級，正確率達(dá)95％?！　⊙芯苛朔训牧W(xué)流變學(xué)特性：研制了蠕變試驗裝置，配置了蠕變特性測量系統(tǒng)；應(yīng)用赫茲接觸理論導(dǎo)出了番茄擠壓方程、接觸處上的應(yīng)力分布及番茄果實的壓縮彈性模量；建立了番茄果實的

4、三單元Maxwell應(yīng)力松弛模型，并用Z變換法識別了松弛特性參數(shù)；建立了果實的四元件Burgers蠕變模型，，給出了擬合蠕變特性參數(shù)的算法。并通過試驗研究了番茄果實的壓縮力學(xué)特性、應(yīng)力松弛特性及蠕變特性，獲得了彈性模量、壓縮破壞能、壓縮破壞應(yīng)力、應(yīng)力松弛特性指標(biāo)如：Maxwell單元個數(shù)、松弛模量、松弛時間，以及蠕變特性指標(biāo)如Kelvin單元個數(shù)、延遲模量、延遲時間等參數(shù)。研究了對不同成熟度番茄果實的擠壓特性、應(yīng)力松弛與蠕變特性，獲得了

5、部分力學(xué)指標(biāo)隨成熟度變化的規(guī)律。發(fā)現(xiàn)，成熟度對各力學(xué)——流變學(xué)特性指標(biāo)影響顯著，其中彈性模量、破壞力、第一松弛分量、第一延遲模量對成熟度較為敏感，首次研究了由色度角表示的成熟度與果實彈性模量的關(guān)系。　　番茄果實在收獲、運輸?shù)冗^程中多次受到長時間擠壓載荷的作用，本論文研究成果可應(yīng)用于預(yù)測和控制番茄果實的機(jī)械損傷，為番茄的機(jī)械化生產(chǎn)、采摘、運輸、加工、儲藏、品種培育、質(zhì)量控制、品質(zhì)分析等提供物理性質(zhì)方面基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)，對提高產(chǎn)品的質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)