基于介电特征频率的大量元素水溶肥种类快速辨识装置-农业工程学报.PDF

第 33 卷 第 6 期 农 业 工 程 学 报 Vol.33 No.6 2017 年 3 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Mar. 2017 51 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 ※ 吴 昊，李加念 ，张建阔，马泽宇，Waleed Elnour Babekir Salih （昆明理工大学现代农业工程学院，昆明 650500 ） 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 14.3 s，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。 关键词：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 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.06.007 中图分类号：S224.2 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2017)-06-0051-08 吴 昊，李加念，张建阔，马泽宇，Waleed Elnour Babekir Salih. 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[J]. 农业工程学报，2017，33(6)：51－58. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.06.007 Wu Hao, Li Jianian, Zhang Jiankuo, Ma Zeyu, Waleed Elnour Babekir Salih. Development of rapid identification device for variety of macronutrient water soluble fertilizers based on dielectric characteristic frequency[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(6): 51－58. (in Chinese with English abstract) doi： 10.11975/j.issn.1002-6819.2017.06.007