農(nóng)業(yè)物料基本參數(shù)研究現(xiàn)狀及在農(nóng)業(yè)工程中的應(yīng)用.doc

農(nóng)業(yè)物料基本參數(shù)研究現(xiàn)狀及在農(nóng)業(yè)工程中的應(yīng)用 農(nóng)業(yè)物料通常指與農(nóng)業(yè)工程直接相關(guān)的動(dòng)物、植物、微生物等農(nóng)產(chǎn)品及與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)直接相關(guān)的一些生產(chǎn)資料（如種子，肥料，果實(shí)等）。農(nóng)業(yè)物料的種類不同，其物理特性也不同。農(nóng)業(yè)物料的物理特性主要包括農(nóng)業(yè)物料的基本物理特征、力學(xué)特性、電特性、光特性、熱特性等，以及某些特性之間的相互影響。隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)物料物理特性的研究領(lǐng)域不斷拓寬和加深，研究方法、測(cè)試手段和技術(shù)不斷改進(jìn)，研究成果在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)物料加工機(jī)械裝備及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝過(guò)程的檢測(cè)與控制等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。對(duì)農(nóng)業(yè)物料特性研究的目的就是在于使農(nóng)業(yè)工程提高工作質(zhì)量, 減少損失和創(chuàng)立新理論、新原理、新技術(shù), 開(kāi)拓新領(lǐng)域。更好地將工程技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要，促進(jìn)農(nóng)業(yè)不斷發(fā)展，以獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益。作為農(nóng)業(yè)物料學(xué)中主要研究對(duì)象農(nóng)業(yè)物料基本物理特性，主要包括物料的單元素尺寸、綜合尺寸、外觀形狀和顏色、密度、空隙率、摩擦因數(shù)、表面特征、宏觀和微觀結(jié)構(gòu)等。農(nóng)業(yè)物料的種類繁多，其基本物理特性各異，研究?jī)?nèi)容豐富，許多研究成果得到了廣泛應(yīng)用。形狀和尺寸在許多應(yīng)用中，如機(jī)械分選和分級(jí)、氣流輸送和分離以及產(chǎn)品的熱處理等都必須精確地確定物料的形狀和尺寸，物料的形狀和尺寸是不可分割的兩個(gè)參數(shù)。Marchant等人就對(duì)馬鈴薯的尺寸和形狀特性參數(shù)進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)出一種計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)，能把馬鈴薯按不同尺寸和形狀分成不同的級(jí)別，分選速度可達(dá)到40個(gè)/min。王文奎對(duì)常見(jiàn)農(nóng)產(chǎn)品的幾何形態(tài)、纖維性、軟脆性、硬脆性、塑韌性、彈性、粘附性等物理特性及相應(yīng)的切片加工工藝進(jìn)行了分析研究，給出不同物理性狀農(nóng)產(chǎn)品最佳切制加工工藝方法，為農(nóng)產(chǎn)品深加工切片工藝裝備的研發(fā)提供了技術(shù)支持。根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品物料的大小、形狀、色彩、文理、表面缺陷等基本物理特征，利用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測(cè)分級(jí)。密度和比重而對(duì)于農(nóng)業(yè)物料的體積、密度和比重在許多場(chǎng)合也都是必不可少的原始數(shù)據(jù)，例如干草的干燥和貯存、貯存?zhèn)}、青貯倉(cāng)的設(shè)計(jì)、青貯料的機(jī)械壓縮、顆粒飼料和草餅的穩(wěn)定性、分離和分級(jí)、氣流和水力輸送、種子純度測(cè)定和成熟度評(píng)定等都需要密度和比重的數(shù)據(jù)。張桂華等人對(duì)包衣稻種的粒徑、球度、千粒重、密度、休止角、摩擦角等物理參數(shù)進(jìn)行了測(cè)試研究，其研究結(jié)果為排種器結(jié)構(gòu)和排種性能設(shè)計(jì)提供了設(shè)計(jì)依據(jù)。李詩(shī)龍和Mrema等人研究了油菜籽的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、細(xì)胞組織、散體的密度、摩擦因數(shù)、彈性模量和泊松比以及滲透性和吸附性等物理特性，對(duì)油菜籽的預(yù)處理方法和壓榨工藝選擇，提高油脂提取效率有重要的指導(dǎo)意義。水分和活性農(nóng)業(yè)物料和食品中都含有一定的水分，水是維持懂、植物生存必不可少的物質(zhì)之一，也是組成成分中含量最多的成分。農(nóng)業(yè)物料中水分不僅是影響物料其他所有物理特性的最重要的成分，而且它還影響食品的風(fēng)味，腐敗和發(fā)霉。干燥食品吸潮后還會(huì)發(fā)生許多物理性質(zhì)的變化，如面包和餅類的變硬就不僅是失水干燥，而且也是由于水分變化造成淀粉結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的結(jié)果。香腸的口味就與吸水、持水情況關(guān)系十分密切。所以，農(nóng)業(yè)物料含水量對(duì)其鮮度、硬軟性、流動(dòng)性、呈味性、保藏性和加工性等許多方面有著極為重要的關(guān)系。在實(shí)際最新的應(yīng)用中：比如應(yīng)義斌等人根據(jù)柑橘表面色澤和固酸比與柑橘成熟度的關(guān)系，利用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)，建立了用于柑橘成熟度檢測(cè)的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)。Rehkugler等人根據(jù)蘋(píng)果表面的碰傷特點(diǎn)，應(yīng)用黑白圖像處理技術(shù)對(duì)蘋(píng)果表面的碰傷進(jìn)行檢測(cè)，并能根據(jù)美國(guó)的蘋(píng)果等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分級(jí)。顏色等其他參數(shù)而在農(nóng)業(yè)物料中對(duì)于其顏色等其他物理參數(shù)的應(yīng)用中同樣十分的廣泛，比如張健平等人對(duì)煙葉的顏色特征進(jìn)行了分析，并利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，綜合運(yùn)用多種色度系統(tǒng)得出了煙葉顏色的定量分析判別方法，可作為煙葉分級(jí)的輔助手段。小結(jié)：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程日益普遍地應(yīng)用機(jī)械學(xué)、電學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)等各種技術(shù)手段和方法，基于農(nóng)業(yè)物料基本物理參數(shù)的研究及相關(guān)技術(shù)，在作物生產(chǎn)過(guò)程的調(diào)節(jié)與控制、作物收獲、果實(shí)采摘、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測(cè)、分選分級(jí)、農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備的設(shè)計(jì)制造等各領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。因此，對(duì)農(nóng)業(yè)物料基本物理參數(shù)和相關(guān)技術(shù)的研究有重要的意義。積極開(kāi)展該領(lǐng)域的研究與技術(shù)開(kāi)發(fā)，對(duì)不斷提高我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化裝備水平有極大的推動(dòng)作用。參考文獻(xiàn)：1 姜瑞涉，王俊.農(nóng)業(yè)物料物理特性及其應(yīng)用J.糧油加工與食品機(jī)械，2002(1):3537.2 Marchant J A,Onyango C M,Street M J.High speed sorting of potatoes using computer visionJ.Transactions of the ASAE,1988,88:35-40.3 王文奎.不同幾何形態(tài)與物理特性的農(nóng)產(chǎn)品切制加工工藝技術(shù)初探J.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2004,20(6):35-394 張桂華，湯楚宙，熊遠(yuǎn)福，等.包衣稻種物理特性的測(cè)定及其應(yīng)用J.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004,30(1):68-705 李詩(shī)龍.油菜籽的物理特性淺析J中國(guó)油脂，2005,30（2）：17-206 Mrema G C,McNulty P B .Microstructure of rapeseed and cashew as related to mechanical oil expressionJ.Ir.J.Food Sci.Technol,1984(8):59-667 應(yīng)義斌，饒秀勤，馬俊福，等.柑橘成熟度機(jī)器視覺(jué)無(wú)損檢測(cè)方法研究J.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2004,20(2):144-1478 Rehkugler G,Throop E.Appl