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《第八届中国畜牧科技论坛论文集》2018年
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基于近红外光线和支持向量机的牛奶流量检测系统

田富洋  熊本海  蒋林树  李法德  王中华  
【摘要】:为减轻每天工人对奶牛产奶量进行称量、登记、记录等繁琐的工作,迫切需要一种快速、准确、方便、安全的牛奶流量检测传感器来代替目前人工录入。为此设计一种基于近红外光线无接触式的气液两相流牛奶流量自动检测传感器。首先将牛奶流经传感器处的管道设计成方管,选用温度传感器LMT86,实时检测出系统工作状态中硬件温度;其次沿液体流动方向设计2组红外发射器发射特定频率的红外线,利用2组红外接收端接受牛奶吸收后的红外光光线强度;再次由于牛奶是气液两相流,液体中的气泡表层对红外光线产生折射和漫反射,导致接收端近红外光强度减弱,增加检测的误差,因此在2个红外接收端附近各均匀分布3个红外接收端,接收由气泡漫反射和折射的近红外光线,可以近似的检测牛奶中气泡含量的比重;然后,设计一对不通过牛奶流经管道的红外发射端和接受端作为检测信号的基准信号作为红外线频率参考;进一步以各个红外接收端的检测结果和检测温度为输人,利用比尔-朗伯定律和支持向量机智能算法,计算通过方管牛奶流速和厚度;最后针对不同泡沫含量的牛奶进行静态和动态试验验证,结果表明系统达到了快速、准确检测产奶量的目的,实验室测量误差在4%以下,牛场试验测量误差在8%以下。

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