Способ прогнозирования пригодности плодов к длительному хранению

Способ прогнозирования пригодности плодов к длительному хранению

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Способ относится к сельскохозяйственной области и может быть использован для прогнозирования качества яблок.

Известен способ прогнозирования для определения пригодности яблок к длительному хранению, предусматривающий отбор пробы из партии, измерение электропроводности тканей яблок на нескольких частотах и сравнение измеренной величины с заданным значением [1].

Существует другой способ прогнозирования, основанный на измерении величины электрического заряда и разряда определенного объема ткани. Для измерения используют игольчатые датчики, внедряемые на определенную глубину. На электроды датчика подают импульс электрического напряжения и по отношению амплитуды сигналов при заряде Uz и разряде Ur за определенное время судят о качестве плода [2].

где k - коэффициент, по которому судят о лежкоспособности плода.

Недостатком этих способов является их низкая прогнозирующая способность.

Целью изобретения является снижение ошибки прогнозирования. Цель достигается тем, что предлагается в известном способе прогнозирования качества плодов, основанном на методе заряда и разряда определенного объема ткани [2], измеряют электрический заряд в процессе подачи электрического импульса с длительностью времени, не превышающей 4 с, и после его снятия определяют величины скорости электрического заряда и скорости разряда в течение этого времени, по значениям которых судят о пригодности плода к хранению.

Способ прогнозирования пригодности плодов к длительному хранению поясняется прилагаемыми чертежами:

фиг.1 - функциональная схема прибора;

фиг.2 - временные характеристики заряда и разряда ткани плода;

фиг.3 - параметры, влияющие на прогнозирование качества;

фиг.4 - обучение (О - исходные значения, * - обученные);

фиг.5 - табл.: ошибки прогнозирования при обучении сети, на вход которой подавалась сама функция заряда и разряда, а также контролируемые параметры, в частности амплитуда электрического заряда U_z и разряда U_r.

Сущность способа прогнозирования пригодности плодов к длительному хранению состоит в следующем.

Входной импульс напряжения U подается на электроды 1 с измерительной платы 4 (фиг.1). Из практических соображений, определяемых конструкцией электродов 1, электрических свойств ткани плода 5 и характеристик измерительной платы 4, входной импульс имеет прямоугольную форму. Длительность входного импульса не превышает t=4 с.

В момент появления импульса U(t) в межэлектродном пространстве начинается электрический заряд ткани плода (фиг.2). Напряжение при заряде U_z(t) межэлектродного пространства выражается уравнением [3, стр. 450]:

где U - напряжение источника питания, В; τ - постоянная времени, Ф·Ом.

Постоянная времени определяется логарифмированием правой и левой части уравнения (2).

В момент времени t=4 с напряжение входного импульса U(t) стремится к нулю (фиг.2). Напряжение при разряде U_r(t) межэлектродного пространства описывается уравнением [3, стр. 456]:

Постоянная времени определяется логарифмированием правой и левой части уравнения (4).

Критерием прогнозирования пригодности плодов к длительному хранению является скорость изменения напряжения в межэлектродном пространстве в процессе подачи V_z [3, стр. 451] и снятия электрического заряда V_r [3, стр. 456].

Результаты экспериментальных исследований приведены в табл.1 (см. фиг.5), где Di - дата измерения, дни; V - скорость заряда и скорость разряда межэлектродного пространства, В/Ф·Ом.

Эти параметры формируются в матрицу А:

В качестве выходного параметра, в процессе прогнозирования, целесообразно использовать величину площади повреждений (гниль) или активность фермента каталазы.

Исходя из этих данных было получено уравнение математической модели прогнозирования пригодности плодов к длительному хранению, которое имеет следующий вид:

где ω₀, ω₁, ω₂, ω₃, ω₄ - коэффициенты уравнения.

Коэффициенты уравнения определяются следующим образом [3, стр. 244-247]:

- определим коэффициенты уравнения

где А - матрица потерь плодов формула (8); Y - экспериментальные наблюдения величины активности фермента каталазы, мгО₂;

- сформируем коэффициенты уравнения в вектор

где w - вектор оценок элементов ω.

На фиг.3 рассмотрена модель прогнозирования потерь плодов в зависимости от времени хранения и скорости заряда ткани K=f(Di,V_z) для помологического сорта Мартовская.

Если задать конкретную величину времени хранения Di=42 дня и скорости заряда межэлектродного пространства V_z=0,917, то получим прогноз по каталазе К=2,496 мгО₂ (фиг.3).

Благодаря применению данного способа прогнозирования пригодности плодов к длительному хранению, по сравнению с ранее использовавшимися способами, снижается ошибка прогнозирования (фиг.4).

Источники информации

1. Кожанова Н.И. Способ определения яблок к длительному хранению. АС №1195234 А. Мкл. G01N 27/04. Бюл. №44. 1985.

2. Гордеев А.С. Автоматизированная обработка яблок. Диссертация на соискание степени доктора технических наук. М.: ВИЭСХ, 1996.

3. Евдокимов Ф.Е. Теоретические основы электротехники: Учеб. для средн. спец. учеб. заведений. - 7-е изд., испр. и доп. - М.: Высш. шк., 1999. - 495 с.: ил.

Способ прогнозирования пригодности плодов к длительному хранению, заключающийся в измерении величины заряда и величины разряда ткани плода, помещенной между двумя электродами, при подаче на последние импульса электрического напряжения, отличающийся тем, что измеряют электрический заряд в процессе подачи электрического импульса длительностью, не превышающей 4 с, и после его снятия определяют величины скорости электрического заряда и скорости разряда в течение этого времени, по значениям которых судят о пригодности плода к хранению.