温度校正的NaCl水溶液浓度超声检测装置设计与试验

为了提高Na Cl水溶液浓度超声在线检测精度,该文设计了试验装置,利用该装置对Na Cl水溶液质量分数进行了测定。试验装置包括一对中心频率5 MHz的压电陶瓷超声换能器、电脉冲发射接收器CTS-80787PR、恒温水浴器、内壁距离5 mm的有机玻璃测试池和采样频率为40 MS/s的16位PCI总线数据采集卡,装置的声速测误差小于1 m/s,有效保证了Na Cl水溶液浓度测量精度。在10~30°C梯度为2.5°C的温度范围内以及0~10 g/100 g梯度为0.5 g/100 g的质量分数范围内,配置了标准Na Cl水溶液。开发LABVIEW应用程序,实现数据采集、分析、建模和验证。经残差分析去...

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Published in农业工程学报 Vol. 31; no. 8; pp. 290 - 295
Main Author 孟瑞锋 马小康 王州博 董龙梅 杨涛 刘东红
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 内蒙古工业大学机械学院,呼和浩特,010051%杭州前进齿轮箱集团股份有限公司,杭州,311203%浙江大学生物系统工程与食品科学学院,杭州,310058 2015
Subjects
声速
多元线性回归
浓度检测
温度
溶液
超声波
温度
溶液
ultrasonic waves
声速
solutions
concentration determination
temperature
超声波
多元线性回归
velocity
浓度检测
multi-linear regression
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Summary:为了提高Na Cl水溶液浓度超声在线检测精度,该文设计了试验装置,利用该装置对Na Cl水溶液质量分数进行了测定。试验装置包括一对中心频率5 MHz的压电陶瓷超声换能器、电脉冲发射接收器CTS-80787PR、恒温水浴器、内壁距离5 mm的有机玻璃测试池和采样频率为40 MS/s的16位PCI总线数据采集卡,装置的声速测误差小于1 m/s,有效保证了Na Cl水溶液浓度测量精度。在10~30°C梯度为2.5°C的温度范围内以及0~10 g/100 g梯度为0.5 g/100 g的质量分数范围内,配置了标准Na Cl水溶液。开发LABVIEW应用程序,实现数据采集、分析、建模和验证。经残差分析去除异常样本点和t检验后得到质量分数的普通多元线性回归模型,模型的校正决定系数Rcal2达0.9992,校正标准差RMSEC（root mean square error of calibration）为0.0894 g/100 g,验证决定系数Rval2达0.9988,预测标准差RMSEP（root mean square error of validation）为0.1015 g/100 g,相对预测性能RPD（ratio performance deviation）为28.57,最大预测误差小于0.25 g/100 g,提高了检测精度。以上数据表明模型具有较高的预测精度和稳定性,为食盐水溶液质量分数的超声高精度在线检测提供参考。
Bibliography:11-2047/S
Meng Ruifeng, Ma Xiaokang, Wang Zhoubo, Dong Longmei, Yang Tao, Liu Donghong （1. College of Mechanical Engineering, lnner Mongolia University of Technology, Hohhot 010051, China; 2. Hangzhou Advance Gearbox Group Co., Ltd., Hangzhou 311203, China; 3. School of Biosystems Engineering and Food Science, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China）
ultrasonic waves;temperature;solutions;velocity;multi-linear regression;concentration determination
In food, chemicals and pharmaceuticals industries, the concentration is a very important parameter for quality control. Continuous process monitoring is a fundamental requirement for the process control in these industries. Besides process parameters, such as temperature, pressure, liquid level, flow rate, concentration measurement is also of special interest. More qualified information obtained from new or better sensors can significantly enhance the process quality and thereby product properties. Low-intensity ultrasonic sensor system can contribute to this deve
ISSN:1002-6819
DOI:10.3969/j.issn.1002-6819.2015.08.042