Tahılda nem ölçümü için RF nem algılayıcısının geliştirilmesi
Development of rf moisture sensor for measuring moisture content in grain
Yazar: PARVİZ TOMARAEİ
Danışman: DOÇ. DR. KAMİL SAÇILIK
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarım Makineleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Tahılın nem içeriği, depolama, işleme ve taşıma gibi çeşitli tarımsal faaliyetlerde tahılların fiziksel özelliklerini etkileyen en önemli parametrelerden birisidir. Tahılların dielektriksel özellikleri, hızlı nem algılama sistemlerinde oldukça yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bu çalışmada, tahılların nem içeriğini ölçebilen dielektrik tabanlı nem ölçme sistemleri geliştirilmiştir. Bu amacı gerçekleştirmek için, tahılların içerisine konulduğu silindirik ve paralel plakalı koaksiyal mimariye sahip örnek kutuları tasarlanmıştır. Bu örnek kutuları, radyo frekans (RF) bölgesinde çalışabilen bir kapasitör olarak düşünülmüştür. Seçilen tahılların dielektrik özellikleri, silindirik ve paralel plakalı RF ölçme sistemleri kullanılarak 1-100 MHz aralığında empedans analizörüyle belirlenmiştir. Nem içeriği ve çalışma frekansına bağlı olarak dielektrik katsayısı, kayıp faktörü belirlenmiştir. [(?'-1/ ?'')] fonksiyonu, seçilmiş kalibrasyon modeline eklenerek, RF nem ölçme düzeni standart fırın yönteminden elde edilen nem verileri ile kalibrasyonu yapılmıştır. Seçilen modellerin ölçme yeterliliği belirtme katsayısı, mutlak bağıl hata ve standart hata katsayılarından yararlanılarak belirlenmiştir. Silindirik ve paralel plakalı RF nem ölçme düzenleriyle nem ölçümünde sistemin standart hatası sırasıyla % 0.32 ve 0.39 y.b nem olmuştur. Silindirik ve paralel plakalı RF tabanlı nem ölçme düzenlerinin, nem içeriğini tatmin edici düzeyde ölçtüğü yapılan istatistiksel analizler sonucunda belirlenmiştir.

Abstract:
The moisture content of grain is an essential factor affecting the physical properties related to storage, processing and quality control. Dielectric properties of grain have been mainly used to measure the moisture content of grain because of their practicality for rapid moisture sensing method. In this thesis, a dielectric-based moisture measurement system for on-line measurement of various grains was developed using dielectric properties at radio frequency range. To fulfill this purpose, a parallel-plate and a coaxial sample holder that grains were placed in them were designed. These sample holders were used as a capacitor in the radio frequency (RF) moisture measuring system. The dielectric properties of wheat were measured using a cylinder and a parallel-plate coaxial sample holder with the impedance analyzer. The dielectric properties of samples were determined using a cylinder and a parallel-plate coaxial RF moisture measuring systems in the ranges of 1 to 100 MHz. Effects of the moisture content and frequency on the dielectric properties were studied. The sensor was calibrated with dielectric data obtained from impedance analyzer. Selected calibration models were used to correlate the standard oven method for moisture content with the function [(?'-1/ ?'')]. The accuracies of the models were measured using the coefficient of determination, mean relative percent deviation and standard error of prediction. Standard error of prediction of the cylinder and a parallel-plate coaxial RF moisture measuring systems was 0.32 and 0.39 % w.b moisture, respectively. Therefore, the cylinder and parallel-plate coaxial RF moisture measuring systems offers promise as a method for moisture content measurements on wheat based on statistical analysis.