超聲波雙頻萃取軟測(cè)量建模及其系統(tǒng)實(shí)現(xiàn).pdf

1、超聲波自1830年被發(fā)現(xiàn)至今，在各方面上都有著很廣的應(yīng)用和發(fā)展?jié)摿?，尤其是與中藥提取相關(guān)的領(lǐng)域。與其他傳統(tǒng)的中藥提取方法相比，超聲波提取方法具有操作簡(jiǎn)便、耗時(shí)短、效率高、污染少等特點(diǎn)，是一種省時(shí)高效的提取方法。首先本文以超聲波提取葛根中葛根素的提取過(guò)程作為研究對(duì)象，分析了基于超聲波萃取機(jī)理的熱力學(xué)特性和提取過(guò)程動(dòng)力學(xué)特性，并通過(guò)分析超聲提取中溶液升溫對(duì)提取速率的影響，對(duì)建立的動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行溫度補(bǔ)償，使得模型準(zhǔn)確性更高。其次，為解決智能優(yōu)

2、化算法（如粒子群算法、遺傳算法等）在軟測(cè)量模型參數(shù)尋優(yōu)過(guò)程中，存在陷入局部最優(yōu)解、搜索后期搜索動(dòng)力不足的問(wèn)題，提出一種基于自適應(yīng)反向?qū)W習(xí)的BBO優(yōu)化算法。同時(shí)，將初始溫度作為影響模型精度的因素，對(duì)以提取時(shí)間、提取溫度為輔助變量的軟測(cè)量模型進(jìn)行修正。最后，針對(duì)目前提取率的檢測(cè)主要采用人工化驗(yàn)的問(wèn)題，本文建立了提取率的軟測(cè)量模型，并設(shè)計(jì)了基于樹莓派的嵌入式檢測(cè)系統(tǒng)，完成了提取率在線檢測(cè)系統(tǒng)的搭建，實(shí)現(xiàn)對(duì)超聲波葛根提取過(guò)程進(jìn)行在線檢測(cè)。主要研

3、究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)超聲波中藥萃取主要依靠空化作用，本文基于能量守恒定律，對(duì)空化作用下提取過(guò)程的熱力學(xué)特性進(jìn)行分析，并根據(jù)Fick第一定律建立了提取率與超聲作用時(shí)間、提取溫度之間的超聲提取動(dòng)力學(xué)模型。通過(guò)將提取時(shí)溶液的初始溫度對(duì)動(dòng)力模型進(jìn)行修正，使模型精度進(jìn)一步提高。
　　(2)分別使用不同的智能方法對(duì)葛根素提取過(guò)程進(jìn)行軟測(cè)量建模。針對(duì)BBO算法存在尋優(yōu)后期搜索動(dòng)力不足的問(wèn)題，提出一種基于自適應(yīng)反向?qū)W習(xí)的BBO算法，并將

4、改進(jìn)后的算法與其他方法進(jìn)行比較，表明了改進(jìn)算法的優(yōu)越性。
　　(3)與以往的超聲波萃取工藝相比，本文將初始溫度作為輔助變量，對(duì)原先的軟測(cè)量模型進(jìn)行修正，建立了以超聲作用時(shí)間、提取初始溫度、提取溫度為輔助變量的葛根素提取軟測(cè)量模型。與只考慮超聲作用時(shí)間、提取溫度作為輔助變量的軟測(cè)量模型相比，進(jìn)行修正后的模型，可得到更準(zhǔn)確的結(jié)果，且適用于初始溫度不同的提取情況。
　　(4)在建立葛根素軟測(cè)量模型后，搭建了基于嵌入式架構(gòu)的葛根素提