复介电常数的意义 基于介电特性的鸡蛋品质无损检测研究(7)

之后，分析试验数据，确定不同品种鸡蛋的介电特性差异，探讨利用介电特性无损鉴别鸡蛋品种的方法。第五章介绍鸡蛋品质检测系统。复介电常数的意义其中涉及到开发工具 Visual Basic 6.0 的介绍和安装，系统的设计与实现及系统的具体功能操作。复介电常数的意义通过此系统可以完成鸡蛋品质检测，且操作简便、快捷。最后对系统进行测试，检验系统完成状况和检测准确率。第六章是结论与展望。对课题研究内容进行总结，找出研究中的不足，并提基于介电特性的鸡蛋品质无损检测研究8出对以后研究的展望。1.4 本章小结本章细述本文的研究背景和意义，介绍了介电特性在农产品检测中的应用和鸡蛋无损检测的国内外研究现状。通过背景和意义的研究，说明鸡蛋品质无损检测对市场经营和消费都具有重要的意义，对其的深入研究是十分有必要的。在此基础上，提出了基于介电特性无损检测鸡蛋品质的方法。江苏大学硕士学位论文9章 第二章 鸡蛋介电特性检测原理及测试系统2.1 鸡蛋介电特性无损检测原理2.1.1 介电特性概念介电特性是指物质分子中的束缚电荷（只能在分子线度范围内运动的电荷）对外加电场的响应特性。物质介电特性的表征参数主要有：介电常数ε'、介质损耗因数ε''、介质损耗角正切 tanδ和介质等效阻抗等。

介电常数ε'是电介质固有的一种物理属性，它可表示电介质存贮电场能量的能力，反映该电介质提高电容器电容量的能力。损耗因数ε''反映电介质在交流电场中损耗的能量。介质损耗角正切 tanδ也是反映能量的损耗 [30~32] 。由于介质电导和介质极化的滞后效应，电介质在外电场的作用下，其内部均有能量损耗 [33] 。因此在交变电场? ??的作用下，电位移矢量? ?? ? 将滞后于交变电场? ??，存在着相位差θ，即有：??? = ? ? ? ? ???（2.1）??? ?= ? ? ? ? ?t??t?? （2.2）则介质的复相对介电常数定义为：??? = ? ? ? ? ???（2.3）??? ?= ? ? ? ? ?t??t?? （2.4）ε ?=??? ?? ? ?? ??= ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? = ? ? ? t?? = ? ? cos? t ?sin? = ? ??t ?? ???（2.5）式中：E m ——交变电场? ?? 的幅值；D m ——电位移? ?? ? 的幅值；ε——介电常数的模。

所以有：ε ?= ? ??t ?? ???（2.6）tgθ =? ???? ??（2.7）式中：ε r '——复介电常数的实部，即相对介电常数；ε r ''——复介电常数的虚部，即介质的损耗因子；基于介电特性的鸡蛋品质无损检测研究10tgθ——损耗角正切。2.1.2 鸡蛋的介电特性鸡蛋主要由蛋壳、蛋白及蛋黄三部分组成，另外还有壳膜、气室、系带等。鸡蛋的结构如图 2.1 所示。蛋壳是鸡蛋外面主要由碳酸钙（约占 93%）构成的坚硬外壳，蛋壳约占全蛋体积的 11.1%~11.5%。蛋白是壳下皮内一种白色半透明的粘稠状半流体，体积约占全蛋体积的 57%~58.5%，其主要成分是蛋白质和水。蛋黄居于蛋白的中央，是一种不透明的黄色半流体物质，外有卵黄膜，占全蛋体积的 30%~32%。相对于蛋壳和蛋白，蛋黄的成分复杂，其主要化学成分含量是水 47.2%~51.8%，脂肪 21.3%~22.8%，蛋白质 15.6%~15.8%以及多种无机盐和矿物质等。鸡蛋的主要组成成分水分、无机盐、蛋白质和脂肪作为电介质的介电特性十分明显。