การประยุกต์ใช้สายอากาศระนาบแบบ 2 คลื่นความถี่ในการวิเคราะห์ ระดับความชื้นของข้าวเปลือก
Abstract
บทความนี้นำเสนอการแยกระดับความชื้นของข้าวเปลือกด้วยค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่าน (S21) ระหว่างสายอากาศระนาบ 2 ความถี่ ที่ติดตั้งตัวสะท้อนแบบมุมเพื่อเพิ่มอัตราการขยายและควบคุมทิศทางคลื่น ณ ความถี่ 0.915 และ 2.45 กิกะเฮิรตซ์ ในการทดสอบวัดความชื้น สายอากาศตัวที่ 1 ต่อเข้ากับช่องเอาต์พุตของเครื่องวิเคราะห์โครงข่ายเพื่อส่งกำลังงานไปที่ข้าวเปลือกและสายอากาศตัวที่ 2 เชื่อมต่อกับช่องอินพุตทำหน้าที่รับกำลังงานที่ส่งผ่านจากข้าวเปลือกตัวอย่าง ระดับความชื้นที่พิจารณาอยู่ในช่วงร้อยละ 12 ถึง 22 แบ่งเป็น 6 ระดับ โดยแต่ละระดับความชื้นทำการวัดค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านซ้ำทั้งหมด 10 ครั้ง จากการทดสอบพบว่าที่ความถี่ 0.915 กิกะเฮิรตซ์ ความชื้นร้อยละ 12, 16 และ 22 แสดงค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านเฉลี่ยอยู่ที่ -30.87 -30.73 และ -30.53 เดซิเบลมิลลิวัตต์ ขณะที่ความถี่ 2.45 กิกะเฮิรตซ์ ค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านเฉลี่ยอยู่ที่ -38.87 -37.25และ -35.47 เดซิเบลมิลลิวัตต์ ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานเฉลี่ยของทั้ง 2 ความถี่ อยู่ที่ 0.02 และ 0.2 จากผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าการส่งผ่านกำลังงานในคาบเวลาเดียวกันที่ความถี่ 0.915 กิกะเฮิรตซ์ ค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านมีพิสัยในการจำแนกระดับความชื้นที่ใกล้เคียงกันมาก ในขณะที่ความถี่ 2.45 กิกะเฮิรตซ์ ค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านมีพิสัยการจำแนกระดับความชื้นข้าวเปลือกที่แตกต่างอย่างชัดเจน ดังนั้นเพื่อให้การจำแนกมีความแม่นยำค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านของ 2 ความถี่ จึงได้รับการประยุกต์ใช้ในการแยกระดับความชื้นข้าวเปลือก
References
K. Kummanee, A. Aungsuratana, C. Rojanaridpiched, S. Chanprame, K. Vijitsrikamol and S. Sakurai, “Input Factor Affecting Rice Seed Production in Thamai Sub-district, NakhonSawan Province, Lower Northern, Thailand,” Thai Journal of Agricultural Science, vol. 51 no.1, pp.10-17, January−March 2018.
E. Yusiana, D. B Hakim, Y. Syaukat and T. Novianti, 2022 IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 951 012039.
S. Hemhirun and P. Bunyawanichakul, “Effect of the initial moisture content of the paddy drying operation for the small community,” Journal of Agricultural Engineering, vol. 51, no.3, pp. 176-183. Sep. 2020
P. Chaisaeng, P. Leekul, P. Wongcharoen and P. Wongsiritorn, "Paddy moisture detection by using reflection coefficient of electromagnetic waves,” in Proceeding of 10th Phuket Rajabhat University National Academic Conferrence 2017, Phuket Thailand, December. 14, 2017, pp.387-394 (in Thai).
Q. Song, X. Wei, W. Sun, Z. Lu and T. Tao, “Design of Capacitive Paddy Moisture Sensor Based on Electrical Impedance Spectroscopy Analysis," Applied Sciences, Volume 10 Issue 11, 3968, 2020.
P. Chaisaeng and P. Leekul, "Transmission Coefficient of Electromagnetic Waves Application for Classifying Moisture Content Levels of Paddy," in Proceeding of 5th PhetchabunRajabhat University National Academic Conferrence 2018, Phetchabun Thailand, March. 8-9, 2018, pp. 366-375 (in Thai).
A.K. Rai, Bharati Dass and V.K. Tiwari, "Design of a probe type in situ electronic grain moisture measurement system," Biosci. Biotech. Res. Comm. Vol.11, No.2, pp. 246-250, 2018.
L. Lin, Yong He, Zhitao Xiao, Ke Zhao, Tao Dong and Pengcheng Nie, “Rapid-Detection Sensor for Rice Grain Moisture Based on NIR Spectroscopy, "Applied Sciences, Volume 9 Issue 11, 1654, 2019
P. Ravi, ThirupathiVenkatachalam and Vennila Palanisamy, “Fourier Transform Near-Infrared Spectrpscopy for Nondestructive and Rapid Measurement of Moisture Content of Paddy,” Agricultural Engineering, Vol.39, No.3, pp.31-40, 2014.
L. Gupta, "Microwave Based Moisture Measurement System for Granular Materials: A Review," International Journal of Engineering and Advanced Technology (IJEAT), Volume-6 Issue-6, pp.65-67, August 2017
S. H. Noh and S. O. Nelson, “Dielectric Properties of Rice at Frequencies from 50 Hz to 12 GHz, "Transactions of the ASAE. American Society of Agricultural Engineers, Vol. 32 No.3, pp. 991-998, May 1989
S. O. Nelson and A. W. Kraszewski, "Grain moisture content determination by microwave measurements," Transactions of the ASAE. American Society of Agricultural Engineers, Vol.33 No.4, pp.1303-1305, July 1990.
S. O. Nelson, "Dielectric Properties of Agricultural Products: Measurements and Applications," IEEE Transactions on Electrical Insulation, Vol.26 No.5, pp.845 - 869, November 1991.
S. O. Nelson, S. Trabelsi and A. W. Kraszewski, "RF Sensing of Grain and Seed Moisture Content," IEEE SENSORS JOURNAL, VOL. 1, NO. 2, August 2001.
S.O. Nelson, "Dielectric properties of agricultural products and some applications," Research in Agricultural Engineering., Vol.54, No.2, pp.104–112, 2008.
S. Zahid, A. Quddious, F.A. Tahir, P. Vryonides, M. Antoniades and S. Nikolaou, “Dual-Band Compact Antenna for UHF and ISM Systems," European Conference on Antennas and Propagation 13th, Krakow Poland, March. 31 – April. 5, 2019, page 1-5
C. A. Balanis, Antenna Theory Analysis and Design (4th edition), Wiley, 2016, pp. 788-797.
J. D. Kraus, "The corner-reflector antenna," in Proceeding of Institute of Radio Engineers, vol. 28, no. 11, pp. 513-519, November 1940.
D. M. Pozar, Microwave Engineering (4th edition), Wiley, 2012, pp. 228-234.
P. Thanasetwatthana, P. Chaisaeng and P. Leekul, "Non-contact Soil Moisture Content Determination System Using High Frequency Signal," Thai Science and Technology Journal, Vol.30, No.5, September 2022, pp. 37-49 (in Thai).
