农业机械学报

作者：张建强，黄杰，常金强，崔国金，王洋，张若宇

单位：石河子大学;农业农村部西北农业装备重点实验室,石河子大学;兵团智慧农场数字化装备技术创新中心,石河子大学;农业农村部西北农业装备重点实验室,石河子大学;农业农村部西北农业装备重点实验室,石河子大学;农业农村部西北农业装备重点实验室,石河子大学;农业农村部西北农业装备重点实验室,

关键词：棉花束纤维;回潮率检测;电阻法;图像分析

基金：国家重点研发计划项目(2022YFD2002400)、兵团科技攻关计划项目(2023AB014、2022DB003)、新疆棉花产业技术体系专项(XJARS-03)和石河子大学高层次人才科研启动项目(CJXZ202104)

回潮率严重影响棉花品质检测结果，精确测量回潮率对棉花分级意义重大。针对在棉花束纤维断裂比强度检测中回潮率的补偿校正问题，提出了一种基于电阻法的棉花束纤维回潮率检测方法。通过搭建电阻-图像同步采集平台，利用图像特征表征棉层厚度，探究在电阻法测回潮率时，电极间距、温度及棉层厚度对电阻测量的影响规律，建立以电阻、温度为输入变量的多元预测模型。实验结果表明：图像灰度特征与电阻高度相关且呈非线性关系，探明了棉层厚度对电阻测量的影响规律；电阻在电极间距为2~12mm范围内呈显著正相关，解释了电极间距增大导致电阻测量误差扩大的内在机制，基于此，确立电极间距2mm为最优检测参数，验证了该参数下不同品质棉花束纤维电阻无显著性差异（P>0.05）。进行32组4.44%~12.2%回潮率棉样实验，结果显示随机森林（Random forest, RF）模型预测精度最优，其R2为0.99，均方根误差为0.24%。本研究突破传统松散团状棉纤维回潮率检测限制，实现了束状纤维回潮率快速测量，可为棉花断裂比强度等物理性能指标的精准补偿校正提供技术支撑。

来源：2025年第5期

《农业机械学报》期刊编辑部

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