[发明专利]一种采棉机棉花质量流量检测装置及方法

权利要求书

1.一种采棉机棉花质量流量检测装置，安装在采棉机上用于对棉花产量的在线检测，包括流量检测传感器、数据采集处理系统和数据输出装置，所述数据采集处理系统分别与所述流量检测传感器及所述数据输出装置连接，其特征在于，所述流量检测传感器为电容极板阵列传感器，所述电容极板阵列传感器包括检测电极、保护电极、屏蔽罩和绝缘层，所述绝缘层包覆在所述采棉机的输棉管管壁外侧，所述检测电极包括多对检测电极板，每对检测电极板组成一组电容传感器，所述多对检测电极板分别固定在所述绝缘层外侧，所述保护电极包括多个保护电极板，所述保护电极板分别固定在所述多对检测电极板的每相邻两个检测电极板之间，所述检测电极板与所述保护电极板绝缘，所述屏蔽罩包覆在所述检测电极和所述保护电极外侧，所述保护电极与所述屏蔽罩的屏蔽外壳均接地。

2.如权利要求1所述的采棉机棉花质量流量检测装置，其特征在于，所述多对检测电极板围绕所述输棉管的圆心中心对称分布，所述保护电极板沿所述输棉管的半径方向设置。

3.如权利要求2所述的采棉机棉花质量流量检测装置，其特征在于，还包括水分检测传感器，所述水分检测传感器与所述数据采集系统连接。

4.如权利要求1、2或3所述的采棉机棉花质量流量检测装置，其特征在于，所述数据采集处理系统为信号调理电路板，所述信号调理电路板包括电容/电压转换模块、数据采集控制模块、模拟/数字转换模块和通信接口，所述电容/电压转换模块将各组所述电容传感器的检测量转化为对应的电压变化信号，通过所述数据采集控制模块计算出拟合的棉花流量变化量并进行信号放大，所述模拟/数字转换模块将放大后的所述棉花流量变化量由模拟信号转换为数字信号并通过所述通信接口将处理过的数字信号输送到所述数据输出装置。

5.一种采棉机棉花质量流量检测方法，用于棉花产量的在线检测，其特征在于，包括如下步骤：

S1、获得电压变化信号，测量电容极板阵列传感器的各组电容传感器的电容值变化量，通过电容/电压转换模块，将各对电容的变化量转化为对应的电压变化信号；

S2、获得棉花质量变化流量分量，测定每组电容传感器的棉花质量变化，并将所述电压变化信号转化为对应于每组电容传感器的棉花质量变化流量分量；

S3、获得棉花质量流量瞬态数值，对所述每组电容传感器的棉花质量变化流量分量进行叠加，得到棉花质量流量瞬态数值；

S4、获得棉花质量流量数值，计算采棉机输棉管道内棉花的平均速度，根据物料质量－电容函数关系得到传感器内棉花的瞬态质量，结合棉花流动速度，积分运算得到棉花质量流量数值；

S5、输出棉花质量流量数值，将得到的所述棉花质量流量数值输送到数据输出装置。

6.如权利要求5所述的采棉机棉花质量流量检测方法，其特征在于，在步骤S4中，包括：

分别检测安装在所述输棉管道轴向分布的两对电容传感器的数值，用互相关法测量上位所述电容传感器和下位所述电容传感器的测量信号的间隔时间，进而根据上下位所述电容传感器的中心间距计算管道内棉花平均速度。

7.如权利要求5或6所述的采棉机棉花质量流量检测方法，其特征在于，在步骤S5之前，还包括：

S50、数据放大和处理，将所述棉花质量流量数值进行信号放大和滤波处理，并将放大后的所述棉花质量流量由模拟信号转换为数字信号。