[发明专利]一种在线电阻式谷物水分测量的装置及方法

权利要求书

1.一种在线电阻式谷物水分测量的装置，其特征在于，该装置包括：谷物干燥机、取样器以及测量仪； 

谷物干燥机，用于吹出热风将谷物进行加热干燥； 

取样器，安装在谷物干燥机的底部，用于对谷物进行取样，产生电阻信号和温度信号并发送给测量仪； 

测量仪，用于接收所述电阻信号并通过阻频转换电路而输出频率信号，并保存频率值；接收所述温度信号，并保存温度值；根据频率信号处理算法，利用保存的频率值得到最终频率信号，并对保存的所有温度值求平均值，得到谷物温度；根据最终频率信号和谷物温度得到谷物水分。 

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述取样器包括：两个电极、温度传感器以及电机； 

所述电极，用于碾压谷物，从而产生电阻信号； 

所述温度传感器，用于产生温度信号； 

电机，用于控制两个电极的转动。 

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测量仪包括：开关电路、阻频转换电路、主控制器、显示触摸屏、按键以及存储器； 

开关电路，用于选择阻频转换电路； 

阻频转换电路，用于将电阻信号转换为频率信号； 

主控制器，用于根据频率信号处理算法，利用保存的频率信号得到最终频率信号；对保存的所有温度值求平均值，得到谷物温度；根据最终频率信号和谷物温度得到谷物水分；当连续多次测量的谷物水分不高于目标水分时，发出控制信号以关闭干燥机； 

显示触摸屏，用于设置参数、显示谷物水分和显示干燥完成情况； 

按键，用于设置参数； 

存储器，用于存储所设置的参数。 

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述阻频转换电路具体包括：高水分阻频转换电路、中间水分阻频转换电路以及低水分阻频转换电路。 

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述测量仪进一步包括定时器，用于限定谷物水分测量的时间间隔。 

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述阻频转换电路，将电阻信号R转换为频率信号f的公式为： 

f=(a₁+a₂×R)^-1

其中，a₁、a₂为常数。 

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述测量仪，根据最终频率信号f和谷物温度T得到谷物水分M，其公式为： 

M={n₁+n₂×ln(m₁+m₂×f^-1)}+k×(T₀-T) 

其中，n₁、n₂为常数，表示谷物种类不同；m₁=-a₁/a₂，m₂=1/a₂，表示不同的阻频电路；k为常数，表示温度补偿系数；T₀为常数，表示基准温度。 

8.一种利用权利要求1-7中任一项所述的装置进行在线电阻式谷物水分测量的方法，其特征在于，该方法包括： 

S1:设定参数后，开始测量； 

S2:主控制器控制电机，使得两个电极向外转动，清除两个电极间积累的谷物； 

S3:主控制器控制电机，使得两个电极向内转动开始碾压谷物，从而产生电阻信号； 

S4:采集所述电阻信号通过中间水分阻频转换电路后输出的频率信号，并保存频率值，并判断开通哪一路阻频转换电路； 

S5:每隔所设定的时间，采集一次温度传感器的信号，并保存温度值； 

S6:每隔所设定的时间，停止电机，进行数据处理； 

S7:主控制器根据频率信号处理算法，得到最终频率信号，并对采集的所有温度值求平均，得到谷物温度； 

S8:主控制器根据最终频率信号和谷物温度得到谷物水分，并将结果显示到显示触摸屏上。