[发明专利]一种电容式粮食水分传感器的精确测量方法及设备

权利要求书

1.一种电容式粮食水分传感器的精确校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：零位初始测量

将传感器在常温状态下的空气介质中，测量传感器的介电参数输出及温度；

S2：温漂校准

在温度范围为0～40℃的空气介质中，测量传感器的介电参数输出及温度；

S3：一致性校准

在不同的介电参数介质中，测量传感器的介电参数输出及温度，

并通过公式：

进行计算，其中，ε_介电参数为被测物介电参数，F为传感器测量输出频率，k₁,k₂,k₃为介电参数与输出频率的关系系数，通过介电参数与输出频率F测量获取；n₁,n₂为通过校准公式获取的校准参数；

S4：粮食参数标定

通过公式：

MC＝Sε_介电参数²+Qε_介电参数+T

其中MC为被测物水分值，ε_介电参数为被测物测量得到的介电参数，S,Q,T为待获取的水分校准系数。

2.一种电容式粮食水分传感器的精确测量方法，其特征在于,包括以下步骤：

A：给传感器及单片机供电

通过外部的电荷泵提供传感器与单片机及其工作电路的检测供电，当电荷泵充满电时，单片机断开外部供电；

B：振荡电路输出信号

由振荡电路输出信号频率，供单片机读取；

C：计算得到水分值

单片机定时读取振荡电路输出信号的频率值，根据如权利要求1所述的精确校准方法的校准参数，计算得到水分值，最后通过单总线进行通信。

3.一种电容式粮食水分传感器的精确测量设备，其特征在于：采用如权利要求2所述的测量方法进行粮食水分值测量工作，包括单片机与传感器，所述传感器包括外壳、正电极、负电极与检测电路板，所述检测电路板的电容检测端点分别与正电极、负电极通过导线相连接，所述正负电极均为圆环式金属壳，所述正电极、负电极与检测电路板均位于外壳的内部，所述检测电路板固定安装在正电极与负电极的内侧，所述正电极固定在检测电路板的外部中间位置，所述负电极的数量为两个，两个所述负电极分别固在检测电路板的外部上下端位置，所述检测电路板的检测信号通过单总线与单片机进行通信。

4.根据权利要求3所述的一种电容式粮食水分传感器的精确测量设备，其特征在于：所述检测电路板的上端设置有用于输出信号频率供单片机读取的振荡电路，所述振荡电路包括振荡器U1E、电阻R1、振荡电阻R2与待测电容C，振荡器U1E的1脚连接振荡电阻R2的1脚，同时连接到待测电容C的正端，振荡器U1E的2脚连接内部供电接地脚，振荡器U1E的3脚连接电阻R1的2脚，振荡器U1E的4脚连接检测电路板内部供电VCC脚，振荡器U1E的5脚连接振荡电阻R2的2脚。

5.根据权利要求3所述的一种电容式粮食水分传感器的精确测量设备，其特征在于：粮库内部分布式安装有垂直设置的传感器线缆，所述传感器线缆包括缆线、总线连接器与至少两个传感器节点，每个所述传感器节点具有一个传感器，多个传感器节点之间通过缆线相连接，所述总线连接器安装在缆线的上端。

6.根据权利要求5所述的一种电容式粮食水分传感器的精确测量设备，其特征在于：所述粮库的一侧上端位置固定安装有网关，所述传感器线缆与网关相连接，其连接方式为单总线连接。