[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

说明书

本发明公开了一种电容式粮食水分传感器的精确测量方法及设备，包括以下步骤：A：给传感器及单片机供电；B：振荡电路输出信号；C：计算得到水分值。精确校准方法包括以下步骤：S1：零位初始测量；S2：温漂校准；S3：一致性校准；S4：粮食参数标定。所述传感器包括外壳、正负电极与检测电路板，所述检测电路板的电容检测端点与正负电极相连接。本发明由于采用了精确校准方法，这样便能够针对多样化的采样介质进行统一性的算法校准，而且采用具有物理隔离的供电电路，实现独立的供电，这样在检测过程中能够避免一切干扰源，还采用单总线通信方案，能够方便地解决粮库分布式布局需求。

技术领域

本发明涉及水分检测技术领域，具体涉及一种电容式粮食水分传感器的精确测量方法及设备。

背景技术

目前粮食储量及烘干过程中，测试水分的大多手段依然是人工取样检验，过程复杂效率低下。公开号为CN200810055014.8的中国发明专利申请公开了一种“在线测量粮库粮食温度、水分的数字传感装置”，采用的是电容法对粮食电容进行检测并修正了温度对传感的影响，该方法采用金属片作为电极；根据有限元分析可得到，电磁干扰对传感器的影响很大，很难得到稳定及精确的传感器数据信息。

公开号为CN201610331177.9的中国发明专利申请公开了“一种电容式水分传感器组件的水分计算方法”采用二元函数对测量水分进行校准，因传感器在测量过程中，针对不同的测量介质，如水稻、小麦、玉米等作物，使用该方法并不能完全满足所有的测试场合。

因此，在传感器采集过程中，如何获得有效的采样数据，进行针对多样化的采样介质进行统一性的算法校准，是必须要考虑的问题，为此，提出一种电容式粮食水分传感器的精确测量方法及设备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：如何实现对粮食水分的精确测量，提供了一种电容式粮食水分传感器的精确测量方法。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括：

一种电容式粮食水分传感器的精确校准方法，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

在不同的介电常数介质中，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。

一种电容式粮食水分传感器的精确测量方法，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；