[发明专利]一种适于散料流的差分电容式水分检测结构与方法

说明书

本发明公开了一种适于散料流的差分电容式水分检测结构，包括：一种适于散料流的差分电容式水分检测结构，包括：安装壳体；第一检测电容极板，其可拆卸设置在所述安装壳体一侧；第二检测电容极板，其可拆卸设置在所述安装壳体另一侧，并与所述第一检测电容极板平行且间隔设置；其中，所述第二检测电容极板距离散物料的距离大于所述第一检测电容极板；检测电路板，其设置在所述安装壳体内，并分别与所述第一检测电容极板和所述第二检测电容极板电连接，能够对检测电容进行差分，并将检测信号转换为水分值，还公开了一种适于散料流的差分电容式水分检测方法。

技术领域

本发明涉及谷物散料水分检测领域，尤其涉及一种适于散料流的差分电容式水分检测结构和一种适用于散料流的差分电容式水分检测方法。

背景技术

谷物等散物料在加工装备进行加工时需实时检测散物料的水分，便于散物料加工装备调整加工温度等工艺参数，所以水分在线检测装备对作业质量至关重要。

电容法是常用的散物料水分在线检测方法。其优点是体积小、结构简单、成本低、方便维护、易于实现连续式在线测量。其缺点是测量精度和稳定性，受环境温度、湿度以及自身特性的影响很大。

中国专利201410123227.5“一种电容式谷物水分在线检测方法及装置”，其方法是颗粒状谷物自由洒落并堆积在进料控制器的集料斗内，然后电机带动排料滚轮匀速转动把集料斗中的谷物均匀送入基于平行极板浮地电容原理的谷物电容传感器的腔体内部，待装到设定量后，停止往谷物电容传感器的腔体送被测谷物，接着主控器在静止状态下采集此时的谷物温度和电容值，并根据预先标定的回归公式计算出被测谷物的含水率，待测量结束后，主控器启动排粮机构排清谷物电容传感器内的已测谷物，如此循环测量。该发明的方法及装置易受到环境扰动以及湿度变换的影响，而没有考虑消除方法。

中国专利201410056314.3“一种差分电容式湿度传感器”，该发明一种差分电容式湿度传感器包括衬底、固定梳齿电极、活动梳齿电极、第一折叠式弹簧、第二折叠式弹簧和湿度敏感应变层第一折叠式弹簧的一端与活动梳齿电极的上端连接，另一端固定在衬底上第二折叠式弹簧的一端与活动梳齿电极的下端连接，另一端固定在衬底上三者组成悬臂梁结构，悬置在衬底的上方固定梳齿电极和活动梳齿电极相互交错形成差分式电容湿度敏感应变层设置在第一或第二折叠式弹簧内，使湿度敏感应变层在吸湿膨胀后，能够带动悬臂梁结构移动，改变活动梳齿电极和固定梳齿电极的间距湿度敏感应变层包括聚酞亚胺感湿层。本发明能提高线性度和精度，降低功耗，易于大规模生产。但该发明差分方法结构复杂，加工繁琐。

发明内容

本发明设计开发了一种适于散料流的差分电容式水分检测结构，利用两块电容极板的薄厚差异形成水分检测的差分结构，分别对散物料水分变化及环境变化扰动与单一环境变化扰动进行检测，能够有效去除散物料水分检测中的环境变化扰动。

本发明设计开发了一种适于散料流的差分电容式水分检测方法，能够实时在线检测散物料加工过程水分，并给出散物料水分的检测校正公式，可以忽略温度对传感器的扰动影响，提高了检测结构的抗干扰能力及稳定性。

本发明提供的技术方案为：

一种适于散料流的差分电容式水分检测结构，包括：

安装壳体；

第一检测电容极板，其可拆卸设置在所述安装壳体一侧；

第二检测电容极板，其可拆卸设置在所述安装壳体另一侧，并与所述第一检测电容极板平行且间隔设置；

其中，第二检测电容极板距离散物料的距离大于所述第一检测电容极板；

检测电路板，其设置在所述安装壳体内，并分别与所述第一检测电容极板和所述第二检测电容极板电连接，能够对检测电容进行差分，并将检测信号转换为水分值。