[发明专利]一种谷物含水率在线检测方法及系统在审

专利信息
申请号: 201911181982.8 申请日: 2019-11-27
公开(公告)号: CN110865159A 公开(公告)日: 2020-03-06
发明(设计)人: 刘政;金诚谦;李泽峰;杨腾祥 申请(专利权)人: 农业农村部南京农业机械化研究所
主分类号: G01N33/10 分类号: G01N33/10;G01N27/00;G01N27/22;G01D21/02
代理公司: 北京思创大成知识产权代理有限公司 11614 代理人: 尹慧晶
地址: 210000 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 谷物 含水率 在线 检测 方法 系统
【说明书】:

一种谷物含水率在线检测方法及系统,该方法包括以下步骤:设置谷物紧实度阈值Pm;采用温度传感器和谷物紧实度传感器检测极板电容器内所容纳的谷物温度T和紧实度P,并将检测信号输出至MCU处理器;当实时谷物紧实度P超过谷物紧实度阈值Pm时,启动多谐振荡器获取方波频率F,输出至MCU处理器;启动电机驱动搅龙将电容器内所容纳的谷物移除;获取实时的谷物含水率Hr。本发明提供谷物含水率在线检测方法及系统,该方法能够快速经济的完成谷物含水率的检测,同时,检测精度相较于传统电容法也大幅提升。

技术领域

本发明涉及智能农业领域,尤其是对收割机收获的谷物进行含水率检测的方法,更具体说是一种联合收割机谷物含水率在线检测装置以及取样机构。

背景技术

目前,谷物含水率的检测方法有多种,主要分为电容法、电阻法、卡尔菲休法、核磁共振法、微波法、声学法、红外线和电烘箱法等方法。目前在谷物水分的实时检测中,电容法和电阻法应用的最为广泛但检测精度普遍不高,电烘箱法主要用于实验室谷物干燥与含水率标定,其余方法由于结构复杂或价格昂贵应用较少。

发明内容

为解决电容法测量谷物含水率精度不高、准确度低的问题,本发明提供谷物含水率在线检测方法及系统,该方法能够快速经济的完成谷物含水率的检测,同时,检测精度相较于传统电容法也大幅提升。

本发明的技术方案是:

本发明提供一种谷物含水率在线检测方法,该方法包括以下步骤:S1、设置谷物紧实度阈值Pm;

S2、采用温度传感器和谷物紧实度传感器检测极板电容器内所容纳的谷物温度T和紧实度P,并将检测信号输出至MCU处理器;

S3、当实时谷物紧实度P超过步骤S1设置的谷物紧实度阈值Pm时,启动多谐振荡器获取方波频率F,输出至MCU处理器;启动电机驱动搅龙将电容器内所容纳的谷物移除;

S4、获取实时的谷物含水率Hr。

进一步地,步骤S4中:

当待测谷物为水稻时,水稻的含水率Hr采用下述公式:

Hr=-513.2940+0.0014T3-0.3332T2+24.8893T+0.0001F3-0.1618F2+

17.8358F+0.0041T2F+0.0038TF2-0.6164TF,

当待测谷物为小麦时,小麦的含水率Hr’采用下述公式:

Hr’=-0.68122F-0.13344T+55.41621。

进一步地,方波频率F为信号频率对500取整的编码值。

进一步地,极板电容器由两片相同的平行覆铜板组成。

进一步地,两片覆铜板的有效正对面积2500-3500mm2,厚度均为1.5-1.7mm。

进一步地,所述的两片覆铜板的有效正对面积2996mm2,厚度均为1.6mm。

一种谷物含水率在线检测方法所采用的装置,该装置包括:传感器单元、极板电容器、频率检测电路和MCU处理器,所述极板电容器用于容纳待测谷物,极板电容器连接频率检测电路的信号输入端相连,传感器单元包括温度传感器和谷物紧实度传感器,用于检测极板电容器内所容纳待测谷物的实时温度和谷物紧实度,前述频率检测电路的频率输出和传感器单元的信号输出均与MCU处理器的对应信号输入端相连。

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