[发明专利]一种基于扫频微波穿透法的谷物含水率在线测量装置

摘要

本发明公开了一种基于扫频微波穿透法的谷物含水率在线测量装置，包括微波发射端、微波接收端、天线升降平台、控制单元和输送机；微波发射端和微波接收端分别滑动设置在天线升降平台的下、上半空间；控制单元根据激光对准传感器的信号和微波信号的衰减偏差移动微波天线完成天线的自动对准；由天线远场条件、含水率测量结果代表性和减小微波空间传输损耗三个条件确定并调整至最佳的测量距离和天线间距离；输送机携带待测谷物穿过微波发射端与微波接收端之间形成的测量空间，与微波扫频信号相互作用，用优化的微波扫频信号代替单一频率的信号测量谷物含水率，在抑制多重反射影响的同时更加全面的获得谷物水分信息，提高谷物含水率的测量精度。

主权项

1.一种基于扫频微波穿透法的谷物含水率在线测量装置，其特征在于，包括微波发射端(1)、微波接收端(2)、天线升降平台(3)、控制单元(4)和输送机(5)等；微波发射端(1)和微波接收端(2)安装在天线升降平台(3)上，微波发射端(1)和微波接收端(2)分别滑动设置在天线升降平台(3)的下半空间和上半空间，天线升降平台(3)提供Z轴方向的移动；微波发射端(1)、微波接收端(2)和天线升降平台(3)均由控制单元(4)控制；微波发射端(1)用于发射微波信号和调节微波发射天线在XY平面中的位置，微波接收端(2)用于接收微波信号和调节微波接收天线在XY平面中的位置，天线升降平台(3)用于调节微波发射端(1)和微波接收端(2)在Z轴方向的位置使装置工作在最优的检测距离，控制单元(4)根据待测谷物的种类设置初始的微波扫频信号MSS，保留MSS中对应微波发射天线反射系数Γ和驻波比ρ最小的3～5个频点构成优化的微波扫频信号MSS’，控制单元(4)发射优化的微波扫频信号MSS’，计算出微波扫频信号MSS’各个频点下的微波信号的衰减A和相移Φ，作为参数输入控制单元(4)中由机器学习算法在实验数据上训练好的谷物含水率预测模型计算出当前待测谷物的含水率，输送机(5)携带待测谷物从微波发射端(1)与微波接收端(2)之间形成的测量空间中穿过，不断更新测量空间中的待测谷物，实时在线测量谷物含水率。