基于介电特性谷物水分在线测量仪的设计与试验

发布时间：2021-04-25 07:43

　　含水率是谷物收获、测产过程中重要的指标,为实现北方寒冷环境下机载收获、快速在线测量,满足玉米籽粒联合收获机收获时测产的要求,设计了一种便于应用在收获机上的基于谷物介电特性的同心圆平面电容水分在线测量仪。STM32F103单片机为水分测量仪的控制单元,同心圆平面电容器和温度传感器测量谷物介电常数和温度。以"登海605"玉米为研究对象,研究不同含水率、不同温度对玉米介电常数的影响规律。利用支持向量机建立玉米水分含量回归预测模型,并对模型进行检验,试验结果表明,在-15℃～40℃,含水率14%～30%范围内,水分测量仪的平均相对误差为1.09%,测量时间小于2.3 s。能够满足谷物水分在线测量的精度,缩短了测量时间。 

【文章来源】：中国农机化学报. 2020,41(05)北大核心

【文章页数】：6 页

【文章目录】：
0 引言
1 同心圆平面电容传感器检测原理
2 谷物水分在线测量仪硬件设计
    2.1 电容传感器的设计
        2.1.1 同心圆平面极板的设计
        2.1.2 电容—频率转换电路
    2.2 温度检测电路的设计
    2.3 人机交互单元的设计
3 玉米介电常数测量试验
    3.1 试验样本
    3.2 试验方法
        3.2.1 样品的制备
        3.2.2 试验方法
    3.3 试验结果与分析
        3.3.1 温度对介电常数的影响
        3.3.2 含水率对介电常数的影响
4 含水率模型的建立与检验
    4.1 模型建立
    4.2 模型检验
5 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]谷物联合收获机水分在线检测装置设计与标定[J]. 李泽峰,金诚谦,刘政,杨腾祥,陈满,蔡泽宇.  中国农机化学报. 2019(06)
[2]基于COMSOL的料位检测传感器电极设计与试验[J]. 赵明岩,王熙,戚增坤,田雅楠.  中国农机化学报. 2019(04)
[3]基于微波自由空间测量的小麦含水率检测方法[J]. 郭交,段凯文,郭文川.  农业机械学报. 2019(06)
[4]基于电阻法针刺式在体玉米水分测量仪的设计[J]. 王士彪,赵丽清,赵进,张越.  中国农机化学报. 2019(03)
[5]偏高水分玉米入仓及储存期间安全管理技术[J]. 韩建平,汪福友,党捷,张海涛.  粮油仓储科技通讯. 2019(01)
[6]黄淮海地区夏玉米收获现状分析[J]. 王永刚,张国海,张恒,杜洪恿,孙海博.  中国农机化学报. 2018(11)
[7]高频电容式联合收获机谷物含水量在线监测装置研制[J]. 陈进,王月红,练毅,汪树青,刘新怡.  农业工程学报. 2018(10)
[8]基于果蝇优化的支持向量机回归模型[J]. 赵伟.  西安邮电大学学报. 2015(04)
[9]基于核磁共振技术检测小麦植株水分分布和变化规律[J]. 要世瑾,杜光源,牟红梅,栾翔宇,马鸿雁,刘嘉男,刘梦达,齐笑,何建强.  农业工程学报. 2014(24)
[10]基于介电特性的燕麦含水率预测[J]. 郭文川,王婧,朱新华.  农业工程学报. 2012(24)

博士论文
[1]基于单一平面电容传感器的木材含水率检测系统研究[D]. 刘少刚.哈尔滨工程大学 2009

硕士论文
[1]小粒咖啡豆介电特性研究[D]. 于启洋.昆明理工大学 2017
[2]路面覆盖物多频分辨算法的分析与改进[D]. 刘佳杰.东南大学 2016



本文编号：3159004