[發明專利]一種測量玉米穗在體籽粒含水率的系統和方法

在審

• 申請號: 201710193062.2
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN106990136A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 馬欽;張亞;朱德海;范夢揚;崔雪蓮;張秦川
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G01N27/02
• 分類號: G01N27/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 湯財寶

技術領域

本發明涉及玉米穗檢測技術領域，更具體地，涉及一種測量玉米穗在體籽粒含水率的系統和方法。

背景技術

玉米穗形態各異且不同穗粗時籽粒深度不同，實現不同穗粗籽粒深度不同時玉米穗在體籽粒含水率測量相對復雜。目前國內玉米水分測量方法絕大多數是針對玉米籽粒，鮮有對玉米果穗的研究?，F有的玉米水分測量技術不能實現無損測量，且存在測量易受外界環境因素影響，儀器設備昂貴等諸多問題。為實現玉米果穗含水率的精確、無損檢測，亟待設計一種不同穗粗的玉米穗在體籽粒水分測量裝置。

介電常數法是根據玉米穗的介電特性間接測量玉米果穗含水率的一種快速、無損檢測方法?，F有技術利用阻抗法設計的玉米穗水分含量測量裝置及方法，將玉米穗作為電介質與測量電極構成一個阻抗模型，可實現玉米穗水分含量無損測量；但該裝置的測量電極固定，只適用于同一穗粗的玉米穗，且電極結構固定時測量深度相同，籽粒深度不同時測量精度降低。

發明內容

本發明提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種測量玉米穗在體籽粒含水率的系統和方法。

根據本發明的一個方面，提供一種測量玉米穗在體籽粒含水率的系統，包括：

同軸設置的兩個相同的箍形電極，任意一個箍形電極的內徑可調節，以固定玉米穗；

測量粒深裝置，與所述兩個箍形電極連接，用于根據所述箍形電極的內徑，獲得玉米穗的粒深；

電極設計裝置，與所述測量粒深裝置連接，所述電極設計裝置基于所述玉米穗的粒深，獲得所述兩個箍形電極的目標間距；

間距調節裝置，與所述兩個箍形電極連接，所述間距調節裝置用于將所述兩個箍形電極的間距調節至所述目標間距；

測量裝置，包括：

傳輸單元，一端與其中一個箍形電極連接，以向該箍形電極傳輸高頻正弦波信號；

兩個檢波單元，所述兩個檢波單元的輸入端分別連接所述傳輸單元的兩端，以獲得所述傳輸單元兩端行駐波對應的電壓值；以及

運算裝置，與所述測量裝置連接，用于根據所述傳輸單元兩端行駐波對應的電壓值，獲得玉米穗在體籽粒的含水率。

根據本發明的另一個方面，還提供一種測量玉米穗在體籽粒含水率的方法，包括：

S1、基于玉米穗的穗粗和穂粗粒深關系模型，獲得玉米穗的粒深；

S2、建立箍形電極的寬度、兩個箍形電極的間距與電場影響深度間的關系模型，根據所述粒深和箍形電極的寬度，獲得兩個箍形電極的目標間距；

S3、所述間距調節裝置將兩個箍形電極的間距調整至目標間距，所述測量裝置測量傳輸單元兩端行駐波對應的電壓值；以及

S4、所述運算裝置根據所述傳輸單元兩端行駐波對應的電壓值，獲得玉米穗在體籽粒的含水率。

本申請提出一種測量玉米穗在體籽粒含水率的系統和方法，通過設置可調節間距和內徑的箍形電極，能夠對不同穗粗、不同籽粒深度的玉米穗進行含水率檢測，測量速度快，成本低，能實現玉米果穗含水率無損、實時在線測量。

附圖說明

圖1為本發明實施例的測量玉米穗在體籽粒含水率的系統的結構框圖；

圖2為本發明實施例間距調節裝置的結構示意圖；

圖3為本發明實施例的測量裝置的結構框圖；

圖4為本發明實施例的測量玉米穗在體籽粒含水率的流程示意圖；

圖5為本發明實施例的測量方法中步驟S1的流程示意圖；

圖6為本發明實施例的測量方法中步驟S4的流程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。

為了克服現有技術中因測量電極固定導致的只適用于同一穗粗的玉米穗含水率的問題，本發明提供了一種測量玉米穗在體籽粒含水率的系統和方法。

圖1示出了一種測量玉米穗在體籽粒含水率的系統的結構框圖，包括：

同軸設置的兩個相同的箍形電極101，任意一個箍形電極101的內徑可調節，以固定玉米穗；

測量粒深裝置102，與兩個箍形電極101連接，用于根據箍形電極101的內徑，獲得玉米穗的粒深；

電極設計裝置103，與測量粒深裝置102連接，電極設計裝置103基于玉米穗的粒深，獲得兩個箍形電極101的目標間距；

間距調節裝置104，與兩個箍形電極101連接，間距調節裝置104用于將兩個箍形電極101的間距調節至目標間距；

測量裝置105，包括：