[发明专利]一种测量玉米穗在体籽粒含水率的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及玉米穗检测技术领域，更具体地，涉及一种测量玉米穗在体籽粒含水率的系统和方法。

背景技术

玉米穗形态各异且不同穗粗时籽粒深度不同，实现不同穗粗籽粒深度不同时玉米穗在体籽粒含水率测量相对复杂。目前国内玉米水分测量方法绝大多数是针对玉米籽粒，鲜有对玉米果穗的研究。现有的玉米水分测量技术不能实现无损测量，且存在测量易受外界环境因素影响，仪器设备昂贵等诸多问题。为实现玉米果穗含水率的精确、无损检测，亟待设计一种不同穗粗的玉米穗在体籽粒水分测量装置。

介电常数法是根据玉米穗的介电特性间接测量玉米果穗含水率的一种快速、无损检测方法。现有技术利用阻抗法设计的玉米穗水分含量测量装置及方法，将玉米穗作为电介质与测量电极构成一个阻抗模型，可实现玉米穗水分含量无损测量；但该装置的测量电极固定，只适用于同一穗粗的玉米穗，且电极结构固定时测量深度相同，籽粒深度不同时测量精度降低。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种测量玉米穗在体籽粒含水率的系统和方法。

根据本发明的一个方面，提供一种测量玉米穗在体籽粒含水率的系统，包括：

同轴设置的两个相同的箍形电极，任意一个箍形电极的内径可调节，以固定玉米穗；

测量粒深装置，与所述两个箍形电极连接，用于根据所述箍形电极的内径，获得玉米穗的粒深；

电极设计装置，与所述测量粒深装置连接，所述电极设计装置基于所述玉米穗的粒深，获得所述两个箍形电极的目标间距；

间距调节装置，与所述两个箍形电极连接，所述间距调节装置用于将所述两个箍形电极的间距调节至所述目标间距；

测量装置，包括：

传输单元，一端与其中一个箍形电极连接，以向该箍形电极传输高频正弦波信号；

两个检波单元，所述两个检波单元的输入端分别连接所述传输单元的两端，以获得所述传输单元两端行驻波对应的电压值；以及

运算装置，与所述测量装置连接，用于根据所述传输单元两端行驻波对应的电压值，获得玉米穗在体籽粒的含水率。

根据本发明的另一个方面，还提供一种测量玉米穗在体籽粒含水率的方法，包括：

S1、基于玉米穗的穗粗和穂粗粒深关系模型，获得玉米穗的粒深；

S2、建立箍形电极的宽度、两个箍形电极的间距与电场影响深度间的关系模型，根据所述粒深和箍形电极的宽度，获得两个箍形电极的目标间距；

S3、所述间距调节装置将两个箍形电极的间距调整至目标间距，所述测量装置测量传输单元两端行驻波对应的电压值；以及

S4、所述运算装置根据所述传输单元两端行驻波对应的电压值，获得玉米穗在体籽粒的含水率。

本申请提出一种测量玉米穗在体籽粒含水率的系统和方法，通过设置可调节间距和内径的箍形电极，能够对不同穗粗、不同籽粒深度的玉米穗进行含水率检测，测量速度快，成本低，能实现玉米果穗含水率无损、实时在线测量。

附图说明

图1为本发明实施例的测量玉米穗在体籽粒含水率的系统的结构框图；

图2为本发明实施例间距调节装置的结构示意图；

图3为本发明实施例的测量装置的结构框图；

图4为本发明实施例的测量玉米穗在体籽粒含水率的流程示意图；

图5为本发明实施例的测量方法中步骤S1的流程示意图；

图6为本发明实施例的测量方法中步骤S4的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

为了克服现有技术中因测量电极固定导致的只适用于同一穗粗的玉米穗含水率的问题，本发明提供了一种测量玉米穗在体籽粒含水率的系统和方法。

图1示出了一种测量玉米穗在体籽粒含水率的系统的结构框图，包括：

同轴设置的两个相同的箍形电极101，任意一个箍形电极101的内径可调节，以固定玉米穗；

测量粒深装置102，与两个箍形电极101连接，用于根据箍形电极101的内径，获得玉米穗的粒深；

电极设计装置103，与测量粒深装置102连接，电极设计装置103基于玉米穗的粒深，获得两个箍形电极101的目标间距；

间距调节装置104，与两个箍形电极101连接，间距调节装置104用于将两个箍形电极101的间距调节至目标间距；

测量装置105，包括：