[发明专利]一种基于叉指电容的砂石含水率的测量方法

权利要求书

1.一种基于叉指电容的砂石含水率的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，将多组不同预设含水率的标准砂石样本分别放入电容装置(1)中并作为电容介质，并依次测量不同含水率的标准砂石对应的所述电容装置(1)的电容值；

步骤S2，根据步骤S1测得的各组标准砂石对应的所述电容装置(1)的电容值，建立电容值和含水率关系的数学模型并得出电容值与含水率的关系式；

步骤S3，将待测砂石放入所述电容装置(1)中作为电容介质，并测量待测砂石对应的所述电容装置(1)的电容值；

步骤S4，将步骤S3测得的电容值代入上述电容值与含水率的关系式中计算出待测砂石的含水率。

2.根据权利要求1所述的一种基于叉指电容的砂石含水率的测量方法，其特征在于，所述电容装置(1)包括用作容器的绝缘的检测盒和插在检测盒(11)中用作电容电极板的叉指电极板(12)；在步骤S1中或步骤S3中，将标准砂石样本或待测砂石放入所述电容装置(1)中作为电容介质，具体操作步骤为：将砂石放置至检测盒(11)内并振实，振实后使砂石刚好装满至检测盒(11)的上边缘，将叉指电极板(12)插入检测盒(11)中且叉指电极板(12)一边紧贴盒子内壁另一边紧贴砂子。

3.根据权利要求2所述的一种基于叉指电容的砂石含水率的测量方法，其特征在于，所述叉指电极板(12)包括有用作电路板的基底(121)，所述基底(121)上设有裸露的梳状的驱动电极(122)和感应电极(123)，所述驱动电极(122)和感应电极(123)的梳齿相互交错但不接触，所述驱动电极(122)和感应电极(123)之间设有用于屏蔽外部电磁干扰的屏蔽电极(124)。

4.根据权利要求3所述的一种基于叉指电容的砂石含水率的测量方法，其特征在于，所述驱动电极(122)连接有阻抗分析仪(2)，所述阻抗分析仪(2)另一端连接感应电极(123)；在步骤S1或步骤S3中，测量所述电容装置(1)的电容值，具体操作步骤为：用阻抗分析仪(2)在驱动电极(122)上施加正弦电压V_D并测量感应电极(123)的输出电压V_F，所述阻抗分析仪(2)通过公式自动计算出电容装置(1)的电容值C_D，读取所述电容值C_D。

5.根据权利要求4所述的一种基于叉指电容的砂石含水率的测量方法，其特征在于，所述阻抗分析仪(2)和感应电极(123)之间还连接有电容为固定值C_F的运算放大器(3)，所述运算放大器(3)连接阻抗分析仪(2)的一端接地，所述阻抗分析仪(2)通过公式自动计算出电容装置(1)的电容值C_D，读取所述电容值C_D。

6.根据权利要求1所述的一种基于叉指电容的砂石含水率的测量方法，其特征在于，在步骤S2中，建立电容值和含水率关系的数学模型并得出电容值与含水率的关系式，具体操作步骤为：将各组不同预设含水率的标准砂石样本对应的电容值记录下来，通过计算机软件将以上各组含水率和电容值的数据进行拟合分析后得到拟合曲线，由拟合曲线得出电容值与含水率的关系式。

7.根据权利要求6所述的一种基于叉指电容的砂石含水率的测量方法，其特征在于，多次重复步骤S1，取各次实验数据的平均值来确定拟合曲线、得出电容值与含水率的关系式。