一种用于测量青贮饲料参数的复合传感器制造技术

本发明专利技术提供一种用于测量青贮饲料参数的复合传感器，空心金属杆的第一端与锥头连接，空心金属杆的第二端与支撑杆连接；第一绝缘环套在空心金属杆上；金属环和第二绝缘环套在第一绝缘环上，并且第二绝缘环在锥头和金属环中间；信号调节单元将感应元件输出的形变电信号、锥头和金属环输出的水分电极信号转换为标准电压并输出到外部测量电路，完成青贮饲料的紧实度和含水率的测量。本发明专利技术提供的用于测量青贮饲料参数的复合传感器，实现了紧实度与含水率同步实时测量。

A composite sensor for measuring the parameters of Silage

The present invention provides a composite sensor for measuring the parameters of silage, the end of the hollow metal rod is connected with a conical head, a hollow metal rod second connected with the supporting rod; the first insulation ring is sheathed on the hollow metal rod; the metal ring and the second insulating ring is sheathed on the first insulation ring, and an insulating ring in second the middle cone and the metal ring; signal conditioning unit converts the water electrode signal output of the inductive element deformation signal, cone head and metal ring as the standard output voltage and output to the external measuring circuit, complete the measurement of silage firmness and water content. The invention provides a compound sensor for measuring the parameters of the silage, and realizes the synchronous real-time measurement of the tightness and water content.

【技术实现步骤摘要】
一种用于测量青贮饲料参数的复合传感器
本专利技术涉及农业工程测量
，更具体地，涉及一种用于测量青贮饲料参数的复合传感器。
技术介绍
青贮，是一种贮藏青饲料的方法，就是将青饲料或秸秆等作物处理后打包封装，使之在与空气隔绝的条件下，经乳酸菌发酵，产生有机酸，制成能长期保存的饲料。试验表明，紧实度、含水率都是影响青贮饲料品质的重要因素。近年来，圆锥指数仪被应用于青贮饲料压实度测量领域。青贮饲料圆锥指数的定义为，圆锥深入青贮饲料的过程中单位圆锥底面积所承受的压力。青贮饲料圆锥指数能真正表示其的贯穿阻力，即青贮饲料紧实度。圆锥指数仪因其使用方法简单，测量准确，得到广泛的使用。基于介电特性测量含水率的方法可在不破坏青贮饲料内部的条件下，准确测量青贮饲料的含水率。由于紧实度和含水率都是影响青贮饲料品质的重要因素，而且两参数之间互有影响，为准确地描述青贮饲料的品质特性，应同时获取青贮饲料紧实度和含水率。上述的方法只能实现单一参数的测量，青贮饲料紧实度和含水率的测量要独立完成的。这不仅使测量过程繁琐，而且前一个物理量的测量对青贮饲料的扰动会影响另一个物理量的测量准确度，不能全面、有效地反映青贮饲料的品质特性。
技术实现思路
为了至少部分地克服现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种用于测量青贮饲料参数的复合传感器。本专利技术提供一种用于测量青贮饲料参数的复合传感器，包括：探头、支撑杆以及信号调节单元；其中，所述探头包括空心金属杆、第一绝缘环、第二绝缘环、金属环、锥头以及感应元件；所述空心金属杆的第一端与所述锥头连接，所述空心金属杆的第二端与所述支撑杆连接；所述第一绝缘环套在所述空心金属杆上；所述金属环和所述第二绝缘环套在所述第一绝缘环上，并且所述第二绝缘环在所述锥头和所述金属环中间；所述信号调节单元，用于将所述感应元件输出的形变电信号、所述锥头和所述金属环输出的水分电极信号转换为标准电压并输出到外部测量电路，完成青贮饲料的紧实度和含水率的测量。其中，所述空心金属杆包括具有第一外径的第一空心金属杆和具有第二外径的第二空心金属杆；其中，所述第一外径大于所述第二外径；所述感应元件布置在所述第二空心金属杆的外表面的中间位置。其中，所述第一绝缘环包括具有第三外径的第三绝缘环和具有第四外径的第四绝缘环；其中，所述第三外径小于所述第四外径；所述金属环和所述第二绝缘环套在所述第三绝缘环上。其中，所述支撑杆为空心圆杆；所述锥头与所述空心金属杆的第一端通过螺纹连接；所述支撑杆与所述空心金属杆的第二端通过螺纹连接。其中，，所述锥头的材料为镍铬合金；所述锥头的锥角为30°，所述锥头的直径为12.83mm。其中，所述感应元件为铂电阻应变片；所述铂电阻应变片粘贴在所述第二空心金属杆的外表面的中间位置，以形成电桥电路。其中，所述的空心金属杆上设有第一、第二出线孔；其中，所述第一出线孔在所述第一空心金属杆上；所述第二出线孔在所述第二空心金属杆上。其中，所述第三绝缘环上设有第三出线孔。其中，还包括：导线；其中，所述导线将所述锥头、所述金属环以及所述感应元件与所述信号调节单元连接。其中，所述信号调节单元包括：高频振荡器、检波电路以及运算放大器；其中，所述高频振荡器，用于将所述水分电极信号转换为高频信号；所述检波电路，用于对所述高频信号进行滤波以获取第一信号、对所述感应元件输出的电信号进行滤波以获取第二信号；所述运算放大器，用于将所述第一信号和第二信号分别转换为第一、第二标准电压。综上，本专利技术提供的用于测量青贮饲料参数的复合传感器，空心金属杆的第一端与锥头连接，空心金属杆的第二端与支撑杆连接；第一绝缘环套在空心金属杆上；金属环和第二绝缘环套在第一绝缘环上，并且第二绝缘环在锥头和金属环中间；信号调节单元将感应元件输出的形变电信号、锥头和金属环输出的水分电极信号转换为标准电压并输出到外部测量电路，完成青贮饲料的紧实度和含水率的测量。本专利技术提供的用于测量青贮饲料参数的复合传感器，实现了紧实度与含水率同步实时测量。附图说明图1为根据本专利技术实施例的一种用于测量青贮饲料参数的复合传感器的结构示意图；图2为根据本专利技术实施例的一种用于测量青贮饲料参数的复合传感器的探头部分元件分解结构示意图；图3为根据本专利技术实施例的一种用于测量青贮饲料参数的复合传感器的铂电阻应变片的位置剖面示意图；图4为根据本专利技术实施例的一种用于测量青贮饲料参数的复合传感器的铂电阻应变片的电路连接图；图5为根据本专利技术实施例的一种用于测量青贮饲料参数的复合传感器的信号调节单元工作流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的一个实施例中，参考图1和图2，一种用于测量青贮饲料参数的复合传感器，包括：探头1、支撑杆2以及信号调节单元；其中，所述探头1包括空心金属杆3、第一绝缘环4、第二绝缘环6、金属环5、锥头7以及感应元件9；所述空心金属杆3的第一端与所述锥头7连接，所述空心金属杆3的第二端与所述支撑杆2连接；所述第一绝缘环套4在所述空心金属杆3上；所述金属环5和所述第二绝缘环6套在所述第一绝缘环4上，并且所述第二绝缘环6在所述锥头7和所述金属环5中间；所述信号调节单元，用于将所述感应元件9输出的形变电信号、所述锥头7和所述金属环5输出的水分电极信号转换为标准电压并输出到外部测量电路。其中，第一绝缘环4和第二绝缘环6是采用PVC材料制成。具体地，第二绝缘环6在锥头7和金属环5中间，把锥头7和金属环5分别作为测量传感器的两个水分电极来测量含水率；感应元件9通过把空心金属杆3的第二端产生的形变转化为形变电信号来测量紧实度。本实施例提供了一种用于测量青贮饲料参数的复合传感器，空心金属杆的第一端与锥头连接，空心金属杆的第二端与支撑杆连接；第一绝缘环套在空心金属杆上；金属环和第二绝缘环套在第一绝缘环上，并且第二绝缘环在锥头和金属环中间；信号调节单元将感应元件输出的形变电信号、锥头和金属环输出的水分电极信号转换为标准电压并输出到外部测量电路，完成青贮饲料的紧实度和含水率的测量。本实施例提供的用于测量青贮饲料参数的复合传感器，实现了紧实度与含水率同步实时测量。在本专利技术的另一个实施例中，在上述实施例的基础上，所述空心金属杆3包括具有第一外径的第一空心金属杆和具有第二外径的第二空心金属杆；其中，所述第一外径大于所述第二外径；所述感应元件9布置在所述第二外径的空心金属杆的外表面的中间位置。其中，所述第二空心金属杆作为受力弹性体。其中，第一空心金属杆的第一端与锥头7连接，第一空心金属杆的第二端与第二空心金属杆的第一端连接；第二空心金属杆的第二端与支撑杆2连接。其中，第一空心金属杆和第二空心金属杆一体成型组成空心金属杆3。具体地，感应元件9布置在第二空心金属杆的外表面的中间位置，弹性体的形变导致电信号的改变，感应元件9将测量到的电信号传输到信号调节单元，通过信号调节单元输出到外部测量电路。在本专利技术的另一个实施例中，在上述实施例的基础上，所述第一绝缘环4包括具有第三外径的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量青贮饲料参数的复合传感器，其特征在于，包括：探头、支撑杆以及信号调节单元；其中，所述探头包括空心金属杆、第一绝缘环、第二绝缘环、金属环、锥头以及感应元件；所述空心金属杆的第一端与所述锥头连接，所述空心金属杆的第二端与所述支撑杆连接；所述第一绝缘环套在所述空心金属杆上；所述金属环和所述第二绝缘环套在所述第一绝缘环上，并且所述第二绝缘环在所述锥头和所述金属环中间；所述信号调节单元，用于将所述感应元件输出的形变电信号、所述锥头和所述金属环输出的水分电极信号转换为标准电压并输出到外部测量电路，完成青贮饲料的紧实度和含水率的测量。

【技术特征摘要】
1.一种用于测量青贮饲料参数的复合传感器，其特征在于，包括：探头、支撑杆以及信号调节单元；其中，所述探头包括空心金属杆、第一绝缘环、第二绝缘环、金属环、锥头以及感应元件；所述空心金属杆的第一端与所述锥头连接，所述空心金属杆的第二端与所述支撑杆连接；所述第一绝缘环套在所述空心金属杆上；所述金属环和所述第二绝缘环套在所述第一绝缘环上，并且所述第二绝缘环在所述锥头和所述金属环中间；所述信号调节单元，用于将所述感应元件输出的形变电信号、所述锥头和所述金属环输出的水分电极信号转换为标准电压并输出到外部测量电路，完成青贮饲料的紧实度和含水率的测量。2.根据权利要求1所述的复合传感器，其特征在于，所述空心金属杆包括具有第一外径的第一空心金属杆和具有第二外径的第二空心金属杆；其中，所述第一外径大于所述第二外径；所述感应元件布置在所述第二空心金属杆的外表面的中间位置。3.根据权利要求1所述的复合传感器，其特征在于，所述第一绝缘环包括具有第三外径的第三绝缘环和具有第四外径的第四绝缘环；其中，所述第三外径小于所述第四外径；所述金属环和所述第二绝缘环套在所述第三绝缘环上。4.根据权利要求1所述的复合传感器，其特征在于，所述支撑杆为空心圆杆；所述锥头与所述空心金属杆的第一端通过螺纹...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟繁佳，孟德伦，魏鸿怡，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11