一种双隐蔽探针式粮仓用粮食多参数RF在线检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双隐蔽探针式粮仓用粮食多参数RF在线检测装置，包括：壳体主体，其具有内置容纳腔；壳体盖，其能够与所述壳体主体匹配卡合；第一检测线路板，其可拆卸的安装在所述容纳腔内，所述第一检测线路板下部设置第一检测探针；第二检测线路板，其可拆卸的安装在所述容纳腔内，并且与所述第一检测线路板间隔平行可拆卸的连接，所述第二检测线路板下部设置第二检测探针；温湿度传感器，其固定安装在所述第一检测线路板顶部，所述第一检测线路板到待检测粮食的距离大于所述第二检测线路板到待检测粮食的距离。本发明专利技术公开了一种双隐蔽探针式粮仓用粮食多参数RF在线检测方法。

A Double Hidden Probe RF On-line Detection Device and Detection Method for Grain Used in Granary

The invention discloses an on-line detection device of grain multi-parameter RF for double concealed probe type granary, which comprises: a shell body with built-in accommodation chamber; a shell cover, which can match and clamp with the shell body; a first detection circuit board, which can be disassembled and installed in the accommodation chamber; and a first detection circuit board with a first detection probe under the first detection circuit board; and a second detection circuit board. A second detection probe is arranged at the lower part of the second detection circuit board; a temperature and humidity sensor is fixed at the top of the first detection circuit board, and the distance from the first detection circuit board to the food to be detected is greater than the distance from the first detection circuit board to the food to be detected. Measure the distance of grain. The invention discloses an on-line detection method of multi-parameter RF for grain in a double concealed probe type granary.

【技术实现步骤摘要】
一种双隐蔽探针式粮仓用粮食多参数RF在线检测装置及检测方法
本专利技术涉及粮食在线水分、温度与湿度检测领域，具体涉及一种双隐蔽探针式粮仓用粮食多参数RF在线检测装置及检测方法。
技术介绍
粮仓粮食安全储藏的重要指标是粮食水分、温度、湿度。粮仓中粮食品质的优劣与这三个因素有直接关系。上述指标是评价仓储粮食品质的必要条件，粮食的发热、发霉及生虫与粮食水分、温度、湿度有着重要联系。为了有效避免粮食储藏过程中的不利现象，粮仓中粮情在线精确监测尤为重要。RF在线检测，依靠射频(RadioFrequency)信号源产生一个射频电压脉冲，电压脉冲在传输线中以电磁波的形式进行传输，在传输的过程中，如果遇到阻抗发生变化的时候，就会产生反射现象，这时可以利用接收器接收反射的波形，通过比较入射波与反射波之间的波形差就可以得到介质特性，进而达到对粮食水分的检测，另外，通过加入温湿度传感器模块也可对温度、湿度行实时检测。相较于传统的粮食水分检测装置，本专利技术采用特殊结构的差分式高频信号检测，有效的消除了温度影响，检测周期短，测量精度高，稳定性强，同时采用梭型外壳设计，仿生学蜂窝状内壳，提高壳体抗压强度，可以在粮仓进粮后再进行定点式插入安装，受空间和时间影响小。且检测探针隐藏于壳体内部，防止粮仓内腐蚀性气体腐蚀检测电路和固体颗粒磨损其检测探针。特别适合大型粮仓粮情信息监测，形成新一代智能粮情监测系统。传统在线粮食检测系统主要依靠电容原理、电阻原理测量粮食水分，近年来发展为红外法、微波法测量粮食水分，中国专利“一种高精度红外水分仪探测装置”专利号(201611198561.2)，其装置包括传感器和前置放大电路、传感器组件，其中传感器和放大电路置于封闭支架腔体内，传感器通过导线与放大电路相连接，构成原始信号采集模块，外部硬件包括斩光盘、电机、轴承、主光路聚光筒、光室和光室壁板，主要原理是通过检测电路检测红外光路入射信号与反射信号，进而达到检测的目的。中国专利“在线浸入式微波雷达水分仪及其测量方法”专利号(201810143076.8)，其结构包括探头、微波雷达水分传感器、温度传感器和其他组件：包括传感器信息输送通道(探头的支持保护部件，完成信息的准确传输)，安装组件：水分仪与其他装置的紧固安装部件，探头部分和部分过渡段与被测介质的密封环。具体测量方法是采用锁相环PLL和自动点评控制ALC技术来构成微波频段的信号发射器部分，接受部分采用超外差模式；整个电路由收发两部分组成，其关键电路是收发鉴相和鉴幅，微波频率为2.45GHz。基于上述传统粮食水分仪和近年检测粮食水分新方法，存在仪器探测粮食水分精度不高且易受温度、湿度等因素干扰，因此，如何降低水分仪测量误差是粮食在线测水的关键问题。
技术实现思路
本专利技术设计开发了一种双隐蔽探针式粮仓用粮食多参数RF在线检测装置，本专利技术的专利技术目的是通过设计发生电路和检测电路在不同的检测板上，并且将检测探针隐蔽在壳体内部，使检测过程中防止粮仓作业管理中的硫化氢气体腐蚀、固体颗粒磨损探针等不利因素的同时避免高频干扰。本专利技术设计开发了一种双隐蔽探针式粮仓用粮食多参数RF在线检测方法，本专利技术的专利技术目的是通过两组隐蔽式距待测粮食不同距离的检测探针，将两组信号通过相位检波器做差分，将差分信号通过差分算法得出检测最终信号，这种结构极大程度降低了外界环境温度和干扰信号对其干扰，可以忽略温度对传感器的扰动影响，提高了测量精度。本专利技术提供的技术方案为：一种双隐蔽探针式粮仓用粮食多参数RF在线检测装置，包括：壳体主体，其具有内置容纳腔；壳体盖，其能够与所述壳体主体匹配卡合；第一检测线路板，其可拆卸的安装在所述容纳腔内，所述第一检测线路板下部设置第一检测探针；第二检测线路板，其可拆卸的安装在所述容纳腔内，并且与所述第一检测线路板间隔平行可拆卸的连接，所述第二检测线路板下部设置第二检测探针；温湿度传感器，其固定安装在所述第一检测线路板顶部；其中，在所述第一检测电路板上设置RF信号源发生电路，在所述第二检测电路板上设置检测电路与信号处理电路，并且在所述第一检测线路板和所述第二检测线路板之间可拆卸的设置射频转接头和功分器，所述RF信号源发生电路通过所述射频转接头和功分器与所述检测电路、信号处理电路相连；以及所述第一检测线路板到待检测粮食的距离大于所述第二检测线路板到待检测粮食的距离。优选的是，所述检测线路板上设置定位孔，所述壳体盖上设置定位柱，所述壳体主体上设置螺纹孔；其中，所述检测线路板通过所述定位孔卡合在所述定位柱上，通过所述定位柱和所述螺纹孔匹配螺接使所述检测线路板固定安装在所述容纳腔内。优选的是，所述壳体主体外侧设置主体卡扣槽，所述壳体盖外侧设置盖卡扣槽；其中，所述壳体盖与所述壳体主体匹配卡合后，所述主体卡扣槽和所述盖卡扣槽相匹配。优选的是，所述壳体主体设置固定凹槽，所述壳体盖设置固定凸台；其中，所述固定凸台能够与所述固定凹槽匹配卡合用于将所述壳体盖固定在所述壳体主体上。优选的是，所述壳体主体内部设置为蜂窝状结构；以及所述壳体盖设置为蜂窝状结构，并且在所述壳体盖上设置多个盖孔。一种双隐蔽探针式粮仓用粮食多参数RF在线检测方法，使用所述的在线监测装置，包括如下步骤：步骤一、通过所述温湿度传感器采集粮仓内温度和湿度，通过所述RF信号源发生电路产生高频信号；步骤二、通过所述粮仓内温度和湿度计算绝对湿度；以及通过所述功分器将所述高频信号进行均分处理，通过所述第一检测探针和所述第二检测探针分别发出并接收返回信号，根据所述返回信号计算得到检测信号，将所述检测信号经多级信号放大器后得到检测模拟平均电压值，进而得到粮食水分。优选的是，在所述步骤二中，所述绝对湿度EAH计算过程包括：式中，e为蒸气压，T为温度，ERH为相对湿度。优选的是，在所述步骤二中，当0≤HINA≤1.8，0≤HINB≤1.8时，所述检测信号VHPS计算过程包括：VHPS＝-RφIP[φ(HINA)-φ(HINB)|-90°]；式中，RφIP为斜率，HINA为所述第一检测探针接收的返回信号经过相位检波器内部数模处理器转换的模拟量，HINB为所述第二检测探针接收的返回信号经过相位检波器内部数模处理器转换的模拟量；当0≤VHPS≤3.3时，所述模拟平均电压值USi计算过程包括：U＝Un(n＝a1,a1，…，aq)；优选的是，在所述步骤二中，所述粮食水分M计算过程包括：M＝[γ(USi±b1)+λ2]×100％；式中，γ为标定斜率常数，b1为水分修正值，λ2为标定常数。优选的是，所述水分修正值b1计算过程包括：式中，m为标定水分值。本专利技术与现有技术相比较所具有的有益效果：1、在密相散物料内部实现了RF射频的差分探测，有效消除了温度漂移和信号干扰，并提高了检测的稳定性和精度。本专利技术采用两组探测单元，双层检测单元设计，通过检测两组探测信号，一组检测较近目标粮食信号，一组检测较远目标粮食信号，且检测A层探针距检测粮食的距离大于B层探针距检测粮食的距离，将两组信号通过相位检波器做差分，将差分信号通过差分算法得出检测最终信号，这种结构极大程度降低了外界环境温度和干扰信号对其干扰，可以忽略温度对传感器的扰动影响，提高了测量精度；2、隐蔽式探针位于壳体内部，在检测时，能够防止粮仓作业管理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双隐蔽探针式粮仓用粮食多参数RF在线检测装置，其特征在于，包括：壳体主体，其具有内置容纳腔；壳体盖，其能够与所述壳体主体匹配卡合；第一检测线路板，其可拆卸的安装在所述容纳腔内，所述第一检测线路板下部设置第一检测探针；第二检测线路板，其可拆卸的安装在所述容纳腔内，并且与所述第一检测线路板间隔平行可拆卸的连接，所述第二检测线路板下部设置第二检测探针；温湿度传感器，其固定安装在所述第一检测线路板顶部；其中，在所述第一检测电路板上设置RF信号源发生电路，在所述第二检测电路板上设置检测电路与信号处理电路，并且在所述第一检测线路板和所述第二检测线路板之间可拆卸的设置射频转接头和功分器，所述RF信号源发生电路通过所述射频转接头和功分器与所述检测电路、信号处理电路相连；以及所述第一检测线路板到待检测粮食的距离大于所述第二检测线路板到待检测粮食的距离。

【技术特征摘要】
1.一种双隐蔽探针式粮仓用粮食多参数RF在线检测装置，其特征在于，包括：壳体主体，其具有内置容纳腔；壳体盖，其能够与所述壳体主体匹配卡合；第一检测线路板，其可拆卸的安装在所述容纳腔内，所述第一检测线路板下部设置第一检测探针；第二检测线路板，其可拆卸的安装在所述容纳腔内，并且与所述第一检测线路板间隔平行可拆卸的连接，所述第二检测线路板下部设置第二检测探针；温湿度传感器，其固定安装在所述第一检测线路板顶部；其中，在所述第一检测电路板上设置RF信号源发生电路，在所述第二检测电路板上设置检测电路与信号处理电路，并且在所述第一检测线路板和所述第二检测线路板之间可拆卸的设置射频转接头和功分器，所述RF信号源发生电路通过所述射频转接头和功分器与所述检测电路、信号处理电路相连；以及所述第一检测线路板到待检测粮食的距离大于所述第二检测线路板到待检测粮食的距离。2.如权利要求1所述的双隐蔽探针式粮仓用粮食多参数RF在线检测装置，其特征在于，所述检测线路板上设置定位孔，所述壳体盖上设置定位柱，所述壳体主体上设置螺纹孔；其中，所述检测线路板通过所述定位孔卡合在所述定位柱上，通过所述定位柱和所述螺纹孔匹配螺接使所述检测线路板固定安装在所述容纳腔内。3.如权利要求1或2所述的双隐蔽探针式粮仓用粮食多参数RF在线检测装置，其特征在于，所述壳体主体外侧设置主体卡扣槽，所述壳体盖外侧设置盖卡扣槽；其中，所述壳体盖与所述壳体主体匹配卡合后，所述主体卡扣槽和所述盖卡扣槽相匹配。4.如权利要求3所述的双隐蔽探针式粮仓用粮食多参数RF在线检测装置，其特征在于，所述壳体主体设置固定凹槽，所述壳体盖设置固定凸台；其中，所述固定凸台能够与所述固定凹槽匹配卡合用于将所述壳体盖固定在所述壳体主体上。5.如权利要求4所述的双隐蔽探针式粮仓用粮食多参数RF在线检测装置，其特征在于，所述壳体主体内部设置为蜂窝状结构；以及所述壳体盖...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴文福，陈中旭，牛立坤，韩峰，刘哲，徐岩，窦建鹏，
申请(专利权)人：吉林大学，长春吉大科学仪器设备有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22