本发明专利技术属于农业传感装备领域，是一种车载式籽棉回潮率及含杂率一体化检测装置，主要包括感测装置、集成电路板，所述感测装置包含基座，在所述基座上设有回潮率传感器、含杂率传感器；所述回潮率传感器设于所述基座的一端，主要包含传感器探针、保护电极、绝缘材料，所述传感器探针包含圆环状的驱动电极、圆片状的感测电极，所述含杂率传感器设于基座的另一端，主要包含工业相机、高透光玻璃罩、环形光源。本发明专利技术结构简单、经济实用，可以精确、快速地提供棉包的回潮率和含杂率，消除人为因素干扰，能够有效保证数据准确性和可靠性。够有效保证数据准确性和可靠性。够有效保证数据准确性和可靠性。
【技术实现步骤摘要】
车载式籽棉回潮率及含杂率一体化检测装置
[0001]本专利技术所涉及一种车载式籽棉回潮率及含杂率一体化检测装置，属于农业传感装备领域。
技术介绍
[0002]棉花作为重要的生产物资，对国民经济和社会发展有重要影响，其回潮率和含杂率是影响棉花加工质量的重要因素。随着我国农业机械化水平不断提高，机采棉也开始大面积推广，带来巨大经济效益的同时，也存在一些问题，即在采收环节会出现超水作业、籽棉掺杂等违规操作，严重影响了棉花品质。因此需要对采摘的籽棉进行回潮率和含杂率的检测，但是目前采收过程中籽棉回潮率和含杂率检测工序复杂、速度较慢、分段检测、人为因素影响大，因此设计一款应用于采收环节的车载式籽棉回潮率及含杂率一体化检测装置，消除人为因素干扰，实现精确、快速地检测籽棉回潮率及含杂率，同时将数据上传至云端，打破棉花生产环节、加工环节和销售环节间的数字壁垒，为棉花质量追溯提供强有力的数据支撑。
技术实现思路
[0003]为了解决采收环节籽棉回潮率及含杂率检测工序复杂、速度较慢、分段检测、人为因素影响大的问题，本专利技术的目的是提供一种结构简单、经济实用，可以精确、快速地提供棉包的回潮率和含杂率，消除人为因素干扰，能够保证数据准确性和可靠性的车载式籽棉回潮率及含杂率一体化检测装置。
[0004]本专利技术技术方案如下：
[0005]一种车载式籽棉回潮率及含杂率一体化检测装置，主要包括感测装置、集成电路板，所述感测装置包含基座，在所述基座上设有回潮率传感器、含杂率传感器；
[0006]所述回潮率传感器设于所述基座的一端，主要包含传感器探针、保护电极、绝缘材料，所述传感器探针包含圆环状的驱动电极、圆片状的感测电极，在基座上设有一个环形凹槽，在所述环形凹槽内侧，设有一个圆形凹槽Ⅰ，在所述环形凹槽与圆形凹槽Ⅰ之间设有环形间隔，为保护电极，所述环形凹槽与圆形凹槽Ⅰ内，均填充有绝缘材料；在所述环形凹槽内的绝缘材料中嵌装有圆环状的驱动电极，在所述的圆形凹槽Ⅰ的绝缘材料中嵌装有圆片状的感测电极，所述驱动电极、感测电极的上表面的高度一致，两者位于同一水平面上，所述驱动电极、感测电极均与籽棉直接接触，测量出两电极间的电阻值和电容值；所述保护电极位于驱动电极和感测电极之间，所述绝缘材料填充在保护电极、驱动电极和感测电极之间，使得各个电极之间相互绝缘；
[0007]所述含杂率传感器设于基座的另一端，主要包含工业相机、高透光玻璃罩、环形光源，在基座上设有圆形凹槽Ⅱ，所述环形光源设于圆形凹槽Ⅱ的内侧壁，所述工业相机设于所述圆形凹槽Ⅱ的底部，所述高透光玻璃罩设于圆形凹槽Ⅱ的顶部；
[0008]所述集成电路板上设有车规MCU、电流检测放大模块、电压检测放大模块、电压基
准模块、高频激励信号产生及驱动模块、图像处理模块、CAN总线模块和电源管理模块；所述图像处理模块通过数据线与所述工业相机相连，所述电流检测放大模块、电压检测放大模块，通过数据线与所述感测电极相连，所述电压基准模块、高频激励信号产生及驱动模块，分别通过数据线与所述驱动电极相连，所述电流检测放大模块、电压检测放大模块，分别通过数据线与所述车规MCU相连，完成信息的采集、处理与传输。
[0009]作为优选，所述车规MCU内置模数转换器，并且集成了籽棉电阻值检测算法、籽棉电容值检测算法和回潮率信息融合算法，所述籽棉电阻值检测算法、籽棉电容值检测算法用于获取所述驱动电极、感测电极之间的籽棉电阻值和电容值，再通过回潮率信息融合算法将二者信息进行融合计算籽棉回潮率。
[0010]作为优选，还包括车载中央处理器，所述CAN总线模块将车规MCU处理后的信息，通过CAN总线的方式传送给车载中央处理器。
[0011]作为优选，还包括工控机，所述工控机通过数据线与车载中央处理器相连；所述籽棉电阻值检测算法、籽棉电容值检测算法和回潮率信息融合算法，通过工控机运用机器学习技术训练模型，提高检测精度。
[0012]本专利技术所述传感器探针，由圆环形驱动电极和圆片形感测电极组成，并且两电极的露出的上表面,均与籽棉直接接触，可以测量出两电极间的电阻值和电容值。
[0013]所述保护电极处于驱动电极和感测电极之间，除与籽棉接触的表面之外，将驱动电极和感测电极的其他表面完全分隔开，使得电场仅从驱动电极上表面通过籽棉到达感测电极上表面，排除了其他路径。
[0014]所述绝缘材料填充在保护电极、驱动电极和感测电极之间，使得各个电极之间相互绝缘。
[0015]所述工业相机，在环形光源工作的情况下拍摄籽棉与高透光玻璃罩接触时的照片，采集到的照片经图像处理模块处理后，由含杂率检测算法计算含杂率。
[0016]所述电流检测放大模块和电压检测放大模块，分别检测感测电极中产生的电流和电压，对采集的电流、电压信号进行放大处理。
[0017]所述电压基准模块和高频激励信号产生及驱动模块，产生驱动信号传至驱动电极上，与感测电极之间形成电场。
[0018]本专利技术的有益效果：通过安装于采棉机上的回潮率及含杂率一体化检测装置，在采棉机打包室内，可直接获取每个棉包的籽棉原始品质数据。本专利技术结构简单合理，经济实用，有效解决了籽棉回潮率及含杂率检测工序复杂、速度较慢、分段检测、人为因素影响大的问题，通过CAN总线有线通讯方式，精确、快速地提供每个棉包的回潮率和含杂率，消除人为因素干扰，保证了数据的准确性和可靠性。
附图说明
[0019]下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。
[0020]图1为本专利技术的整体结构示意图；
[0021]图2为本专利技术中的剖视的感测装置与集成电路板连接关系结构示意图；
[0022]图3为本专利技术中感测装置的立体结构示意图；
[0023]图4为本专利技术的检测过程工作流程图；
[0024]图5为本专利技术在采棉机上安装位置的结构示意图。
[0025]图示中：1—感测装置，2—集成电路板，3—基座，4—回潮率传感器，5—含杂率传感器，6—驱动电极，7—感测电极，8—保护电极，9—绝缘材料，10—环形凹槽，11—圆形凹槽Ⅰ，12—籽棉，13—工业相机，14—高透光玻璃罩，15—环形光源，16—圆形凹槽Ⅱ，17—车规MCU，18—电流检测放大模块，19—电压检测放大模块，20—电压基准模块，21—高频激励信号产生及驱动模块，22—图像处理模块，23—CAN总线模块，24—电源管理模块，25—模数转换器，26—车载中央处理器，27—工控机，28—电场，29—采棉机，30—打包室，31—电气开关S1，32—电气开关S2，33—电气开关S3、34—电气开关S4、35—CPU、36—RAM，37—ROM，38—通信串口，39—驾驶室，40—采摘头，41—车轮，42—集棉腔，43—棉包，44—安装位置。
具体实施方式
[0026]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。
[0027]一种车载式籽棉回潮率及含杂率一体化检测装置，主要包括感测装置1、集成电路板2，所述感测装本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种车载式籽棉回潮率及含杂率一体化检测装置，其特征在于主要包括感测装置、集成电路板，所述感测装置包含基座，在所述基座上设有回潮率传感器、含杂率传感器；所述回潮率传感器设于所述基座的一端，主要包含传感器探针、保护电极、绝缘材料，所述传感器探针包含圆环状的驱动电极、圆片状的感测电极，在基座上设有一个环形凹槽，在所述环形凹槽内侧，设有一个圆形凹槽Ⅰ，在所述环形凹槽与圆形凹槽Ⅰ之间设有环形间隔，为保护电极，所述环形凹槽与圆形凹槽Ⅰ内，均填充有绝缘材料；在所述环形凹槽内的绝缘材料中嵌装有圆环状的驱动电极，在所述的圆形凹槽Ⅰ的绝缘材料中嵌装有圆片状的感测电极，所述驱动电极、感测电极的上表面的高度一致，两者位于同一水平面上，所述驱动电极、感测电极均与籽棉直接接触，测量出两电极间的电阻值和电容值；所述保护电极位于驱动电极和感测电极之间，所述绝缘材料填充在保护电极、驱动电极和感测电极之间，使得各个电极之间相互绝缘；所述含杂率传感器设于基座的另一端，主要包含工业相机、高透光玻璃罩、环形光源，在基座上设有圆形凹槽Ⅱ，所述环形光源设于圆形凹槽Ⅱ的内侧壁，所述工业相机设于所述圆形凹槽Ⅱ的底部，所述高透光玻璃罩设于圆形凹槽Ⅱ的顶部；所述集成电路板上设有车规MCU、电流检测放大模块、电压检测放大模块、电压基准模块、高频激励信号产生及驱动模块、图像处理模块、CAN总线模块和电源管理模...
【专利技术属性】
技术研发人员：张若宇，方亮，曾兆权，韩晨阳，常金强，
申请(专利权)人：石河子大学，
类型：发明
国别省市：
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