一种用于小麦种子湿度检测的设备及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种用于小麦种子湿度检测的设备及其使用方法，通过对电路设计实现小麦种子湿度的高效检测，该设备包括代表性取样模块、湿度敏感单元测量模块、主控分析模块、可控设备显示模块，所述代表性取样模块包括从不同位置、深度和时间段采集有代表性的样品；所述湿度敏感单元测量模块利用混合电子湿度计、无线测量计及微波湿度计的测量方法解决测量低效的问题；所述主控分析模块实时监控可控设备的工作情况，提取关键信息；所述可控设备显示模块实时反映设备的工作状态和数据的测量结果；本设备通过湿度检测模型电路，实现了对湿度的高效测量。度的高效测量。度的高效测量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于小麦种子湿度检测的设备及其使用方法


[0001]本专利技术设计湿度检测领域，具体是一种用于小麦种子湿度检测的设备及其使用方法。

技术介绍

[0002]小麦湿度是影响小麦质量和品质的重要因素之一。过高或过低的湿度可能导致小麦霉变、发芽、变质等问题，正确控制小麦的湿度有助于延长其储存寿命和保持品质。了解小麦的实时湿度情况，对于农民进行农田管理和决策具有重要意义。小麦湿度检测有助于确保小麦质量与安全、优化储存与运输、科学农田管理以及提升食品加工和制品质量。
[0003]传统的小麦种子湿度检测方法存在测量时间长、精度低、设备复杂以及检测费用高问题，检测方法通常需要进行实验室测试或使用专门的仪器设备，对于农民和食品加工行业来说不方便和实时性不强。检测需要依靠人工进行样品收集、准备和测试操作，操作技术要求较高，并且容易受到人为因素的影响，导致结果的不准确性。
[0004]为了解决上述问题，现提供一种技术方案。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术的实施例提供一种用于小麦种子湿度检测的设备及其使用方法，该小麦种子湿度检测设备将混合电子湿度计、无线测量计及微波湿度计结合，通过小麦种子湿度检测模型电路实现了对湿度的准确测量。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于小麦种子湿度检测的设备，其特征在于，该设备包括代表性取样模块、湿度敏感单元测量模块、主控分析模块、可控设备显示模块，所述代表性取样模块从不同位置、不同深度和不同时间段采集样品，在整个小麦堆中进行均匀的取具有代表性的小麦样品；所述湿度敏感单元测量模块利用混合电子湿度计、无线测量计及微波湿度计的测量方法解决测量低效的问题，不需要依靠人工进行样品收集、准备和测试操作，不会受到人为因素的影响；所述主控分析模块实时监控可控设备的状态、参数和工作情况，评估设备的运行状况及提取关键信息；所述可控设备显示模块包括显示设备和交互设备，实时反映设备的工作状态和数据的测量结果，通过查看显示信息及时通过触摸屏采取相应的操作。
[0007]作为本专利技术再进一步的方案，所述混合电子湿度计通过测量电容值的变化和电导率与水分含量的关系得出样品中的水分含量，具体包括以下过程：
[0008]电阻测量电路测量经平衡的小麦种子湿度电阻值，记录下实际测得的电阻值(R)，电路由电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8，5v电源VCC、12v电源VDD、
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12v电源VEE，电容C1、C2，二极管D1、D2，运算放大器U1及开关S1组成；电容测量电路将其放置在测量仪器中，测量并记录下实际测得的电容值(C)，电路由电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19，开关S1、S2、S3、S4、S5、S6，电容C1、C2、C3、C4、C5，单结晶体管Q1，三极管Q2，二极管D1，交流电V1，直流电V2，运算放大器U1组成，使用湿度计算公式，通
过参考电阻值和实际测得的电阻值计算出湿度。
[0009]作为本专利技术再进一步的方案，所述无线测量计通过湿度测量电路的电阻测量、电容测量及表面声波测量，测量出小麦种子的湿度，所述湿度测量电路由电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12，交流电源V1、12v电源VDD、
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12v电源VCC，开关S1、S2，运算放大器U1、U2，二极管D1和电容C1、C2组成，所述无线测量计通过信号处理和转换电路将内部的信号放大、滤波和校准处理，转换为数字信号利用无线通信技术将湿度数据传输到接收端设备，所述信号处理和转换电路由电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11，交流电源V1，运算放大器U1、U2和电容C1、C2、C3组成，接收端设备接收到无线传输的湿度数据，并进行解码和解析。经过信号处理和转换后，内部的信号被放大、滤波和校准处理，转换为数字信号利用无线通信技术将湿度数据传输到接收端设备。
[0010]作为本专利技术再进一步的方案，所述微波湿度计会向小麦样品发送500MHz至10GHz之间的频率和10毫瓦(mW)至500毫瓦(mW)之间的功率的微波信号，样品中的水分会吸收微波的能量导致信号变弱，接收经过样品传播后的信号，仪器通过测量微波信号经过样品后的强度变化比较发送和接收到的微波信号强度之间的差异，根据预先建立的水分与信号强度之间的关系，计算出小麦样品的湿度，所述的计算公式为：
[0011][0012]其中，I是传输后的信号强度，I0是初始信号强度，K是衰减系数，L是传输路径的长度，衰减系数K与样品中的水分含量相关，m是样品中的水分含量，k是一个与样品特性相关的参数；
[0013]将检测器接收到的微波信号转换为电信号，确定样品的水分含量；
[0014]增强数据的可靠性和真实性，对上述所得到的结果求取平均值。
[0015]作为本专利技术再进一步的方案，所述主控分析模块，包括实施监控设备和反馈设备，实时监控可控设备的状态、参数和工作情况，评估设备的运行状况及提取关键信息，对采集到的存在异常值和不完整的数据进行去除异常值、填补缺失和平滑处理的操作，根据读取规则解析数据，优化算法计算与趋势分析判断，获取结果和决策依据，基于分析的结果，生成控制信号，用于调节设备的参数、控制执行器的运动，以实现系统的控制和优化，主控模块接收来自可控设备的反馈信息，用于验证和监控控制效果，通过与期望结果进行比较，主控模块对控制策略进行修正和优化。
[0016]本专利技术一种用于小麦种子湿度检测的设备及其使用方法的技术效果和优点：所述湿度敏感单元测量模块利用混合电子湿度计、无线测量计及微波湿度计的测量方法有效解决测量低效的问题，检测不需要依靠人工进行样品收集、准备和测试操作，不会受到人为因素的影响，结果准确。所述混合电子湿度计，提供高精确度的湿度测量结果，可以迅速反应环境湿度的变化，电容式测量和电阻式测量结合，避免单一测量方法的不准确问题。所述无线测量计模块，具有一定的抗干扰能力，减少温度和气压等因素对湿度测量结果的影响，提高测量的准确性和可靠性，将测量电路和信号处理和转换电路结合，利用无线通信技术将湿度数据传输到接收端设备，并在设备上显示。
附图说明
[0017]图1为本专利技术一种用于小麦种子湿度检测的设备及其使用方法的框架图。
[0018]图2为本专利技术一种用于小麦种子湿度检测的设备及其使用方法中湿度敏感单元测量的混合电子湿度计电阻测量电路。
[0019]图3为本专利技术一种用于小麦种子湿度检测的设备及其使用方法中湿度敏感单元测量的混合电子湿度计电容测量电路。
[0020]图4为本专利技术一种用于小麦种子湿度检测的设备及其使用方法中无线测量计的湿度检测电路。
[0021]图5为本专利技术一种用于小麦种子湿度检测的设备及其使用方法中无线测量计的放大和滤波电路。
具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于小麦种子湿度检测的设备，其特征在于，该小麦种子湿度检测设备将混合电子湿度计、无线测量计及微波湿度计结合，通过小麦种子湿度检测模型电路实现了对湿度的测量，该设备包括代表性取样模块、湿度敏感单元测量模块、主控分析模块、可控设备显示模块，所述代表性取样模块在整个小麦堆中从不同位置、不同深度和不同时间段取具有代表性的小麦样品；所述湿度敏感单元测量模块通过混合电子湿度计、无线测量计及微波湿度计进行湿度检测；所述主控分析模块实时监控可控设备的状态、参数和工作情况，评估设备的运行状况及提取关键信息；所述可控设备显示模块包括显示设备和交互设备，实时反映设备的工作状态和数据的测量结果。2.根据权利要求1所述的一种用于小麦种子湿度检测的设备，其特征在于，所述混合电子湿度计通过测量电容值的变化和电导率与水分含量的关系得出样品中的水分含量，具体包括以下过程：电阻测量电路测量经平衡的小麦种子湿度电阻值，记录下实际测得的电阻值(R)，电容测量电路将其放置在测量仪器中，测量并记录下实际测得的电容值(C)，使用湿度计算公式，通过参考电阻值和实际测得的电阻值计算出湿度。3.根据权利要求2所述的一种用于小麦种子湿度检测的设备，其特征在于，所述混合电子湿度计中电阻测量电路连接关系为：5v电源VCC一端连接有电阻R1的一端，电阻R1的另一端分别连接有电阻R2的一端、电阻R3的一端、电阻R4的一端和运算放大器U1的3号引脚，电阻R2的另一端连接有电阻R3的另一端，电阻R4的另一端分别连接有开关S1的一端和电阻R8的一端，电阻R8的另一端分别连接有开关S1的另一端、电容C1的一端、电容C2的一端、电阻R7的一端和接地端，电阻R7的另一端连接有二极管D2的一端，二极管D2的另一端连接有二极管D1的一端，二极管D1的另一端分别连接有电阻R6的一端、电阻R5的一端和输出端，电阻R5的另一端连接有运算放大器U1的6号引脚，电阻R6的另一端分别连接有运算放大器U1的2号引脚、电容C2的另一端和电容C1的另一端，运算放大器U1的4号引脚连接有
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12v的VEE电源端，运算放大器U1的7号引脚连接有12v的VDD电源端。4.根据权利要求2所述的一种用于小麦种子湿度检测的设备，其特征在于，所述混合电子湿度计中电容测量电路连接关系为：电阻R1的一端、R2的一端、R3的一端、R4的一端、R5的一端、R6的一端、R7的一端、R8的一端分别与运算放大器U1的1号引脚和电容C5的一端和开关S6的一端相连，电阻R1的另一端与开关S1的一端相连，电阻R2的另一端与开关S2的一端相连，电阻R3的另一端单结晶体管Q1的一端相连，电阻R4的另一端与三极管Q2的集电极相连，电阻R5的另一端与开关S4的一端相连，电阻R6的另一端与开关S5的一端相连，电阻R7的另一端与开关S3的一端相连，电阻R12的另一端分别连接有电阻R13的一端和二极管D1的一端，电阻R8的另一端连接有滑动电阻R17的一端，开关S6的另一端连接有直流电源V2的正点极一端，开关S1的另一端分别连接有电容C1、C2的一端、开关S2的另一端和单结晶体管Q1的一端，单结晶体管另一端分别连接有电阻R9的一端和电阻R10的一端，电阻R10的另一端分别连接有三极管Q2的基极，电容C1、C2的另一端分别连接有电阻R9的另一端、三极管Q2的发射极、待测电容C3的一端、二极管D1的另一端、电容C4的另一端、电阻R11的另一端、滑动变阻器R17的另一端、运算放大器U1的4号引脚、交流电V1的负极、电容C5的另一端、直流电V2的另一端，开关S4、S5、S3的另一端分别连接有待测电容C3的另一端，电阻R13的另一端分别连接有电容C4的一端和滑动变阻器R19的一端，滑动变阻器R19的另一端分别连接有电阻R1
的另一端，运算放大器U1的3号引脚连接有滑动变阻器R19的滑片端，运算放大器U1的2号引脚分别连接有电阻R16的一端和电阻R18的一端，电阻R16的另一端连接有滑动变阻器R17的滑片端，电阻R18的另一端分别连接有交流电V1的正点极和电阻R15的一端，电阻R15的另一端分别连接有运算放大器U1的6号引脚。5.根据权利要求1所述的一种用于小麦种子湿度检测的设备，其特征在于，所述无线测量计通过湿度测量电路的电阻测量、电容测量及表面声波测量，测量出小麦种子的湿度，所述无线测量计通过信号处理和转换电路将内部的信号放大、滤波和校准处理，转换为数字信号利用无线通信技术将湿度数据传输到接收端设备，接收端设备接收到无线传输的湿度数据，并进行解码和解析。6.根据权利要求5所述的一种用于小麦种子湿度检测的设备，其特征在于，所述无线测量计中湿度测量电路连接关系为：交流电源V1的一端连接有接地端，交流电源V1的另一端分别连接有电阻R1的一端、开关S1的一端，电阻R1的另一端分别连接有电阻R2的一端、电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兴于，李颜，赵宏，戚化学，张蕾，任启红，张爱华，刘梧林，
申请(专利权)人：安徽民研农业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：