[发明专利]一种基于介电参数的谷物含水率在线装置及其测量方法

摘要

本发明涉及一种基于介电参数的谷物含水率在线装置及其测量方法；包括同轴圆柱式介电参数测量传感器及测控器；同轴圆柱式介电参数测量传感器包括由内向外依次同轴多层嵌套安装的内电极组件、外电极、聚四氟乙烯绝缘层、屏蔽层和聚四氟乙烯保护层；测控器通过双层屏蔽同轴电缆与同轴圆柱式介电参数测量传感器实现电气连接；本发明通过测量同轴圆柱式电极容腔内流动谷物介电常数ε'、介电损耗ε″以及温度T计算谷物含水率，并通过容积密度修正式在适用范围内修正电极容腔内谷物容积密度波动引起的测量误差，提高测量精度，实现流动谷物含水率的在线实时测量。

主权项

1.一种基于介电参数的谷物含水率在线装置，其特征在于：包括同轴圆柱式介电参数测量传感器及测控器；所述同轴圆柱式介电参数测量传感器包括由内向外依次同轴多层嵌套安装的内电极组件、外电极、聚四氟乙烯绝缘层、屏蔽层和聚四氟乙烯保护层；所述内电极组件由半径相同的内电极、两个绝缘垫片和两个等位环电极组成；内电极两端经一个绝缘垫片电气绝缘后分别与一个等位环电极等电位连接，以消除边缘效应影响；所述外电极与内电极组件同轴放置，外电极长度与内电极组件的长度相等；内电极组件与外电极之间设有空隙构成圆柱式电极容腔，即介电参数测量电场；所述测控器通过双层屏蔽同轴电缆与同轴圆柱式介电参数测量传感器实现电气连接，对同轴圆柱式电极容腔内谷物的介电参数进行测量；屏蔽层下端接地，屏蔽层长度略大于外电极长度，以屏蔽外界对介电参数测量电场的电磁干扰；屏蔽层与外电极之间设置聚四氟乙烯绝缘层，以实现电气绝缘；所述聚四氟乙烯保护层对同轴圆柱式介电参数测量传感器内部进行防湿、防尘保护；所述同轴圆柱式介电参数测量传感器顶部和底部均设有安装法兰盘；安装法兰盘用于将同轴圆柱式介电参数测量传感器安装在谷物烘干机上，以确保谷物含水率测量的实时性及准确性；所述同轴圆柱式介电参数测量传感器内部谷物流动通道分为上部缓冲段、所述圆柱式电极容腔和下部缓冲段；所述同轴圆柱式介电参数测量传感器进料口至外电极上边缘为上部缓冲段，外电极上边缘至外电极下边缘为圆柱式电极容腔，外电极下边缘至同轴圆柱式介电参数测量传感器出料口为下部缓冲段，上部缓冲段及下部缓冲段能提高圆柱式电极容腔内谷物流的均匀度和稳定性；聚四氟乙烯立柱由通过螺纹上下连接在一起的聚四氟乙烯上立柱和聚四氟乙烯下立柱组成；所述聚四氟乙烯下立柱下端通过螺纹连接安装在屏蔽层底座横梁上，起固定支撑作用；内电极组件嵌套于聚四氟乙烯立柱外表面，内电极组件外表面和聚四氟乙烯上立柱外表面平齐；外电极嵌套于聚四氟乙烯绝缘层内表面，外电极内表面和绝缘层内表面平齐；聚四氟乙烯绝缘层分为绝缘层底座和绝缘层上盖，以方便外电极和屏蔽层的安装；屏蔽层嵌套于聚四氟乙烯绝缘层外表面，屏蔽层和聚四氟乙烯绝缘层外表面平齐；聚四氟乙烯保护层环套于聚四氟乙烯绝缘层外，对内部起保护作用；内电极组件、外电极、屏蔽层和聚四氟乙烯保护层均为直径不同的圆管状结构；所述下部缓冲段安装有与测控器相连接的温度传感器，用于测量谷物温度；所述双层屏蔽同轴电缆采用等电位及接地双重屏蔽，实现信号抗干扰传输；所述双层屏蔽同轴电缆由由内向外依次设置的信号内芯、内绝缘层、内屏蔽层、外绝缘层、外屏蔽层以及保护层组成，其信号内芯与内屏蔽层等电位连接，外屏蔽层接地，实现信号抗干扰传输。