CN208206832U - 一种小麦含水率在线无损检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小麦含水率在线无损检测装置，其特征在于，由微波发射通道模块、发射天线模块、接收天线模块、微波接收通道模块、ARM微处理器、A/D转换模块、报警模块、存储与显示模块组成，所述微波发射通道模块与发射天线模块连接，所述发射天线模块与接收天线模块连接，所述接收天线模块与微波接收通道模块连接，所述微波接收通道模块与A/D转换模块连接，所述ARM微处理器分别与微波发射通道模块、A/D转换模块、报警模块、存储与显示模块连接。本装置提高在线无损检测的可靠性和稳健性，具有精度高、可重复、可靠性强等特点，将大幅度提高农业的生产管理技术水平，指导农业生产管理，规范市场发展，非常适合在我国小麦产业中推广应用。

Description

一种小麦含水率在线无损检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种小麦含水率在线无损测量装置。

背景技术

我国是世界第一人口大国，而农业作为我国国民经济的命脉，一直占据着绝对稳固的基础地位。随着我国经济的不断发展，虽然农业在国民经济总量中所占的绝对份额有所减少，但是农业作为我国最基本和主导产业部门的地位却从未动摇。其中，小麦作为世界三大粮食作物之一，能够提供人类所需能量的20%，是世界性的重要粮食作物，全世界约有35%的人口以小麦作为主要粮食来源，在我国农业生产中小麦也占有举足轻重的地位。

小麦中水分的含量是评价小麦品质的重要指标之一，实时对小麦含水率数据进行精确测量和有效分析，掌握小麦的湿度状况，对小麦的收获、存储、收购、运输及加工等环节显得格外重要。含水率的高低是影响小麦质量的一个重要因素，含水率的多少不但决定了小麦贮藏的安全性，也同样制约着小麦加工工艺与流通过程。过高的含水率易引起小麦的发芽、发霉、不易存储等后果，而含水率过低则会破坏粮食内部物理结构，从而使其营养价值降低，造成巨大的经济损失。

当前在小麦含水率测量中应用较成熟的方法主要有直接法和间接法，直接法检测精度高但费时费力，很难适用于在线检测，间接法是通过与水分有关的物理量（例如物质的电导率、介电常数等），相应地反演出含水量，一般速度较快，容易实现在线检测。在国内外主要应用的间接方法有电阻法、电容法、射线法、红外线法等，然而这些方法都这各自的局限性，与实时在线测量的需求之间存在一定的差距。

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种小麦含水率快速无损在线测量装置，基于微波电子学和微波测量技术的最新研究成果，研究和开发稳健、可靠的小麦含水率在线无损检测设备。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题与缺陷，本实用新型的目的是提供一种小麦含水率在线无损测量装置，该装置能够充分利用调频连续波体制，体积重量小、成本低等优势，采用微波信号透射信息，有效地克服单频微波信号频率响应不足的问题，提高无损检测的可靠性和稳健性，以解决当前小麦含水率测量过程中遇到的各种问题。

实现上述发明目的所采用的技术方案为：一种小麦含水率在线无损检测装置，由微波发射通道模块、发射天线模块、接收天线模块、微波接收通道模块、ARM微处理器、A/D转换模块、报警模块、存储与显示模块组成，所述微波发射通道模块与发射天线模块连接，所述发射天线模块与接收天线模块连接，所述接收天线模块与微波接收通道模块连接，所述微波接收通道模块与A/D转换模块连接，所述ARM微处理器分别与微波发射通道模块、A/D转换模块、报警模块、存储与显示模块连接。

所述微波发射通道模块由低频三角波发生器、压控振荡器、功率放大器、功分器组成。

所述的接收天线模块采用与发射天线模块相同的形式。

所述微波接收通道模块由低噪声放大器、混频器、滤波与放大器组成。

与现有技术相比较，本实用新型的有益效果在于：本实用新型基于空间微波方式的小麦含水率检测，该测量方式由于具有精度高、适合实时在线无损检测等众多优势，在小麦含水率在线测量中有着非常广阔的应用前景，利用空间微波技术对小麦含水率在线无损测量，将大幅度提高农业的生产管理技术水平，指导农业生产管理，规范市场发展，非常适合在我国小麦产业中推广应用。

附图说明

图1为小麦含水率在线无损检测装置的系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合发明给出的附图和具体实例，对本实用新型的优选实施做进一步详细描述。

图1是本实用新型的一种小麦含水率在线无损检测装置的系统结构示意图，由微波发射通道模块、发射天线模块、接收天线模块、微波接收通道模块、ARM微处理器、A/D转换模块、报警模块、存储与显示模块组成，所述微波发射通道模块与发射天线模块连接，用于完成微波信号产生、调理和辐射功能；所述发射天线模块与接收天线模块连接，所述接收天线模块与微波接收通道模块连接，用于完成空间微波信号的接收、调理，所述微波接收通道模块与A/D转换模块连接，用于模数转换；所述ARM微处理器分别与微波发射通道模块、A/D转换模块、报警模块、存储与显示模块连接，用于完成小麦含水率的数据的模数转换、存储与显示。

所述微波发射通道模块由低频三角波发生器、压控振荡器、功率放大器、功分器组成。

所述的接收天线模块采用与发射天线模块相同的形式。

所述微波接收通道模块由低噪声放大器、混频器、滤波与放大器组成。

所述微波发射通道模块产生系统所需的微波信号（即调频连续波信号），通过压控振荡器将直流电信号功率转换为微波射频功率，再经过功率放大器及功分器将信号分为两部分，一部分至发射天线，一部分至接收通道的混频器。

所述发射天线模块利用具有体积重量小、成本低、电性能多样化和易集成的微带天线，用于完成发射信号辐射小麦样品。所述接收电线模块采用与发射天线模块相同的形式，用于完成将接收到的电磁能量转化为高频电流。

所述ARM微处理器与显示模块连接的DSI接口，支持外接数据存储卡，用于实现样品含水率数据存储与显示。

本实用新型的小麦含水率在线无损检测装置还包括供电模块，保证为各模块稳压供电。

本实用的一种小麦含水率快速无损在线测量装置的工作流程如下：

1)测量装置进行初始化；

2)小麦样品放在测量容器中，选择小麦样品品种类型；

3) 微波发射通道模块产生微波信号并进行调理，发射天线模块将信号辐射到小麦样品上；

4)接收天线模块将接收到的电磁能量转化为高频电流送入微波接收通道模块，微波接收通道模块将信号进行调理和模数转换；

5)将检测的到结果显出并存储。

最后说明的是，以上优选实例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制其应用范围。凡依本实用新型专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种小麦含水率在线无损检测装置，其特征在于，由微波发射通道模块、发射天线模块、接收天线模块、微波接收通道模块、ARM微处理器、A/D转换模块、报警模块、存储与显示模块组成，所述微波发射通道模块与发射天线模块连接，所述发射天线模块与接收天线模块连接，所述接收天线模块与微波接收通道模块连接，所述微波接收通道模块与A/D转换模块连接，所述ARM微处理器分别与微波发射通道模块、A/D转换模块、报警模块、存储与显示模块连接。

2.根据权利要求1所述一种小麦含水率在线无损检测装置，其特征在于：所述微波发射通道模块由低频三角波发生器、压控振荡器、功率放大器、功分器组成。

3.根据权利要求1所述一种小麦含水率在线无损检测装置，其特征在于：所述的接收天线模块采用与发射天线模块相同的形式。

4.根据权利要求1所述一种小麦含水率在线无损检测装置，其特征在于：所述微波接收通道模块由低噪声放大器、混频器、滤波与放大器组成。