[发明专利]一种单探针棉花含水率测量仪

说明书

本发明涉及一种单探针棉花含水率测量仪。棉花含水率的测量方法主要分为直接法和间接法两类。直接法是通过干燥或化学方式来获得棉花的干重，再通过计算公式获得棉花含水率。这类方法虽然准确度高，受环境影响小，但是测量周期长，过程繁琐，不适用于实际加工生产。而间接法能够快速连续测量，效率高且实用性强，在实际生产中应用广泛。本发明是属于间接法中的电阻式测量法。通过电容耦合的方式使待测样本等效于电阻与传感器形成交流测量回路，从检测电极流出的电流信号通过信号采集与处理模块得到待测样本的电阻值，最后通过棉花电阻与棉花含水率的负相关变化规律来得到准确的棉花含水率。本发明所得到的结果具有准确度高的特点。

技术领域

本发明涉及一种单探针棉花含水率测量仪，具体涉及通过测量棉花的电阻值来反映棉花含水率的测量装置。

背景技术

棉花作为我国农业重要产物组成部分，与人民的生活关系密切。棉花的产量大，需求高，作用广，而且棉花生产还直接影响纺织业，印染业，服装业等相关产业的兴衰成败。棉花能制成多种规格的织物，从轻盈透明的巴里纱到厚实的帆布和厚平绒，适合制作各种衣服，家具布和工业用布等，其适用范围涵盖了生活的方方面面，所以对于棉花的质量也需要牢牢把控。其中棉花的含水率作为棉花质量重要考核标准之一，必须对其进行严格的监督检验。传统检测方法在检测时需要在采样处破坏包装，采样后还存在复包问题。采样后在拿回实验室的过程中不仅会容易引起其它误差，而且检测过程也不方便。传统方法属于离线检测方法，对于测量数据需要人工录入，对于数据处理也产生诸多不便。

发明内容

针对于上述现有技术存在的不足之处，本发明提供了一种单探针棉花含水率测量仪。该发明能够有效解决开包封包问题，而且现场进行检测，不会由于采样的过程而产生其它误差。对于采集到的数据能够进行在线录入处理，使用起来十分方便。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种单探针棉花含水率测量仪，该测量系统主要包括了信号发生器、传感器模块、信号采集与处理模块。其中传感器模块由不锈钢管、激励线圈、检测电极和绝缘层组成。信号采集与处理模块由放大电路模块、数据采集单元、无线发射接收模块和计算机组成。首先在测量时环境保持一定的温湿度，待测样本保持一定的密度，这样可以避免其他外界因素影响实验结果。

进一步地，信号发生器向激励线圈提供正弦交流激励信号u_i，通过电容耦合使待测样本等效于电阻与传感器形成测量回路，同时为信号采集与处理模块提供同步触发信号u_r，作为参考信号。

进一步地，对于从检测电极出来的电流信号i，通过I/V转换电路实现电流转电压功能，高通滤波滤除了直流信号和低频噪声，电压放大电路实现电压放大功能，方便数据的采集与处理。

进一步地，数据采集单元实现模数转换，通过无线发射接收模块，将数据采集单元采集到的数据传输到计算机。其中在选择数据采集单元电压测量范围时，适当选择较低量程可提高测量精度。

进一步地，由于测得信号十分微弱，需要在计算机端对于采集到的数据进行微弱信号处理，并且完成数据拟合矫正，测得所需的幅值A与相位θ，计算出待测样本的电阻值。最后通过棉花电阻值与棉花含水率负相关规律得到具体棉花含水率数值，完成测量。

本发明的有益效果在于：对于所得到的信号进行大量的处理工作，包括了各种转换，滤除，放大，拟合校正等，所得到的结果具有准确度高的特点；由于处理数据在计算机端进行，对于数据的采集保存较为方便；使用了无线发射接收模块，测量仪与计算机之间实现了无线传输，大大提高了测量仪的灵活性；若需要进行新的测试，只需要将传感器插入新的待测样本中，待其呈稳定状态后，测试人员操作计算机即可，使用方便快捷，大大提高了工作效率。

附图说明