一种粮食品质指标快检装置的制作方法

1.本发明属于粮食检测技术领域，尤其涉及一种粮食品质指标快检装置。


背景技术：

2.粮食收储过程中需要对粮食进行检测，其中粮食含水率是检测的主要内容，过高的含水率容易引起粮食的发芽、发霉、不易存储等后果，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。目前，粮食含水率检测方法大多采用红外线照射法，红外线照射法只能对粮食的表面的水分进行检测，得出的结果非常的不准确，而且现有的方法没有考虑粮食之间的空隙问题，对此量结果会产生误差。
3.因此，有必要提供一种新的粮食品质指标快检装置解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种粮食品质指标快检装置。
5.本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
6.一种粮食品质指标快检装置，包括检测仓，所述检测仓包括管体和转动安装在所述管体一端的密封盖，所述管体远离所述密封盖的一端设置有超宽带信号发射器，所述密封盖上设置有超宽带信号接收器，所述超宽带信号发射器和所述超宽带信号接收器相适配；
7.所述检测仓上设置有连接杆，所述连接杆上设置有把手，所述把手上设置有移动电源，所述连接杆上设置有控制器，所述超宽带信号发射器、所述超宽带信号接收器和所述移动电源均与所述控制器相连接；
8.所述控制器可获取超宽带信号穿过粮食后的能量衰减量，所述控制器内设置有堆叠模型模块，所述堆叠模型模块用于模拟各类粮食堆放后单位厚度粮食缝隙的占比，并根据所述超宽带信号发射器和所述超宽带信号接收器之间的距离计算出超宽带信号穿过粮食的有效距离；所述控制器根据所述有效距离和所述能量衰减量计算出粮食含水率。
9.作为本发明的进一步优化方案，所述检测仓上设置有显示屏，所述显示屏与所述控制器相连接。
10.作为本发明的进一步优化方案，所述控制器获取超宽带信号穿过粮食后的能量衰减量的步骤为：
11.所述控制器内设置有衰减量计算模块，所述衰减量计算模块从所述超宽带信号发射器得到发射时超宽带信号的初始能量值，所述超宽带信号接收器将收到的超宽带信号的最终能量值输入所述衰减量计算模块，所述衰减量计算模块将所述最终能量值与所述初始能量值进行差值运算，得到所述能量衰减量。
12.作为本发明的进一步优化方案，所述堆叠模型模块计算有效距离的具体步骤为：
13.将粮食种类输入堆叠模型模块；
14.所述堆叠模型模块模拟此类粮食堆放后单位厚度粮食缝隙的占比x；
15.根据下列公式计算出所述有效距离h：
16.h＝(1-x)*h
17.其中，h为有效距离；x为单位厚度粮食缝隙的占比；h为所述超宽带信号发射器和所述超宽带信号接收器之间的距离。
18.作为本发明的进一步优化方案，所述控制器根据所述有效距离和所述能量衰减量计算粮食含水率的具体步骤为：
19.所述控制器内设置有含水率计算模块，所述含水率计算模块获得所述能量衰减量和所述有效距离后，根据下列公式计算出粮食的含水率：
20.l＝(q-|τ|e-2ah
cos2bh)/8.7aρ＇kh}
21.其中，l为所求的被检测粮食的含水率；
22.q为能量衰减量；
23.a为粮食中所含水的介电常数；
24.ρ＇为粮食中所含的水和粮食的密度差；
25.h为有效距离；
26.|τ|为空气与被测物之间的反射系数的模；
27.b为超宽带信号穿过含水物质的相位差；
28.k为校正常量，不同粮食品种不一样。
29.作为本发明的进一步优化方案，所述控制器内设置有储存模块和对比判断模块，所述储存模块内储存有各类型粮食达标的含水率范围数据，所述对比判断模块用于将所述含水率计算模块计算出的含水率与所述储存模块内的达标的含水率范围数据进行对比，并判断计算出的含水率是否位于所述云数据库内的达标的含水率范围数据内并输出结果，在显示屏显示。
30.本发明的有益效果在于：
31.本发明采用特定频率超宽带信号对粮食含水率进行检测，并通过堆叠模型模块得到有效的检测距离，排出粮食间的缝隙对检测的干扰，检测精度大大提高，增强了粮食含水率检测的可靠性，而且便于携带，可进行快速抽样检测。
附图说明
32.图1是本发明的整体结构示意图；
33.图2是本发明的检测仓的剖面结构示意图；
34.图3是本发明的原理框图。
35.图中：1、检测仓；2、管体；3、密封盖；4、超宽带信号发射器；5、超宽带信号接收器；6、连接杆；7、把手；8、移动电源；9、控制器；10、显示屏。
具体实施方式
36.下面结合附图对本技术作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本技术进行进一步的说明，不能理解为对本技术保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本技术作出一些非本质的改进和调整。
37.超宽带信号幅度(即能量)是固定的，信号穿过一定厚度的粮食后，信号能量会有
一定衰减，粮食含水量的不同，会使得信号能量的衰减值不一样。
38.如图1-3所示，一种粮食品质指标快检装置，包括检测仓1，所述检测仓1包括管体2和转动安装在所述管体2一端的密封盖3，所述管体2远离所述密封盖3的一端设置有超宽带信号发射器4，所述超宽带信号发射器4发射的超宽带信号的频率为5.5-8.0ghz，所述密封盖3上设置有超宽带信号接收器5，所述超宽带信号发射器4和所述超宽带信号接收器5相适配，所述检测仓1上设置有显示屏10；
39.所述检测仓1上设置有连接杆6，所述连接杆6上设置有把手7，所述把手7上设置有移动电源8，所述连接杆6上设置有控制器9，所述超宽带信号发射器4、所述超宽带信号接收器5、所述移动电源8和所述显示屏10均与所述控制器9相连接；
40.所述控制器9可获取超宽带信号穿过粮食后的能量衰减量，所述控制器9内设置有堆叠模型模块，所述堆叠模型模块用于模拟各类粮食堆放后单位厚度粮食缝隙的占比，并根据所述超宽带信号发射器4和所述超宽带信号接收器5之间的距离计算出超宽带信号穿过粮食的有效距离；所述控制器9根据所述有效距离和所述能量衰减量计算出粮食含水率。
41.所述控制器9获取超宽带信号穿过粮食后的能量衰减量的步骤为：
42.所述控制器9内设置有衰减量计算模块，所述衰减量计算模块从所述超宽带信号发射器4得到发射时超宽带信号的初始能量值，所述超宽带信号接收器5将收到的超宽带信号的最终能量值输入所述衰减量计算模块，所述衰减量计算模块将所述最终能量值与所述初始能量值进行差值运算，得到所述能量衰减量。
43.所述堆叠模型模块计算有效距离的具体步骤为：
44.将粮食种类输入堆叠模型模块；
45.所述堆叠模型模块模拟此类粮食堆放后单位厚度粮食缝隙的占比x；
46.根据下列公式计算出所述有效距离h：
47.h＝(1-x)*h
48.其中，h为有效距离；x为单位厚度粮食缝隙的占比；h为所述超宽带信号发射器4和所述超宽带信号接收器5之间的距离，即为管体2的长度。
49.所述控制器9根据所述有效距离和所述能量衰减量计算粮食含水率的具体步骤为：
50.所述控制器9内设置有含水率计算模块，所述含水率计算模块获得所述能量衰减量和所述有效距离后，根据下列公式计算出粮食的含水率：
51.l＝(q-|τ|e-2ah
cos2bh)/8.7aρ＇kh}
52.其中，l为所求的被检测粮食的含水率；
53.q为能量衰减量；
54.a为粮食中所含水的介电常数；
55.ρ＇为粮食中所含的水和粮食的密度差；
56.h为有效距离；
57.|τ|为空气与被测物之间的反射系数的模；
58.b为超宽带信号穿过含水物质的相位差；
59.k为校正常量，不同粮食品种不一样。
60.所述控制器9内设置有储存模块和对比判断模块，所述储存模块内储存有各类型
粮食达标的含水率范围数据，所述对比判断模块用于将所述含水率计算模块计算出的含水率与所述储存模块内的达标的含水率范围数据进行对比，并判断计算出的含水率是否位于所述云数据库内的达标的含水率范围数据内并输出结果，在显示屏10显示；所述储存模块内储存有各类型粮食达标的含水率范围数据，粮食种类大致分为：油料作物，其至少包括以下品种：葵花籽、芝麻、大豆、花生、蓖麻、苏子和油菜籽；
61.细粮作物，其至少包括以下品种：稻谷和小麦；
62.粗粮作物，其至少包括以下品种：玉米、红豆、绿豆、黑豆、荞麦和大麦；
63.其中，所述超宽带信号发射器在检测油料作物时发射的超宽带信号的频率为5.5ghz-6.5ghz；所述超宽带信号发射器在检测细粮作物时发射的超宽带信号的频率为6.5ghz-6.8ghz；所述超宽带信号发射器在检测粗粮作物时发射的超宽带信号的频率为6.8ghz-8.0ghz。
64.本发明提供的粮食品质指标快检装置的工作原理如下：
65.当需要进行粮食检测时，打开密封盖3，将粮食装进管体2内后盖上密封盖3，通过控制器9输入粮食的种类，堆叠模型模块计算出测量的有效距离，通过控制器9启动超宽带信号发射器4和超宽带信号接收器5，超宽带信号发射器4发射出超宽带信号，超宽带信号接收器5接收到的穿过粮食后的超宽带信号，然后超宽带信号接收器5将信号传输至衰减量计算模块，衰减量计算模块计算出能量衰减量；然后含水率计算模块根据有效距离和能量衰减量计算出粮食的含水率；再通过对比判断模块将计算出的含水率与所述储存模块内的达标的含水率范围数据进行对比，并判断计算出的含水率是否位于达标的含水率范围数据内并输出结果，结果在显示屏10上进行显示。
66.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。