一种重量含水率测量方法及装置与流程
本发明涉及数据测量及处理技术领域，尤其涉及一种重量含水率测量方法及装置。
背景技术
目前，如粮食、木材屑、糖果粉、纸屑等的重量含水率测量方法，通常分为直接测量法和间接测量法；其中，直接测量法是一种基准法，是将被测物体热干燥后直接测出其中的含水量，其检测准确度高，但不适用于现场和在线检测；间接测量法是通过测量与水分变化相关的物理量来得到水分含量，常见的是基于静电电容式传感器的水分测量方法，其等效电路如图1所示，其测量原理具体为：当被测物体的重量含水率发生变化时，引起介电常数变化，从而引起测量回路中的静电电容发生变化，检测该电容的变化，得到传感器的输出，即正规化频率(scaledfrequency，简称sf)，而后根据确定的sf推导出被测物体的重量含水率；其中，根据确定的sf推导出被测物体的重量含水率的过程，则是根据预先实验得到的重量含水率m与sf之间的关系近似式，例如sf＝amb+c，以及预先存储的a、b、c的值推导出被测物体的重量含水率；然而，该测量方法中，当被测物体的密度或者温度发生变化时，则会引起测量误差，导致测量结果不准确。
技术实现要素：
为解决现有技术的不足，本发明提供一种重量含水率测量方法及装置。
第一方面，本发明提供一种重量含水率测量方法，包括：
确定不同温度及密度的被测物体的重量含水率与传感器的输出数据之间的对应关系；
当接收到所述被测物体的重量含水率时，将接收到的重量含水率作为基准重量含水率，读取所述基准重量含水率对应的温度及传感器的输出数据，并分别作为基准温度和基准输出数据；
根据所述对应关系、所述基准重量含水率、所述基准温度及所述基准输出数据，确定密度系数，并根据所述密度系数随时间的变化，定期更新所述密度系数；
当测量所述被测物体的重量含水率时，读取当前所述被测物体的温度及对应的传感器的输出数据，并分别作为当前温度和当前输出数据，根据所述当前温度、所述当前输出数据及当前的密度系数计算所述被测物体当前的重量含水率。
可选地，所述确定不同温度及密度的被测物体的重量含水率与传感器的输出数据之间的对应关系，具体包括：
分别测量不同温度的高密度被测物体和低密度被测物体的重量含水率及对应的传感器的电容变化，根据所述电容变化得到传感器的输出数据，并将测量的各重量含水率及对应的各传感器的输出数据建立关联，生成不同温度的高密度被测物体和低密度被测物体的第一基准曲线及第一基准值对应表并保存。
可选地，所述根据所述对应关系、所述基准重量含水率、所述基准温度及所述基准输出数据，确定密度系数，具体包括：
在所述第一基准值对应表中查找所述基准温度所在第一区间的起始温度和截止温度，并分别作为第一参考温度和第二参考温度；
根据所述第一参考温度下高密度被测物体及低密度被测物体的第一基准曲线，分别确定被测物体的重量含水率为所述基准重量含水率时，对应的传感器的输出数据并对应作为第一输出数据和第二输出数据；
根据所述第二参考温度下高密度被测物体及低密度被测物体的第一基准曲线，分别确定被测物体的重量含水率为所述基准重量含水率时，对应的传感器的输出数据并对应作为第三输出数据和第四输出数据；
根据所述第一输出数据、所述第二输出数据、所述第三输出数据及所述第四输出数据，计算所述基准温度及所述基准输出数据对应的密度系数并保存；
对应地，所述根据所述密度系数随时间的变化，定期更新所述密度系数具体为：每隔预设时间间隔按照上述方法计算密度系数，并使用计算的密度系数更新当前保存的密度系数；或者，根据密度系数随时间的变化，生成经年曲线并保存，根据保存的经年曲线自动更新当前保存的密度系数。
可选地，所述根据所述当前温度、所述当前输出数据及当前的密度系数计算所述被测物体当前的重量含水率，具体包括：
步骤a1：读取当前保存的密度系数作为当前密度系数，并在所述第一基准值对应表中查找所述当前温度所在第一区间的起始温度和截止温度，并分别作为第三参考温度和第四参考温度；
步骤a2：根据所述第三参考温度下高密度被测物体及低密度被测物体的第一基准曲线，或者所述第一基准值对应表，生成在所述第三参考温度下、密度系数为当前密度系数时的基准曲线和基准值对应表，并对应作为第二基准曲线和第二基准值对应表；
步骤a3：根据所述第四参考温度下高密度被测物体及低密度被测物体的第一基准曲线，或者所述第一基准值对应表，生成在所述第四参考温度下、密度系数为所述当前密度系数的基准曲线和基准值对应表，并对应作为第三基准曲线和第三基准值对应表；
步骤a4：根据所述第二基准曲线和所述第三基准曲线，或者根据所述第二基准值对应表和所述第三基准值对应表，生成在所述当前温度下、密度系数为所述当前密度系数的基准曲线和基准值对应表，并对应作为第四基准曲线和第四基准值对应表；
步骤a5：根据所述第四基准值对应表，计算所述当前输出数据对应的重量含水率，并作为所述被测物体当前的重量含水率。
可选地，所述步骤a2具体为：根据所述第三参考温度下高密度被测物体及低密度被测物体的第一基准曲线，或者第一基准值对应表，分别计算在所述第三参考温度下、密度系数为当前密度系数时，各不同重量含水率对应的各输出数据；根据各不同重量含水率及计算的对应的各输出数据，生成基准曲线和基准值对应表，并对应作为第二基准曲线和第二基准值对应表；
可选地，所述步骤a3具体为：根据所述第四参考温度下高密度被测物体及低密度被测物体的第一基准曲线，或者第一基准值对应表，分别计算在所述第四参考温度下、密度系数为所述当前密度系数时，各不同重量含水率对应的各输出数据；根据各不同重量含水率及计算的对应的各输出数据，生成基准曲线或者基准值对应表，并对应作为第三基准曲线和第三基准值对应表；
可选地，所述步骤a4具体为：根据所述第二基准曲线和所述第三基准曲线，或者根据所述第二基准值对应表和所述第三基准值对应表，确定在所述当前温度下、密度系数为所述当前密度系数时，各不同重量含水率对应的各输出数据；根据各不同重量含水率及计算的对应的各输出数据，生成基准曲线和基准值对应表，并对应作为第四基准曲线和第四基准值对应表；
所述步骤a5具体为：在所述第四基准值对应表中查找当前输出数据所在的第二区间的起始输出数据和截止输出数据，并分别作为第七输出数据和第八输出数据；根据所述第七输出数据及其对应的重量含水率、所述第八输出数据及其对应重量含水率计算所述当前输出数据对应的重量含水率，并作为所述被测物体当前的重量含水率。
第二方面，本发明提供一种重量含水率测量装置，包括：
第一确定模块，用于确定不同温度及密度的被测物体的重量含水率与传感器的输出数据之间的对应关系；
接收模块，用于接收所述被测物体的重量含水率并作为基准重量含水率；
读取模块，用于当所述接收模块接收到所述被测物体的基准重量含水率时，读取所述基准重量含水率对应的温度及传感器的输出数据，并分别作为基准温度和基准输出数据；
第二确定模块，用于根据所述第一确定模块确定的对应关系、所述接收模块接收到的基准重量含水率、所述读取模块读取的基准温度及基准输出数据，确定密度系数；
更新模块，用于根据所述密度系数随时间的变化，定期更新所述密度系数；
所述读取模块，还用于在测量所述被测物体的重量含水率时，读取当前所述被测物体的温度及对应的传感器的输出数据，并分别作为当前温度和当前输出数据；
计算模块，用于根据所述读取模块读取的当前温度、当前输出数据及当前的密度系数计算所述被测物体当前的重量含水率。
可选地，所述第一确定模块具体包括：测量子模块、第一计算子模块、第一生成子模块和第一存储子模块；
所述测量子模块，用于分别测量不同温度的高密度被测物体和低密度被测物体的重量含水率及对应的传感器的电容变化；
所述第一计算子模块，用于根据所述测量子模块测量的电容变化及测量回路计算传感器的输出数据；
所述第一生成子模块，用于将所述测量子模块测量的各重量含水率及所述第一计算子模块计算的对应的各输出数据建立关联，生成不同温度的高密度被测物体和低密度被测物体的第一基准曲线及第一基准值对应表；
所述第一存储子模块，用于保存所述第一生成子模块生成的第一基准曲线及第一基准值对应表。
可选地，所述第二确定模块具体包括：第一查找子模块、第一确定子模块、第二确定子模块、第二计算子模块和第二存储子模块；
所述第一查找子模块，用于在所述第一存储子模块保存的第一基准值对应表中查找所述读取模块读取的基准温度所在第一区间的起始温度和截止温度，并分别作为第一参考温度和第二参考温度；
所述第一确定子模块，用于根据所述第一参考温度下高密度被测物体及低密度被测物体的第一基准曲线，分别确定被测物体的重量含水率为所述基准重量含水率时，对应的传感器的输出数据并对应作为第一输出数据和第二输出数据；
所述第二确定子模块，用于根据所述第二参考温度下高密度被测物体及低密度被测物体的第一基准曲线，分别确定被测物体的重量含水率为所述基准重量含水率时，对应的传感器的输出数据并对应作为第三输出数据和第四输出数据；
所述第二计算子模块，用于根据所述第一确定子模块确定的第一输出数据和第二输出数据、所述第二确定子模块确定的第三输出数据及所述第四输出数据，计算所述基准温度及所述基准输出数据对应的密度系数；
所述第二存储子模块，用于保存所述第二计算子模块计算的密度系数；
所述更新模块具体用于：每隔预设时间间隔按照上述方式计算密度系数，并使用计算的密度系数更新所述第二存储子模块当前保存的密度系数；或者，根据密度系数随时间的变化，生成经年曲线并保存，根据保存的经年曲线自动更新所述第二存储子模块当前保存的密度系数。
可选地，所述计算模块具体包括：第二查找子模块、第二生成子模块、第三生成子模块、第四生成子模块和第三计算子模块；
所述第二查找子模块，用于读取所述第二存储子模块当前保存的密度系数作为当前密度系数，并在所述第一存储子模块保存的第一基准值对应表中查找所述读取模块读取的当前温度所在第一区间的起始温度和截止温度，并分别作为第三参考温度和第四参考温度；
所述第二生成子模块，用于根据所述第一存储子模块保存的第三参考温度下高密度被测物体及低密度被测物体的第一基准曲线，或者第一基准值对应表，生成在所述第三参考温度下、密度系数为所述当前密度系数时的基准曲线和基准值对应表，并对应作为第二基准曲线和第二基准值对应表；
所述第三生成子模块，用于根据所述第一存储子模块保存的第四参考温度下高密度被测物体及低密度被测物体的第一基准曲线，或者所述第一基准值对应表，生成在所述第四参考温度下、密度系数为所述当前密度系数的基准曲线和基准值对应表，并对应作为第三基准曲线和第三基准值对应表；
所述第四生成子模块，用于根据所述第二生成子模块生成的第二基准曲线和所述第三生成子模块生成的第三基准曲线，或者根据所述第二生成子模块生成的第二基准值对应表和所述第三生成子模块生成的第三基准值对应表，生成在所述当前温度下、密度系数为所述当前密度系数的基准曲线和基准值对应表，并对应作为第四基准曲线和第四基准值对应表；
所述第三计算子模块，用于根据所述第四生成子模块生成的第四基准值对应表，计算所述读取模块读取的当前输出数据对应的重量含水率，并作为所述被测物体当前的重量含水率。
可选地，所述第二生成子模块具体用于：根据所述第一存储子模块保存的第三参考温度下高密度被测物体及低密度被测物体的第一基准曲线，或者第一基准值对应表，分别计算在所述第三参考温度下、密度系数为所述当前密度系数时，各不同重量含水率对应的各输出数据；根据各不同重量含水率及计算的对应的各输出数据，生成基准曲线和基准值对应表，并对应作为第二基准曲线和第二基准值对应表；
可选地，所述第三生成子模块具体用于：根据所述第一存储子模块保存的第四参考温度下高密度被测物体及低密度被测物体的第一基准曲线，或者第一基准值对应表，分别计算在所述第四参考温度下、密度系数为所述当前密度系数时，各不同重量含水率对应的各输出数据；根据各不同重量含水率及计算的对应的各输出数据，生成基准曲线和基准值对应表，并对应作为第三基准曲线和第三基准值对应表；
可选地，所述第四生成子模块具体用于：根据所述第二生成子模块生成的第二基准曲线和所述第三生成子模块生成的第三基准曲线，或者根据所述第二生成子模块生成的第二基准值对应表和所述第三生成子模块生成的第三基准值对应表，确定在所述当前温度下、密度系数为所述当前密度系数时，各不同重量含水率对应的各输出数据；根据各不同重量含水率及计算的对应的各输出数据，生成基准曲线和基准值对应表，并对应作为第四基准曲线和第四基准值对应表；
所述第三计算子模块具体用于：在所述第四生成子模块生成的第四基准值对应表中查找当前输出数据所在的第二区间的起始输出数据和截止输出数据，并分别作为第七输出数据和第八输出数据；根据所述第七输出数据及其对应的重量含水率、所述第八输出数据及其对应重量含水率计算所述当前输出数据对应的重量含水率，并作为所述被测物体当前的重量含水率。
第三方面，本发明提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，当该计算机程序被处理器执行时，实现如本发明的第一方面所述的方法。
本发明的优点在于：
本发明中，一方面，在现有的基于电容式传感器的水分测量方法的基础上，引入了温度和密度两个参数，通过实时测量温度和实地校正，确定对应的密度系数，并根据密度系数随时间的变化定期更新，使得在后续基于当前的温度和当前的密度系数进行被测物体的重量含水率测量时，减少或者消除了温度及密度对测量精度的影响，提高了测量精度；另一方面，在现有的硬件测量装置的基础上，没有增加任何硬件设备，因而在使得保守的工作变得容易、以及保证了测量精度的同时而未增加设备成本；再一方面，本发明中的方法，能够实时、连续在线进行高精度测量大规模仓库中被测物体的重量含水率，应用范围广泛。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
附图1为现有技术中静电电容式传感器的等效电路示意图；
附图2为本发明提供的一种重量含水率测量方法流程图；
附图3为本发明提供的第一基准值对应表示意图；
附图4为本发明提供的20℃及25℃的高密度被测物体及低密度被测物体的第一基准曲线示意图；
附图5为本发明提供的第四基准值对应表示意图；
附图6为本发明提供的一种重量含水率测量装置模块组成框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明中，在现有的重量含水率测量的方法基础上，引入温度及密度两个参数，使得在被测物体的温度或者密度发生变化时，减少或者消除了温度及密度对测量精度的影响；以下对本发明中的含水量测量方法进行详述。
实施例一
根据本发明的实施方式，提供一种重量含水率测量方法，如图2所示，包括：
步骤101：确定不同温度及密度的被测物体的重量含水率与传感器的输出数据之间的对应关系；
具体地，分别测量不同温度的高密度被测物体和低密度被测物体的重量含水率及对应的传感器的电容变化，根据电容变化及测量回路得到传感器的输出数据，并将测量的各重量含水率及对应的各传感器的输出数据建立关联，生成不同温度的高密度被测物体和低密度被测物体的第一基准曲线及第一基准值对应表并保存；其中，各数据可以在实验室中通过实验取得，优选地，使用红外线水分计作为基准仪器对被测物体的重量含水率进行精确测量，使用传感器内置的测温元件对被测物体的温度进行测量；
本发明中，第一基准曲线即在不同温度下高、低密度的被测物体的重量含水率与传感器的输出数据的关系曲线；其中，高密度具体为将被测物体从一定高度自然流入实验容器，然后加振以及从被测物体上面加压，使其充填率增加时的密度；低密度具体为将被测物体从一定高度以一定速度自然流入实验容器时的密度。
优选地，在本实施例中，将生成的第一基准曲线及第一基准值对应表保存至只读存储器(read-onlymemory，简称rom)中。
进一步地，本发明中的被测物体可以为粮食、木材屑、建筑材料、糖果粉、纸屑等；对应地，生成不同温度的高密度被测物体和低密度被测物体的第一基准曲线及第一基准值对应表，具体为：根据被测物体的种类，生成对应的不同温度的高密度被测物体和低密度被测物体的第一基准曲线及第一基准值对应表；本发明中以被测物体为粮食为例进行说明；
需要指出地，本发明中的温度是指被测物体的温度，且测量温度的范围根据实际使用传感器时的被测物体的温度范围来设定，测量温度的间隔可以根据测量精度要求自行设定；例如，在本实施例中，不同的测量温度设定为10℃、15℃、20℃、25℃、30℃，不同的重量含水率设定为8％、12％、16％、20％、24％，不同的密度为高密度(high)和低密度(low)，对应的传感器的输出数据如图3所示；需要说明地，附图3仅用于示例而不用于限定。
更进一步地，本发明中，传感器的输出数据可以为电压、电流、正规化频率(scaledfrequency，简称sf)、频率等，其可以根据需求自行设定；本发明中以传感器的输出数据为正规化频率、被测物体为粮食为例进行说明，对应地，根据电容变化及测量回路得到传感器的输出数据，具体包括：
步骤b1：根据电容变化确定测量回路的输出频率；
具体地，依据第一表达式
步骤b2：将输出频率转换为数字信号；
具体地，对输出频率f进行模数转换，得到数字信号f1。
步骤b3：根据数字信号计算传感器的正规化频率。
具体地，根据数字信号f1，依据第二表达式sf＝(fa-f1)/(fa-fw)计算传感器的正规化频率，其中，sf为传感器的正规化频率，fa为被测物体是空气时传感器的输出，fw为被测物体是水时传感器的输出，f1为被测物体是粮食时，经过模数转换后的传感器的输出。
步骤102：当接收到被测物体的重量含水率时，将接收到的重量含水率作为基准重量含水率，读取基准重量含水率对应的温度及传感器的输出数据，并分别作为基准温度和基准输出数据；
优选地，接收使用红外线水分计测量的被测物体的水分率，将其作为基准重量含水率，并读取传感器中温度测量回路测得的与基准重量含水率对应的被测物体的温度作为基准温度，读取传感器中数模变换回路得到的与基准重量含水率对应的传感器的输出数据作为基准输出数据。
例如，在本实施例中，基准重量含水率m0为18％，读取的基准温度t0为22℃，基准输出数据
步骤103：根据确定的对应关系、接收到的基准重量含水率、读取的基准温度及基准输出数据，确定密度系数，并根据密度系数随时间的变化，定期更新密度系数；
根据本发明的实施方式，步骤103具体包括：
步骤103-1：在第一基准值对应表中查找基准温度所在第一区间的起始温度和截止温度，并分别作为第一参考温度和第二参考温度；
其中，第一区间具体为基准温度所在的最小区间；
例如，在本实施例中，基准温度t0为22℃，在第一基准值对应表中查找其所在的第一区间为20℃～25℃，并将起始温度t1＝20℃作为第一参考温度，将截止温度t2＝25℃作为第二参考温度。
需要指出地，不同的被测物体对应不同的第一基准值对应表；
对应地，步骤103-1具体为：根据被测物体的种类在对应的第一基准值对应表中查找基准温度所在第一区间的起始温度和截止温度，并分别作为第一参考温度和第二参考温度。
步骤103-2：根据第一参考温度下高密度被测物体及低密度被测物体的第一基准曲线，分别确定被测物体的重量含水率为基准重量含水率时，对应的传感器的输出数据并对应作为第一输出数据和第二输出数据；
例如，如图4所示，根据20℃的高密度被测物体的第一基准曲线l1，确定被测物体的重量含水率为18％时，对应的传感器的输出数据
步骤103-3：根据第二参考温度下高密度被测物体及低密度被测物体的第一基准曲线，分别确定被测物体的重量含水率为基准重量含水率时，对应的传感器的输出数据并对应作为第三输出数据和第四输出数据；
例如，如图4所示，根据25℃的高密度被测物体的第一基准曲线l3，确定被测物体的重量含水率为18％时，对应的传感器的输出数据
步骤103-4：根据确定的第一输出数据、第二输出数据、第三输出数据及第四输出数据，计算基准温度及基准输出数据对应的密度系数并保存；
根据本发明的实施方式，步骤103-4具体包括：
步骤103-4-1：根据确定的第一输出数据和第三输出数据，计算在基准温度下，高密度被测物体的重量含水率为基准重量含水率时，对应的传感器的输出数据并作为第五输出数据；
具体地，依据表达式
例如，根据上述数据可得第五输出数据sf18％/22℃/h＝sf18％/20℃/h+(sf18％/25℃/h-sf18％/20℃/h)(22-20)/(25-20)。
步骤103-4-2：根据确定的第二输出数据和第四输出数据计算在基准温度下，低密度被测物体的重量含水率为基准重量含水率时，对应的传感器的输出数据并作为第六输出数据；
具体地，依据表达式
例如，在本实施例中，根据上述数据可得第六输出数据sf18％/22℃/l＝sf18％/20℃/l+(sf18％/25℃/l-sf18％/20℃/l)(22-20)/(25-20)。
需要指出地，步骤103-4-1与步骤103-4-2的执行顺序可以互换。
步骤103-4-3：根据第五输出数据和第六输出数据，计算基准输出数据对应的密度系数并保存；
具体地，依据表达式
例如，在本实施例中，根据上述数据可得当前密度系数k＝(sf18％/22℃/k-sf18％/22℃/l)/(sf18％/22℃/h-sf18％/22℃/l)。
优选地，保存密度系数至带电可擦可编程只读存储器(electricallyerasableprogrammableread-onlymemory，简称eeprom)中。
步骤103-5：根据密度系数随时间的变化，定期更新保存的密度系数。
可选地，步骤103-5具体为：
根据密度系数随时间的变化，每隔预设时间间隔根据上述方法计算密度系数，并使用计算的密度系数更新eeprom中当前保存的密度系数；或者，根据密度系数随时间的变化，生成经年曲线并保存，根据保存的经年曲线自动更新eeprom当前保存的密度系数。
其中，经年曲线即为密度系数与时间变化的关系曲线；预设时间间隔可以根据需求自行设定，例如为三个月或者半年。
本发明中通过确定密度系数并定期更新密度系数，以在后续测量被测物体的重量含水率时，根据当前保存的密度系数计算被测物体的重量含水率，从而减少或者消除了温度及密度对测量精度的影响，其具体过程详见步骤104。
步骤104：当测量被测物体的重量含水率时，读取当前被测物体的温度及对应的传感器的输出数据，并分别作为当前温度和当前输出数据，根据当前温度、当前输出数据及当前的密度系数确定被测物体当前的重量含水率。
其中，读取当前被测物体的温度及对应的传感器的输出数据，并分别作为当前温度和当前输出数据，具体为：读取当前传感器的温度测量回路测得的被测物体的温度并作为当前温度，读取当前传感器的数模转换电路得到的传感器的输出数据并作为当前输出数据；例如，当前温度t＝18℃，当前输出数据
根据本发明的实施方式，根据当前温度、当前输出数据及当前的密度系数确定被测物体当前的重量含水率，具体包括：
步骤a1：读取当前保存的密度系数作为当前密度系数，并在所述第一基准值对应表中查找所述当前温度所在第一区间的起始温度和截止温度，并分别作为第三参考温度和第四参考温度；
例如，在本实施例中，当前温度t＝18℃，在第一基准值对应表中查找其所在的第一区间为15℃～20℃，并将起始温度t3＝15℃作为第三参考温度，将截止温度t4＝20℃作为第四参考温度。
需要指出地，第三参考温度与第一参考温度可以相同也可以不同；第四参考温度与第二参考温度可以相同也可以不同。
步骤a2：根据第三参考温度下高密度被测物体及低密度被测物体的第一基准曲线，或者第一基准值对应表，生成在第三参考温度下、密度系数为当前密度系数时的基准曲线和基准值对应表，并对应作为第二基准曲线和第二基准值对应表；
具体地，根据第三参考温度下高密度被测物体及低密度被测物体的第一基准曲线，或者第一基准值对应表，分别计算在第三参考温度下、密度系数为当前密度系数时，各不同重量含水率对应的各输出数据；根据各不同重量含水率及计算的对应的各输出数据，生成基准曲线和基准值对应表，并对应作为第二基准曲线和第二基准值对应表；
其中，不同重量含水率可以根据测量精度需求自行设定，例如，在本实施例中，不同重量含水率为8％、12％、16％、20％、24％，根据上述数据可得，在第三参考温度t3下、密度系数为当前密度系数k0时，对应的各输出数据为
根据各不同重量含水率及计算的对应的各输出数据，生成基准曲线和基准值对应表，并对应作为第二基准曲线和第二基准值对应表。
步骤a3：根据第四参考温度下高密度被测物体及低密度被测物体的第一基准曲线，或者第一基准值对应表，生成在第四参考温度下、密度系数为当前密度系数的基准曲线和基准值对应表，并对应作为第三基准曲线和第三基准值对应表；
具体地，根据第四参考温度下高密度被测物体及低密度被测物体的第一基准曲线，或者第一基准值对应表，分别计算在第四参考温度下、密度系数为当前密度系数时，各不同重量含水率对应的各输出数据；根据各不同重量含水率及计算的对应的各输出数据，生成基准曲线和基准值对应表，并对应作为第三基准曲线和第三基准值对应表；
其中，不同重量含水率与步骤a2中的不同重量含水率相同，例如，在本实施例中，不同重量含水率为8％、12％、16％、20％、24％，根据上述数据可得，在第二基准温度t4下、密度系数为当前密度系数k0时，对应的各输出数据为
根据各不同重量含水率及计算的对应的各输出数据，生成基准曲线和基准值对应表，并对应作为第三基准曲线和第三基准值对应表。
需要指出地，步骤a2与步骤a3的执行顺序可以互换。
步骤a4：根据生成的第二基准曲线和第三基准曲线，或者根据生成的第二基准值对应表和第三基准值对应表，生成在当前温度下、密度系数为当前密度系数的基准曲线和基准值对应表，并对应作为第四基准曲线和第四基准值对应表；
具体地，根据第二基准曲线和第三基准曲线，或者根据第二基准值对应表和第三基准值对应表，确定在当前温度下、密度系数为当前密度系数时，各不同重量含水率对应的各输出数据；根据各不同重量含水率及计算的对应的各输出数据，生成基准曲线和基准值对应表，并对应作为第四基准曲线和第四基准值对应表；
其中，不同重量含水率与步骤a2和步骤a3中的不同重量含水率相同，例如，在本实施例中，不同重量含水率为8％、12％、16％、20％、24％，根据上述数据可得，在当前温度t下、密度系数为当前密度系数k0时，对应的各输出数据为
根据各不同重量含水率及计算的对应的各输出数据，生成基准曲线和基准值对应表，并对应作为第四基准曲线和第四基准值对应表。
步骤a5：根据第四基准值对应表，计算当前输出数据对应的重量含水率，并作为被测物体当前的重量含水率。
根据本发明的实施方式，步骤a5具体包括：
步骤a5-1：在第四基准值对应表中查找当前输出数据所在的第二区间的起始输出数据和截止输出数据，并分别作为第七输出数据和第八输出数据；
具体地，在第四基准值对应表中查找当前输出数据
例如，在本实施例中，第四基准值对应表如图5所示，在第四基准值对应表中查找当前输出数据
步骤a5-2：根据第七输出数据及其对应的重量含水率、第八输出数据及其对应重量含水率计算当前输出数据对应的重量含水率。
具体地，依据表达式
例如，在本实施例中，根据上述数据可得
根据本发明的实施方式，步骤a5还可以具体为：根据第四基准值对应表求得重量含水率与输出数据的近似关系式m＝f(sf)，其可以是多项式，或者其他近似关系式，根据求得的近似关系式计算当前输出数据对应的重量含水率。
本发明中，通过当前密度系数计算被测物体的重量含水率，提高了重量含水率的正确性及精度。
根据本发明的实施方式，步骤104之后还包括：输出被测物体当前的重量含水率；
具体地，通过电流、或者电压、或者无线通信等输出被测物体当前的重量含水率，并通过显示设备进行显示。
需要指出的，本发明中，基准值对应表和基准值曲线的作用相同，由于保存时需要占用存储空间，故可根据需求只生成基准值对应表和基准值曲线其一并保存。
实施例二
根据本发明的实施方式，提供一种重量含水率测量装置，如图6所示，包括：
第一确定模块201，用于确定不同温度及密度的被测物体的重量含水率与传感器的输出数据之间的对应关系；
接收模块202，用于接收被测物体的重量含水率并作为基准重量含水率；
读取模块203，用于当接收模块202接收到被测物体的基准重量含水率时，读取基准重量含水率对应的温度及传感器的输出数据，并分别作为基准温度和基准输出数据；
第二确定模块204，用于根据第一确定模块201确定的对应关系、接收模块202接收到的基准重量含水率、读取模块203读取的基准温度及基准输出数据，确定密度系数；
更新模块205，用于根据密度系数随时间的变化，定期更新密度系数；
读取模块203，还用于在测量被测物体的重量含水率时，读取当前被测物体的温度及对应的传感器的输出数据，并分别作为当前温度和当前输出数据；
计算模块206，用于根据读取模块203读取的当前温度、当前输出数据及当前的密度系数计算被测物体当前的重量含水率。
根据本发明的实施方式，第一确定模块201具体包括：测量子模块、第一计算子模块、第一生成子模块和第一存储子模块，其中：
测量子模块，用于分别测量不同温度的高密度被测物体和低密度被测物体的重量含水率及对应的传感器的电容变化；
第一计算子模块，用于根据测量子模块测量的电容变化计算传感器的输出数据；
第一生成子模块，用于将测量子模块测量的各重量含水率及第一计算子模块计算的对应的各输出数据建立关联，生成不同温度的高密度被测物体和低密度被测物体的第一基准曲线及第一基准值对应表；
所述第一存储子模块，用于保存所述第一生成子模块生成的第一基准曲线及第一基准值对应表。
需要指出地，本发明中的温度是指被测物体的温度，且测量温度的范围根据实际使用传感器时的被测物体的温度范围来设定，测量温度的间隔可以根据测量精度要求自行设定；例如，在本实施例中，不同的测量温度设定为10℃、15℃、20℃、25℃、30℃，不同的重量含水率设定为8％、12％、16％、20％、24％，不同的密度为高密度(high)和低密度(low)。
根据本发明的实施方式，第二确定模块204具体包括：第一查找子模块、第一确定子模块、第二确定子模块、第二计算子模块和第二存储子模块，其中：
第一查找子模块，用于在第一存储子模块保存的第一基准值对应表中查找读取模块203读取的基准温度所在第一区间的起始温度和截止温度，并分别作为第一参考温度和第二参考温度；
第一确定子模块，用于根据第一参考温度下高密度被测物体及低密度被测物体的第一基准曲线，分别确定被测物体的重量含水率为基准重量含水率时，对应的传感器的输出数据并对应作为第一输出数据和第二输出数据；
第二确定子模块，用于根据第二参考温度下高密度被测物体及低密度被测物体的第一基准曲线，分别确定被测物体的重量含水率为基准重量含水率时，对应的传感器的输出数据并对应作为第三输出数据和第四输出数据；
第二计算子模块，用于根据第一确定子模块确定的第一输出数据和第二输出数据、第二确定子模块确定的第三输出数据和第四输出数据，计算读取模块203读取的基准温度及基准输出数据对应的密度系数；
第二存储子模块，用于保存第二计算子模块计算的密度系数；
对应地，更新模块205具体用于：每隔预设时间间隔按照上述方式计算密度系数，并使用计算的密度系数更新第二存储子模块当前保存的密度系数；或者，根据密度系数随时间的变化，生成经年曲线并保存，根据保存的经年曲线自动更新第二存储子模块当前保存的密度系数。其中，更新模块205计算密度系数的方式与第二确定模块204计算密度系数的方式相同。
其中，第一区间具体为基准温度所在的最小区间；
例如，在本实施例中，接收模块202接收到粮食的测量温度t0为22℃，查找子模块在第一基准值对应表中查找测量温度t所在的第一区间为20℃～25℃，并将起始温度t1＝20℃作为第一基准温度，将截止温度t2＝25℃作为第二基准温度。
根据本发明的实施方式，第二计算子模块，具体包括：第一计算单元、第二计算单元和第三计算单元，其中：
第一计算单元，用于根据第一确定子模块确定的第一输出数据和第二确定子模块确定的第三输出数据，计算在基准温度下，高密度被测物体的重量含水率为基准重量含水率时，对应的传感器的输出数据并作为第五输出数据；
第二计算单元，用于根据第一确定子模块确定的第二输出数据和第二确定子模块第四输出数据，计算在基准温度下，低密度被测物体的重量含水率为基准重量含水率时，对应的传感器的输出数据并作为第六输出数据；
第三计算单元，用于根据第一计算单元计算的第五输出数据和第二计算单元计算的第六输出数据，计算基准输出数据对应的密度系数。
根据本发明的实施方式，计算模块206具体包括：第二查找子模块、第二生成子模块、第三生成子模块、第四生成子模块和第三计算子模块，其中：
第二查找子模块，用于读取第二存储子模块当前保存的密度系数作为当前密度系数，并在第一存储子模块保存的第一基准值对应表中查找读取模块203读取的当前温度所在第一区间的起始温度和截止温度，并分别作为第三参考温度和第四参考温度
第二生成子模块，用于根据第一存储子模块保存的第三参考温度下高密度被测物体及低密度被测物体的第一基准曲线，或者第一基准值对应表，生成在第三参考温度下、密度系数为当前密度系数时的基准曲线和基准值对应表，并对应作为第二基准曲线和第二基准值对应表；
第三生成子模块，用于根据第一存储子模块保存的第四参考温度下高密度被测物体及低密度被测物体的第一基准曲线，或者第一基准值对应表，生成在第四参考温度下、密度系数为当前密度系数的基准曲线和基准值对应表，并对应作为第三基准曲线和第三基准值对应表；
第四生成子模块，用于根据第二生成子模块生成的第二基准曲线和第三生成子模块生成的第三基准曲线，或者根据第二生成子模块生成的第二基准值对应表和第三生成子模块生成的第三基准值对应表，生成在当前温度下、密度系数为当前密度系数的基准曲线和基准值对应表，并对应作为第四基准曲线和第四基准值对应表；
第三计算子模块，用于根据第四生成子模块生成的第四基准值对应表，计算读取模块203读取的当前输出数据对应的重量含水率，并作为被测物体当前的重量含水率。
根据本发明的实施方式，第二生成子模块具体用于：根据第一存储子模块保存的第三参考温度下高密度被测物体及低密度被测物体的第一基准曲线，或者第一基准值对应表，分别计算在第三参考温度下、密度系数为当前密度系数时，各不同重量含水率对应的各输出数据；根据各不同重量含水率及计算的对应的各输出数据，生成基准曲线和基准值对应表，并对应作为第二基准曲线和第二基准值对应表；
根据本发明的实施方式，第三生成子模块具体用于：根据第一存储子模块保存的第四参考温度下高密度被测物体及低密度被测物体的第一基准曲线，或者第一基准值对应表，分别计算在第四参考温度下、密度系数为当前密度系数时，各不同重量含水率对应的各输出数据；根据各不同重量含水率及计算的对应的各输出数据，生成基准曲线和基准值对应表，并对应作为第三基准曲线和第三基准值对应表；
根据本发明的实施方式，第四生成子模块具体用于：根据第二生成子模块生成的第二基准曲线和第三生成子模块生成的第三基准曲线，或者根据第二生成子模块生成的第二基准值对应表和第三生成子模块生成的第三基准值对应表，确定在当前温度下、密度系数为当前密度系数时，各不同重量含水率对应的各输出数据；根据各不同重量含水率及计算的对应的各输出数据，生成基准曲线和基准值对应表，并对应作为第四基准曲线和第四基准值对应表；
第三计算子模块具体用于：在第四生成子模块生成的第四基准值对应表中查找当前输出数据所在的第二区间的起始输出数据和截止输出数据，并分别作为第七输出数据和第八输出数据；根据第七输出数据及其对应的重量含水率、第八输出数据及其对应重量含水率计算当前输出数据对应的重量含水率，并作为被测物体当前的重量含水率。
根据本发明的实施方式，该装置还包括：输出模块；
输出模块，用于计算模块206确定被测物体当前的重量含水率之后，通过显示设备进行显示。
实施例三
根据本发明的实施方式，还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，当该计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的重量含水率测量方法的步骤。
本发明中，一方面，在现有的基于电容式传感器的水分测量方法的基础上，引入了温度和密度两个参数，通过实时测量温度和实地校正，确定对应的密度系数，并根据密度系数随时间的变化定期更新，使得在后续基于当前的温度和当前的密度系数进行被测物体的重量含水率测量时，减少或者消除了温度及密度对测量精度的影响，提高了测量精度；另一方面，在现有的硬件测量装置的基础上，没有增加任何硬件设备，因而在使得保守的工作变得容易、以及保证了测量精度的同时而未增加设备成本；再一方面，本发明中的方法，能够实时、连续在线进行高精度测量大规模仓库中被测物体的重量含水率，应用范围广泛。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！