一种适用于粮堆在线水分测量的传感装置的制作方法

本实用新型涉及粮食储藏工程的技术领域。更具体讲是一种适用于粮堆在线水分测量的传感装置。

背景技术：

在国家储备粮的储藏过程中，严格控制粮食水分变化是保障储粮安全的重要措施之一。在储藏期间，粮食水分的变化与安全储藏有着密切的关系，粮食水分可以直接反映粮食的安全性、稳定性。因此，各粮库在原粮储藏期间均对其水分进行检测与控制。目前，传统常用的测量粮食水分含量的方法有：加热干燥法、蒸馏法、电测法、微波法、核磁共振法以及近红外分光吸收法等。其中，只有电测法适用于对粮堆的在线水分实时检测。在电测法测量粮食水分常用的传感器有电阻式、电容式两种。电阻式传感器测湿范围小、滞后现象严重、线性差、响应慢、受环境湿度的影响明显、检测误差大，特别是低水分时测量准确性更差，制约了其在粮库中的使用。而电容式传感器则能够较灵敏的反映出粮堆湿度和粮食含水量，但目前电容式传感器中的两个极板均为竖向放置、左右排布的结构模式。这种结构虽然方便传感器放置到粮堆内，但由于此种结构要求两个极板间距较小，置入粮堆后原粮不能自动均匀布满整个电极空间，导致电极间存在空隙或原粮密度不均匀，从而影响粮堆水分测量的一致性和准确性。

技术实现要素：

本实用新型的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种适用于粮堆在线水分测量的传感装置，本实用新型解决了传统电容式水分传感器由于电极左右竖向布置而引起两个电极之间原粮密度分布不均匀的问题，利用本实用新型能够准确地对粮堆进行在线水分测量，提升粮堆水分检测的准确性、真实性和一致性，而实时准确地掌控粮堆散粮颗粒的水分值又有助于提高粮食存储的安全性和稳定性。

本实用新型的目的可通过下述技术措施来实现：

本实用新型的适用于粮堆在线水分测量的传感装置包括分别安装在绝缘杆的上下端、呈锥体结构的上极板和下极板，倒置在上极板顶部大端的桶体状外壳，安装在下极板底部大端的锥头（在传感装置插入粮堆内部时，可以减小阻力，方便传感装置顺利插入粮堆中），布置在外壳内腔中的信号调理电路板（主要完成电容值与水分值的转换），与信号调理电路板的输入端电连接的上电极和下电极，以及连接在信号调理电路板输出端的输出信号线；所述上电极的输入端与上极板接触，下电极的输入端与下极板接触。

本实用新型中所述上极板和下极板均为圆锥体结构；在圆锥体结构的大端面中部均开设有凹槽（上极板中的凹槽用于放置上电极，下极板中的凹槽用于放置下电极，同时凹槽还可以作为穿线通道），在圆锥体结构的大端面外缘均开设有外环槽（上极板中的外环槽用于扣合外壳，下极板中的外环槽用于扣合锥头），在圆锥体结构的小端加工有螺纹孔（用于连接绝缘杆）。

在本实用新型中所述绝缘杆的上、下端端头部分均加工有螺纹（所述螺纹同时与上极板、下极板中的螺纹孔匹配，使上极板与绝缘杆、下极板与绝缘杆之间分别通过螺纹结合的方式相连接），在绝缘杆沿轴向开设有中心通孔（中心通孔作为穿线通道）。

在本实用新型中所述外壳的敞口端内缘面加工有内环槽（通过外壳的内环槽与上极板中的外环槽形成配对的卡扣结构，可以使外壳稳定地倒置在上极板的顶部大端）。

本实用新型中所述锥头的大端面同时向上、向外延伸形成环台，在所述环台上表面的中心加工有内环槽、外缘均加工有外环槽（通过锥头的内环槽与下极板中的外环槽形成配对的卡扣结构，可以使锥头稳定地卡扣在下极板的底部大端；锥头的外环槽用于卡放和支撑套管的底端，通过作用在套管上的外力将整个传感装置推入粮堆内部）。

本实用新型中所述上电极接触布置在上极板的凹槽槽底（使上电极接触上极板），通过电极线Ⅰ与信号调理电路板的输入端相连接；所述下电极布置在下极板的凹槽槽底（使下电极接触下极板），通过电极线Ⅱ与信号调理电路板的输入端相连接，所述电极线Ⅱ依次穿经下极板的凹槽、绝缘杆的中心通孔、上极板的凹槽（由下极板的凹槽、绝缘杆的中心通孔、上极板的凹槽形成穿线通道，便于电极线Ⅱ的顺利穿装；同时，全部线路排布在装置内，也避免了在使用过程中线路与粮食颗粒的摩擦，提高测量精度、延长使用寿命）。

在本实用新型中所述外壳的顶面上开设有穿线孔（便于引出输出信号线）。

本实用新型的设计原理如下：

本实用新型中的上极板和下极板分别安装在绝缘杆的上下端，即上极板和下极板是两个自身水平放置、以锥头相对的方式上下排布的两个圆锥体结构电极板。当借助外部的套管将整个传感装置推到粮堆内部的指定位置、并取出套管后，粮堆内的散粒体在重力的作用下沿上极板和下极板的外锥面流动，逐渐均匀填满上极板和下极板之间的空间，即上极板和下极板周围的填充物全部为原粮颗粒，其介电常数就能够保证仅为原粮颗粒体形成的，则由信号调理电路板检测出来的两个电极间电容值就与粮堆颗粒体的水分值形成真实的对应关系，这样就可以准确地对粮堆进行在线水分测量，提升粮堆水分检测的准确性、真实性和一致性，而实时准确地掌控粮堆散粮颗粒的水分值又有助于提高粮食存储的安全性和稳定性。此外，由于连接上极板和下极板的绝缘杆是一根细小的非导电杆件，不会对粮堆水分的自然转移产生阻隔，也进一步保证了本实用新型测得的粮堆颗粒体的水分值更加真实。

本实用新型的有益技术效果如下：

本实用新型解决了传统电容式水分传感器由于电极左右竖向布置而引起两个电极之间原粮密度分布不均匀的问题，利用本实用新型能够准确地对粮堆进行在线水分测量，提升粮堆水分检测的准确性、真实性和一致性，而实时准确地掌控粮堆散粮颗粒的水分值又有助于提高粮食存储的安全性和稳定性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的使用时状态示意图。

图号序号说明：1、下电极，2、绝缘杆，3、上电极，4、电极线Ⅰ，5、信号调理电路板，6、输出信号线，7、外壳，8、电极线Ⅱ，9、上极板，10、下极板，11、锥头，12、套管。

具体实施方式

本实用新型以下以下结合附图作进一步描述：

如图1所示，本实用新型的适用于粮堆在线水分测量的传感装置包括分别安装在绝缘杆2的上下端、呈锥体结构的上极板9和下极板10，倒置在上极板9顶部大端的桶体状外壳7，安装在下极板10底部大端的锥头11（在传感装置插入粮堆内部时，可以减小阻力，方便传感装置顺利插入粮堆中），布置在外壳7内腔中的信号调理电路板5（主要完成电容值与水分值的转换），与信号调理电路板5的输入端电连接的上电极3和下电极1，以及连接在信号调理电路板5输出端的输出信号线6；所述上电极3的输入端与上极板9接触，下电极1的输入端与下极板10接触。

本实用新型中所述上极板9和下极板10均为圆锥体结构；在圆锥体结构的大端面中部均开设有凹槽（上极板9中的凹槽用于放置上电极3，下极板10中的凹槽用于放置下电极1，同时凹槽还可以作为穿线通道），在圆锥体结构的大端面外缘均开设有外环槽（上极板9中的外环槽用于扣合外壳7，下极板10中的外环槽用于扣合锥头11），在圆锥体结构的小端加工有螺纹孔（用于连接绝缘杆2）。

在本实用新型中所述绝缘杆2的上、下端端头部分均加工有螺纹（所述螺纹同时与上极板9、下极板10中的螺纹孔匹配，使上极板9与绝缘杆2、下极板10与绝缘杆2之间分别通过螺纹结合的方式相连接），在绝缘杆2沿轴向开设有中心通孔（中心通孔作为穿线通道）。

在本实用新型中所述外壳7的敞口端内缘面加工有内环槽（通过外壳7的内环槽与上极板9中的外环槽形成配对的卡扣结构，可以使外壳7稳定地倒置在上极板9的顶部大端）。

本实用新型中所述锥头11的大端面同时向上、向外延伸形成环台，在所述环台上表面的中心加工有内环槽、外缘均加工有外环槽（通过锥头11的内环槽与下极板10中的外环槽形成配对的卡扣结构，可以使锥头11稳定地卡扣在下极板10的底部大端；锥头11的外环槽用于卡放和支撑套管12的底端，通过作用在套管12上的外力将整个传感装置推入粮堆内部）。

本实用新型中所述上电极3接触布置在上极板9的凹槽槽底（使上电极3接触上极板9），通过电极线Ⅰ4与信号调理电路板5的输入端相连接；所述下电极1布置在下极板10的凹槽槽底（使下电极1接触下极板10），通过电极线Ⅱ8与信号调理电路板5的输入端相连接，所述电极线Ⅱ8依次穿经下极板10的凹槽、绝缘杆2的中心通孔、上极板9的凹槽（由下极板10的凹槽、绝缘杆2的中心通孔、上极板9的凹槽形成穿线通道，便于电极线Ⅱ8的顺利穿装；同时，全部线路排布在装置内，也避免了在使用过程中线路与粮食颗粒的摩擦，提高测量精度、延长使用寿命）。

在本实用新型中所述外壳7的顶面上开设有穿线孔（便于引出输出信号线6）。

本实用新型的具体使用过程如下：

如图2所示，首先，将套管12卡放在锥头11的外环槽中，向粮堆内部的指定位置用力推套管12，借助套管12将推力传递给锥头11，进而带动整个传感装置推向粮堆内部移动；当到达指定位置后，取出套管12；然后，将信号调理电路板5输出端的输出信号线6与外部控制装置和显示装置相连接；于是粮堆内的散粒体在重力的作用下沿上极板9和下极板10的外锥面流动，逐渐均匀填满上极板9和下极板10之间的空间；由信号调理电路板5检测出来与上电极3接触的上极板9和与下电极1接触的下极板10之间的电容值、并完成电容值与水分值的转换，再通过输出信号线6将水分值输出信号传递给外部控制装置和显示装置，进而准确地对粮堆进行在线水分测量，提升粮堆水分检测的准确性，实现实时掌握粮堆散粮颗粒的水分值。