一种电容式小麦收获产量实时测量装置的制造方法
【专利说明】
[0001]技术领域:
[0002]本实用新型属于粮食测产技术领域，特别涉及一种电容式小麦收获产量实时测量
目.ο
[0003]【背景技术】:
[0004]粮食是人类生存的基本必需品，保障粮食产量安全事关国计民生。小麦是我国重要的粮食之一，其产量集中反映了田地土壤墒情、种肥使用、气象条件以及病虫害等因素对产量的影响，实现小麦收获产量实时测量将能够获取农田不同区域的产量差异信息并进行综合分析，为后续的小麦收获决策提供理论依据，有利于提高小麦产量，对保障国家粮食安全具有重要意义。
[0005]近年来，随着科学技术的进步与发展，采用现代电子技术应用于粮食收获产量实时测量成为粮食测产技术的发展方向与趋势。具体来说，常用的电子测产方法有:动量式、光电式、容积式和电容式等。动量式测产方法基于动量定理，运动中的粮食流与装有传感器的感应板撞击时会产生一个与粮食质量相关的动量变化，当连续测量粮食流撞击感应板后其动量的变化即可实时测量粮食积累的产量，但本方法受限于对撞击动量的精准测量，容易受到收获机速度和机器震动而产生较大误差。光电式测产方法采用当粮食流通过对射式光电开关之间时，阻碍光电开关之间的正常接收而产生了一个脉冲信号，根据挡光时间来测量粮食产量，本方法由于采用光电传感器易受田间尘土污染等复杂的田间工况影响，降低测量精度。容积式测产方法依托于收获机械装置，先将粮食流喂入叶轮，当粮食高度达到并触发叶轮上方探测传感器，驱动叶轮旋转将粮食倒入下一个出口，根据叶轮容积和旋转次数计算测定粮食产量，此方法需要对原有收获机进行局部改造，成本高、安装调试困难。电容式测产方法基于电容传感器，利用粮食流通过电容传感器时介电常数产生变化导致电容变化，根据电容变化与粮食流量的关系测定粮食产量，本方法结构简单、动态响应好、灵敏度高，但目前国内学者在利用电容法计算电容与粮食流量关系时多采用互相关函数、互相关峰值插值修正以及快速傅立叶变换等高等数学方法，极为繁杂且运算量大。
[0006]
【发明内容】
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[0007]本实用新型旨在克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单、准确快速且易于使用的小麦收获产量实时测量装置，利用小麦流量值与平行极板电容值和小麦流速的数学模型，实现小麦收获产量快速、准确的实时测量。
[0008]本实用新型公开了一种电容式小麦收获产量实时测量装置，该装置包括一个进料口平行极板、一个出料口平行极板、一个输送管、一个电子测量仪。工作时，输送管进料口喂入小麦，出料口流出小麦；平行极板测量极板间因小麦通过造成的电容变化；电子测量仪具有数据分析、显示和人机交互的功能。
[0009]所述输送管设计为半圆柱体空心结构。
[0010]所述进料口平行极板和出料口平行极板结构完全一样，横向对齐且相隔一段距离内置安装于输送管内。
[0011]所述电子测量仪包括电子测量仪盒和测量工作电路；
[0012]所述电子测量仪盒固定安装在输送管表面圆柱剖面处，采用上下两层配合设计，布置预留一个电源开/关键接口、一个密度选择键接口、一个开始工作键接口、一个液晶显示屏接口、一个锂电池充电接口，仪器盒内预留电源安装空间；
[0013]所述测量工作电路安装在电子测量仪盒内部，以单片机为控制核心，包括电容信号处理模块、模/数转换模块、键盘输入模块、液晶显不模块、程序下载模块和可充电锂电池电源模块；
[0014]所述单片机控制核心主要包括复位电路、晶振电路保证单片机正常工作，实现控制各模块工作和运算电容与流量的数学关系；
[0015]所述电容信号处理模块使用电容转电压电路，提取平行极板的电容值，将其直接转换为易于直接测量的电压值；
[0016]所述模/数转换模块将输出与被测电容线性相关的直流电压模拟信号，经模/数转换为数字信号后送至单片机处理，便于单片机用于计算；
[0017]所述键盘输入模块实现功能的选择输入，包括一个电源开/关键、一个密度选择键、一个开始工作键；
[0018]所述液晶显示模块采用字符型显示装置，用于显示电容值、小麦流量值和产量值，完成测量数据的显示输出；
[0019]所述程序下载模块实现对单片机的控制编程功能；
[0020]所述可充电锂电池电源模块供应装置整体用电，并能够循环充电实现降低电池成本功能；
[0021]所述进料口平行极板、出料口平行极板与电容信号处理模块连接；所述电容信号处理模块与模/数转换模块连接；所述模/数转换模块与单片机控制核心连接；所述键盘输入模块与单片机控制核心连接；所述液晶显示模块与单片机控制核心连接；所述程序下载模块与单片机控制核心连接；所述可充电锂电池电源模块为本装置充电及供电。
[0022]本实用新型的电容式小麦收获产量实时测量装置提供了一种简化、准确的小麦收获产量实时测量装置，此装置主要由传感器和相应的模块组成，结构简单、成本低廉，易于实现。用此装置进行小麦收获产量的实时测量，电子测量仪一体化完成数据处理与运算，能够大幅降低运算量、简化测量步骤与设备，测量过程中可实时显示测量流速、流量和产量的数据，提高小麦产量的测量精度。
[0023]【附图说明】:
[0024]图1是本实用新型系统工作示意图；
[0025]图2是本实用新型装置的结构外观图；
[0026]图3是本实用新型测量工作电路总体结构框图。
[0027]【具体实施方式】:
[0028]下面以实施例并结合附图对本实用新型进行详细的描述，进一步说明本实用新型的目的和特点。
[0029]实施例一:装置及其使用说明
[0030]如图1所示，本实用新型的一种电容式小麦收获产量实时测量装置，该装置包括一个进料口平行极板1、一个出料口平行极板2、一个输送管3、一个电子测量仪5。进料口平行极板1和出料口平行极板2具有检测电容变化功能。输送管3在收获小麦时使小麦能够流通本装置。电子测量仪5具有数据处理分析、存储、人机交互和数据显示功能。
[0031]如图2所示，本实用新型的一种电容式小麦收获产量实时测量装置，装置外观包括小麦