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專利名稱：一種提高非接觸式水分測(cè)量?jī)x準(zhǔn)確率的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用高頻電磁波測(cè)量物料水分含量的非接觸式水分測(cè)量?jī)x的測(cè)量
準(zhǔn)確性提高方法，還涉及一種可實(shí)現(xiàn)該方法的裝置。
背景技術(shù)：
非接觸式水分測(cè)量采用水分對(duì)電磁波吸收率高、對(duì)物料其它成份吸收率低的原 理設(shè)計(jì)。測(cè)量?jī)x具有發(fā)射和吸收電磁波的能力，測(cè)量?jī)x的發(fā)射天線向待測(cè)物發(fā)射電磁 波，經(jīng)待測(cè)物吸收后，吸收天線吸收穿透或被反射回來的電磁波，通過對(duì)比分析吸收和 發(fā)射電磁波的關(guān)系，得出待測(cè)物的水分。電磁波的吸收和發(fā)射關(guān)系隨待測(cè)物的品種不同 而改變，因此，非接觸式水分測(cè)量是一種物料針對(duì)性很強(qiáng)的測(cè)量方法，對(duì)不同品種的待 測(cè)物必須分別標(biāo)定。 目前，非接觸式水分測(cè)量多用于在線水分測(cè)量或測(cè)量過程不能損害的物料。常 見的非接觸式水分測(cè)量方法是把測(cè)量探頭安裝在固定位置，測(cè)量時(shí)把物料置于探頭的測(cè) 量范圍，測(cè)量時(shí)待測(cè)物與探頭之間的距離不變。由于物料與探頭的距離對(duì)非接觸式水分 測(cè)量?jī)x的測(cè)量結(jié)果影響很大，如高頻電磁波水分測(cè)量?jī)x，測(cè)量距離從0mm到20mm的變 化時(shí)測(cè)量結(jié)果相差4倍。經(jīng)過相關(guān)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，有時(shí)候，當(dāng)距離變化值0.1mm，測(cè)量結(jié)果 可能不變；有時(shí)候，當(dāng)距離變化值O.lmm，測(cè)量結(jié)果變化很大；也就是說，高頻電磁波 水分測(cè)量?jī)x的測(cè)量結(jié)果與測(cè)量距離存在突變，突變區(qū)間可能是0.2mm以內(nèi)。 一般的測(cè) 量是設(shè)定測(cè)量距離的，把測(cè)量探頭固定在某一位置，測(cè)量時(shí)物料從遠(yuǎn)距離向測(cè)量距離靠 近，在這過程中，測(cè)量結(jié)果以大于l秒/次的速率刷新，若數(shù)據(jù)刷新時(shí)剛好處于突變區(qū)間 的邊界位置，而該位置又剛好處于離設(shè)定測(cè)量距離的0.2mm以內(nèi)，那么測(cè)量結(jié)果將不再 變動(dòng)，結(jié)果當(dāng)然不太準(zhǔn)確。若設(shè)定的測(cè)量距離剛好為突變區(qū)間的邊界位置，而實(shí)際測(cè)量 時(shí)的距離與設(shè)定的測(cè)量距離總是有差別的，容易導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的突變。所以，這種固定 安裝的測(cè)量方法容易引起測(cè)量錯(cuò)誤。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以提高非接觸式水分測(cè)量準(zhǔn)確性的方法，以及實(shí) 現(xiàn)該方法的一種裝置。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為提高非接觸式水分測(cè)量?jī)x準(zhǔn) 確率的方法，包括下述步驟(1)、在測(cè)量過程中改變測(cè)量探頭與待測(cè)物的測(cè)量距離，在 若干個(gè)測(cè)量距離分別測(cè)量若干次水分值；(2)、將同一測(cè)量距離的水分值中去除最大值和 最小值后取水分平均值；(3)、把不同測(cè)量距離的水分平均值再取平均值，得到最終測(cè)量 水分值。 上述方法的優(yōu)選值是測(cè)量距離的個(gè)數(shù)5 7個(gè)，在同一測(cè)量距離測(cè)量的水分值至 少為5次。 實(shí)現(xiàn)上述方法的一種提高非接觸式水分測(cè)量?jī)x準(zhǔn)確率的裝置，包括一可放置待測(cè)量物的平臺(tái)和非接觸式水分測(cè)量?jī)x，所述的非接觸式水分測(cè)量?jī)x的測(cè)量探頭安裝平臺(tái) 下方，所述的測(cè)量探頭連接有一可驅(qū)動(dòng)其沿垂直于平臺(tái)的方向作往返直線運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu)。 所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為凸輪機(jī)構(gòu)。 所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括支架，支架上設(shè)有導(dǎo)向塊、凸輪和可驅(qū)動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)的電 機(jī)，所述的導(dǎo)向塊中設(shè)有可軸向移動(dòng)的導(dǎo)桿，導(dǎo)桿的一端與測(cè)量探頭連接，導(dǎo)桿上設(shè)有 使其另一端壓在凸輪的輪廓曲線上的彈簧。 本發(fā)明有規(guī)律地改變待測(cè)物與測(cè)量探頭的距離，在指定的距離測(cè)量水分，在不 同距離分別測(cè)量多次，去除異動(dòng)數(shù)據(jù)，并取算術(shù)平均值的手法，減少突變因素的影響， 使測(cè)量值更穩(wěn)定、更接近真實(shí)值。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但并不構(gòu)成對(duì)本
發(fā)明的任何限制。
圖1是提高非接觸式水分測(cè)量?jī)x準(zhǔn)確率的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明所述的提高非接觸式水分測(cè)量?jī)x準(zhǔn)確率的方法，包括下述步驟(1)、在 測(cè)量過程中改變測(cè)量探頭與待測(cè)物的測(cè)量距離，在若干個(gè)測(cè)量距離分別測(cè)量若干次水分 值；(2)、將同一測(cè)量距離的水分值中去除最大值和最小值后取水分平均值；(3)、把不同 測(cè)量距離的水分平均值再取平均值，得到最終測(cè)量水分值。上述方法的優(yōu)選值是測(cè)量距 離的個(gè)數(shù)5 7個(gè)，在同一測(cè)量距離測(cè)量的水分值至少為5次。 本發(fā)明多用于在線水分測(cè)量，允許的測(cè)量時(shí)間較短， 一般不超過30秒。而高頻 電磁波水分測(cè)量?jī)x的數(shù)據(jù)刷新周期為1秒，所以每個(gè)最終水分最多由30個(gè)數(shù)據(jù)構(gòu)成，也 就是說測(cè)量距離個(gè)數(shù)X同一距離測(cè)量次數(shù)《30比較好。此外，測(cè)量距離最大應(yīng)不超過 30mm，每次變化5 10mm，確定后應(yīng)嚴(yán)格遵守。測(cè)量距離變化的時(shí)間間隔只要大于1 秒即可。 如圖l所示，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述方法的一種提高非接觸式水分測(cè)量?jī)x準(zhǔn)確率的裝 置，包括一可放置待測(cè)量物的平臺(tái)l和非接觸式水分測(cè)量?jī)x4，平臺(tái)l可為固定平臺(tái)或輸 送帶，用于放置待測(cè)物。所述的非接觸式水分測(cè)量?jī)x的測(cè)量探頭2優(yōu)選安裝平臺(tái)1下方， 如裝在平臺(tái)1上方，待測(cè)物料形狀必須一致，若形狀不一致很難保證測(cè)量距離一致，結(jié) 果很不準(zhǔn)確。測(cè)量探頭2裝在平臺(tái)l下方，利用輸送帶盛托物料才能保證測(cè)量距離的準(zhǔn) 確性。所述的測(cè)量探頭2連接有一可驅(qū)動(dòng)其沿垂直于平臺(tái)1的方向作往返直線運(yùn)動(dòng)的驅(qū) 動(dòng)機(jī)構(gòu)3。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3可使測(cè)量探頭2沿垂直于平臺(tái)1的方向作往返直線運(yùn)動(dòng)，用于改變 待測(cè)物與測(cè)量探頭2的距離。 所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3為凸輪機(jī)構(gòu)，也可以為其它常見的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。 本實(shí)施例所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3包括支架31，支架31上設(shè)有導(dǎo)向塊32、凸輪33和可驅(qū)動(dòng)凸 輪轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)，所述的導(dǎo)向塊32中設(shè)有可軸向移動(dòng)的導(dǎo)桿35，導(dǎo)桿35的頂端與測(cè)量探頭 2連接，導(dǎo)桿35上設(shè)有使其底端壓在凸輪33的輪廓曲線上的彈簧34。
所述的凸輪外圍曲線由數(shù)個(gè)半徑不等的圓弧段及各圓弧間連接曲線組成，凸輪 33的輪廓曲線包括至少五段以凸輪33軸心為圓心的、半徑不同的圓弧。在凸輪33轉(zhuǎn)動(dòng) 過程中，當(dāng)凸輪33的某段圓弧與導(dǎo)桿35的底端接觸時(shí)，導(dǎo)桿35不作軸向運(yùn)動(dòng)，測(cè)量探 頭2與待測(cè)物的距離不變；當(dāng)圓弧間的連接曲線與導(dǎo)桿35的底端接觸時(shí)，測(cè)量探頭2便 繼續(xù)作直線運(yùn)動(dòng)，改變與待測(cè)物的距離，即可有規(guī)律控制測(cè)量探頭2的運(yùn)動(dòng)速度。
測(cè)量時(shí)，凸輪33轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)導(dǎo)桿35推動(dòng)測(cè)量探頭2，當(dāng)凸輪的圓弧段和導(dǎo)桿35 接觸時(shí)，測(cè)量探頭速度為0，此時(shí)非接觸式水分測(cè)量?jī)x中的測(cè)量控制及數(shù)據(jù)處理單元讀取 測(cè)量探頭返回的數(shù)據(jù)并記錄測(cè)量距離。凸輪每轉(zhuǎn)一周，返回多個(gè)不同距離的測(cè)量數(shù)據(jù)。 當(dāng)凸輪連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)周后，取得多組相同測(cè)量距離的數(shù)據(jù)。測(cè)量控制及數(shù)據(jù)處理單元內(nèi)部 存儲(chǔ)了測(cè)量距離、測(cè)量探頭的返回?cái)?shù)據(jù)與水分值的關(guān)系，由測(cè)量控制及數(shù)據(jù)處理單元分 析數(shù)據(jù)，去除偏差最大的數(shù)據(jù)，取余下測(cè)量數(shù)據(jù)的平均值作為依據(jù)，根據(jù)測(cè)量距離和測(cè) 量數(shù)據(jù)的關(guān)系，換算出各距離下的水分值，并取其平均值為最終水分。
對(duì)某一待測(cè)物的測(cè)量過程如下 ①待測(cè)物進(jìn)入輸送帶，當(dāng)待測(cè)物的中心位置平移至測(cè)量探頭的下方時(shí)，輸送帶 輥軸暫停轉(zhuǎn)動(dòng)，輸送帶和待測(cè)物處于靜止?fàn)顟B(tài)。 ②凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，測(cè)量探頭在凸輪、導(dǎo)桿、導(dǎo)向塊、彈簧的作用下作直線往返運(yùn) 動(dòng)。 ③把凸輪的某段圓弧標(biāo)記為n(n二 1， 2， 3……)，轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)記為i(i = 1， 2， 3……)。當(dāng)凸輪的某段圓弧與導(dǎo)桿的底座接觸時(shí)，測(cè)量控制及數(shù)據(jù)處理單元記錄凸輪的 轉(zhuǎn)動(dòng)位置，(實(shí)際為記錄測(cè)量距離Dn)，接收測(cè)量探頭返回的數(shù)據(jù)A(實(shí)際為反射電磁波的 強(qiáng)弱程度)。則所有返回?cái)?shù)據(jù)可用Ani區(qū)分。 ④當(dāng)&5時(shí)(即凸輪11轉(zhuǎn)過5圈后)，對(duì)比同一測(cè)量距離的數(shù)據(jù)，去除最大和最 小值，余下的取平均值記為An。 ⑤由已得Dn和An，測(cè)量控制及數(shù)據(jù)處理單元換算出某一距離下的測(cè)量水分
Cn，再把所有Cn取平均值便可得出待測(cè)物的水分測(cè)量結(jié)果C。 ⑥輸送帶輥軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，重復(fù)步驟①-⑤，測(cè)量下一待測(cè)物的水分。
權(quán)利要求
一種提高非接觸式水分測(cè)量?jī)x準(zhǔn)確率的方法，其特征在于，包括下述步驟(1)、在測(cè)量過程中改變測(cè)量探頭與待測(cè)物的測(cè)量距離，在若干個(gè)測(cè)量距離分別測(cè)量若干次水分值；(2)、將同一測(cè)量距離的水分值中去除最大值和最小值后取水分平均值；(3)、把不同測(cè)量距離的水分平均值再取平均值，得到最終測(cè)量水分值。
2. 按照權(quán)利要求1所述的提高非接觸式水分測(cè)量?jī)x準(zhǔn)確率的方法，其特征在于所 述的測(cè)量距離的個(gè)數(shù)5 7個(gè)。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的提高非接觸式水分測(cè)量?jī)x準(zhǔn)確率的方法，其特征在于 在同一測(cè)量距離測(cè)量的水分值至少為5次。
4. 一種提高非接觸式水分測(cè)量?jī)x準(zhǔn)確率的裝置，包括一可放置待測(cè)量物的平臺(tái)(1)和非接觸式水分測(cè)量?jī)x(4)，其特征在于所述的非接觸式水分測(cè)量?jī)x的測(cè)量探頭(2)安裝平臺(tái)(1)下方，所述的測(cè)量探頭(2)連接有一可驅(qū)動(dòng)其沿垂直于平臺(tái)(1)的方向作往返直線 運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)。
5. 按照權(quán)利要求4所述的提高非接觸式水分測(cè)量?jī)x準(zhǔn)確率的裝置，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)為凸輪機(jī)構(gòu)。
6. 按照權(quán)利要求5所述的提高非接觸式水分測(cè)量?jī)x準(zhǔn)確率的裝置，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)包括支架(31)，支架(31)上設(shè)有導(dǎo)向塊(32)、凸輪(33)和可驅(qū)動(dòng)凸輪轉(zhuǎn) 動(dòng)的電機(jī)，所述的導(dǎo)向塊(32)中設(shè)有可軸向移動(dòng)的導(dǎo)桿(35)，導(dǎo)桿(35)的一端與測(cè)量探頭 (2)連接，導(dǎo)桿(35)上設(shè)有使其另一端壓在凸輪(33)的輪廓曲線上的彈簧(34)。
7. 按照權(quán)利要求6所述的提高非接觸式水分測(cè)量?jī)x準(zhǔn)確率的裝置，其特征在于所 述的凸輪(33)的輪廓曲線包括至少五段以凸輪(33)軸心為圓心的、半徑不同的圓弧。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高非接觸式水分測(cè)量?jī)x準(zhǔn)確率的方法及裝置。方法包括下述步驟(1)、在測(cè)量過程中改變測(cè)量探頭與待測(cè)物的測(cè)量距離，在若干個(gè)測(cè)量距離分別測(cè)量若干次水分值；(2)、將同一測(cè)量距離的水分值中去除最大值和最小值后取水分平均值；(3)、把不同測(cè)量距離的水分平均值再取平均值，得到最終測(cè)量水分值。裝置包括一可放置待測(cè)量物的平臺(tái)(1)和非接觸式水分測(cè)量?jī)x(4)，非接觸式水分測(cè)量?jī)x的測(cè)量探頭(2)安裝平臺(tái)(1)下方，測(cè)量探頭連接有一可驅(qū)動(dòng)其沿垂直于平臺(tái)(1)的方向作往返直線運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)。本發(fā)明有規(guī)律地改變待測(cè)物與測(cè)量探頭的距離，在不同距離分別測(cè)量多次，去除異動(dòng)數(shù)據(jù)，并取算術(shù)平均值，減少突變因素的影響，使測(cè)量值更接近真實(shí)值。
文檔編號(hào)G01N22/04GK101692058SQ20091019201
公開日2010年4月7日 申請(qǐng)日期2009年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月3日
發(fā)明者吳耀森, 張進(jìn)疆, 李浩權(quán), 陳明 申請(qǐng)人:廣東省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所