在化工、食品加工、粉末冶金与农用物料等工农业生产中,螺旋加料机被广泛地应用于粉体的定量配料或包装。在加料过程中,螺旋输送管道内粉体堆积密度随工作条件环境变化而变化。及时获得螺旋加料机输送管内粉体堆积密度,对动态调节螺旋加料转速和转角,提高定量加料的准确性和定量加料效率,具有非常重要的价值和意义。依据螺旋加料装置实际结构,本文提出采用基于电容法的螺旋加料输送管内粉体堆积密度检测方法,研究其检测系统,主要研究内容和结果如下:首先,设计了粉体堆积密度电容传感器;分析了粉体堆积密度检测机理,推导出粉体堆积密度与传感器输出电容值之间数学关系,分析了粉体堆积密度影响因素;其次,利用有限元法建立传感器的仿真模型,基于COMSOLMultiphysics仿真软件对传感器输出性能仿真分析,探讨了传感器有无屏蔽罩、有无径向电极、电极极板张角、屏蔽罩半径、径向电极嵌入深度、检测电极极板厚度和螺旋轴叶片位置等对传感器输出性能的影响,优选了传感器结构参数,为传感器研制提供了理论基础。然后,基于MS3110芯片设计了粉体堆积密度电容传感器微弱电容检测电路,搭建了以MSP430F149单片机为核心的粉体堆积密度检测系统,设计了检测系统软件,对检测系统进行了整体调试。微弱电容检测的绝对误差为±0.0018pF,相对误差为±0.36%。最后,以干燥化处理后的小麦粉作为螺旋加料粉体,设计了粉体堆积密度检测标定装置,开展了粉体堆积密度传感器的标定试验、输出性能试验以及检测性能试验,得到:粉体堆积密度电容传感器输出电容与堆积密度之间非线性误差为±2.388%,检测灵敏度为3.131,检测输出电容的绝对误差为±0.0173pF,相对误差为±0.66%;检测系统对粉体堆积密度检测,检测值与实际值之间的绝对误差为±0.0188 g/cm3,相对误差为±3.11%。