谷物是粮食产品的原材料之一,根据谷物的品种差异,其内部存有含量不同的水分。水分过高不仅浪费粮食的运输成本,在储藏时还会受到霉菌、有害昆虫繁殖的损害,造成谷物的发热霉变和变质,水分的多少直接决定了粮食产品的加工方式和储藏形式,对粮食产业的生产流程有着重要的意义。当前应用于颗粒状谷物样品的多种含水率检测方法中,微波法因其能够无损测量样品内部水分含量的优势被广泛应用。微波法测量颗粒状谷物含水率根据检测装置结构上的差异可分为空间波法、谐振腔法、和传输线法三大类,在空间波法类别中根据接收微波信号的不同又分为微波透射法和微波反射法两小类。因反射法不受样品厚度的检测限制且单个喇叭天线就可以实现微波信号的收发,易于安装和改变位置,所以选用反射法检测谷物含水率。但在微波反射法检测谷物样品含水率的实验过程中,发现大颗粒谷物样品在含水率测量时存在原理性误差,即堆积密度对检测精度影响很大。堆积密度通过谷物表面的粗糙程度和单位体积内谷物样品的颗粒数,两方面对单发射单接收微波反射法检测含水率装置的检测精度造成原理性误差,导致数据的重复性和线性度不理想。因此,在传统微波反射法信号单发射、单接收单元的基础上,设计了一种基于双检波的微波含水率检测装置。双接收的两路检波单元探头相差四分之一波长,当含水样品与喇叭天线的位置发生微小变化时,双检波单元的两路电压值呈现相反的变化趋势,这种变化趋势能够有效解决堆积密度中样品表面粗糙程度对含水率检测数据的精度影响;两路检波单元输出电压值与含水率的变化函数关系,也能够根据两路电压信号相反变化趋势这一特点,通过建立数学模型解决同体积内颗粒数目少量增减带来的误差影响。最终实现从两方面解决颗粒状谷物样品堆积密度对含水率检测装置结果造成的原理性误差。本文详细介绍了装置中的微波传感器检测原理及结构设计、硬件设计、软件设计、双检波单元含水率检测数据的处理及分析。装置中的双检波单元,能够很好的抵消掉堆积密度对含水率检测精度的影响,使得装置能够实现大颗粒谷物样品含水率的在线实时无损检测。