种子水分是影响种子质量最主要的因素,利用烘干机对种子水分进行烘干处理是提高种子发芽率、保证种子贮藏安全性的重要手段。为了将种子水分严格控制在安全合理的范围内,烘干机需要连续动态地调节运行参数,因此种子水分的在线检测至关重要,直接影响到种子烘干机的烘干质量和工作效能。电容法是常用的种子水分检测方法,具有响应速度快、灵敏度高、成本低等特点,但传统的电容式种子水分传感器普遍存在难以实现在线检测、易受边缘效应影响、测量精度低等问题。为实现种子水分的高精度在线式检测,本文从电容式传感器的机械结构、电极优化、测量系统三个方面展开了深入研究。根据种子水分在线检测的要求,传感器采用回转式机械结构设计,实现了种子的自动入料和出料,电极设计为弧形结构并采用同面布置的方式,减小了种子分布和温度等因素的影响。同面弧面式电极难以用传统电磁场理论获得解析解,给传感器的电极结构优化带来了困难,为解决这个问题,提出了一种基于边界元法的数值计算方法,并结合有限元仿真软件COMSOL对传感器进行建模仿真,考察了电极数目、电极尺寸、电极间距等参数对传感器性能的影响,获得了优化的电极结构参数,对传感器的结构设计具有指导意义。测量系统采用了基于电容数字转换芯片AD7746的电容检测电路设计方案,电路集成度高,测量速度快,抗干扰能力强,并开发了基于Python的上位机软件,实现了微处理器和上位机之间的数据传输和测量信息的实时显示。本文研制的电容式种子水分传感器结构新颖,可用于在线检测,经过结构优化设计,传感器测量重复性好,精度较高,在0%~20%的含水量范围内的绝对精度达到±1%,满足烘干机对种子水分在线检测的要求。