为了开发国产谷物联合收割机的测产系统,推动“精细农业”在国内的发展,中国农业大学“精细农业研究中心”于2001年承担了“联合收割机谷物流量监测与分布图记录系统开发”的课题。旨在收割小麦时,实时测量谷物产量、小区位置和面积等,便于进行农作管理的科学决策。该测产课题即包含了谷物含水量的在线测量技术与装置开发研究,以用于修正产量数据。 本文综述了国内外测量谷物含水率的多种方法,通过综合分析比较,选择采用电容法进行谷物含水率在线测量技术的研究,并设计了一套实现在线测量的机械装置和控制系统。在消化吸收引进的谷物含水率传感器的基础上,根据课题组设计的监视器的信号输入要求,设计了传感器信号后处理电路。探讨和分析了电容传感器的原理及影响测量结果的因素,采取三种不同方法进行了电容传感器电路设计的比较研究,选定以CAV424为核心芯片开发了谷物含水率传感器。 通过模拟试验和田间试验检验,该技术成果融合国外引进的传感器可测量谷物含水率的范围是8%～34%,误差在1个百分点以内。应用自主开发的传感器测量范围为10%～25%,误差在2个百分点以内。历时28秒左右取样通道完成一次谷物更新。进行了连续4天(6月11日～6月14日)的田间试验,整套系统都能正常工作。试验表明,自主研发的联合收割机自动测产系统谷物含水率在线测量装置是成功的,具有较好的推广前景。