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原文传递一种基于WiFi信号的含水率在线测量系统及方法

专利名称：	一种基于WiFi信号的含水率在线测量系统及方法
摘要：	本发明公开了一种基于WiFi信号的含水率在线测量系统及方法，涉及含水率检测应用领域，装置包括WiFi发射探头、挡板、被测材料、传送带、WiFi接收探头、激光位移传感器及含水量计算装置；被测材料位于WiFi发射探头及接收探头之间，WiFi信号发射至被测材料后产生衰减，含水量计算装置采集WiFi接收器传输的透射WiFi信号强度和激光位移传感器传输的被测材料的高度信号，进行运算输出被测材料的含水率并在含水量并进行显示。本发明成本低、实用性强且不受材料高度影响，能够实现在被测材料的传输过程中对其含水率进行无损非接触的在线检测。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	福建;35
申请人：	华侨大学
发明人：	范伟;戚缘;宋雨潇;金花雪;王寅;陈乾
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-23T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-24T00:00:00+0800
申请号：	CN202311063276.X
公开号：	CN117110324A
代理机构：	厦门市首创君合专利事务所有限公司
代理人：	李艾华
分类号：	G01N22/04;G01B11/06;G;G01;G01N;G01B;G01N22;G01B11;G01N22/04;G01B11/06
申请人地址：	362000 福建省泉州市丰泽区城东城华北路269号
主权项：	1.一种基于WiFi信号的含水率在线测量系统，其特征在于，包括：WiFi发射探头(1)、挡板(2)、被测材料(3)、WiFi接收探头(4)、激光位移传感器(5)、传送带(6)和含水量计算装置(7)；所述WiFi发射探头(1)和WiFi接收探头(4)设置在同一竖直轴线上；所述被测材料(3)放置在传送带(6)上且随传送带(6)运动，所述传送带(6)设置在WiFi发射探头(1)和WiFi接收探头(4)之间；所述挡板(2)、激光位移传感器(5)和WiFi发射探头(1)均设置在被测材料(3)上方，且所述挡板(2)的底端比所述激光位移传感器(5)的底端和WiFi发射探头(1)的底端更接近传送带(6)，以抵挡部分被测材料(3)，使得通过部分的被测材料(3)在竖直方向产生的高度一致；所述含水量计算装置(7)与所述WiFi接收探头(4)和激光位移传感器(5)分别电连接，接收所述WiFi接收探头(4)输出的通过部分被测材料(3)的WiFi信号强度和激光位移传感器(5)输出的被测材料(3)的高度，基于WiFi信号强度和高度计算出被测材料(3)的含水率，并进行显示。 2.根据权利要求1所述的基于WiFi信号的含水率在线测量系统，其特征在于，所述WiFi发射探头(1)包括WiFi发射器、喇叭和细金属管；所述WiFi发射器产生WiFi信号；所述WiFi发射器产生的WiFi信号依次通过喇叭和细金属管从竖直方向发出。 3.根据权利要求2所述的基于WiFi信号的含水率在线测量系统，其特征在于，所述WiFi发射器采用定向天线路由器。 4.根据权利要求1所述的基于WiFi信号的含水率在线测量系统，其特征在于，所述WiFi接收探头(4)包括天线和WiFi接收器，WiFi接收探头(4)和WiFi发射探头(1)处于同一WiFi信号竖直传播轴线上。 5.根据权利要求1所述的基于WiFi信号的含水率在线测量系统，其特征在于，所述WiFi接收探头(4)采用ESP8266。 6.根据权利要求1所述的基于WiFi信号的含水率在线测量系统，其特征在于，所述挡板(2)为方形板。 7.根据权利要求1所述的基于WiFi信号的含水率在线测量系统，其特征在于，所述含水量计算装置(7)包括电源、控制器、串口和显示单元；所述电源为含水率在线测量系统各部分提供所需的直流电源；所述控制器采集通过部分被测材料(3)的WiFi信号强度和高度，计算出被测材料(3)的含水率，通过所述串口与显示单元相连，所述显示单元对含水率、WiFi信号强度和高度进行显示。 8.根据权利要求7所述的基于WiFi信号的含水率在线测量系统，其特征在于，所述控制器采用STM32F103系列单片机。 9.根据权利要求1所述的基于WiFi信号的含水率在线测量系统，其特征在于，所述被测材料(3)包括粮食、饲料或颗粒状含水材料。 10.一种基于WiFi信号的含水率在线测量方法，其特征在于，应用在如权利要求1～9中任意一项权利要求所述的含水率在线测量系统；方法包括：所述含水量计算装置接收所述WiFi接收探头输出的被测材料的WiFi信号强度和激光位移传感器输出的被测材料的高度；基于被测材料的类型，将WiFi信号强度和高度代入相应的二元非线性回归方程，计算出被测材料的含水率并进行显示；所述二元非线性回归方程表示如下： y＝h(ax3+bx2+cx+d)*k 其中，y表示被测材料的含水率；h表示被测材料的高度；x表示被测材料的WiFi信号强度；k表示标定的修正系数；a、b、c和d表示与被测材料类型相关的拟合系数，为实数。
所属类别：	发明专利