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一种电容式传感器测量含水率的方法
| 专利名称： | 一种电容式传感器测量含水率的方法 |
| 摘要： | 本发明涉及一种电容式传感器测量含水率的方法，该方法基于同轴电容器电容量计算方法，抽象出极板间不同介质电容、并联的物理模型，构建电容值随含水率变化的数学模型并进行试验校正。该方法考虑了传统套有介质套的同轴电容器在高含水率区域灵敏度降低的问题，采用了在介质套外套有导体套的方法，形成电场平衡的悬浮导体套，可以在调节导体套的尺寸大小前提下，采取适用于高含水率区域和低含水率区域的测量方法，灵敏度提高，准确高效，快速方便，具有广阔的应用前景，为我国电容测量技术发展奠定了良好的基础。 |
| 专利类型： | 发明专利 |
| 国家地区组织代码： | 山东;37 |
| 申请人： | 济南大学 |
| 发明人： | 吴雪宇;王中华;王冬雪;王睿;徐博 |
| 专利状态： | 有效 |
| 申请日期： | 2019-05-07T00:00:00+0800 |
| 发布日期： | 2019-07-26T00:00:00+0800 |
| 申请号： | CN201910375223.9 |
| 公开号： | CN110057876A |
| 代理机构： | 济南誉丰专利代理事务所(普通合伙企业) |
| 代理人： | 李茜 |
| 分类号： | G01N27/22(2006.01);G;G01;G01N;G01N27 |
| 申请人地址： | 250022 山东省济南市市中区南辛庄西路336号 |
| 主权项： | 1.一种电容式传感器测量含水率的方法，其特征在于：该方法基于同轴电容器电容量计算方法，抽象出极板间不同介质电容并联的物理模型，构建电容值随含水率变化的数学模型并进行试验校正；该方法考虑了在高含水率区域时，同轴电容传感器灵敏度下降的问题，采用介质套外紧套导体套。 2.根据权利要求1所述的一种电容式传感器测量含水率的方法，其特征在于：抽象出不同介质电容并联的物理模型； 导体套的外半径，介质套外半径，其值与导体套内半径相同，内导体外半径，外导体内半径，介质套材料相对介电常数，被测物质的相对介电常数，真空介电常数，电容式传感器长度H，把极板间物质抽象为由水分和有机物填充满，三种物质所占的高度为，电容量为 构成不同介质电容的并联，其理论等效电容为： 。 3.根据权利要求1所述的一种电容式传感器测量含水率的方法，其特征在于：构建理论等效电容随含水率变化的数学模型； 待测物和水分的密度为，质量为，则含水率： 若以小数表示，则有： 比较公式可得，传感器装满含水的某物质时的等效介电常为： 根据权利要求1所述的一种电容式传感器测量含水率的方法，其特征在于：对构建的数学模型进行定性分析； 通过分析，理论等效电容随含水率的增大而增大。 4.根据权利要求1所述的一种电容式传感器测量含水率的方法，其特征在于：对构建的数学模型进行校正； 利用电容测量电路或者电容表对置于极板间的样品进行测量，得到实际电容值C。 5.同时，利用烘干法计算出该样品植物的实际含水率R，并利用构建的数学模型推算出相应的理论等效电容； 电容校正值为为： 含水率变化的数学模型为： 式中对于一定的传感器及某物质是一个常数，但是随被测物质不同而不同。 |
| 所属类别： | 发明专利 |
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