基于擴頻的雙通道糧食水分測量方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及糧食水分測量技術領域，尤其涉及一種基于擴頻的雙通道糧食水分測 量方法和裝置。
【背景技術】
[0002] 小麥等糧食在收購、存儲、運輸和加工的過程中，水分的檢測和控制非常重要。
[0003] 目前，現有技術中的小麥等糧食中的水分的檢測方法為：通過微波水分檢測設備 采用單參數（幅度）測量方式來測量小麥中的水分數據，再利用放射性元素（例如銫）產生 的Y射線來測量小麥的容重，根據該容重對小麥中的水分數據進行修正，提高測量精度。
[0004] 上述現有技術中的小麥等糧食中的水分的檢測方法的缺點為：銫等放射性元素對 糧食有一定的輻射污染，雖然元素銫的衰減快，積累效果不明顯，但對于高品質面粉加工還 是產生了一定影響。同時，放射性元素的使用受到了國家公安部門的嚴格管制，設備的使 用、管理成本高。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明的實施例提供了一種基于擴頻的雙通道糧食水分測量方法和裝置，以實現 有效地、安全地測量糧食中的水分含量。
[0006] 本發(fā)明實施例提供了如下方案：
[0007] -種基于擴頻的雙通道糧食水分測量方法，包括：
[0008] 利用偽隨機序列信號對原始微波信號進行調制處理，得到偽碼擴頻微波信號，將 所述偽碼擴頻微波信號分別經過測量通道和參考通道進行傳輸，所述測量通道中包含待測 量水分的糧食；
[0009] 利用所述偽隨機序列信號對所述測量通道的輸出信號進行解調處理得到測試信 號，利用所述偽隨機序列信號對所述參考通道的輸出信號進行解調處理得到參考信號，根 據所述測試信號和參考信號的幅度差值得到所述原始微波信號對應的能量衰減Λρ，根據 所述測試信號的互相關函數計算出所述原始微波信號對應的相位移△Φ;
[0010] 根據所述能量衰減Λ ρ、相位移Λ φ計算出所述測量通道中的待測量水分的糧食 中的水分含量。
[0011] 所述的利用偽隨機序列信號對原始微波信號進行調制處理，得到偽碼擴頻微波信 號，將所述偽碼擴頻微波信號分別經過測量通道和參考通道進行傳輸，所述測量通道中包 含待測量水分的糧食，包括：
[0012] 設置兩路結構完全一致的通道：測試通道與參考通道，所述測試通道、參考通道中 都包括發(fā)送天線和接收天線，所述測量通道中包含待測量水分的糧食；
[0013] 將原始微波信號與偽隨機序列信號進行相乘調制處理，得到偽碼擴頻微波信號， 所述偽隨機序列信號與所述測試通道、參考通道中的干擾信號不相關，利用功分器將所述 偽碼擴頻微波信號分成兩路偽碼擴頻微波信號，所述測量通道中的發(fā)射天線將一路偽碼擴 頻微波信號在所述測量通道中進行發(fā)射，所述參考通道中的發(fā)射天線將一路偽碼擴頻微波 信號在所述參考通道中進行發(fā)射。
[0014] 所述的利用所述偽隨機序列信號對所述測量通道的輸出信號進行解調處理得到 測試信號，利用所述偽隨機序列信號對所述參考通道的輸出信號進行解調處理得到參考信 號，根據所述測試信號和參考信號的幅度差值得到所述原始微波信號對應的能量衰減Λ P， 包括：
[0015] 所述測量通道中的接收機捕獲到所述測量通道的輸出信號，所述參考通道中的接 收機捕獲到所述參考通道的輸出信號，利用所述偽隨機序列信號對所述測量通道的輸出信 號的數字采樣信號進行所述相乘調制處理對應的相關解調處理得到測試信號，利用所述偽 隨機序列信號對所述參考通道的輸出信號的數字采樣信號進行所述相乘調制處理對應的 相關解調處理得到參考信號。
[0016] 測量出所述測試信號的幅度峰值為Pl，測量出所述參考信號的幅度峰值為ρ 2，則 所述原始微波信號對應的能量衰減Λρ的計算公式為：
[0017] Δρ = [ρ「ρ2] 0
[0018] 所述的根據所述測試信號的互相關函數計算出所述原始微波信號對應的相位移 Δ Φ ,包括：
[0019] 設所述測量通道中的發(fā)射機發(fā)射的微波信號為S(t)，所述測試信號為x(t)，所述 測量通道的噪聲干擾信號為m(t)，所述偽隨機序列信號為X。(t)，所述X (t)的接收時間和 所述s(t)的發(fā)射時間之間的時間差為t。，所述s(t)和所述m(t)互不相關；
[0020] 貝U :x(t) = s(t)+m(t)
[0021] y(t) = x(t-t〇)
[0022] 用所述x。(t)和所述y (t)進行偽碼相關運算，得到所述x。(t)和所述y (t)的相關 函數 Rxy( τ )，
[0023] Rxy ( τ ) = E (y (t+ τ ) · χ。(t))
[0024] 所述Ε表示偽碼相關運算，所述τ表示所述X()(t)的相位延遲量，測量出所述 Μτ)的極大值，所述Rxy(T)的極大值對應的τ值為τ。，設f為所述原始微波信號的頻 率，則所述原始微波信號對應的相位移△ Φ的計算公式為：
[0025] Δφ = 2Jifx0〇
[0026] 所述的根據所述能量衰減Λ p、相位移Λ φ計算出所述測量通道中的待測量水分 的糧食中的水分含量，包括：
[0027] 設所述測量通道中的待測量水分的糧食的厚度為Υ、疏密度為Ρ，待測量水分的 糧食中的水分含量為X ;
[0028] 貝IJ :
[0031] 式中，kp k2、k3、k4均為設定的待測量水分的糧食的回歸系數，解得待測量水分的 糧食中的水分含量X的計算公式為：
[0033] 一種基于擴頻的雙通道糧食水分測量裝置，包括：
[0034] 微波信號調制模塊，用于利用偽隨機序列信號對原始微波信號進行調制處理，得 到偽碼擴頻微波信號；
[0035] 微波信號傳輸模塊，用于將所述偽碼擴頻微波信號分別經過測量通道和參考通道 進行傳輸，所述測量通道中包含待測量水分的糧食；
[0036] 微波信號解調模塊，用于利用所述偽隨機序列信號對所述測量通道的輸出信號進 行解調處理得到測試信號，利用所述偽隨機序列信號對所述參考通道的輸出信號進行解調 處理得到參考信號；
[0037] 能量衰減和相位移計算模塊，用于根據所述測試信號和參考信號的幅度差值得到 所述原始微波信號對應的能量衰減Λρ，根據所述測試信號的互相關函數計算出所述原始 微波信號對應的相位移△ Φ ;
[0038] 水分含量計算模塊，用于根據所述能量衰減Λρ、相位移△ Φ計算出所述測量通 道中的待測量水分的糧食中的水分含量。
[0039] 所述的微波信號調制模塊，用于將原始微波信號與偽隨機序列信號進行相乘調制 處理，得到偽碼擴頻微波信號，所述偽隨機序列信號與所述測試通道、參考通道中的干擾信 號不相關；
[0040] 所述的微波信號傳輸模塊，用于設置兩路結構完全一致的通道：測試通道與參考 通道，所述測試通道、參考通道中都包括發(fā)送天線和接收天線，所述測量通道中包含待測量 水分的糧食；
[0041] 利用功分器將所述偽碼擴頻微波信號分成兩路偽碼擴頻微波信號，所述測量通道 中的發(fā)射天線將一路偽碼擴頻微波信號在所述測量通道中進行發(fā)射，所述參考通道中的發(fā) 射天線將一路偽碼擴頻微波信號在所述參考通道中進行發(fā)射。
[0042] 所述的微波信號解調模塊，用于通過所述測量通道中的接收機捕獲到所述測量通 道的輸出信號，通過所述參考通道中的接收機捕獲到所述參考通道的輸出信號，利用所述 偽隨機序列信號對所述測量通道的輸出信號的數字采樣信號進行所述相乘調制處理對應 的相關解調處理得到測試信號，利用所述偽隨機序列信號對所述參考通道的輸出信號的數 字采樣信號進行所述相乘調制處理對應的相關解調處理得到參考信號；
[0043] 所述的能量衰減和相位移計算模塊，用于測量出所述測試信號的幅度峰值為Pl， 測量出所述參考信號的幅度峰值為Ρ2，則所述原始微波信號對應的能量衰減Λρ的計算公 式為：
[0044] Δ p = [ρ「ρ2];
[0045] 設所述測量通道中的發(fā)射機發(fā)射的微波信號為s (t)，所述測試信號為X (t)，所述 測量通道的噪聲干擾信號為m(t)，所述偽隨機序列信號為X。(t)，所述X (t)的接收時間和 所述s(t)的發(fā)射時間之間的時間差為t。，所述s(t)和所述m(t)互不相關；