基于空间电容传感器的马铃薯排种状态监测系统研制

来源：农业工程学报杂志2021年第20期北京时间：

作者：朱亮,王关平,孙伟,张华,刘小龙,冯斌,王成江,孙丽萍,

摘要：针对传统光电式马铃薯排种监测系统因抗尘、抗振能力差所导致的可靠性偏低问题，该研究通过构建空间电容传感器并基于排种过程获取电容变化量信息进行排种状态监测。该研究首先进行了理论推导，证明了通过最大净电容变化量信号对马铃薯排种状态判别的可行性；然后，在典型马铃薯播种机基础上采用Maxwell完成了空间电容传感器建模和电容值变化范围确定；通过恒温恒湿环境种薯运动模拟台架试验，获得温湿度影响回归模型，使不同条件下的测量数据可以自由转化。进一步研究发现，同一品种、不同大小种薯对应的最大净电容变化量与其质量之间线性关系明显，并提出一种基于空间电容传感器测量种薯质量获取排种状态识别策略。基于该理论构建的台架试验表明，该系统空间电容测量误差小于1%，种薯质量获取误差小于3%；试验范围内的漏播均可被准确判定；由于试验种薯的不规则性较大，2.33%的正常单粒排种被误判为重播，而2.78%的重播被误判为正常，故系统排种状态识别的准确率依然较高。该文所述方案可一次性完成正常、漏播及重播判断，可为马铃薯排种监测提供参考。

关键词：传感器, 监测, 空间电容, 温湿度, 马铃薯, 排种状态