一、文献综述
（一）国内外研究现状
我国有着悠久的农耕文明，我国的耕地面积广大，耕地面积121公顷，居于世界第三位，占世界耕地面积的7%，而且我国农业人口有7亿多，占40%以上。加上中国是世界第一产量大国，年粮食总产量约5亿吨。但是，据不完全统计，每年我国由于粮食水分检测手段不完善，约5%的粮食在储藏、运输过程中霉烂变质，造成巨额损失，粮食损失重量高达200亿公斤[6]。虽然科技在不断发展，但是古语有言“民以食为天”，所以粮食在我们的生活中占据着重要的地位。粮食作为人类生存的重要物质资料，其主要步骤在于生产和存储。谷物的含水率是判断谷物采收时期的重要依据，同时实现含水率实时监测对农业机械化生产有现实意义，是整机智能化的重要环节，也是产量测量系统一个重要的测量系统。总而言之实现对谷物含水率的监测对谷物生产最后阶段（即丰收阶段）特别重要；同时，利用干燥设备降低水分是粮食安全存储的重要环节。而在粮食干燥的过程中，制约干燥环节的主要问题是水分的在线检测和控制[5]。但是，在实际操作中，影响谷物水分含量的因素很复杂。所以采用古老的方法或者常规的方法很难精确地控制水分的精确度。因此设计出一款智能的，便携的（易于安装在收割机械上）、高精确度的谷物含水率的监测系统显得十分重要。而且，谷物含水率检测系统在监测出谷物含水率的同时，可以与事先设置的谷物含水率的阈值相比较。若含水率高于阈值，第一时间通风，避免谷物含水率过高导致谷物腐败变质，对人的健康造成危害。甚至于在国家粮库中，若谷物水分控制的不好，将导致大批量的粮食坏掉，会直接影响到我国的农业发展。同时，如果谷物的水分控制的不好，会导致与之相关的工业的参数偏差，造成效率降低。
- 国内谷物含水率监测技术
目前，我国的谷物含水率监测技术主要针对特定谷物进行特定标定。谷物含水率监测技术在国内起步较晚，至今只有27年左右的历史，20世纪90年代初期，国内开始对谷物含水率监测技术进行研究，并取得了一定成果，但是近些年跟进研究较少，研究尚在设计实验阶段，未能投入实际使用当中。我国在 1994 年引入“精确农业”的概念，谷物水分实时监测技术也随之迅速发展。国内多家研究单位对国外的先进技术一直进行着学习吸收和创新，取得了一定的进展[5]。起步阶段，我国关于谷物含水率监测技术的研究是基于引进国外配置在联合收割机的测产系统上得在线监测设备。国内的谷物含水率检测技术主要集中于电容法，其它方法少有提及。发展至今，我国的谷物含水率检测技术变得多种多样，而且精确度、速度以及环境适应力等也在蓬勃发展。但是由于近些年跟进的研究较少，所以依旧与国际上成熟的谷物含水率检测技术相比，有一定的差距。因此，了解国外谷物含水率检测技术研究的了解，对我们研究出更好的谷物含水率检测技术有着一定的推动作用。
- 国外谷物含水率监测技术
国外对于谷物水分检测技术的研究起步比较早，研究范围也比较广，对于谷物水分检测的各项技术和方法均有研究和应用。电容法是谷物水分检测技术中研究得最早也应用得最为广泛的方法。目前国外研究使用的水分检测装置多为电容式[8]。法国发明了可以检测10种以上种类谷物含水率的电容式田间谷物及种子水分检测仪；美国设计的“CASE-2366”谷物监测装置，测量范围为34%甚至以上，精度为1%，数据更新迅速，只需要20秒左右。其工作原理是通过刮板输送器输送谷物给粮仓，取样机构在输送过程中完成谷物的取样，经检测过后谷物回落到输送通道。
水分实时监测主要依托于完整的测产系统。目前比较先进的测产系统有 AG Leader 公司的PF3000Pro 系统、Micro-Trak 公司的 The GRAIN-TRAK 系统以及Class 公司的RDS 产量检测系统等。
国外的谷物水分在线实时监测系统已经十分成熟，它们可测种类多、测量精度高、更新速度快等一系列优点。所以，国外完备成熟的谷物水分监测系统对我国的研究有着很大的推动作用。
（二）研究主要成果
目前国内外的谷物含水率检测技术已经趋于成熟完备。其中主要分为直接水分测量法和间接水分测量法[9]。直接水分测量法是指烘干获者添加化学试剂的方法将粮食中自由水除去；间接水分测量法是通过测量与谷物水分含量密切相关的物理量，主要分为基于电容效应的电容测量法、基于电导率的电阻测量法，以及基于红外光的反射、透射等原理的射线测量法[7]。
- 谷物水分电阻测量法[8]
常见的谷物水分电阻测量法包括双量程电阻法、直流电阻法和阻抗法等。该方法是基于物质导电性的不同来进行谷物水分的测量。通过实验可以得知含水量高的谷物电阻越低，导电性强；且谷物的电阻随谷物水分含量的降低而升高，所以可以利用此法间接地测量出谷物的含水率。该测量方法具有结构简单，测量精确度高的特点。但是它的测量精度受谷物内部的水分分布情况的均匀程度。分布不均测量难度大。加之其对高水分含量测量有明显障碍，所以在未来使用该方法时，需要将样品粉碎，，会造成样品的损耗以及耗时增加，所以此法还有很大的改进空间。
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