中国是世界水稻产量最高的国家,水稻也是我国的第一大粮食作物。水稻含水率的准确测定是水稻收获后安全贮藏的重要因素。为提高农业智能化程度,提升水稻含水率在线检测精度,根据水稻含水率介电特性差异性变化,对平行板电容式水稻含水率在线检测装置进行了优化设计。本文的主要工作包括以下四个方面:(1)本文以平行板电容式水稻含水率在线检测装置为研究对象,采用Comsol有限元分析软件针对电容极版结构与边缘效应变化关系进行了二维电场分析。利用Design Expert设计专家针对极板厚度、极板间距和相对面积对边缘效应的影响采取了响应面优化的Box-Behnken设计试验,得到边缘效应影响最低的极板结构。(2)对装置的机械结构进行了优化设计。设计了双重极板检测结构和抽拉式排粮机构。选用具有高集成度的MCF51AC125芯片设计了测量电路,配合上位机监测系统实现对水稻含水率数据的实时采集等功能。(3)建立水稻含水率NARX预测模型。对模型的优化算法、神经元数量、滞后阶数进行对比分析,选出模型的最优结构参数。对含水率预测模型进行训练,得出模型的含水率预测误差范围。(4)进行实验室静态含水率检测和水稻烘干现场在线测试。测试结果与105℃恒重法水稻含水率检测结果进行对比分析,验证优化设计后的平行板电容式水稻含水率在线检测装置的稳定性和准确性。