針對(duì)谷物水分傳感器平行極板探頭安裝難度大、高水分測量精度低等問題，將平行極板探頭結(jié)構(gòu)改進(jìn)成為平面極板探頭結(jié)構(gòu)，并且通過增加保護(hù)極板減小干擾和雜散電容的影響，提出影響傳感器敏感性、精度的平面極板探頭的幾個(gè)參數(shù)，采用有限元分析方法較分析了探頭的電場分布和電容。根據(jù)能量的分布得到谷物測量深度、平面極板探頭電容值同其驅(qū)動(dòng)極寬與兩感應(yīng)極板間距（極距）之比的關(guān)系，當(dāng)二者之比等于0.9時(shí)即為平面極板探頭的優(yōu)化尺寸。試驗(yàn)結(jié)果表明，該傳感器測量含水率的誤差在±1.5%范圍內(nèi)，測量含水率范圍可達(dá)到6%-36%，測量溫度范圍-10-80℃。優(yōu)化的平面極板探頭提高了測量精度，降低了安裝難度。

　　安全儲(chǔ)藏是關(guān)系到國計(jì)民生的重大戰(zhàn)略問題，它直接影響到糧食質(zhì)量和糧食的市場生命力。谷物收獲時(shí)一般含水率較高，容易造成谷物發(fā)熱、發(fā)酵、變質(zhì)和發(fā)芽率下降。為了確保谷物安全貯存，必須將收獲后的谷物及時(shí)干燥，將谷物水分降至安全貯藏標(biāo)準(zhǔn)。

　　作為谷物水分傳感器重要部分的探頭技術(shù)發(fā)展相對(duì)較慢。目前電容式谷物傳感器的探頭主要有2種型式：圓筒型和平行極板型。圓筒型探頭是同心圓柱型的，它需要垂直接入或嵌入干燥機(jī)谷物流道中，占用較大的高度空間，迫使干燥機(jī)加高，增加設(shè)備的體積和投資，現(xiàn)有干燥機(jī)加裝時(shí)往往高度不夠。此外，它內(nèi)部的間斷啟閉采樣裝置也有堵塞或出現(xiàn)機(jī)械故障的危險(xiǎn)。國內(nèi)曾經(jīng)研制過一種連續(xù)流動(dòng)無啟閉采樣的裝置，但要求通過圓筒的谷物流量小要達(dá)到6t/h，這在很多干燥機(jī)上是無法實(shí)現(xiàn)的。平行極板探頭由2塊平行極板構(gòu)成，若應(yīng)用在谷物干燥裝置上在線測量谷物水分，則要求谷物從極板間流過，安裝將十分困難。為了提高傳感器的靈敏度，不得不加大傳感器的初始電容值。這通?？考哟髽O板相對(duì)面積來實(shí)現(xiàn)，因此用于對(duì)傳感器體積有特殊要求的場合則受到了限制。如果靠減小傳感器極板間距來保證靈敏度，則傳感器的量程又受到直接限制。

　　針對(duì)谷物水分傳感器平行極板探頭安裝難度大、高水分測量精度低等問題，對(duì)在線式谷物水分傳感器的探頭進(jìn)行了改進(jìn)，研究設(shè)計(jì)了電容式谷物水分傳感器平面探頭，提出了平面極板探頭結(jié)構(gòu)的二維模型和設(shè)計(jì)參數(shù)，并采用有限元法分析了平面極板探頭的電場強(qiáng)度和電場能量的分布規(guī)律，在此基礎(chǔ)上給出了平行極板探頭設(shè)計(jì)尺寸的優(yōu)選方案。
由于電容式傳感器的初始電容量很小，而且寄生電容較大，使得傳感器工作很不穩(wěn)定，影響測量精度，必須設(shè)法消除寄生電容對(duì)傳感器的影響。以提高水分測量精度，降低安裝難度為目的，根據(jù)電容傳感器的特點(diǎn)，從傳感器探頭出發(fā)，對(duì)探頭的結(jié)構(gòu)和周邊電場進(jìn)行了深入研究，優(yōu)化了傳感器探頭。當(dāng)平面極板探頭的驅(qū)動(dòng)極寬與兩感應(yīng)電極的間距比d/q=0.9時(shí)即為探頭的*尺寸。與傳統(tǒng)的傳感器探頭相比，減少了雜散電容及其他干擾的影響。以小麥、玉米、水稻作為谷物樣本，經(jīng)過多次重復(fù)試驗(yàn)，測量了小麥、水稻、玉米在不同溫度的含水率，試驗(yàn)研究表明該傳感器測量含水率的誤差在±1.5%范圍內(nèi)，測量含水率范圍可達(dá)到6%-36%，測量溫度范圍-10-80℃。