專利名稱：基于介電方法的谷物水分檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量谷物含水率的檢測(cè)裝置，尤其涉及一種基于介電方法的谷物水分檢測(cè)裝置，屬于介電物理與高頻測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)前谷物水分快速測(cè)定裝置所采用的方法主要有電阻式、電容式、紅外式、微波式、核磁共振式等。電阻式水分檢測(cè)儀是利用固體材料中水分含量不同，其導(dǎo)電率不同，電阻值的變化間接地反映了固體中的水分含量；其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，缺點(diǎn)是不宜于微量水和高含水量測(cè)定，傳感器與樣品接觸狀態(tài)影響測(cè)量精度。電容式水分檢測(cè)儀是利用水與被測(cè)物質(zhì)介電系數(shù)不同測(cè)量水分；其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)快速測(cè)量，缺點(diǎn)是測(cè)量精度不高，穩(wěn)定性差，影響電容式水分計(jì)測(cè)量精度和穩(wěn)定性的原因是多方面的，如被測(cè)物料的品種。紅外線水分檢測(cè)儀的工作原理是利用水對(duì)近紅外具有特征吸收光譜，被吸收的能量與物質(zhì)含水量有關(guān)，紅外水分儀為非接觸測(cè)量，易于連續(xù)測(cè)量，缺點(diǎn)是物料大小、密度、環(huán)境溫度、振動(dòng)等對(duì)測(cè)量結(jié)果均有影響，另外，難以測(cè)量物料內(nèi)部含水量。微波式水分檢測(cè)儀是利用水對(duì)微波能量的吸收或微波空腔諧振頻率隨水分變化的原理制成，微波式水分儀的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，非接觸測(cè)量，易于實(shí)現(xiàn)水分連續(xù)測(cè)定，缺點(diǎn)是測(cè)量結(jié)果受物料形狀、密度等因素影響，儀器價(jià)格高。核磁共振水分檢測(cè)儀是根據(jù)物料水分子中的氫原子核與外磁場(chǎng)作用時(shí)發(fā)生某些性質(zhì)變化測(cè)量含水量，其優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量迅速，非破壞性，精度很高，還可區(qū)分自由水和結(jié)合水，其不足之處是儀器昂貴，保養(yǎng)費(fèi)用大，需精確標(biāo)定，目前沒(méi)有在干燥生產(chǎn)中應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提出一種實(shí)用的、價(jià)格低廉的基于介電方法的谷物水分檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法，利用探針阻抗計(jì)算方法的數(shù)學(xué)模型，消除了高頻振蕩器輸出電阻與振蕩幅度不一致對(duì)測(cè)量精度的影響，有效提高了測(cè)量精度和抗干擾性。
本發(fā)明的又一目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提出一種基于介電方法的谷物水分檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法，在結(jié)構(gòu)上采用傳感器與顯示器一體化結(jié)構(gòu)，大大減少了分布參數(shù)的影響。
一種基于介電方法的谷物水分檢測(cè)裝置，包括雙針探頭、測(cè)量電路，和LCD顯示屏，測(cè)量電路通過(guò)檢測(cè)雙針探頭之間的探針阻抗的變化，將其轉(zhuǎn)換為含水率的值，所述測(cè)量電路包括，高頻振蕩器和檢波濾波電路、運(yùn)算電路以及A/D轉(zhuǎn)換芯片，所述高頻振蕩器的輸入為雙針探頭的探針阻抗，高頻振蕩器的輸出送到檢波電路，檢波電路是由四個(gè)二極管D1-D4構(gòu)成兩路倍頻檢波電路，高頻檢波信號(hào)分別經(jīng)過(guò)電容C1、C2與電阻R1和電容C3、C4與電阻R2構(gòu)成的兩路π型濾波電路輸出到運(yùn)算電路；運(yùn)算電路的輸出信號(hào)經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換芯片TSC7106做除法運(yùn)算和A/D轉(zhuǎn)換后，所得出的數(shù)值送LCD顯示屏顯示。
所述運(yùn)算電路由四個(gè)運(yùn)算放大器A1-A4組成，其中A1的正極輸入端接所述檢波電路一路π型濾波輸出，A2的正極輸入端接所述檢波電路另一路π型濾波輸出，A1的輸出通過(guò)電阻R3接A3的負(fù)輸入端，A3的輸出連接A/D轉(zhuǎn)換芯片TSC7106，A2的輸出端通過(guò)串聯(lián)電阻R4和R7連接到A4的輸出端，A3、A4的正輸入端連接到R4和R7的中點(diǎn)，再通過(guò)電阻R5接地，A4的正輸入端連接調(diào)零電路。
所述調(diào)零電路包括調(diào)零電阻W1、電阻R8、二極管D5，調(diào)零電阻W1一端接地，一端通過(guò)電阻R8接電源，二極管D5正極接地，負(fù)極接到調(diào)零電阻W1與電阻R8之間；所述運(yùn)算電路A4的正極接調(diào)零電阻W1，改變其接入電路的阻值。
所述水分測(cè)試儀還包括外殼和供電裝置，LCD顯示屏固定在外殼頂部，測(cè)量電路與LCD顯示屏連接并固定于外殼上，雙針探頭平行固定在外殼的底板上，供電裝置為測(cè)量電路和LCD顯示屏供電。
還包括用于校準(zhǔn)的調(diào)零裝置，包括調(diào)零旋鈕和調(diào)零電路，調(diào)零旋鈕伸出外殼并與外殼連接，調(diào)零旋鈕與調(diào)零電路相連接。
還包括谷物盛放容器，包括用來(lái)盛放谷物的物料筒和筒蓋，筒蓋上設(shè)有兩個(gè)供雙針探頭穿過(guò)的針孔，物料筒與筒蓋通過(guò)螺旋連接密閉。
所述雙針探頭是可更換的，雙針探頭通過(guò)螺紋連接與外殼的底板固定。
一種基于介電方法的谷物水分檢測(cè)方法，其特征在于包括，將被測(cè)物料裝于物料筒中，旋好筒蓋；雙針探頭通過(guò)筒蓋上的針孔插入被測(cè)物料中，打開(kāi)電源，雙針探頭的阻抗依據(jù)放入的物料的介電常數(shù)不一樣而發(fā)生變化變化，線路板上的電路檢測(cè)變化后的探針阻抗，將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的含水率的值；最后在LCD顯示屏上顯示物料的含水率。
所述將探針阻抗轉(zhuǎn)換為相應(yīng)含水率的值，依據(jù)公式θ(ϵ)=Z1Zp+Z1]]>換算得到，其中θ(ε)為含水率，Z1為測(cè)量電路引入的附加阻抗，Zp為探針阻抗，含水率θ(ε)與探針阻抗的Zp對(duì)應(yīng)關(guān)系可通過(guò)標(biāo)定來(lái)確定。
本發(fā)明為一種實(shí)用的、價(jià)格非常低廉的谷物含水率測(cè)量裝置，測(cè)量對(duì)象為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的顆粒狀產(chǎn)品，如稻谷，大米，大豆，大麥，小麥，玉米等。其優(yōu)點(diǎn)主要包括，(1)應(yīng)用計(jì)算機(jī)主板上常用的貼片晶體振蕩器，通過(guò)巧妙的電路設(shè)計(jì)，消除了因?yàn)檎袷幏群洼敵鲭娮璧牟灰恢露斐傻臏y(cè)量誤差，性能穩(wěn)定，適用性強(qiáng)，抗干擾性好；(2)測(cè)量方法中除法的實(shí)現(xiàn)不需要昂貴的模擬除法器件，而是通過(guò)動(dòng)態(tài)地利用A/D的基準(zhǔn)電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)，價(jià)格低廉，測(cè)量用時(shí)短；(3)儀器結(jié)構(gòu)上為傳感器與顯示器一體化結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，大大減小了分布參數(shù)的影響；(4)測(cè)量谷物時(shí)為消除谷物密度變異的影響，測(cè)量過(guò)程中采取“針頭—藥瓶”結(jié)構(gòu)，，使用簡(jiǎn)便大大提高測(cè)量精確度。


圖1為本發(fā)明檢測(cè)原理電路圖；圖2為本發(fā)明電路原理圖；圖3為本發(fā)明外形結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的理論基礎(chǔ)為基于探針阻抗計(jì)算方法的數(shù)學(xué)模型，采用直接測(cè)量探針(兩針結(jié)構(gòu))的高頻阻抗變化，通過(guò)探針阻抗與被測(cè)物料介電系數(shù)的數(shù)學(xué)建模定量估計(jì)被測(cè)物料的含水率。該方法經(jīng)過(guò)電路設(shè)計(jì)與信號(hào)處理使得傳感器的輸出與高頻信號(hào)源的振蕩幅度與輸出電阻無(wú)關(guān)，在測(cè)量方法上不需要引入任何傳輸線做阻抗變換，有效地消除高頻振蕩器的輸出電阻與輸出幅度對(duì)測(cè)量精度的影響，測(cè)量裝置物理結(jié)構(gòu)上為傳感器與顯示器一體化集成結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的測(cè)量原理描述如下根據(jù)對(duì)象建立探針阻抗Zp計(jì)算模型，對(duì)于多針結(jié)構(gòu)Zp=-jξ120ϵlnRrctgωϵcl----(1)]]>在式(1)中c＝電磁波在真空中的傳播速度，這里c＝3×108m/s；ω＝振蕩器的振蕩頻率；ζ＝探針數(shù)的權(quán)值系數(shù)，對(duì)于兩針結(jié)構(gòu)，ζ＝1；R＝與探針幾何尺寸相關(guān)，對(duì)于兩針結(jié)構(gòu)，R為兩針間的距離；
r＝探針的半徑；ε＝介電材料的相對(duì)介電常數(shù)L＝探針幾何長(zhǎng)度測(cè)量原理電路如圖1所示，設(shè) (t)為高頻振蕩器的輸出電壓，a與b分別表示a與b點(diǎn)的電位，Z0為高頻振蕩器的輸出阻抗，Z1為測(cè)量電路引入的附加阻抗，容易算出ΔUab=U^a-U^b=E^Z1Z0+Z1+Zp----(2)]]>式(2)表明差動(dòng)電壓ΔUab與高頻振蕩器輸出幅度 輸出阻抗Z0、引入阻抗Z1和探針阻抗Zp皆有關(guān)。因?yàn)樯唐坊母哳l振蕩器輸出幅度 輸出阻抗Z0存在著很大的離散性，為了盡可能地排除這些因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，根據(jù)電路原理圖(圖2)可以得出E^=U^aZpZ1(1+Z0Z1+Zp),]]>將此式帶入公式(2)中即可得公式(3)ΔUab=U^a-U^b=U^aZpZ1+Zp----(3)]]>如果令η(ϵ)=ΔUabU^a=ZpZp+Z1----(4)]]>顯然，η(ε)僅與探針阻抗Zp與附加阻抗Z1有關(guān)，與 及Z0無(wú)關(guān)。如果在確定Z1時(shí)滿足在空氣中Zp＞＞Z1，則有，η(ε＝1)≈1(5)若以θ(ε)表示土壤容積含水率，并且令θ(ϵ)=1-η(ϵ)=1-UabU^a=Z1Zp+Z1----(6)]]>式(6)表明
(1)可以借助于測(cè)量阻抗Zp變化實(shí)現(xiàn)土壤容積含水率的測(cè)量；(2)θ(ε)與探針阻抗的Zp對(duì)應(yīng)關(guān)系可通過(guò)標(biāo)定來(lái)確定；(3)整個(gè)測(cè)量過(guò)程的實(shí)現(xiàn)只需做一次除法與減法運(yùn)算，所得結(jié)果與 及Z0無(wú)關(guān)。
其中，結(jié)論(3)中，整個(gè)測(cè)量過(guò)程的實(shí)現(xiàn)只需做一次除法運(yùn)算，本發(fā)明的測(cè)試方法中不需要昂貴的模擬除法器件，而是通過(guò)動(dòng)態(tài)地利用A/D的基準(zhǔn)電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)；如圖2所示，其硬件電路敘述如下由四個(gè)二極管D1-D4構(gòu)成兩路倍壓檢波電路，高頻檢波信號(hào)分別經(jīng)過(guò)C1、C2與R1和C3、C4與R2兩路π濾波器輸出至運(yùn)算放大器A1與A2。A1與A2為兩個(gè)阻抗變換器，運(yùn)算放大器A3完成上述式(6)中的減法運(yùn)算，A4的功能為零點(diǎn)補(bǔ)償，通過(guò)調(diào)整W1達(dá)到系統(tǒng)調(diào)零，W1即為調(diào)零裝置的調(diào)零旋鈕。式(6)中的除法運(yùn)算借助于A/D轉(zhuǎn)換器TSC7106來(lái)實(shí)現(xiàn)，這是根據(jù)雙斜積分A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理，如下式所示Nx=VxVRNm----(7)]]>上式中Vx＝被轉(zhuǎn)換的模擬電壓；VR＝A/D轉(zhuǎn)換器的參考基準(zhǔn)電壓；NM＝為A/D轉(zhuǎn)換器滿量程轉(zhuǎn)換數(shù)值；NX＝對(duì)應(yīng)于Vx的被轉(zhuǎn)換數(shù)值。
本發(fā)明的電路原理圖如圖2所示電路包括高頻振蕩器和檢波濾波電路、運(yùn)算電路以及A/D轉(zhuǎn)換芯片、LCD顯示屏，其中，高頻振蕩器和檢波濾波電路、運(yùn)算電路在線路板上，LCD顯示屏與線路板相連接；高頻振蕩器為計(jì)算機(jī)主板上常用的貼片式晶體振蕩器OSC，晶體振蕩器OSC的輸出信號(hào)為高頻電壓信號(hào)，信號(hào)在經(jīng)過(guò)探針后，由于探針阻抗的改變，高頻信號(hào)也發(fā)生了相應(yīng)的改變，然后該信號(hào)傳送給檢波電路，檢波電路是由四個(gè)二極管D1-D4構(gòu)成一個(gè)兩路倍頻檢波電路，高頻檢波信號(hào)分別經(jīng)過(guò)電容C1、C2與電阻R1和電容C3、C4與電阻R2構(gòu)成的兩路π型濾波電路輸出，輸出信號(hào)為直流電壓信號(hào)，該信號(hào)再傳送到運(yùn)算電路，運(yùn)算電路輸出的模擬電壓值信號(hào)送到A/D轉(zhuǎn)換芯片TSC7106，由TSC7106將模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再送到LCD顯示屏5顯示。
運(yùn)算電路由四個(gè)運(yùn)算放大器A1，A2，A3，A4組成，其中A1的正極輸入端接所述檢波電路一路π型濾波輸出，A2的正極輸入端接所述檢波電路另一路π型濾波輸出，A1的輸出通過(guò)電阻R3接A3的負(fù)輸入端，A3的輸出連接A/D轉(zhuǎn)換芯片TSC7106，A2的輸出端通過(guò)串聯(lián)電阻R4和R7連接到A4的輸出端，A3、A4的正輸入端連接到R4和R7的中點(diǎn)，再通過(guò)電阻R5接地，A4的正輸入端連接調(diào)零電路。
調(diào)零電路包括調(diào)零電阻W1、電阻R8、二極管D5，調(diào)零電阻W1一端接地，一端通過(guò)電阻R8接電源，二極管D5正極接地，負(fù)極接到調(diào)零電阻W1與電阻R8之間；所述運(yùn)算電路A4的正極接調(diào)零電阻W1，改變其接入電路的阻值。
根據(jù)上述原理所制造的含水率測(cè)試裝置的外形結(jié)構(gòu)如圖3所示，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4所示，本發(fā)明包括谷物盛放容器和水分測(cè)試儀，其中谷物盛放容器包括物料筒11和筒蓋8，筒蓋8上設(shè)有兩個(gè)針孔9，用于供雙針探頭1通過(guò)；筒蓋8下端設(shè)有內(nèi)螺紋，與設(shè)在物料筒頂端的外螺紋配合。將被測(cè)谷物放在物料桶內(nèi)的目的是為了消除谷物密度變異的影響，由于物料桶的容積是有限的，而不象谷物堆中容積是一個(gè)無(wú)限的范圍，直接插在谷物堆中，對(duì)測(cè)量結(jié)果會(huì)有一定影響。
水分測(cè)試儀包括雙針探頭1、外殼2、LCD顯示屏3、電源開(kāi)關(guān)4、電池蓋5、調(diào)零旋鈕7、線路板13和供電裝置14(見(jiàn)圖4)，LCD顯示屏3固定在外殼2頂部，這樣設(shè)計(jì)不僅使用戶可以很方便的通過(guò)顯示屏得到含水量結(jié)果，而且儀器結(jié)構(gòu)上采用傳感器與顯示器一體化結(jié)構(gòu)，大大減小了分布參數(shù)的影響。
線路板13與LCD顯示屏3連接并固定于外殼2上，供電裝置14固定在外殼殼體內(nèi)，本實(shí)施例中采用電池作為電源，在外殼上開(kāi)設(shè)一電池蓋5，打開(kāi)電池蓋5可以將電池裝入供電裝置14中，外殼2的頂部設(shè)一個(gè)電源開(kāi)關(guān)4與供電裝置14相連，通過(guò)電源開(kāi)關(guān)4控制水分檢測(cè)儀的工作與否；另外在外殼2的頂部還設(shè)有一個(gè)調(diào)零旋鈕7，調(diào)零旋鈕7為控制電路原理圖2中的W1，通過(guò)改變其電阻值實(shí)現(xiàn)零點(diǎn)校準(zhǔn)，用普通螺絲刀即可實(shí)現(xiàn)調(diào)零功能；底板6上設(shè)有螺紋孔，通過(guò)螺絲16與外殼2連接在一起，雙針探頭1利用螺絲17平行固定在底板6上。
值得說(shuō)明的是，雙針探頭是可更換式的。探頭的更換方法為旋開(kāi)螺絲16卸下底板6，再旋開(kāi)底板6上的螺絲17，拿下需更換的雙針探頭1，換上新的，旋好螺絲17將雙針探頭固定，再將底板6裝在外殼2上，再旋好螺絲16即可。由于探頭直接插入谷物中測(cè)試，谷物中含有的水分等對(duì)探頭的損壞較為嚴(yán)重，探頭磨損后，測(cè)量值的誤差會(huì)增大，所以當(dāng)探頭損壞時(shí)，可以及時(shí)更換。另外，對(duì)于不同的谷物需要更換不同的探頭，雙針間的距離為5cm，雙針探頭的長(zhǎng)度可以根據(jù)所側(cè)谷物的不同自行調(diào)整，大約10cm左右。
上文所述的外殼、物料筒、筒蓋均由塑料制成，雙針探頭由銅制成。
本發(fā)明的電路中應(yīng)用計(jì)算機(jī)主板上常用的貼片晶體振蕩器，通過(guò)巧妙的電路設(shè)計(jì)，包括上述兩路π型濾波電路及四個(gè)運(yùn)算放大器A1-A4組成運(yùn)算電路的電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)，并結(jié)合探針阻抗Zp計(jì)算模型，消除了因?yàn)檎袷幏群洼敵鲭娮璧牟灰恢露斐傻臏y(cè)量誤差；測(cè)量方法中除法的實(shí)現(xiàn)不需要昂貴的模擬除法器件，而是通過(guò)動(dòng)態(tài)地利用A/D的基準(zhǔn)電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。
采用本發(fā)明所述裝置進(jìn)行谷物水分檢測(cè)，檢測(cè)方法包括如下步驟首先，將被測(cè)物料裝于物料筒11中，旋好筒蓋8，以保證谷物密度的一致性；然后，將雙針探頭1通過(guò)筒蓋上的針孔9插入被測(cè)物料中，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)4給雙針探頭供電，由于放入了物料使雙針探頭之間的介電常數(shù)發(fā)生變化，引起了雙針探頭1的阻抗變化，另外，由于不同含水率的物料的介電常數(shù)不一樣，線路板13上的電路8在檢測(cè)到這個(gè)變化后，將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的含水量的值；最后，從LCD顯示屏5上讀出被測(cè)物料的含水率。
最后所應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種基于介電方法的谷物水分檢測(cè)裝置，其特征在于包括雙針探頭、測(cè)量電路，和LCD顯示屏，測(cè)量電路通過(guò)檢測(cè)雙針探頭之間的探針阻抗的變化，將其轉(zhuǎn)換為含水率的值，所述測(cè)量電路包括，高頻振蕩器和檢波濾波電路、運(yùn)算電路以及A/D轉(zhuǎn)換芯片，所述高頻振蕩器的輸入為雙針探頭的探針阻抗，高頻振蕩器的輸出送到檢波電路，檢波電路是由四個(gè)二極管D1-D4構(gòu)成兩路倍頻檢波電路，高頻檢波信號(hào)分別經(jīng)過(guò)電容C1、C2與電阻R1和電容C3、C4與電阻R2構(gòu)成的兩路π型濾波電路輸出到運(yùn)算電路；運(yùn)算電路的輸出信號(hào)經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換芯片TSC7106做除法運(yùn)算和A/D轉(zhuǎn)換后，所得出的數(shù)值送LCD顯示屏顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于介電方法的谷物水分檢測(cè)裝置，其特征在于所述運(yùn)算電路由四個(gè)運(yùn)算放大器A1-A4組成，其中A1的正極輸入端接所述檢波電路一路π型濾波輸出，A2的正極輸入端接所述檢波電路另一路π型濾波輸出，A1的輸出通過(guò)電阻R3接A3的負(fù)輸入端，A3的輸出連接A/D轉(zhuǎn)換芯片TSC7106，A2的輸出端通過(guò)串聯(lián)電阻R4和R7連接到A4的輸出端，A3、A4的正輸入端連接到R4和R7的中點(diǎn)，再通過(guò)電阻R5接地，A4的正輸入端連接調(diào)零電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于介電方法的谷物水分檢測(cè)裝置，其特征在于所述調(diào)零電路包括調(diào)零電阻W1、電阻R8、二極管D5，調(diào)零電阻W1一端接地，一端通過(guò)電阻R8接電源，二極管D5正極接地，負(fù)極接到調(diào)零電阻W1與電阻R8之間；所述運(yùn)算電路A4的正極接調(diào)零電阻W1，改變其接入電路的阻值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的基于介電方法的谷物水分檢測(cè)裝置，其特征在于所述水分測(cè)試儀還包括外殼和供電裝置，LCD顯示屏固定在外殼頂部，測(cè)量電路與LCD顯示屏連接并固定于外殼上，雙針探頭平行固定在外殼的底板上，供電裝置為測(cè)量電路和LCD顯示屏供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于介電方法的谷物水分檢測(cè)裝置，其特征在于還包括用于校準(zhǔn)的調(diào)零裝置，包括調(diào)零旋鈕和調(diào)零電路，調(diào)零旋鈕伸出外殼并與外殼連接，調(diào)零旋鈕與調(diào)零電路相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于介電方法的谷物水分檢測(cè)裝置，其特征在于還包括谷物盛放容器，包括用來(lái)盛放谷物的物料筒和筒蓋，筒蓋上設(shè)有兩個(gè)供雙針探頭穿過(guò)的針孔，物料筒與筒蓋通過(guò)螺旋連接密閉。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于介電方法的谷物水分檢測(cè)裝置，其特征在于所述雙針探頭是可更換的，雙針探頭通過(guò)螺紋連接與外殼的底板固定。
8.一種基于介電方法的谷物水分檢測(cè)方法，其特征在于包括，將被測(cè)物料裝于物料筒中，旋好筒蓋；雙針探頭通過(guò)筒蓋上的針孔插入被測(cè)物料中，打開(kāi)電源，雙針探頭的阻抗依據(jù)放入的物料的介電常數(shù)不一樣而發(fā)生變化變化，線路板上的電路檢測(cè)變化后的探針阻抗，將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的含水率的值；最后在LCD顯示屏上顯示物料的含水率。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于介電方法的谷物水分檢測(cè)方法，其特征在于所述將探針阻抗轉(zhuǎn)換為相應(yīng)含水率的值，依據(jù)公式θ(ϵ)=Z1Zp+Z1]]>換算得到，其中θ(ε)為含水率，Z1為測(cè)量電路引入的附加阻抗，ZP為探針阻抗，含水率θ(ε)與探針阻抗的Zp對(duì)應(yīng)關(guān)系可通過(guò)標(biāo)定來(lái)確定。
全文摘要
一種基于介電方法的谷物水分檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法，其中檢測(cè)裝置包括谷物盛放容器和水分測(cè)試儀，其中水分測(cè)試儀包括，雙針探頭、外殼、線路板、LCD顯示屏和供電裝置，LCD顯示屏固定在外殼頂部，線路板與LCD顯示屏連接并固定于外殼上，雙針探頭平行固定在外殼的底部，供電裝置固定在外殼殼體內(nèi)；雙針探頭與線路板電連接，線路板的輸出傳送給LCD顯示屏顯示。本發(fā)明通過(guò)巧妙的電路設(shè)計(jì)，消除了因?yàn)檎袷幏群洼敵鲭娮璧牟灰恢露斐傻臏y(cè)量誤差；儀器結(jié)構(gòu)上為傳感器與顯示器一體化結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，使用簡(jiǎn)便，大大減小了分布參數(shù)的影響，價(jià)格低廉，性能穩(wěn)定。
文檔編號(hào)G01N27/02GK1595130SQ0315656
公開(kāi)日2005年3月16日 申請(qǐng)日期2003年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月9日
發(fā)明者孫宇瑞, 馬道坤, 林劍輝 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)