專利名稱：谷物含水量測定分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及谷物含水量測定分析方法。
水分測量在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活中極為重要，例如糧食水分高，不利于貯存，小麥加工面粉需潤麥，潤麥水分的多少直接影響面粉質(zhì)量和出粉率，此外在糧食倉貯及收購過程中，往往需要準(zhǔn)確、快速地測定倉貯及待收購糧食的水分。目前的測定方法中，比較典型的有稱重法、電容法、電感法、紅外線法及微波法，近年來采用的高頻電容阻抗法則由于傳感器標(biāo)稱大電容，而影響測量分辨率，物料的導(dǎo)電性對測量精確度也有影響，同時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中所測物料的含水范圍有限(30％以下)，而在低溫及高水分條件下，世界上還沒有定型的谷物水分快速測定方法。在我國東北、西北、內(nèi)蒙古自治區(qū)等糧食產(chǎn)區(qū)，往往是在低溫條件下進(jìn)行糧食收購，而糧食及谷物的倉貯卻要經(jīng)歷-30℃～40℃的倉貯條件的變化，為了確保獲取準(zhǔn)確的含水量數(shù)據(jù)，人們不得不沿用傳統(tǒng)的烘干稱重法，耗時(shí)一般為90～120分鐘，很明顯，現(xiàn)有的測定方法，根本無法與實(shí)際測定條件及要求相適應(yīng)。
本發(fā)明的目的是提供一種即可在-30℃～40℃條件下使用，又適應(yīng)測定谷物普通含水量及高含水量樣品的測定分析方法。本發(fā)明的目的是采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明測定方法包括如下步驟
1、采樣/分樣(樣品為50～100g)；2、微波預(yù)處理；3、電荷轉(zhuǎn)移脈沖分析；上述步驟中，選定的微波輸出功率為700～800W，頻率為2.45GHZ，微波預(yù)處理在波導(dǎo)或諧振腔中進(jìn)行，處理時(shí)間為20秒～3分鐘；電荷轉(zhuǎn)移脈沖分析在均勻脈沖電場中進(jìn)行。
所述水分測量，通過傳感器將谷物水分信號變成微處理器能接收的信號，該測量過程由充放電電路，電荷電壓轉(zhuǎn)換電路，參比電路，脈沖放大電路，積分保持電路，電壓頻率轉(zhuǎn)換電路、光電隔離電路及控制電路完成。
為均勻脈沖電場設(shè)置一參比電容和校準(zhǔn)電容，由一放大器檢測均勻脈沖電場或校準(zhǔn)電容信息。一自動開關(guān)K1在微處理器控制下，決定檢測均勻脈沖電場或校準(zhǔn)電容，另一自動開關(guān)K2在傳感器內(nèi)部時(shí)鐘控制下工作，時(shí)鐘頻率選定為500HZ。
設(shè)置一放大器用于檢測參比電容信息，此外，一放大電路將兩個(gè)放大器進(jìn)行比較放大，積分保持電路將該放大電路的輸出脈沖保持500微秒，以便使電壓頻率轉(zhuǎn)換電路有足夠的時(shí)間，所述積分保持電路必須與開關(guān)K2保持同步。
由于本發(fā)明采用了上述技術(shù)方案，從而不儀可分析谷物常溫下的水分，也可以在-30℃的低溫條件下使用，并從根本上解決了低溫狀態(tài)下的谷物水分狀態(tài)不同所導(dǎo)致的分析誤差大的問題。從而使困擾人們多年的結(jié)合水與游離水的特性差異給分析造成的難題等到圓滿解決，同時(shí)，本發(fā)明更可以分析含水量大于30％的谷物樣品，測定分析速度可達(dá)每一樣品1～5分鐘，同時(shí)，測量精確度與靈敏度，穩(wěn)定性均十分優(yōu)異，精度可達(dá)0.2～0.3％，完全滿足國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。


圖1為本發(fā)明工作原理2為本發(fā)明示波圖以下結(jié)合圖1～2及實(shí)施方式對本發(fā)明予以詳述。本發(fā)明測定分析包括如下步驟1、采樣/分樣(樣品為50～100g)；2、微波預(yù)處理；3、電荷轉(zhuǎn)移脈沖分析；上述步驟中，選定的微波輸出功率為700～800W，頻率為2.45GHZ，微波預(yù)處理在波導(dǎo)或諧振腔中進(jìn)行，處理時(shí)間為20秒～3分鐘，電荷轉(zhuǎn)移脈沖分析在均勻脈沖電場中進(jìn)行。
所述水分測量，通過傳感器將谷物水分信號變成微處理器能接收的信號，該測量過程由充放電電路，電荷電壓轉(zhuǎn)換電路，參比電路，脈沖放大電路，積分保持電路，電壓頻率轉(zhuǎn)換電路，光電隔離電路及控制電路完成。
為均勻脈沖電場設(shè)置一參比電容和校準(zhǔn)電容，由一放大器檢測均勻脈沖電場或校準(zhǔn)電容信息。一自動開關(guān)K1在微處理器控制下，決定檢測均勻脈沖電場或校準(zhǔn)電容，另一自動開關(guān)K2在傳感器內(nèi)部時(shí)鐘控制下工作，時(shí)鐘頻率選定為500HZ。
設(shè)置一放大器用于檢測參比電容信息，此外，一放大電路將兩個(gè)放大器進(jìn)行比較放大，積分保持電路將該放大電路的輸出脈沖保持500微秒，以便使電壓頻率轉(zhuǎn)換有足夠的時(shí)間，所述積分保持電路必須與開關(guān)K2保持同步。
本發(fā)明測定分析表達(dá)式如下M＝MW0/W2+K1(T0-T)+(W1-W2)/W1M′＝A(X1-X10)+BT＝E(X2-X20)W＝10C(X3-X30)+DX1＝N1/50X2＝N2/50X3＝N3/50X10＝N1Cal/50X20＝N1Cal/50N1為M′測量計(jì)數(shù)率N2為T測量計(jì)數(shù)率N3為W測量計(jì)數(shù)率N1cal為M′自校計(jì)數(shù)率
N2cal為T自校計(jì)數(shù)率N3cal為W自校計(jì)數(shù)率參數(shù)M為物料水分測量值M′為物料水分單純測量值T為溫度測量值W為重量測量值式中A、B、C、D、E為需在標(biāo)定中確定的系數(shù)。
(W1-W2)/W1為予處理中損失水分修正本發(fā)明所述均勻脈沖電場可為平行板電容器，但選擇圓筒電容器，更有利于達(dá)到本發(fā)明目的。
權(quán)利要求
1.谷物含水量測定分析方法，其特征在于該測定分析方法包括如下步驟1)采樣/分樣(樣品為50～100g)；2)微波預(yù)處理；3)電荷轉(zhuǎn)移脈沖分析；上述步驟中，選定的微波輸出功率為700～800W，頻率為2.45GHZ，微波預(yù)處理在波導(dǎo)或諧振腔中進(jìn)行，處理時(shí)間為20秒～3分鐘，電荷轉(zhuǎn)移脈沖分析在均勻脈沖電場中進(jìn)行，所述水分測量，通過傳感器將谷物水分信號變成微處理器能接收的信號，該測量過程由充放電電路，電荷電壓轉(zhuǎn)換電路，參比電路，脈沖放大電路，積分保持電路，電壓頻率轉(zhuǎn)換電路，光電隔離電路及控制電路完成，為均勻脈沖電場設(shè)置一參比電容和校準(zhǔn)電容，由一放大器檢測均勻脈沖電場或校準(zhǔn)電容信息。一自動開關(guān)在微處理器控制下，決定檢測均勻脈沖電場或校準(zhǔn)電容，另一自動開關(guān)在傳感器內(nèi)部時(shí)鐘控制下工作，時(shí)鐘頻率選定為500HZ，設(shè)置一放大器用于檢測參比電容信息，此外，一放大電路將兩個(gè)放大器進(jìn)行比較放大，積分保持電路將該放大電路的輸出脈沖保持500微秒，以便使電壓頻率轉(zhuǎn)換電路有足夠的時(shí)間，所述積分保持電路必須與傳感器內(nèi)部時(shí)鐘控制下的開關(guān)保持同步。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的谷物含水量測定分析方法，其特征在于該方法的測定分析表達(dá)式如下M＝MW0/W2+K1(T0-T)+(W1-W2)/W1M′＝A(X1-X10)+BT＝E(X2-X20)W＝10C(X3-X30)+DX1＝N1/50X2＝N2/50X3＝N3/50X10＝N1Cal/50X20＝N1Cal/50N1為M′測量計(jì)數(shù)率N2為T測量計(jì)數(shù)率N3為W測量計(jì)數(shù)率N1cal為M′自校計(jì)數(shù)率N2cal為T自校計(jì)數(shù)率N3cal為W自校計(jì)數(shù)率參數(shù)M為物料水分測量值M′為物料水分單純測量值T為溫度測量值W為重量測量值式中A、B、C、D、E為需在標(biāo)定中確定的系數(shù)。(W1-W2)/W1為予處理中損失水分修正
全文摘要
本發(fā)明公開了一種谷物含水量測定分析方法,該方法包括如下步驟:1.采樣/分樣,2.微波預(yù)處理,3.電荷轉(zhuǎn)移脈沖分析,選定的微波輸出功率為700W～800W,頻率為2.45GHz,微波預(yù)處理在波導(dǎo)或諧振腔中進(jìn)行,處理時(shí)間為20秒～3分鐘,電荷轉(zhuǎn)移脈沖分析在均勻脈沖電場中進(jìn)行,可在低溫條件下測量高含水量的樣品水分,消除游離水和結(jié)晶水對測量的影響,測量精度可達(dá)0.2～0.3%,完全滿足國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的要求。
文檔編號G01N27/22GK1267828SQ9910308
公開日2000年9月27日 申請日期1999年3月22日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月22日
發(fā)明者吳國良, 李玉璽, 程俊彬, 劉惠林, 吳迪, 武占軍, 李長久, 周志強(qiáng), 黃顯貴 申請人:遼寧華寧高科技開發(fā)公司, 吉林梨樹蔡家中谷國家糧食貯備庫