一種插杆式糧食水分快速測定儀的製作方法

2023-04-28 03:50:21

一種插杆式糧食水分快速測定儀的製作方法
【專利摘要】一種插杆式糧食水分快速測定儀，由插杆傳感器、溫度傳感器、信號處理器和單片機控制器等組成；總體結構採用插杆部、控制部和手柄三段直杆形式，插杆傳感器鑲嵌在插杆部的最前端的中空腔中，插杆部是前端為圓錐形結構，便於插進糧食堆或包中。本儀器以單片機作為控制器，以電極電位差原理為基礎的插杆傳感器作為測量裝置，採用LCD顯示模塊直接讀取測量數據，具有測量數據可視直觀、工作穩定性好、靈敏度高、相應速度快、使用壽命長等優點，能夠實現糧食收購入庫過程中的現場水分的快速評測，是一種理想化的便捷式智能糧食水分測定裝置。
【專利說明】一種插杆式糧食水分快速測定儀

【技術領域】
[0001]本實用新型屬於糧食加工設備自動化【技術領域】，涉及一種插杆式糧食水分快速測定儀，用於糧食收購、倉儲、運輸過程中含水量的檢測。
技術背景
[0002]糧食是國民生活的基礎物資，其儲備、運輸是保證人們日常生活得以維持的根本。糧食的含水量是決定糧食品質的一個重要技術指標。糧食水分過低，減少了糧食重量，影響糧食品質；而糧食的含水量過尚，會促使糧食本身的生命活動旺盛，容易引起糧食發熱、黴變、生蟲等現象，從而加速糧食的變質造成巨大的浪費。糧食在晾曬、運輸、倉儲過程中容易受到天氣和環境溼度等因素等影響，都會造成糧食水分含量的變化。因此，在糧食收購、運輸、儲藏和加工貿易等過程中，都要適時、快速的檢測含水量。糧食含水量的檢測效率和精度直接決定了糧食儲備和供應的質量。
[0003]在我國，傳統的糧食收購現場的水分測定一直沿用手搓嘴咬的主觀判斷方法，沒能採用相應的技術指標嚴格限定，不能客觀的評定糧食的物理性質和乾燥糧食特性，因此很難保證國家的糧食徵購質量。另外，由於糧食水分檢測技術的不完善，每年有數百億斤的糧食因含水量過高在運輸和儲藏過程中黴爛變質，造成了巨大損失。因此，設計一種插杆式糧食水分快速測定儀，用於糧食收購、倉儲、運輸過程中含水量的檢測顯得尤為重要。


【發明內容】

[0004]本實用新型的目的在於提供一種插杆式糧食水分快速測定儀，用於糧食收購、倉儲、運輸過程中含水量的檢測。
[0005]本實用新型採用的技術方案是:一種插杆式糧食水分快速測定儀，由一個插杆傳感器(1)、一個溫度傳感器(2)、一個信號處理器(4)、一個AD轉換器(5)、一個控制器(6)、一個LCD顯示塊(7)、三個操作鍵(8)、一個蓄電池(9)組成；插杆式糧食水分快速測定儀為三段直杆形式，三段分別是插杆部、控制部和手柄；插杆傳感器(1)鑲嵌在插杆部的最前端的中空腔中，溫度傳感器⑵、信號處理器⑷、AD轉換器(5)、控制器(6)、IXD顯示塊(7)和三個操作鍵(8)均安裝在控制部，蓄電池(9)安裝在手柄的空腔中；插杆傳感器(1)經過信號處理器(4)和AD轉換器(5)與控制器(6)之間雙向連接；溫度傳感器(2)也是經過信號處理器⑷和AD轉換器(5)與控制器(6)之間雙向連接；IXD顯示塊(7)和蓄電池(9)與控制器(6)之間雙向連接；三個操作鍵⑶單向連接在控制器(6)。
[0006]插杆部的前端為圓錐形結構，插杆傳感器(1)是直徑為10mm的圓柱狀，插杆傳感器(1)具有兩個金屬電極，一個電極均布置在插杆部的外壁，另一個布置在插杆部的內腔中。
[0007]信號處理器(4)包括放大電路、整流濾波電路和計權電路三部分，插杆傳感器(1)採集的模擬信號，先經過放大電路放大之後經整流濾波電路進行分隔處理，再經過計權電路進行比對，得到被測糧食的溼度。
[0008]控制器(6)採用型號為80C51的單片機，IXD顯示塊採用IXD1602型液晶顯示模塊。
[0009]三個操作鍵(8)分別為電源開關鍵、測量鍵、功能設置鍵；單按測量鍵完成單次測量操作；按功能設置鍵可在幾種不同功能之間進行循環切換，同時按測量鍵改變相應功能項的值。
[0010]本實用新型的有益效果是一種新型糧食水分快速測定儀，以單片機作為控制器，以電極電位差原理為基礎的插杆傳感器作為測量裝置，採用LCD顯示模塊直接讀取測量數據，本裝置具有測量數據可視直觀、工作穩定性好、靈敏度高、相應速度快、使用壽命長等優點，能夠實現糧食收購入庫過程中的現場水分的快速評測，是一種理想化的便捷式智能糧食水分檢測裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的硬體組成。
[0012]圖2為本實用新型的整體結構。
[0013]圖3本實用新型的軟體流程。

【具體實施方式】
[0014]如圖1和圖2，一種插杆式糧食水分快速測定儀，由一個插杆傳感器⑴、一個溫度傳感器(2)、一個信號處理器(4)、一個AD轉換器(5)、一個控制器(6)、一個IXD顯示塊(7)、三個操作鍵(8)、一個蓄電池(9)組成；插杆式糧食水分快速測定儀為三段直杆形式，三段分別是插杆部、控制部和手柄；插杆傳感器(1)鑲嵌在插杆部的最前端的中空腔中，溫度傳感器⑵、信號處理器⑷、AD轉換器(5)、控制器(6)、IXD顯示塊(7)和三個操作鍵⑶均安裝在控制部，蓄電池(9)安裝在手柄的空腔中；插杆傳感器(1)經過信號處理器(4)和AD轉換器(5)與控制器(6)之間雙向連接；溫度傳感器(2)也是經過信號處理器(4)和ADR換器(5)與控制器(6)之間雙向連接；IXD顯示塊(7)和蓄電池(9)與控制器(6)之間雙向連接；三個操作鍵(8)單向連接在控制器(6)。
[0015]溫度傳感器(2)用於監測當前環境溼度值，目的是給插杆傳感(1)測得數值進行補償；溫度補償是在信號通道加入負溫度係數半導體PN結器件，利用半導體PN結在± 100°C範圍內的良好線性，通過比例電路，實現溫度對糧食阻抗影響的自動補償。
[0016]插杆部是前端為圓錐的杆形結構，插杆頂部為錐形結構，便於插入樣品。插杆傳感器(1)是直徑為10_的圓柱狀，插杆傳感器(1)具有兩個金屬電極，一個電極均布置在插杆部的外壁，另一個布置在插杆部的內腔中。布置在插杆部的內腔中的電極為標準信號發送電極，布置在插杆部的外壁的為檢測信號接收電極；標準信號發送電極始終產生一個基準電壓值，檢測信號接收電極產生的信號與被測糧食的溼度相關，二者之間會產生電壓差，電壓差值經後續的信號處理器(4)放大、濾波處理之後，經AD轉換器(5)變換成數位訊號進入控制器(6)運算，之後由IXD顯示塊(7)顯示。
[0017]信號處理器(4)包括放大電路、整流濾波電路和計權電路三部分，插杆傳感器(1)採集的模擬信號，先經過放大電路放大之後經整流濾波電路進行處理，再經過計權電路進行比對，得到被測糧食的溼度。其中的計權電路是根據檢測信號的非線性而設計的線性化電路，其核心為對數放大器。計權電路輸出的是與被檢測糧食的水分含量稱正比的線性電壓信號。
[0018]控制器(6)採用型號為80C51的單片機，IXD顯示塊採用IXD1602型液晶顯示模塊。80C51有兩個16位定時計數器，兩個外中斷，兩個定時計數中斷，及一個串行中斷，並有4個8位並行輸入口。80C51內部有時鐘電路，但需要石英晶體和微調電容外接。由於80C51的系統性能滿足系統數據採集及時間精度的要求，而且產品產量豐富來源廣，應用也很成熟，故用來作為控制核心。LCD1602型液晶顯示模塊是一種專門用來顯示字母、數字、符號等的點陣型液晶模塊。它由若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好地顯示圖形。IXD1602的顯示內容為16X2，即可以顯示兩行，每行16個顯示字符和數字。
[0019]三個操作鍵⑶分別為電源開關鍵、測量鍵、功能設置鍵；單按測量鍵完成單次測量操作；按功能設置鍵可在幾種不同功能之間進行循環切換，同時用測量鍵改變相應功能項的值。為避免糧食品種因素與品質因素影響，儀器對不同的糧食品種應選擇不同的測量基準值。因此，儀器在測量前首先進行基準值調節。
[0020]如圖3，一種插杆式糧食水分快速測定儀的具體實施過程為:
[0021]開機之後，系統首先進行自檢和初始化，根據不同的糧食種類進行系統初始值選擇和設置；若是系統電源電量不足，會出現蜂鳴器的報警提示。
[0022]將插杆部插入被測糧食堆或包中，並按測量鍵，當按鍵時間大於Is時，開始測量數據一次，重複在不同的方位插入糧食堆或包中按測量鍵進行測量；5次採集之後，單片機控制器就能計算出本次測量的平均值，並與系統中的預設值進行比對，並將檢測的結果在LCD顯示屏上顯示，可直觀的讀取。當測得的糧食溼度超過標準限值時，系統會進行報警提醒。
【權利要求】
1.一種插杆式糧食水分快速測定儀，其特徵在於由一個插杆傳感器(1)、一個溫度傳感器(2)、一個信號處理器(4)、一個AD轉換器(5)、一個控制器(6)、一個IXD顯示塊(7)、三個操作鍵(8)、一個蓄電池(9)組成；插杆式糧食水分快速測定儀為三段直杆形式，三段分別是插杆部、控制部和手柄；插杆傳感器(1)鑲嵌在插杆部的最前端的中空腔中，溫度傳感器⑵、信號處理器⑷、AD轉換器(5)、控制器(6)、IXD顯示塊(7)和三個操作鍵⑶均安裝在控制部，蓄電池(9)安裝在手柄的空腔中；插杆傳感器(1)經過信號處理器(4)和AD轉換器(5)與控制器(6)之間雙向連接；溫度傳感器(2)也是經過信號處理器(4)和ADR換器(5)與控制器(6)之間雙向連接；IXD顯示塊(7)和蓄電池(9)與控制器(6)之間雙向連接；三個操作鍵(8)單向連接在控制器(6)。
2.如權利要求1所述的一種插杆式糧食水分快速測定儀，其特徵在於插杆部的前端為圓錐形結構，插杆傳感器(1)是直徑為10_的圓柱狀，插杆傳感器(1)具有兩個金屬電極，一個電極均布置在插杆部的外壁，另一個布置在插杆部的內腔中。
3.如權利要求1所述的一種插杆式糧食水分快速測定儀，其特徵在於信號處理器(4)包括放大電路、整流濾波電路和計權電路三部分，插杆傳感器(1)採集的模擬信號，先經過放大電路放大之後經整流濾波電路進行分隔處理，再經過計權電路進行比對，得到被測糧食的溼度。
4.如權利要求1所述的一種插杆式糧食水分快速測定儀，其特徵在於控制器(6)採用型號為80C51的單片機，IXD顯示塊採用IXD1602型液晶顯示模塊。
5.如權利要求1所述的一種插杆式糧食水分快速測定儀，其特徵在於三個操作鍵(8)分別為電源開關鍵、測量鍵、功能設置鍵；單按測量鍵完成單次測量操作；按功能設置鍵可在幾種不同功能之間進行循環切換，同時按測量鍵改變相應功能項的值。
【文檔編號】G01N27/00GK204255894SQ201420774867
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月3日 優先權日:2014年12月3日
【發明者】趙永強, 王耀鋒 申請人:陝西理工學院