CN103308565B - 一种棉包水分测定方法 - Google Patents

Abstract

一种棉包水分测定方法，其特征在于：在同一检测时段和同一检测环境下，针对同一批次棉包以任意一个棉包作为代表棉包，测量所述代表棉包的实时内部温度；将用于测量温度值的温度测量装置的测温点深入所述代表棉包中5~30厘米处，待温度平衡后，测量代表棉包的实时内部温度；将连续测得的代表棉包的实时内部温度作为所述同一批次棉包中其他棉包水分测定的温度依据；将该实时内部温度连续发送至一个温度信号接收装置，以实时更新该温度信号接收装置接收到的代表棉包的实时内部温度信号；在接下来针对所述同一批次棉包逐一进行水分测定时，以实测的每个棉包的实时内部湿度和同时测得的代表棉包的实时内部温度作为计算棉包水分的依据。

Description

一种棉包水分测定方法

技术领域

本发明涉及棉花回潮率测量领域，尤其涉及一种用于棉包水分测定方法。该方法用于快速准确探测棉包的回潮率，以满足棉花打包后在运输、仓储以及交易过程中回潮率快速检测的需要。

背景技术

棉花在通常情况下都含有水分，其含有水分的多少影响着棉花纤维的物理、化学、机械力学等性能，特别是当棉花的水分含量（即回潮率，由棉包内部的温度和湿度共同决定）超过10%时，就易霉烂变质，甚至发生自燃。虽然棉花在打包前已抽检了回潮率，但在运输、仓储以及交易过程中，棉包水分含量也可能发生变化，常有超标情况发生，因此对打包后棉花回潮率的检测和控制也很有必要。如：在铁路运输棉包过程中，常发生起火事故，起火原因之一就是棉包中棉花回潮率超标引起自燃。

公告号为CN201285382Y的中国实用新型专利《手持式棉包水分探测装置》公开了一种用于测量棉包水分的装置，包括电阻式传感器、测量电路以及温度传感器，所述电阻式传感器由一根或两根插入式探测杆组成，所述插入式探测杆头部为尖锥形，尖锥上至少设有两道切割刀刃，所述温度传感器设于插入式探测杆根部，插入式探测杆上设有电极，该电极与测量电路电连接。在测量时只要手持插入式探测杆直接插入棉包即可同时测得棉包的温度和湿度。但是，在使用过程中发现上述探测装置在一般的应用场合（如仓库、车间等室内或阴天的户外等）能够较准确测量棉包的回潮率，误差可控制在0.5%的范围以内，但是在日照强烈的户外，尤其是不同时段温差较大的地区使用时，所述探测装置的测量误差有时会达到1%~2%。

经分析发现，造成上述误差的原因在于：在日照强烈或温差较大的地区，一天中棉包外表层温度的变化范围达到十几度到二十几度，而棉包内部的温度仅仅在日平均气温的上下二到三度的范围内变化，所述水分探测装置中用于测量棉包温度的温度传感器设于插入式探测杆的根部，在插入式探测杆插入棉包内测量棉包内湿度时，温度传感器测量的却是棉包的外表层温度，而温度测量的误差直接决定了回潮率测量的误差。在一般的应用场合，由于棉包内外的温差小，棉包的外表层温度能够代表棉包内部的温度；而在日照强烈或温差较大的地区等特殊场合，棉包内部与外表层存在较大的温差，棉包的外表层温度不能够代表棉包的内部温度，故上述探测装置在一般的应用场合能够准确快速地测量出棉包的回潮率，而在日照强烈或温差较大的地区等特殊场合使用却产生较大的测量误差。若将温度传感器设于一探测杆的头部，温度传感器能够深入棉包内部对棉包的内部温度进行测量，但同时也产生一个新的问题：探测杆在伸入棉包内部的过程中与棉花之间发生摩擦，摩擦生热致使温度传感器不能立即检测到棉包内部准确的实时温度，通常需要耗费较长的时间（几分钟、十几分钟，甚至半小时或一小时）才能在温度传感器和棉包内部达到温度平衡（温度平衡指的是温度测量装置能够准确测量到棉包内部的实时温度），这样检测同一批次的棉包回潮率时，对每包棉包均测定其温度和湿度则需要耗费过多的时间，效率极为低下。于是，如何提供一种快速准确的棉包水分测定方法便成为本发明的研究课题。

发明内容

本发明提供一种棉包水分测定方法，其目的是要解决在日照强烈的户外或温差较大的地区等特殊情况下，测定棉包回潮率耗时过多以及误差较大的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种棉包水分测定方法，将用于测量温度值的温度测量装置的测温点深入所述代表棉包中5~30厘米处，其创新在于：

（1）在同一检测时段和同一检测环境下，针对同一批次棉包以任意一个棉包作为代表棉包，测量所述代表棉包的实时内部温度；所述同一批次棉包是指同一厂家在同一时段生产的同一质量的棉包；

（2）等待代表棉包内部测温点处与温度测量装置的传感器之间达到温度平衡后，测量该处的温度，以此表示代表棉包的实时内部温度；

（3）在测得的代表棉包的实时内部温度之后，将该实时内部温度通过有线或无线方式连续发送至一个温度信号接收装置，以实时更新该温度信号接收装置接收到的代表棉包的实时内部温度信号；

（4）在接下来针对所述同一批次棉包逐一进行水分测定时，以实测的每个棉包的实时内部湿度和同时测得的代表棉包的实时内部温度作为计算棉包水分的依据。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述温度平衡指的是温度测量装置能够准确测量到棉包内部的实时温度，由于温度测量装置在伸入棉包内部的过程中与棉花之间发生摩擦，摩擦生热使得温度测量装置自身的温度会高于棉花内部的真实温度，从而致使温度传感器不能立即检测到棉包内部准确的实时温度，通常需要耗费一段时间才能在温度测量装置的温度传感器和棉包内部的温度相同，即达到温度平衡，达到温度平衡后温度测量装置测量到的实时温度才能够代表棉包内部的实时温度。

2、上述方案中，所述实时内部湿度通常采用电测法测量，采用双电极板夹持方式对样棉施加压力，在双电极板之间施加电压，测量电阻，根据国家纤维计量站颁布的一套回潮率——电阻值对数值推算棉包的回潮率，再测量棉包温度对推算出的回潮率进行修正，具体参见公告号为CN1220051C，专利号为ZL01108102.3的中国发明专利《一种棉花水分电测器》的记载。

3、上述方案中，所述温度测量装置中设有用于测量温度的传感器，所述“温度测量装置的测温点”指的是温度测量装置中传感器所在的位置。

本发明工作原理和优点：当一天中棉包外部环境温度的变化达到十几度到二十几度时，棉包内部的温度仅仅在日平均气温的上下二到三度的范围内变化，且同一检测时段、同一检测环境下，同一批次的棉包内部的温度差异在3℃以内，故本发明仅采集同一检测时段、同一检测环境下，同一批次棉包中的任一棉包内部的实时温度作为代表温度，用以代表同一检测时段、同一检测环境下、同一批次的其它棉包内部的实时温度，温度测量装置的测温点保持测量其所在的棉包内部的实时温度直至同一检测时段、同一检测环境下，同一批次棉包的回潮率全部检测完毕，同时将测得的实时温度连续传送至温度信号接收装置，当检测其它棉包的回潮率时，不需要重新检测其它棉包的内部温度，不需要重新等待温度平衡，只需要检测其湿度再与代表棉包的实时内部温度结合即可计算出该棉包的回潮率，大大缩短了同一检测时段、同一检测环境下，同一批次棉包回潮率的检测时间，提高了检测效率，且误差可控制在0.5%范围内。

附图说明

附图1为本发明实施例所使用的水分测量仪整机示意图；

附图2为本发明实施例所使用的另一种湿度测量装置立体图；

附图3为本发明实施例所使用的温度测量装置立体图；

附图4为本发明实施例温度测量装置一局部剖视图；

附图5为本发明实施例温度测量装置二局部剖视图；

附图6为本发明实施例温度测量装置三局部剖视图；

附图7为本发明实施例水分测量仪的电路连接框图；

附图8为本发明实施例温度测量装置的电路连接框图。

以上附图中：1、湿度探测杆；2、切割刀刃；3、手持柄；4、温度传感器；5、主机；6、绝缘套；7、第二导线；8、第一导线；9、温度探测杆。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：一种棉包水分测定方法

事先准备有湿度测量装置和温度测量装置。

参见附图1所示，所述湿度测量装置包括一手持柄3和湿度探测杆1，湿度探测杆1的尾部固定连接在一手持柄3上，湿度探测杆1的头部为尖锥形，尖锥上设有三道切割刀刃2，这三道切割刀刃2以湿度探测杆1的轴心线为基准在头部上均匀分布，而且这三道切割刀刃2的前端汇聚在尖锥形的尖端，以此构成三棱椎形头部结构；湿度探测杆1由硬质金属一体制成，其杆身上套设有绝缘套6仅外露头部作为两个电极A和B，这两个电极A和B经湿度探测杆1的杆身接至手柄3中的测量电路。

两个所述湿度测量装置与一主机5构成了水分测量仪整机，每个湿度测量装置中测量电路的输出端分别通过导线8与主机5中的湿度信号接收模块连接，从而将湿度测量装置测得的湿度信号传送至主机5。

参见附图2所示，所述湿度测量装置也可由一个手持柄3上同时设置两根探测杆1构成。

参见附图3所示，所述温度测量装置包括测量电路和温度探测杆9，该温度探测杆9尾部连接有手持柄3，温度探测杆9的头部为尖锥形，尖锥上至少设有两道切割刀刃2，各道切割刀刃2以温度探测杆9轴心线为基准在头部上对称或均匀分布，且各道切割刀刃2的前端汇聚在尖锥形的尖端；所述温度探测杆9为中空结构，在该中空结构的腔内设置有温度传感器4，温度传感器4通过导热胶与温度探测杆9内壁连接，同时温度传感器4与所述测量电路电连接。

参见附图4~附图6所示，所述温度传感器4可设于温度探测杆9的头部内，也可设于靠近头部的位置，也可设于温度探测杆9的中部，以此深入棉包内部测量其内部的实时温度。

参见附图7和附图8所示，附图7和附图8所示为温度测量装置与主机之间通过无线的方式连接，所述水分测量仪整机内部的测量电路包括第一CPU、LED显示器、按键、电源控制电路、电池、语音模块、液晶显示模块、湿度传感器和无线接收模块，其中湿度传感器由电极A和电极B组成；所述温度测量装置内部的测量电路包括第二CPU、液晶显示模块、温度传感器、电源管理模块、电池和无线发射模块；水分测量模块将测量到的棉包内部的湿度传送给第一CPU，第一CPU同时通过无线接收模块接收来自温度测量装置中无线发射模块发送出来的实时温度信号；在实际应用中，温度测量装置与主机5之间也可通过有线的方式连接。

使用所述水分测量仪和温度测量装置测量棉包的水分具体操作描述如下：

（1）在同一检测时段和同一检测环境下，针对同一批次棉包以任意一个棉包作为代表棉包，测量所述代表棉包的实时内部温度；所述同一批次棉包是指同一厂家在同一时段生产的同一质量的棉包。

（2）将用于测量温度值的温度测量装置的测温点深入所述代表棉包中5~30厘米处，并等待代表棉包内部测温点处与温度测量装置的温度传感器之间达到温度平衡后，测量该处的温度，以此表示代表棉包的实时内部温度。

（3）在测得的代表棉包的实时内部温度之后，将该实时内部温度通过有线或无线方式连续发送至一个温度信号接收装置（即附图7中的无线接收模块，无线接收模块将接收到的实时内部温度传至第一CPU），以实时更新该温度信号接收装置接收到的代表棉包的实时内部温度信号，比如以1次/秒、3次/秒或其他频率连续发送代表棉包的实时内部温度。

（4）在接下来针对所述同一批次棉包逐一进行水分测定时，以实测的每个棉包的实时内部湿度和同时测得的代表棉包的实时内部温度作为计算棉包水分的依据，即以第一CPU接收到的当前的实时温度值和水分测量模块发送给第一CPU的当前的湿度值作为计算该湿度值所对应的棉包的水分含量（即回潮率）。

所述温度平衡指的是温度测量装置能够准确测量到棉包内部的实时温度，由于温度测量装置在伸入棉包内部的过程中与棉花之间发生摩擦，摩擦生热使得温度测量装置自身的温度会高于棉花内部的真实温度，从而致使温度传感器不能立即检测到棉包内部准确的实时温度，通常需要耗费一段时间才能在温度测量装置的温度传感器和棉包内部的温度相同，即达到温度平衡，达到温度平衡后温度测量装置测量到的实时温度才能够代表棉包内部的实时温度。

所述实时内部湿度通常采用电测法测量，采用双电极板夹持方式对样棉施加压力，在双电极板之间施加电压，测量电阻，根据国家纤维计量站颁布的一套回潮率——电阻值对数值推算棉包的回潮率，再测量棉包温度对推算出的回潮率进行修正。

所述温度测量装置中设有用于测量温度的传感器，所述“温度测量装置的测温点”指的是温度测量装置中温度传感器所在的位置。

当一天中棉包外部环境温度的变化达到十几度到二十几度时，棉包内部的温度仅仅在日平均气温的上下二到三度的范围内变化，且同一检测时段、同一检测环境下，同一批次的棉包内部的温度差异在3℃以内，故本发明仅采集同一检测时段、同一检测环境下，同一批次棉包中的任一棉包内部的实时温度作为代表温度，用以代表同一检测时段、同一检测环境下、同一批次的其它棉包内部的实时温度，温度测量装置的测温点保持测量其所在的棉包内部的实时温度直至同一检测时段、同一检测环境下，同一批次棉包的回潮率全部检测完毕，同时将测得的实时温度连续传送至温度信号接收装置，当检测其它棉包的回潮率时，不需要重新检测其它棉包的内部温度，不需要重新等待温度平衡，只需要检测其湿度再与代表棉包的实时内部温度结合即可计算出该棉包的回潮率，大大缩短了同一检测时段、同一检测环境下，同一批次棉包回潮率的检测时间，提高了检测效率，且误差可控制在0.5%范围内。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种棉包水分测定方法，将用于测量温度值的温度测量装置的测温点深入代表棉包中5~30厘米处，其特征在于：

（1）在同一检测时段和同一检测环境下，针对同一批次棉包以任意一个棉包作为代表棉包，测量所述代表棉包的实时内部温度；所述同一批次棉包是指同一厂家在同一时段生产的同一质量的棉包；

（2）等待代表棉包内部测温点处与温度测量装置的传感器之间达到温度平衡后，测量该处的温度，以此表示代表棉包的实时内部温度；

（3）在测得的代表棉包的实时内部温度之后，将该实时内部温度通过有线或无线方式连续发送至一个温度信号接收装置，以实时更新该温度信号接收装置接收到的代表棉包的实时内部温度信号；

（4）在接下来针对所述同一批次棉包逐一进行水分测定时，以实测的每个棉包的实时内部湿度和同时测得的代表棉包的实时内部温度作为计算棉包水分的依据。