CN107219263A - 一种多种类谷物模式水分分析仪及水分测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多种类谷物模式水分分析仪，所述人机交互模块，用于选定待检测谷物类别，并设定所述待检测谷物的目标参数，并将所述水分检测模块的检测结果进行显示；所述水分检测模块，用于基于所述人机交互模块设定的所述目标参数对所述待检测谷物进行水分检测；所述控制模块，用于连接所述人机交互模块与所述水分检测模块，所述水分检测模块将检测到的待检测谷物的水分信息发送给控制模块进行分析后通过所述人机交互模块进行显示，所述控制模块根据所述目标参数控制所述水分检测模块的启动与停止；电源模块，用于分别为水分检测模块、人机交互模块、控制模块提供工作电压。应用本发明可以实现对多种谷物水分的精确测量。

Description

一种多种类谷物模式水分分析仪及水分测量方法

技术领域

本发明涉及谷物分析技术领域，特别涉及一种多种类谷物模式水分分析仪及水分测量方法。

背景技术

谷物含水率是特定谷物中包含的水分与重量的比值，是影响谷物品质的一个重要因素。实际应用中，谷物含水率可以决定了谷物贮藏的安全性，也同样谷物加工工艺与流通过程需要用到。例如在谷物的加工过程需要进行干燥，干燥是要达到减少谷物中水分含量的目的，通常是采用同热风或者直接对谷物进行加热，以降低谷物的含水率，但是干燥到什么程度可以停止，需要由获得的谷物含水率进行决定。从而，在对谷物的加工过程中可以不影响谷物营养成分及品质。

现有的谷物含水率的测量方法通常采用一种分析仪器测量一种谷物，由于不同谷物的测量参数不同；如果采用一种类型的谷物分析仪去测量另一中谷物的水分，得到的测量结果将会不准确。

因此，提供一种多种类谷物模式下的水分分析仪是亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多种类谷物模式水分分析仪及水分测量方法，以进行多种谷物模式下的水分分析。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种多种类谷物模式水分分析仪，包括：水分检测模块、人机交互模块、控制模块、电源模块；

所述人机交互模块，用于选定待检测谷物类别，并设定所述待检测谷物的目标参数，并将所述水分检测模块的检测结果进行显示；

所述水分检测模块，用于基于所述人机交互模块设定的所述目标参数对所述待检测谷物进行水分检测；

所述控制模块，用于连接所述人机交互模块与所述水分检测模块，所述水分检测模块将检测到的待检测谷物的水分信息发送给控制模块进行分析后通过所述人机交互模块进行显示，所述控制模块根据所述目标参数控制所述水分检测模块的启动与停止；

所述电源模块，用于分别为所述水分检测模块、所述人机交互模块、所述控制模块提供工作电压。

可选的，所述水分检测模块，还用于检测所述待检测谷物的含水量信号并放大后传输至所述控制模块；

所述控制模块接收所述含水量信号后，判断所述待检测谷物的含水量是否处于所述目标参数允许的范围内，并将判断结果返回至所述水分检测模块，以控制所述水分检测模块的启动与停止。

可选的，所述水分检测模块，通过采集流经所述待检测谷物的电压值，并发送至所述控制模块，以使所述控制模块根据所述待检测谷物的水分和流经的电压值的关系计算得到所述待检测谷物的水分值。

此外，本发明实施例还提供一种多种类谷物模式水分测量方法，所述方法包括步骤：

设定待检测谷物的目标参数；

目标电机的反转将电极中遗留的谷物与杂质排出；

通过预设时间后，将所述目标电机正转，碾压流入所述电极中的所述待检测谷物；

获得流经所述待检测谷物的电流，通过所述电流获得所述待检测谷物的目标电压值；

根据预设的所述目标电压值与所述待检测水分的计算公式，获得所述目标待检测谷物的水分值

将所述水分值进行显示。

可选的，所述预设时间为：1分钟至3分钟。

可选的，在所述获得流经所述待检测谷物的电流，通过所述电流获得所述待检测谷物的目标电压值之后，所述方法还包括：

控制所述目标电机反转，推出所述待检测谷物与杂质，进入下一轮水分检测模式。

可选的，所述预设的所述目标电压值与所述待检测水分的计算公式，具体表达为：

其中，所述f(z)为所述目标电压值，p_n根据所述待检测谷物的检测环境设定的变量，z为谷物的水分值。

与现有技术相比，本发明的一种多种类谷物模式下水分分析仪及水分测量方法具有以下有益效果：

(1)、本发明的一种多种类谷物模式下水分分析仪及水分测量方法，可以测量通过面板进行选取待测量谷物的类型，并进行相应参数的设置，如修正值等参数值，因而，相比较现有技术能够实现对多种谷物水分的精确测量；

(2)、本发明的一种多种类谷物模式下水分分析仪及水分测量方法，可以进一步根据待检测谷物的环境设定计算谷物水分值的变量，能够适应任一项分析仪、测量方法所对应的环境变化，提高了适应性。

附图说明

图1是本发明的多种类谷物模式水分分析仪的结构示意图；

图2是本发明的一种多种类谷物模式水分测量方法的流程示意图。

具体实施方式

为使发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中及实施例，对本发明技术方案进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明技术方案，并不用于限制本发明技术方案的范围。

参见图1，图1是本发明的一种多种类谷物模式水分分析仪，包括：水分检测模块1、人机交互模块2、控制模块3、电源模块4；

所述人机交互模块2，用于选定待检测谷物类别，并设定所述待检测谷物的目标参数，并将所述水分检测模块的检测结果进行显示；

所述水分检测模块1，用于基于所述人机交互模块2设定的所述目标参数对所述待检测谷物进行水分检测；

所述控制模块3，用于连接所述人机交互模块2与所述水分检测模块1，所述水分检测模块1将检测到的待检测谷物的水分信息发送给控制模块3进行分析后通过所述人机交互模块2进行显示，所述控制模3块根据所述目标参数控制所述水分检测模块的启动与停止；

所述电源模块4，用于分别为所述水分检测模块1、所述人机交互模块2、所述控制模块3提供工作电压。

需要说明的是，可以通过人机交互界面上的触控面板或者按键选定待检测谷物类别，示例性的，可以选择的谷物类型为玉米、小麦、大豆等等。根据选择的类型，示例性的，为大豆，设定与测量大豆相关的目标参数。并将所述水分检测模块的检测结果进行显示。

此外，目标参数还可以包括水分设定为根据选择的谷物类型以及需要将谷物烘干所达到的水分值进行设定，示例性的，对大豆的烘干，需要达到的水分值为不大于12％即可，当水分值达到12％时，即为对大豆停止进行烘干的条件。可以理解的是，当继续进行水分烘干的话可能会影响大豆进一步的工艺处理效果，且能够避免长时间对大豆进行烘干造成的资源浪费。

另外，所述目标参数还可以包括粒数设定，即谷物包含的个数。可以理解的是，可以通过重力传感器获得谷物的颗粒数。

水分检测模块还可以包括获得谷物的水分值以及具体进行水分值的测量模块。具体的可以通过水分传感器直接测量谷物的水分值，可以理解的是，通过直接获得的方式获得谷物水分值比较片面，因为获得的是局部的水分值，且获得的方式不够准确，所以本发明实施例中，将获得水分值发送至控制模块3，以备进行数值处理。本发发明实施例中，可以将水分传感器安装在水分仪的两个碾压轮之间，以用来碾压待测谷物，并通过该碾压轮在碾压过程中获得的数值，实时对水分的采集，获得采集数据。

可以理解的是，电机的碾压轮在碾压的过程中能够获得实时变化的电流值，另外由物理学知识可以得到，当谷物的电阻值为已知时，即可得到流经谷物的电压值(电压值为电阻值与电流值的乘积)。然后根据主控模块中电压值和水分值的对应关系，既可以得到对应的水分值。需要说明的是，谷物的含水率与导电率的具有一定的计算关系，而导电率与电阻具有一定的计算关系、电阻与电流可以得到电压值、而电压值与水分值又存在预设的计算公式关系，所以可以得到水分值。具体的数学计算本发明实施例在此不对其进行赘述。

本发明基于谷物水分与电阻的关系研究，发现不同的谷物含水量，其电阻也不相同，谷物含水量越大，其电阻值越小，反之，谷物含水量越小，其电阻值越大，因此，本发明通过测量谷物的电阻值来确定谷物的水分值。

本发明的一个实施例中，所述水分检测模块1，可以通过采集流经所述待检测谷物的电压值，并发送至所述控制模块3，以使所述控制模块3根据所述待检测谷物的水分和流经的电压值的关系计算得到所述待检测谷物的水分值。

为了简单起见，在根据水分传感器计算到电阻值以后，计算谷物的电阻值，由于电流值为已知的测量值，所以可以得到电压值。再根据主控模块中预先存储的的电压和水分值的计算公式，进而可以得到目标水分值。

示例性的，具体的电压值和目标水分值的关系如下：

其中，所述f(z)为所述电压值，p_n根据所述待检测谷物的检测环境设定的变量，z为谷物的目标水分值。那么在知道p_n的情况下即可得到水分值。

示例性的，得得到的电压值为0.45V，在预设的p_n的情况下，得到水分值为12.15％，可以理解的是，本发明实施例还计算出来了谷物的环境温度，还可以根据温度值对目标水分值进行修正，已得到目标含水率。

通过试验研究，电阻与水分的关系受到温度的影响，在常温-10～40℃的条件下，温度每升高1℃对电阻值的影响相当于其水分含量增加0.1％，即0.1％(湿度)/℃，因此本发明采用温度补偿处理实现水分的精准测量。

所述水分检测模块1，还用于检测所述待检测谷物的含水量信号并放大后传输至所述控制模块；

所述控制模块接收所述含水量信号后，判断所述待检测谷物的含水量是否处于所述目标参数允许的范围内，并将判断结果返回至所述水分检测模块，以控制所述水分检测模块的启动与停止。

可以理解的是，当水分检测模块1检测到的水分值经过控制模块处理后可以得到水分值，具体的可以判断是否满足谷物停止进行检测的条件，即为谷物的含水量不大于预设水分值。示例性的，预设水分值为12％，检测模块1发送至控制模块后计算出来的水分值为14％，因为现在的含水值大于预设水分值，所以还需继续进行烘干，以减水分值；否则停止烘干，也暂停此次的检测。待更换待检测谷物，或者更换测试条件以后继续进行水分测量。

参见图2，还提供了一种多种类谷物模式水分测量方法的流程示意图，所述方法包括：

S201，设定待检测谷物的目标参数；

S202，目标电机的反转将电极中遗留的谷物与杂质排出；

S203，通过预设时间后，将所述目标电机正转，碾压流入所述电极中的所述待检测谷物；

S204，获得流经所述待检测谷物的电流，通过所述电流获得所述待检测谷物的目标电压值；

S205，根据预设的所述目标电压值与所述待检测水分的计算公式，获得所述目标待检测谷物的水分值

S206，将所述水分值进行显示。

需要说明的是，可以通过人机交互界面上的触控面板或者按键选定待检测谷物类别，示例性的，可以选择的谷物类型为玉米、小麦、大豆等等。根据选择的类型，示例性的，为大豆，设定与测量大豆相关的目标参数。并将所述水分检测模块的检测结果进行显示。具体的目标参数值还可以包括水分修正值、谷物粒数等等。

可以理解的是，如果一次谷物测量结束，在测量谷物的空间内继续有残存的话将会影响下一次谷物水分值测量的准确性，所以需要电机的反转将电极中遗留的谷物与杂质排出。进一步的，电机的反转时间可以进行预设，所述预设时间为：1分钟至3分钟。经多次试验表明，在1分钟以外和3分钟以内，对谷物的排出效果是最佳的，如果时间过长将影响下一次测量的时间，造成测量效果低，如果排出效果较差将会影响下一次测量的结果，因此本发明实施例提供的1分钟至3分钟为谷物排出的最佳效果。

需要说明的是，电机反转是排出谷物，当电机正转是将新的待测量谷物加入电机的测量区域中，经上述的电流测量方法，可以得到待检测谷物的目标电压值，并通过预设的计算公式，得到待检测谷物的水分值，并通过人机交互界面进行显示。具体的实现方式参照图1的实施例，本发明实施例在此不对其进行赘述。

具体的，在所述获得流经所述待检测谷物的电流，通过所述电流获得所述待检测谷物的目标电压值之后，所述方法还包括：

控制所述目标电机反转，推出所述待检测谷物与杂质，进入下一轮水分检测模式。

具体的，所述预设的所述目标电压值与所述待检测水分的计算公式，具体表达为：

其中，所述f(z)为所述目标电压值，p_n根据所述待检测谷物的检测环境设定的变量，z为谷物的水分值。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种多种类谷物模式水分分析仪，其特征在于，包括：水分检测模块、人机交互模块、控制模块、电源模块；

所述人机交互模块，用于选定待检测谷物类别，并设定所述待检测谷物的目标参数，并将所述水分检测模块的检测结果进行显示；

所述水分检测模块，用于基于所述人机交互模块设定的所述目标参数对所述待检测谷物进行水分检测；

所述控制模块，用于连接所述人机交互模块与所述水分检测模块，所述水分检测模块将检测到的待检测谷物的水分信息发送给控制模块进行分析后通过所述人机交互模块进行显示，所述控制模块根据所述目标参数控制所述水分检测模块的启动与停止；

所述电源模块，用于分别为所述水分检测模块、所述人机交互模块、所述控制模块提供工作电压。

2.根据权利要求1所述的多种类谷物模式水分分析仪，其特征在于，所述水分检测模块，还用于检测所述待检测谷物的含水量信号并放大后传输至所述控制模块；

所述控制模块接收所述含水量信号后，判断所述待检测谷物的含水量是否处于所述目标参数允许的范围内，并将判断结果返回至所述水分检测模块，以控制所述水分检测模块的启动与停止。

3.根据权利要求1或2所述的多种类谷物模式水分分析仪，其特征在于，

所述水分检测模块，通过采集流经所述待检测谷物的电压值，并发送至所述控制模块，以使所述控制模块根据所述待检测谷物的水分和流经的电压值的关系计算得到所述待检测谷物的水分值。

4.一种多种类谷物模式水分测量方法，其特征在于，所述方法包括：

设定待检测谷物的目标参数；

目标电机的反转将电极中遗留的谷物与杂质排出；

通过预设时间后，将所述目标电机正转，碾压流入所述电极中的所述待检测谷物；

获得流经所述待检测谷物的电流，通过所述电流获得所述待检测谷物的目标电压值；

根据预设的所述目标电压值与所述待检测水分的计算公式，获得所述目标待检测谷物的水分值；

将所述水分值进行显示。

5.根据权利要求4所述的多种类谷物模式水分测量方法，其特征在于，所述预设时间为：1分钟至3分钟。

6.根据权利要求4所述的多种类谷物模式水分测量方法，其特征在于，在所述获得流经所述待检测谷物的电流，通过所述电流获得所述待检测谷物的目标电压值之后，所述方法还包括：

控制所述目标电机反转，推出所述待检测谷物与杂质，进入下一轮水分检测模式。

7.根据权利要求4所述的多种类谷物模式水分测量方法，其特征在于，所述预设的所述目标电压值与所述待检测水分的计算公式，具体表达为：

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其中，所述f(z)为所述目标电压值，p_n根据所述待检测谷物的检测环境设定的变量，z为谷物的水分值。