CN108548849A - 一种测定水分的装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测定水分的装置及系统,该测定水分的装置可以包括:至少一个电阻感应口、第一信号处理电路、模数转换电路、控制电路、供电电路和通讯电路;通讯电路,用于接收测量指令,并将测量指令,发送至控制电路,以及将控制电路输出的测量待测物的水分含量传输至上位机;每一电阻感应口,用于根据控制电路的控制,测定待测物的电阻;控制电路,用于将电阻转换为电阻率,以及根据电阻率与粮食水分的对应关系,确定待测物的水分含量;供电电路,用于给装置提供工作电压。
Description
技术领域
本发明涉及水分测定技术领域,具体涉及一种测定水分的装置及系统。
背景技术
现有的插杆式水分测定仪,只能在测定仪上直接查看数据,并且只有1个水分测定点,并且没有通讯功能。因此在测定粮食水分时,需要手动将水分测定仪插入需测量的粮食内部进行测定。
粮食在粮仓中储藏时,储藏在平房仓内的粮食高度通常为4到8米,在筒仓中甚至能达到几十米。粮仓内的粮食水分检测,需要进入粮仓,爬到粮面上,在粮面的不同位置,对不同深度的粮食进行扦样,取出该处粮食后,再对该粮食使用各种水分测定方法进行测定。由于不同位置、不同深度的粮食水分都需要进行测量,要进行全方位的粮食水分检测,使用人工检测方法,非常费时费力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测定水分的装置及系统,用以解决现有存在的技术问题。
为实现上述目的,本发明的技术方案为一种测定水分和温度的装置,该测定水分和温度的装置,包括:至少一个电阻感应口、第一信号处理电路、模数A/D转换电路、控制电路、供电电路和通讯电路;至少一个电阻感应口中的每一电阻感应口的一端和控制电路依次连接,每一电阻感应口的另一端分别与第一信号处理电路的输入端连接,第一信号处理电路的输出端与A/D转换电路的输入端连接,A/D转换电路的输出端、供电电路和通讯电路分别与控制电路连接;通讯电路,用于接收测量指令,并将测量指令,发送至控制电路,以及将控制电路输出的待测物的水分含量传输至上位机;每一电阻感应口,用于根据控制电路的控制,测定待测物的电阻;控制电路,用于将电阻转换为电阻率,以及根据电阻率与粮食水分的对应关系,确定待测物的水分含量;供电电路,用于给装置提供工作电压。
可选的,测定水分的装置,还包括:高压发生器;高压发生器,用于将供电电路提供的电压进行升压,并提供给每一电阻感应口;其中,高压发生器的一端与每一电阻感应口的一端连接,高压发生器的另一端与控制电路连接。
可选的,测定水分的装置,还包括:至少一个温度传感器;每一温度传感器的输出端分别与第一信号处理电路的输入端连接。
可选的,测定水分的装置,还包括:第二信号处理电路;每一温度传感器的输出端分别与第二信号处理电路的输入端连接,第二信号处理电路的输出端与控制电路连接。
可选的,通讯电路的通讯方式包括:无线通讯或有线通讯。
可选的,有线通讯包括:485串口通讯、422串口通讯、232串口通讯、或单总线中的一种。
可选的,无线通讯包括:433M、紫蜂协议Zigbee,蓝牙低能耗技术BLE、或无线局域网中的一种。
可选的,测定水分的装置,还包括:电源;电源,用于给装置提供工作电压。
可选的,每一电阻感应口包括:第一电极和第二电极;第一电极和第二电极间隔设置;其中,每一电阻感应口的第一电极与控制电路连接,每一电阻感应口的第二电极与第一信号处理电路的输入端连接。
为实现上述目的,本发明的技术方案为一种水分测定系统,该水分测定系统包括至少一个上述的测定水分的装置和上位机或手持机;其中,测定水分的模块,包括:至少一个电阻感应口、通讯电路和控制电路;通讯电路,用于接收测量指令,并将测量指令,发送至控制电路,以及将控制电路控制每一电阻感应口测量待测物的电阻值传输至上位机;上位机,用于将电阻值转换为电阻率,以及根据电阻率与粮食水分的对应关系,确定待测物的水分含量。
可选的,控制电路,还用于:将电阻值转换为电阻率,以及根据电阻率与粮食水分的对应关系,确定待测物的水分含量。
可选的,通讯电路,还用于:将待测物的水分含量传输至上位机。
本发明具有如下优点:具有通讯功能,且能让粮仓内部的粮食水分测定变得更简单方便,无需花费很大精力从粮堆深度扦样取粮后再测定,更好的保障了粮食的品质和安全。
附图说明
图1为本发明实施例提供了一种测定水分的装置的示意图一。
图2为本发明实施例提供了一种测定水分的装置的示意图二。
图3为本发明实施例提供了一种测定水分的装置的示意图三。
图4为本发明实施例提供了一种测定水分的装置的示意图四。
图5为本发明实施例提供了一种测定水分的装置的示意图五。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
实施例1
图1为本发明实施例提供了一种测定水分和温度的装置的示意图一。如图1所示,该测定水分和温度的装置包括:至少一个电阻感应口10、第一信号处理电路20、模数A/D转换电路30、控制电路40、供电电路50和通讯电路70。在附图1中以分别以3个电阻感应口为一个示例进行说明。
三个电阻感应口中的每一电阻感应口10的一端与控制电路40依次连接,所述三个电阻感应口中的每一电阻感应口10的另一端分别与信号处理电路20的输入端连接,信号处理电路20的输出端与A/D转换电路30的输入端连接,A/D转换电路30的输出端、供电电路50和通讯电路70分别与控制电路40连接。
通讯电路70,用于接收测量指令,例如上位机发送的测量指令,并将测量指令,发送至控制电路40;每一电阻感应口10,用于根据控制电路40的控制,测定待测物的电阻;控制电路40,用于将电阻转换为电阻率,以及根据电阻率与粮食水分的对应关系,确定待测物的水分含量;通讯电路70,还用于将控制电路40输出的水分含量传输至上位机;供电电路50,用于给装置提供工作电压。
通讯电路70,用于测定水分和温度的装置能与外部的装置进行通讯,通讯的方式包括但不限于无线通讯、485串口通讯、232串口通讯或单总线。
可选的,通讯电路70,可将电阻感应口10测量的电阻值,传输至上位机,再由上位机,将电阻值转换为电阻率,然后根据电阻率与粮食水分的对应关系,确定待测物的水分含量。
可选的,测定水分的装置,还包括至少一个温度传感器。
在图1中包括三个温度传感器60,温度传感器60的输出端分别与信号处理电路20连接。
可选的,通讯电路的通讯方式包括:无线通讯或有线通讯。无线通讯包括,433M、Zigbee、BLE(蓝牙低能耗技术)、无线局域网等无线通信技术;有线通讯包括:485串口通讯、232串口通讯、422串口通讯或单总线等有线通信技术。
需要说明的是,当采用无线通讯时,可以采用锂亚电池进行为测定水分的装置进行供电。
本发明实施例中的测定水分和温度的装置,可以在各种高度的粮仓中使用,为了方便查看测定水分和温度的装置测量的水分和温度,可以不在现场进行查看,可以通过通讯电路70将测量的水分和温度上传至上位机,便于在上位机上查看。与传统的粮仓内粮食水分检测相比,可以多在不同深度、不同位置设置多个测定水分和温度的装置,同时实现多点测量,且可通过上位机查看多点的测量数据。此外,还可以对测定水分和温度的装置进行编号,可以以该测定水分和温度的装置所在的深度以及所在的位置进行编号,在向上位机进行传输测定的水分和温度的数据时,同时上传该测定水分和温度的装置的编号,这样,通过查看上位机即可知道数据来自哪个测定水分和温度的装置。
实施例2
图2为本发明实施例提供了一种测定水分和温度的装置的示意图二。与图1相比,图2还包括:高压发生器80,该高压发生器80,用于根据被测定粮食的水分含量的较低,低压无法测定粮食水分时,将供电电路50的电压升压预设的电压,因为粮食水分含量越低,在实际测量水分时所需要的电压越高。在电压升压至某一电压时,需要进行稳压。将稳定的电压提供给每一电阻感应口10;其中,高压发生器80的一端与每一电阻感应口10的另一端依次连接,高压发生器80的另一端与控制电路连接。
具体地,高压发生器,可以用于将3.7V左右的电压升压至10V-800V,在升压至预设的电压,并进行稳压,电压越高,可测定粮食水分的下限越低。其中,3.7V是指锂亚电池的供电电压。
可选的,测定水分和温度的装置供电可以由该装置内部供应,或者由外部的电源/电池90提供工作电压。
实施例3
图3为本发明实施例提供了一种测定水分和温度的装置的示意图三。与图2相比,图3还包括:信号处理电路20’。由于温度传感器60是数字式的温度传感器,故不需要与A/D转换电路30连接。每一温度传感器60的输出端与信号处理电路20’的输入端连接,信号处理电路20’的输出端与控制电路40连接。
实施例4
图4为本发明实施例提供了一种测定水分和温度的装置的示意图四。与图2相比,不同之处在于,图4中通过两个电极之间的粮食的电阻来测定粮食的水分。
在图4中,电极101的一端与高压发生器80的一端连接,电极102的另一端与信号处理电路20的输入端连接。电极101和电极102之间是间隔一定距离,该距离与测定水分的精确度相关。
图5与图4相比,不同点在于,温度传感器60是电子式的温度传感器,不需要与A/D转换电路30连接,在温度传感器60与信号处理电路20’连接之后,信号处理电路20’直接与控制电路40连接。
需要说明的是,粮食水分检测的方式可以包括:电阻法、电容法、中子法、微波法、红外法、核磁共振法等。考虑物料对象特性,红外法主要用于表面水分测量,多见于纸张水分检测中;中子法和核磁共振法基于水分中氢原子效应,系统复杂,造价高,不能体现检测对象的专用性。微波法是利用水对微波能量的吸收或作用于粮食的微波参量随水分变化的原理进行水分测量,其测量值与物料成分有关,测量电路及信号处理较复杂,价格偏高。电阻方法因其快速、准确、成本低的特点一直是最常用的水分测量方式。
在使用电阻式的测定水分和温度的装置之前需要进行水分的标定工作,把同一样本分别在标准测定仪和本测定仪同时进行比对测量,确定水分和电阻的关系。同时考虑到温度的影响,必须加上温度补偿系数以进行修正。在实际测量时,把当前的测量值与这些标准值进行比较,就可以实现水分的测量。此外,不同地区的粮食作物具有不同的测量基准值,因此在测试之前,需要根据不同的粮食种类,在不同的状态下进行标定工作,建立起标准的测量数据关系。
本发明实施例提供了一种水分测定系统,该水分测定系统,包括:至少一个上述测定水分的装置和上位机或手持机;其中,所述测定水分的模块,包括:至少一个电阻感应口、通讯电路和控制电路;通讯电路,用于接收测量指令,并将测量指令,发送至控制电路,以及将控制电路控制每一电阻感应口测量待测物的电阻值传输至上位机;上位机,用于将电阻值转换为电阻率,以及根据电阻率与粮食水分的对应关系,确定待测物的水分含量。
可选的,控制电路,还用于:将电阻值转换为电阻率,以及根据电阻率与粮食水分的对应关系,确定待测物的水分含量。
可选的,通讯电路,还用于:将待测物的水分含量传输至上位机。
可选的,测定水分的装置在测定粮食水分之后,可以由上位机将粮食水分进行温度补偿、压力补偿、粮食品类补偿、粮食产地补偿和单个测水点/批量测水点校准。进而精确粮食的水分含量值。
需要说明的是,传输给上位机的数据可以是电阻或电阻率或水分含量。
本发明实施例提供的测定水分和温度的装置,具有通讯功能,且能让粮仓内部的粮食水分测定变得更简单方便,无需花费很大精力从粮堆深度扦样取粮后再测定,更好的保障了粮食的品质和安全。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
Claims (12)
1.一种测定水分的装置,其特征在于,包括:至少一个电阻感应口、第一信号处理电路、模数A/D转换电路、控制电路、供电电路和通讯电路;
所述至少一个电阻感应口中的每一电阻感应口的一端和所述控制电路依次连接,所述每一电阻感应口的另一端分别与所述第一信号处理电路的输入端连接,所述第一信号处理电路的输出端与所述A/D转换电路的输入端连接,所述A/D转换电路的输出端、所述供电电路和所述通讯电路分别与所述控制电路连接;
所述通讯电路,用于接收测量指令,并将所述测量指令,发送至所述控制电路,以及将所述控制电路输出的测物的水分含量传输至上位机;
所述每一电阻感应口,用于根据所述控制电路的控制,测定待测物的电阻;
所述控制电路,用于将所述电阻转换为电阻率,以及根据所述电阻率与水分的对应关系,确定所述待测物的水分含量;
所述供电电路,用于给所述装置提供工作电压。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,还包括:高压发生器;
所述高压发生器,用于将所述供电电路提供的电压进行升压,并提供给所述每一电阻感应口;其中,所述高压发生器的一端与每一电阻感应口的一端连接,所述高压发生器的另一端与所述控制电路连接。
3.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,还包括:至少一个温度传感器;每一温度传感器的输出端分别与所述第一信号处理电路的输入端连接。
4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,还包括:第二信号处理电路;
所述每一温度传感器的输出端分别与所述第二信号处理电路的输入端连接,所述第二信号处理电路的输出端与所述控制电路连接。
5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述通讯电路的通讯方式包括:无线通讯或有线通讯。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述有线通讯包括:485串口通讯、422串口通讯、232串口通讯、或单总线中的一种。
7.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述无线通讯包括:433M、紫蜂协议Zigbee,蓝牙低能耗技术BLE、或无线局域网中的一种。
8.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,还包括:电源;
所述电源,用于给所述装置提供工作电压。
9.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述每一电阻感应口包括:
第一电极和第二电极;所述第一电极和所述第二电极间隔设置;其中,每一电阻感应口的第一电极与所述控制电路连接,所述每一电阻感应口的第二电极与所述第一信号处理电路的输入端连接。
10.一种水分测定系统,其特征在于,包括至少一个如权利要求1-9任一项所述的测定水分的装置和上位机或手持机;其中,所述测定水分的模块,包括:至少一个电阻感应口、通讯电路和控制电路;
所述通讯电路,用于接收测量指令,并将所述测量指令,发送至所述控制电路,以及将所述控制电路控制所述每一电阻感应口测量待测物的电阻值传输至所述上位机;
所述上位机,用于将所述电阻值转换为电阻率,以及根据所述电阻率与水分的对应关系,确定所述待测物的水分含量。
11.根据权利要求10所述的系统,其特征在于,所述控制电路,还用于:
将所述电阻值转换为电阻率,以及根据所述电阻率与水分的对应关系,确定所述待测物的水分含量。
12.根据权利要求11所述的系统,其特征在于,所述通讯电路,还用于:
将所述待测物的水分含量传输至所述上位机。
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