CN111257379A - 一种颗粒类固体含水率测试仪 - Google Patents

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李旻宸
卢文科
闫如忠
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Abstract

本发明涉及一种颗粒类固体含水率测试仪，属于电子测量技术领域；包括圆桶式电容传感器、电容/电压转换器、A/D转换器、单片机和显示器。圆桶式电容传感是由内桶和外桶组成，内桶和外桶分别是该传感器的两个极板。在内桶和外桶中间加入颗粒类固体物质(如粮食)时，该传感器的输出电容值与颗粒类固体物质的含水率有确定的函数关系。该传感器的输出电容值通过电容/电压转换器后，其输出的电压信号送入A/D转换器、单片机中，最后在显示器中显示出颗粒类固体的含水率值。本发明应用于颗粒类粮食含水率的测量，具有结构简单、反应速度快和测量设备制造成本较低的特性。

Description

一种颗粒类固体含水率测试仪
技术领域
本发明涉及一种颗粒类固体含水率测试仪，属于电子测量技术领域。
背景技术
传统含水率测量方式具有测量范围广、调试范围较广较平滑、干扰因素小等优点，但是传统含水率测量方式同时也具有测量设备制造成本较高、结构较复杂、寿命较短等缺点，无法满足日益增加的测量需求。所以本技术领域亟需一种结构相比传统含水率测量设备更简单、测量精度更高、测量设备制造成本较低，并且抗干扰性能强的测试设备。同时该种测量设备也能够保证对颗粒类固体(粮食)含水率测量的精度。
发明内容
本发明的目的是为解决现有的含水率测量装置制造成本较高、结构较复杂的缺陷的技术问题。
为达到解决上述问题的目的，本发明所采取的技术方案是提供一种颗粒类固体含水率测试仪，包括圆桶式电容传感器、电容/电压转换器、A/D转换器、单片机计算机和显示器；所述圆桶式电容传感器连接电容/电压转换器，电容/电压转换器连接A/D转换器，A/D转换器连接单片机计算机，单片机计算机连接显示器。
优选地，所述圆桶式电容传感器包括内桶和外桶，内桶和外桶分别设为电容传感器的两个极板。
优选地，所述电容传感器的内桶和外桶都是采用铝制作。
优选地，所述电容/电压转换器采用集成电容/电压转换器。
本发明一种颗粒类固体含水率测试仪中圆桶式电容传感器将颗粒类固体(如粮食)的含水率值转成电容值，该电容值与颗粒类固体(如粮食)的含水率值有确定的函数关系。将该电容值通过电容/电压转换器转换后，其输出的电压信号送入A/D转换器、单片机中，最后在显示器中显示出颗粒类固体(如粮食)的含水率值。
本发明的目的是提供一种电容式颗粒类固体含水量测试仪，该仪表是通过圆桶式电容器、电容/电容转换器和单片机制作的。由于采用了圆桶式电容器和单片机，所以该测量装置具有成本低、精度高和结构简单的优点。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
本发明通过对桶式电容器进行电路搭配，结构相比传统含水率测量方法更简单、精度更高、成本较低，并且抗干扰性能强，也能够保证对颗粒类固体(粮食)含水率测量的精度。可以有效改进现有测量仪器的效率，具有结构简单、成本低、反应速度快的特性。
附图说明
图1为本发明一种颗粒类固体含水率测试仪结构示意图。
图2为本发明一种颗粒类固体含水率测试仪圆桶式电容传感器结构示意图。
附图标记：1.圆桶式电容传感器2.电容/电压转换器3.A/D转换器4.单片机计算机5.显示器6.圆桶式电容传感器外桶7.圆桶式电容传感器内桶8.待测颗粒；
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下：
如图1，2所示，本发明提供了一种颗粒类固体含水率测试仪，包括圆桶式电容传感器1、电容/电压转换器2、A/D转换器3、单片机计算机4和显示器5；圆桶式电容传感器1连接电容/电压转换器2，电容/电压转换器2连接A/D转换器3，A/D转换器3连接单片机计算机4，单片机计算机4连接显示器5。圆桶式电容传感包括内桶7和外桶6，内桶7和外桶6分别设为电容传感器的两个极板。电容传感器的内桶和外桶都是采用铝制作。电容/电压转换器2采用集成电容/电压转换器。
如图1所示，是本发明中电容式颗粒类固体含水率测试仪的具体实施结构方框图。在圆桶式电容传感器1内桶7和外桶6之间加入颗粒类固体(如粮食)时，该传感器的输出电容值与颗粒类固体(如粮食)之间的关系式为：
Figure BDA0002393085270000021
(1)式中，C是该传感器1的输出电容值；C0是当被测的颗粒类固体的含水率为零时，该传感器的输出电容值；k1和k2都为常数，k1和k2的大小与该传感器1的结构和材料有关；x是颗粒类固体的含水率。
当该传感器1的输出电容值C通过电容/电压转换器电路2时，输出的电压信号送入A/D转换器电路3变换成数字信号，将该数字信号送入单片机计算机4。在单片计算机4中，进行式(1)所示的数学运算，求出颗粒类固体(如粮食)的含水率x的值。最后在显示器5中显示出颗粒类固体含水率的值。
参照图2所示，所述的圆桶式电容传感器1是由内桶7和外桶6组成，内桶7和外桶6分别是该传感器1的两个极板。在内桶和外桶中间加入颗粒类固体物质待测颗粒8时，该传感器1的输出电容量C与颗粒类固体物质的含水率x有确定的函数关系，如式(1)所示。
圆桶式电容传感器中加入颗粒类固体(如粮食)时，该圆桶式电容传感器的输出电容与颗粒类固体(如粮食)的含水率有确定的函数关系。将圆桶式电容传感器的输出电容通过电容/电压转换器电路输出电压信号，该电压信号通过A/D转换器电路后，送入单片计算机中。在单片计算机中进行圆桶式电容传感器的输出电容量与颗粒类固体(如粮食)含水率之间的函数关系的数学运算，最后在显示其中显示出颗粒类固体(如粮食)的含水率。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种颗粒类固体含水率测试仪，其特征在于：包括圆桶式电容传感器、电容/电压转换器、A/D转换器、单片机计算机和显示器；所述圆桶式电容传感器连接电容/电压转换器，电容/电压转换器连接A/D转换器，A/D转换器连接单片机计算机，单片机计算机连接显示器。
2.如权利要求1所述的一种颗粒类固体含水率测试仪，其特征在于：所述圆桶式电容传感器包括内桶和外桶，内桶和外桶分别设为电容传感器的两个极板。
3.如权利要求1所述的一种颗粒类固体含水率测试仪，其特征在于：所述电容传感器的内桶和外桶都是采用铝制作。
4.如权利要求1所述的一种颗粒类固体含水率测试仪，其特征在于：所述电容/电压转换器采用集成电容/电压转换器。
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