CN118209490A - 一种在线式谷物水分实时监测装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种在线式谷物水分实时监测装置及其使用方法，属于谷物水分检测技术领域，包括外罩壳以及安装于外罩壳顶部处的监测结构，透明塑料波纹套内部在透明隔挡罩与透明塑料波纹套内壁之间设有一条可供气流流通的气流腔道。在抽气泵负压吸力作用下，外罩壳内对近红外水分测定仪探头发出的近红外光产生干扰的粉尘、飞絮等杂质通过通气孔不断进入至处于透明隔挡罩与透明塑料波纹套内壁之间的气流腔道内部，这样使得近红外水分测定仪在监测谷物水分时，近红外水分测定仪探头前附近的粉尘会在负压吸力作用下不断通过监测孔与透明隔挡罩之间间隙并进入至气流腔道内部，这样可大大降低近红外水分测定仪探头前粉尘的含量。
Description
技术领域
本申请涉及谷物水分检测技术领域，更具体地说，涉及一种在线式谷物水分实时监测装置及其使用方法。
背景技术
“谷物”涵盖的范围较广，包括水稻、小麦、小米、大豆等及其它杂粮。谷类包括水稻、小麦、小米、大豆等，主要是植物种子和果实。
谷物的水分含量是评价谷物品质的重要指标，是谷物检测的基本项目。正常的谷物都含有适量的水分，并且水分含量通常保持在一定范围之内，这是谷物维持生命及保持其固有良种品质和食用品质所必需的。由于受到收获早晚、成熟度及气候条件的影响，谷物的含水量是个变化的数值。谷物含水量的测定影响谷物的安全贮藏、加工生产、运输、营养、保质期等。如果谷物中的水分超过储藏所规定的临界值（一般谷物的临界水分为13 %-15%) ，不仅浪费仓容，而且会因谷物、种子的生命活动旺盛而消耗籽粒中储存的营养物质，从而引起粮堆发热、变质，并促进谷物中微生物及害虫的生长和繁殖，导致谷物霉变。
随着科学技术的不断进步，在谷物入仓前多通过输送机将待测谷物输送至近红外水分测定仪处，近红外水分测定仪能在短时间内对谷物进行水分含量的测定，提高了检测效率，满足了谷物生产、储存和加工过程中的快速检测需求，但是，目前在谷物水分检测的过程中，由于在将待测谷物转移至输送机皮带表面时，谷物表面吸附的粉尘会飞扬到空气中，导致检测环境中粉尘浓度偏大，环境中的粉尘在近红外水分测定仪检测时会散射由测定仪探头发出的红外光，导致光束强度减弱和光束传播方向的变化，对谷物水分检测精度产生较大干扰，造成红外检测的准确性的下降。
鉴于此，我们提出一种在线式谷物水分实时监测装置及其使用方法。
发明内容
要解决的技术问题：本申请的目的在于提供一种在线式谷物水分实时监测装置及其使用方法，解决了上述背景技术中所提出的技术问题。
技术方案：本申请技术方案提供了一种在线式谷物水分实时监测装置，包括外罩壳以及安装于外罩壳顶部处的监测结构，监测结构包括可拆卸连接于外罩壳上的承载架，承载架上可拆卸的连接有近红外水分测定仪，近红外水分测定仪的下方分别设有透明塑料波纹套以及连接于近红外水分测定仪底部且罩设于近红外水分测定仪探头外周的透明隔挡罩，透明塑料波纹套顶端固定连通有顶接管，透明塑料波纹套底部外周连接有连接法兰，透明塑料波纹套环设于透明隔挡罩外周，且透明隔挡罩底端密封穿过透明塑料波纹套的底部，透明塑料波纹套的底部均匀的贯穿开设有多个通气孔，透明塑料波纹套内部在透明隔挡罩与透明塑料波纹套内壁之间设有一条可供气流流通的气流腔道，承载架上还连接有抽气泵，抽气泵的输入端上连接有负压吸管；透明塑料波纹套上还均匀的设有多个平衡补偿单元，平衡补偿单元包括连接于透明塑料波纹套壁厚内部的内嵌筒座，内嵌筒座内部密封滑动连接有迫移活塞，内嵌筒座内部还连接有固定条，固定条上滑动插设有导棒，且导棒的一端与迫移活塞相连接，内嵌筒座内部在迫移活塞与固定条之间连接有中空弹性球囊，中空弹性球囊表面上固定连通有通流管道，通流管道远离中空弹性球囊的一端穿过内嵌筒座侧壁并穿入透明塑料波纹套壁厚内部并固定连通有橡胶示意球囊，内嵌筒座的闭口端上固定连通有出气管道。
作为本申请文件技术方案的一种可选方案，通气孔环设于透明隔挡罩外周。
作为本申请文件技术方案的一种可选方案，外罩壳的顶部开设有监测孔；连接法兰密封连接于外罩壳的顶部，且透明塑料波纹套内腔通过通气孔与监测孔相连通，顶接管密封连接于近红外水分测定仪的底部；透明隔挡罩的底端伸入至监测孔的内部。
作为本申请文件技术方案的一种可选方案，负压吸管远离抽气泵的一端固定连通于顶接管的侧壁上。
作为本申请文件技术方案的一种可选方案，中空弹性球囊处于未被迫移活塞挤压的初始状态时，橡胶示意球囊处于干瘪状态。
作为本申请文件技术方案的一种可选方案，内嵌筒座的敞口端与透明塑料波纹套内部相连通；出气管道远离内嵌筒座的一端穿入透明塑料波纹套壁厚内部并贯穿透明塑料波纹套外壁与大气相连通。
作为本申请文件技术方案的一种可选方案，橡胶示意球囊连接于透明塑料波纹套外壁表面上。
作为本申请文件技术方案的一种可选方案，外罩壳的内部设有输送机，外罩壳的顶部远离监测结构的一侧设有入料斗。
本申请技术方案提供了一种在线式谷物水分实时监测装置的使用方法，包括以下步骤：
S1、在将承载架安装于外罩壳上时，通过通过可伸缩的透明塑料波纹套调节近红外水分测定仪的探头距离被测谷物表面的间距，并将近红外水分测定仪的探头与被测谷物表面之间间距调节至20cm-40cm；
S2、将待测谷物通过外罩壳的进料口倒入外罩壳内部；
S3、当外罩壳内部的输送机将谷物输送至监测结构处时，通过监测结构中的近红外水分测定仪对谷物中的水分含量进行检测，近红外水分测定仪再将检测信号实时传递至外界主控器处；
S4、在抽气泵负压吸力作用下，外罩壳内对近红外水分测定仪探头发出的近红外光产生干扰的粉尘、飞絮等杂质通过通气孔不断进入至处于透明隔挡罩与透明塑料波纹套内壁之间的气流腔道内部；
S5、当通气孔被粉尘等杂质堵塞，导致外罩壳内部的粉尘等杂质去除受影响，并且气流腔道内气流流通不畅，在抽气泵持续抽气作用下，使得透明塑料波纹套内部气压不断降低；
S6、透明塑料波纹套内部气压降低使得迫移活塞不断向着固定条的方向移动并挤压中空弹性球囊，中空弹性球囊被挤压发生弹性形变后，中空弹性球囊内部的气体通过通流管道不断注入至橡胶示意球囊内部，工作人员观察到橡胶示意球囊由干瘪状态转变为充气状态后可快速判断出此时监测结构运行出现故障。
有益效果：本申请技术方案中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：1.在抽气泵负压吸力作用下，外罩壳内对近红外水分测定仪探头发出的近红外光产生干扰的粉尘、飞絮等杂质通过通气孔不断进入至处于透明隔挡罩与透明塑料波纹套内壁之间的气流腔道内部，这样使得近红外水分测定仪在监测谷物水分时，近红外水分测定仪探头前附近的粉尘会在负压吸力作用下不断通过监测孔与透明隔挡罩之间间隙并进入至气流腔道内部，这样可大大降低近红外水分测定仪探头前粉尘的含量，降低粉尘对近红外水分测定仪探头处发出红外光的干扰，提高对谷物水分检测的精度。
2.相较于直接通过现有诸如抽气泵等抽气设备将近红外水分测定仪附近带有粉尘的气体抽出而降低近红外水分测定仪附近灰尘浓度的方式，本申请在去除近红外水分测定仪附近灰尘时，由于透明隔挡罩与透明塑料波纹套的拦截，使得抽气泵在抽取气流腔道内部空气时，聚集在近红外水分测定仪探头前的灰尘只能在不断跟随流向气流腔道内部的气流而进入气流腔道内部，使得近红外水分测定仪探头前粉尘的浓度逐渐降低，而单纯依靠抽气设备去除粉尘对近红外水分测定仪检测精度的影响时，粉尘虽然会逐渐被抽走，但是粉尘在跟随流动的气流流动时也会持续的对近红外水分测定仪探头部位处产生干扰而影响近红外水分测定仪检测精度。
3.在将承载架安装于外罩壳上时，通过通过可伸缩的透明塑料波纹套方便检测人员调节近红外水分测定仪的探头距离被测谷物表面的间距，并将近红外水分测定仪的探头与被测谷物表面之间间距调节至20cm-40cm，这个间距选择能使得近红外水分测定仪探头处发出的红外光能够有效地照射到被测谷物的表面，并允许反射光被仪器准确地接收，保障谷物水分检测的效果和准确性。
4.当通气孔被粉尘等杂质堵塞，导致外罩壳内部的粉尘等杂质去除受影响，并且气流腔道内气流流通不畅，在抽气泵持续抽气作用下，使得透明塑料波纹套内部气压不断降低，透明塑料波纹套内部气压降低使得迫移活塞不断向着固定条的方向移动并挤压中空弹性球囊，中空弹性球囊被挤压发生弹性形变后，中空弹性球囊内部的气体通过通流管道不断注入至橡胶示意球囊内部，检测人员观察到橡胶示意球囊由干瘪状态转变为充气状态后可快速判断出此时监测结构运行出现故障，进而有利于检测人员在检测谷物水分时在本装置发生故障时能第一时间得知并对故障进行排查和检修，保障本装置运行的稳定性以及安全性的同时，还能避免因无法及时得知内气流流通不畅，导致监测结构对干扰近红外水分测定仪检测精度的粉尘的清除效果下降，而使得谷物水分检测结果准确性受到干扰的情况出现。
附图说明
图1为本申请的整体结构示意图。
图2为本申请中监测结构的结构示意图。
图3为本申请中透明塑料波纹套的内部结构示意图。
图4为本申请图3中A部分的局部结构放大示意图。
图5为本申请中当顶接管内风道流畅受阻导致透明塑料波纹套内部气压对平衡补偿单元的吸力改变时的结构示意图。
图中标号说明：1、外罩壳；201、承载架；202、近红外水分测定仪；203、抽气泵；204、负压吸管；205、透明塑料波纹套；206、顶接管；207、透明隔挡罩；208、通气孔；209、连接法兰；211、内嵌筒座；212、中空弹性球囊；213、迫移活塞；214、导棒；215、橡胶示意球囊；216、通流管道；217、出气管道；218、气流腔道。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围，以下结合说明书附图对本申请作进一步详细说明。
参照图1至图3，本申请实施例提供了一种在线式谷物水分实时监测装置，包括外罩壳1以及安装于外罩壳1顶部处的监测结构，外罩壳1的内部设有输送机（图中未示出），本文中的输送机为皮带式输送机，外罩壳1的顶部远离监测结构的一侧设有入料斗，监测结构包括可拆卸连接于外罩壳1上的承载架201，承载架201上可拆卸的连接有近红外水分测定仪202，近红外水分测定仪202的下方分别设有透明塑料波纹套205以及连接于近红外水分测定仪202底部且罩设于近红外水分测定仪202探头外周的透明隔挡罩207，透明塑料波纹套205顶端固定连通有顶接管206，透明塑料波纹套205底部外周连接有连接法兰209，透明塑料波纹套205环设于透明隔挡罩207外周，且透明隔挡罩207底端密封穿过透明塑料波纹套205的底部，透明塑料波纹套205的底部均匀的贯穿开设有多个通气孔208，透明塑料波纹套205内部在透明隔挡罩207与透明塑料波纹套205内壁之间设有一条可供气流流通的气流腔道218，承载架201上还连接有抽气泵203，抽气泵203的输入端上连接有负压吸管204，通气孔208环设于透明隔挡罩207外周。外罩壳1的顶部开设有监测孔；连接法兰209密封连接于外罩壳1的顶部，且透明塑料波纹套205内腔通过通气孔208与监测孔相连通，顶接管206密封连接于近红外水分测定仪202的底部；透明隔挡罩207的底端伸入至监测孔的内部。负压吸管204远离抽气泵203的一端固定连通于顶接管206的侧壁上，在抽气泵203负压吸力作用下，外罩壳1内对近红外水分测定仪202探头发出的近红外光产生干扰的粉尘、飞絮等杂质通过通气孔208不断进入至处于透明隔挡罩207与透明塑料波纹套205内壁之间的气流腔道218内部，这样使得近红外水分测定仪202在监测谷物水分时，近红外水分测定仪202探头前附近的粉尘会在负压吸力作用下不断通过监测孔与透明隔挡罩207之间间隙并进入至气流腔道218内部，这样可大大降低近红外水分测定仪202探头前粉尘的含量，降低粉尘对近红外水分测定仪202探头处发出红外光的干扰，提高对谷物水分检测的精度。参照图2，相较于直接通过现有诸如抽气泵等抽气设备将近红外水分测定仪附近带有粉尘的气体抽出而降低近红外水分测定仪附近灰尘浓度的方式，本申请在去除近红外水分测定仪202附近灰尘时，由于透明隔挡罩207与透明塑料波纹套205的拦截，使得抽气泵203在抽取气流腔道218内部空气时，聚集在近红外水分测定仪202探头前的灰尘只能在不断跟随流向气流腔道218内部的气流而进入气流腔道218内部，使得近红外水分测定仪202探头前粉尘的浓度逐渐降低，而单纯依靠抽气设备去除粉尘对近红外水分测定仪检测精度的影响时，粉尘虽然会逐渐被抽走，但是粉尘在跟随流动的气流流动时也会持续的对近红外水分测定仪探头部位处产生干扰而影响近红外水分测定仪检测精度；在将承载架201安装于外罩壳1上时，通过可伸缩的透明塑料波纹套205方便检测人员调节近红外水分测定仪202的探头距离被测谷物表面的间距，并将近红外水分测定仪202的探头与被测谷物表面之间间距调节至20cm-40cm，这个间距选择能使得近红外水分测定仪202探头处发出的红外光能够有效地照射到被测谷物的表面，并允许反射光被仪器准确地接收；
参照图3至图5，透明塑料波纹套205上还均匀的设有多个平衡补偿单元，平衡补偿单元包括连接于透明塑料波纹套205壁厚内部的内嵌筒座211，内嵌筒座211内部密封滑动连接有迫移活塞213，内嵌筒座211内部还连接有固定条，固定条上滑动插设有导棒214，且导棒214的一端与迫移活塞213相连接，内嵌筒座211内部在迫移活塞213与固定条之间连接有中空弹性球囊212，中空弹性球囊212表面上固定连通有通流管道216，通流管道216远离中空弹性球囊212的一端穿过内嵌筒座211侧壁并穿入透明塑料波纹套205壁厚内部并固定连通有橡胶示意球囊215，橡胶示意球囊215类似气球，其具有弹性，在内部充入有气体或者液体的情况下，会发生膨胀，当气体或者液体被排出后，其体积会缩小，并且橡胶示意球囊215具有诸如红色、黄色等鲜艳的颜色，方便人们查看，内嵌筒座211的闭口端上固定连通有出气管道217。中空弹性球囊212处于未被迫移活塞213挤压的初始状态时，橡胶示意球囊215处于干瘪状态。内嵌筒座211的敞口端与透明塑料波纹套205内部相连通；出气管道217远离内嵌筒座211的一端穿入透明塑料波纹套205壁厚内部并贯穿透明塑料波纹套205外壁与大气相连通。橡胶示意球囊215连接于透明塑料波纹套205外壁表面上。当通气孔208被粉尘等杂质堵塞，导致外罩壳1内部的粉尘等杂质去除受影响，并且气流腔道218内气流流通不畅，在抽气泵203持续抽气作用下，使得透明塑料波纹套205内部气压不断降低，透明塑料波纹套205内部气压降低使得迫移活塞213不断向着固定条的方向移动并挤压中空弹性球囊212，中空弹性球囊212被挤压发生弹性形变后，中空弹性球囊212内部的气体通过通流管道216不断注入至橡胶示意球囊215内部，检测人员观察到橡胶示意球囊215由干瘪状态转变为充气状态后可快速判断出此时监测结构运行出现故障，进而有利于检测人员在检测谷物水分时在本装置发生故障时能第一时间得知并对故障进行排查和检修，保障本装置运行的稳定性以及安全性的同时，还能避免因无法及时得知218内气流流通不畅，导致监测结构对干扰近红外水分测定仪202检测精度的粉尘的清除效果下降，而使得谷物水分检测结果准确性受到干扰的情况出现。
该文中出现的电器元件均与主控器及220V市电电连接，且主控器为计算机等常见的起到控制作用的现有技术。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本申请实施例提供了一种在线式谷物水分实时监测装置的使用方法，包括以下步骤，
S1、在将承载架201安装于外罩壳1上时，通过可伸缩的透明塑料波纹套205调节近红外水分测定仪202的探头距离被测谷物表面的间距，并将近红外水分测定仪202的探头与被测谷物表面之间间距调节至20cm-40cm；
S2、将待测谷物通过外罩壳1的进料口倒入外罩壳1内部；
S3、当外罩壳1内部的输送机将谷物输送至监测结构处时，通过监测结构中的近红外水分测定仪202对谷物中的水分含量进行检测，近红外水分测定仪202再将检测信号实时传递至外界主控器处；
S4、在抽气泵203负压吸力作用下，外罩壳1内对近红外水分测定仪202探头发出的近红外光产生干扰的粉尘、飞絮等杂质通过通气孔208不断进入至处于透明隔挡罩207与透明塑料波纹套205内壁之间的气流腔道218内部；
S5、当通气孔208被粉尘等杂质堵塞，导致外罩壳1内部的粉尘等杂质去除受影响，并且气流腔道218内气流流通不畅，在抽气泵203持续抽气作用下，使得透明塑料波纹套205内部气压不断降低；
S6、透明塑料波纹套205内部气压降低使得迫移活塞213不断向着固定条的方向移动并挤压中空弹性球囊212，中空弹性球囊212被挤压发生弹性形变后，中空弹性球囊212内部的气体通过通流管道216不断注入至橡胶示意球囊215内部，工作人员观察到橡胶示意球囊215由干瘪状态转变为充气状态后可快速判断出此时监测结构运行出现故障。
Claims (9)
1.一种在线式谷物水分实时监测装置，其特征在于：包括外罩壳（1）以及安装于外罩壳（1）顶部处的监测结构，所述监测结构包括可拆卸连接于外罩壳（1）上的承载架（201），承载架（201）上可拆卸的连接有近红外水分测定仪（202），近红外水分测定仪（202）的下方分别设有透明塑料波纹套（205）以及连接于近红外水分测定仪（202）底部且罩设于近红外水分测定仪（202）探头外周的透明隔挡罩（207），透明塑料波纹套（205）顶端固定连通有顶接管（206），透明塑料波纹套（205）底部外周连接有连接法兰（209），透明塑料波纹套（205）环设于透明隔挡罩（207）外周，且透明隔挡罩（207）底端密封穿过透明塑料波纹套（205）的底部，透明塑料波纹套（205）的底部均匀的贯穿开设有多个通气孔（208），透明塑料波纹套（205）内部在透明隔挡罩（207）与透明塑料波纹套（205）内壁之间设有一条可供气流流通的气流腔道（218），承载架（201）上还连接有抽气泵（203），抽气泵（203）的输入端上连接有负压吸管（204）；
所述透明塑料波纹套（205）上还均匀的设有多个平衡补偿单元，所述平衡补偿单元包括连接于透明塑料波纹套（205）壁厚内部的内嵌筒座（211），内嵌筒座（211）内部密封滑动连接有迫移活塞（213），内嵌筒座（211）内部还连接有固定条，固定条上滑动插设有导棒（214），且导棒（214）的一端与迫移活塞（213）相连接，内嵌筒座（211）内部在迫移活塞（213）与固定条之间连接有中空弹性球囊（212），中空弹性球囊（212）表面上固定连通有通流管道（216），通流管道（216）远离中空弹性球囊（212）的一端穿过内嵌筒座（211）侧壁并穿入透明塑料波纹套（205）壁厚内部并固定连通有橡胶示意球囊（215），内嵌筒座（211）的闭口端上固定连通有出气管道（217）。
2.根据权利要求1所述的在线式谷物水分实时监测装置，其特征在于：所述通气孔（208）环设于透明隔挡罩（207）外周。
3.根据权利要求1所述的在线式谷物水分实时监测装置，其特征在于：所述外罩壳（1）的顶部开设有监测孔；
所述连接法兰（209）密封连接于外罩壳（1）的顶部，且透明塑料波纹套（205）内腔通过通气孔（208）与监测孔相连通，所述顶接管（206）密封连接于近红外水分测定仪（202）的底部；
所述透明隔挡罩（207）的底端伸入至监测孔的内部。
4.根据权利要求1所述的在线式谷物水分实时监测装置，其特征在于：所述负压吸管（204）远离抽气泵（203）的一端固定连通于顶接管（206）的侧壁上。
5.根据权利要求1所述的在线式谷物水分实时监测装置，其特征在于：所述中空弹性球囊（212）处于未被迫移活塞（213）挤压的初始状态时，橡胶示意球囊（215）处于干瘪状态。
6.根据权利要求1所述的在线式谷物水分实时监测装置，其特征在于：所述内嵌筒座（211）的敞口端与透明塑料波纹套（205）内部相连通；
所述出气管道（217）远离内嵌筒座（211）的一端穿入透明塑料波纹套（205）壁厚内部并贯穿透明塑料波纹套（205）外壁与大气相连通。
7.根据权利要求1所述的在线式谷物水分实时监测装置，其特征在于：所述橡胶示意球囊（215）连接于透明塑料波纹套（205）外壁表面上。
8.根据权利要求3所述的在线式谷物水分实时监测装置，其特征在于：所述外罩壳（1）的内部设有输送机，外罩壳（1）的顶部远离监测结构的一侧设有入料斗。
9.根据权利要求8所述的在线式谷物水分实时监测装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在将承载架（201）安装于外罩壳（1）上时，通过可伸缩的透明塑料波纹套（205）调节近红外水分测定仪（202）的探头距离被测谷物表面的间距，并将近红外水分测定仪（202）的探头与被测谷物表面之间间距调节至20cm-40cm；
S2、将待测谷物通过外罩壳（1）的进料口倒入外罩壳（1）内部；
S3、当外罩壳（1）内部的输送机将谷物输送至监测结构处时，通过监测结构中的近红外水分测定仪（202）对谷物中的水分含量进行检测，近红外水分测定仪（202）再将检测信号实时传递至外界主控器处；
S4、在抽气泵（203）负压吸力作用下，外罩壳（1）内对近红外水分测定仪（202）探头发出的近红外光产生干扰的粉尘杂质通过通气孔（208）不断进入至处于透明隔挡罩（207）与透明塑料波纹套（205）内壁之间的气流腔道（218）内部；
S5、当通气孔（208）被粉尘杂质堵塞，导致外罩壳（1）内部的粉尘杂质去除受影响，并且气流腔道（218）内气流流通不畅，在抽气泵（203）持续抽气作用下，使得透明塑料波纹套（205）内部气压不断降低；
S6、透明塑料波纹套（205）内部气压降低使得迫移活塞（213）不断向着固定条的方向移动并挤压中空弹性球囊（212），中空弹性球囊（212）被挤压发生弹性形变后，中空弹性球囊（212）内部的气体通过通流管道（216）不断注入至橡胶示意球囊（215）内部，工作人员观察到橡胶示意球囊（215）由干瘪状态转变为充气状态后可快速判断出此时监测结构运行出现故障。
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