CN1267828A - 谷物含水量测定分析方法 - Google Patents

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CN1267828A
CN1267828A CN 99103085 CN99103085A CN1267828A CN 1267828 A CN1267828 A CN 1267828A CN 99103085 CN99103085 CN 99103085 CN 99103085 A CN99103085 A CN 99103085A CN 1267828 A CN1267828 A CN 1267828A
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CN 99103085
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吴国良
李玉玺
程俊彬
刘惠林
吴迪
武占军
李长久
周志强
黄显贵
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Jilin Pear Cai Jia Valley National Grain Depot
Huaning High Science And Tech Development Co Liaoning
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Jilin Pear Cai Jia Valley National Grain Depot
Huaning High Science And Tech Development Co Liaoning
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Abstract

本发明公开了一种谷物含水量测定分析方法,该方法包括如下步骤:1.采样/分样,2.微波预处理,3.电荷转移脉冲分析,选定的微波输出功率为700W～800W,频率为2.45GHz,微波预处理在波导或谐振腔中进行,处理时间为20秒～3分钟,电荷转移脉冲分析在均匀脉冲电场中进行,可在低温条件下测量高含水量的样品水分,消除游离水和结晶水对测量的影响,测量精度可达0.2～0.3%,完全满足国家规定标准的要求。

Description

谷物含水量测定分析方法
本发明涉及谷物含水量测定分析方法。
水分测量在工农业生产及日常生活中极为重要，例如粮食水分高，不利于贮存，小麦加工面粉需润麦，润麦水分的多少直接影响面粉质量和出粉率，此外在粮食仓贮及收购过程中，往往需要准确、快速地测定仓贮及待收购粮食的水分。目前的测定方法中，比较典型的有称重法、电容法、电感法、红外线法及微波法，近年来采用的高频电容阻抗法则由于传感器标称大电容，而影响测量分辨率，物料的导电性对测量精确度也有影响，同时，现有技术中所测物料的含水范围有限(30％以下)，而在低温及高水分条件下，世界上还没有定型的谷物水分快速测定方法。在我国东北、西北、内蒙古自治区等粮食产区，往往是在低温条件下进行粮食收购，而粮食及谷物的仓贮却要经历-30℃～40℃的仓贮条件的变化，为了确保获取准确的含水量数据，人们不得不沿用传统的烘干称重法，耗时一般为90～120分钟，很明显，现有的测定方法，根本无法与实际测定条件及要求相适应。
本发明的目的是提供一种即可在-30℃～40℃条件下使用，又适应测定谷物普通含水量及高含水量样品的测定分析方法。本发明的目的是采用如下技术方案予以实现的。
本发明测定方法包括如下步骤：
1、采样/分样(样品为50～100g)；
2、微波预处理；
3、电荷转移脉冲分析；
上述步骤中，选定的微波输出功率为700～800W，频率为2.45GHZ，微波预处理在波导或谐振腔中进行，处理时间为20秒～3分钟；电荷转移脉冲分析在均匀脉冲电场中进行。
所述水分测量，通过传感器将谷物水分信号变成微处理器能接收的信号，该测量过程由充放电电路，电荷电压转换电路，参比电路，脉冲放大电路，积分保持电路，电压频率转换电路、光电隔离电路及控制电路完成。
为均匀脉冲电场设置一参比电容和校准电容，由一放大器检测均匀脉冲电场或校准电容信息。一自动开关K1在微处理器控制下，决定检测均匀脉冲电场或校准电容，另一自动开关K2在传感器内部时钟控制下工作，时钟频率选定为500HZ。
设置一放大器用于检测参比电容信息，此外，一放大电路将两个放大器进行比较放大，积分保持电路将该放大电路的输出脉冲保持500微秒，以便使电压频率转换电路有足够的时间，所述积分保持电路必须与开关K2保持同步。
由于本发明采用了上述技术方案，从而不仪可分析谷物常温下的水分，也可以在-30℃的低温条件下使用，并从根本上解决了低温状态下的谷物水分状态不同所导致的分析误差大的问题。从而使困扰人们多年的结合水与游离水的特性差异给分析造成的难题等到圆满解决，同时，本发明更可以分析含水量大于30％的谷物样品，测定分析速度可达每一样品1～5分钟，同时，测量精确度与灵敏度，稳定性均十分优异，精度可达0.2～0.3％，完全满足国家规定标准。
图1为本发明工作原理图
图2为本发明示波图
以下结合图1～2及实施方式对本发明予以详述。本发明测定分析包括如下步骤：
1、采样/分样(样品为50～100g)；
2、微波预处理；
3、电荷转移脉冲分析；
上述步骤中，选定的微波输出功率为700～800W，频率为2.45GHZ，微波预处理在波导或谐振腔中进行，处理时间为20秒～3分钟，电荷转移脉冲分析在均匀脉冲电场中进行。
所述水分测量，通过传感器将谷物水分信号变成微处理器能接收的信号，该测量过程由充放电电路，电荷电压转换电路，参比电路，脉冲放大电路，积分保持电路，电压频率转换电路，光电隔离电路及控制电路完成。
为均匀脉冲电场设置一参比电容和校准电容，由一放大器检测均匀脉冲电场或校准电容信息。一自动开关K1在微处理器控制下，决定检测均匀脉冲电场或校准电容，另一自动开关K2在传感器内部时钟控制下工作，时钟频率选定为500HZ。
设置一放大器用于检测参比电容信息，此外，一放大电路将两个放大器进行比较放大，积分保持电路将该放大电路的输出脉冲保持500微秒，以便使电压频率转换有足够的时间，所述积分保持电路必须与开关K2保持同步。
本发明测定分析表达式如下：
M＝MW0/W2+K1(T0-T)+(W1-W2)/W1
M′＝A(X1-X10)+B
T＝E(X2-X20)
W＝10C(X3-X30)+D
X1＝N1/50
X2＝N2/50
X3＝N3/50
X10＝N1Cal/50
X20＝N1Cal/50
N1为M′测量计数率
N2为T测量计数率
N3为W测量计数率
N1cal为M′自校计数率
N2cal为T自校计数率
N3cal为W自校计数率
参数：
M为物料水分测量值
M′为物料水分单纯测量值
T为温度测量值
W为重量测量值
式中A、B、C、D、E为需在标定中确定的系数。
(W1-W2)/W1：为予处理中损失水分修正
本发明所述均匀脉冲电场可为平行板电容器，但选择圆筒电容器，更有利于达到本发明目的。

Claims (2)

1.谷物含水量测定分析方法，其特征在于：该测定分析方法包括如下步骤：
1)采样/分样(样品为50～100g)；
2)微波预处理；
3)电荷转移脉冲分析；
上述步骤中，选定的微波输出功率为700～800W，频率为2.45GHZ，微波预处理在波导或谐振腔中进行，处理时间为20秒～3分钟，电荷转移脉冲分析在均匀脉冲电场中进行，所述水分测量，通过传感器将谷物水分信号变成微处理器能接收的信号，该测量过程由充放电电路，电荷电压转换电路，参比电路，脉冲放大电路，积分保持电路，电压频率转换电路，光电隔离电路及控制电路完成，为均匀脉冲电场设置一参比电容和校准电容，由一放大器检测均匀脉冲电场或校准电容信息。一自动开关在微处理器控制下，决定检测均匀脉冲电场或校准电容，另一自动开关在传感器内部时钟控制下工作，时钟频率选定为500HZ，设置一放大器用于检测参比电容信息，此外，一放大电路将两个放大器进行比较放大，积分保持电路将该放大电路的输出脉冲保持500微秒，以便使电压频率转换电路有足够的时间，所述积分保持电路必须与传感器内部时钟控制下的开关保持同步。
2.根据权利要求1所述的谷物含水量测定分析方法，其特征在于：该方法的测定分析表达式如下：
M＝MW0/W2+K1(T0-T)+(W1-W2)/W1
M′＝A(X1-X10)+B
T＝E(X2-X20)
W＝10C(X3-X30)+D
X1＝N1/50
X2＝N2/50
X3＝N3/50
X10＝N1Cal/50
X20＝N1Cal/50
N1为M′测量计数率
N2为T测量计数率
N3为W测量计数率
N1cal为M′自校计数率
N2cal为T自校计数率
N3cal为W自校计数率
参数：
M为物料水分测量值
M′为物料水分单纯测量值
T为温度测量值
W为重量测量值
式中A、B、C、D、E为需在标定中确定的系数。
(W1-W2)/W1：为予处理中损失水分修正
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