CN2242449Y

CN2242449Y - 一种谷物与物料水分温度测定仪

Info

Publication number: CN2242449Y
Application number: CN 95217741
Authority: CN
Inventors: 何小兵
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-07-28
Filing date: 1995-07-28
Publication date: 1996-12-11
Anticipated expiration: 2005-07-28

Abstract

本实用新型涉及一种用于谷物或物料水分和温度的便携式测定仪，探头由锥状导入头1及放置在其中的感温元件2，及探杆4和贴附在其上的测水分元件3组成，测水分元件3是由绝缘良好的2根(或4根)金属丝组成，它们分别为射频电磁波发射极和接收极，其振荡频率是15kHz-1MHz。本实用新型的特点是测量精度高，误差小于1％，重复性好，测量速度快，5秒钟内即可测出结果。

Description

一种谷物与物料水分温度测定仪

本实用新型涉及一种用于测定谷物与物料水分和温度的便携式仪器。

当前国内外常用的谷物或物料含水量的测量方法大致有如下几种：(1)烘干法--用烘箱或红外线烘干被测物，通过测量烘干前后被测物重量的变化，取得被测物的含水量值；(2)湿度法--使用湿度传感器，测量被测物体间的湿度大小来判断物体内部水分的含量；(3)电容法--将被测物置于两个电极板之间，通过测量介电常数，取得被测物的含水量值。烘干法所需设备庞大，操作复杂，所需时间长；湿度法因不能直接测出被测物内部的水分含量，不适用现场使用。而现有的电容法因用音频谐振方式，测量回路中所用电阻的阻值高(常高达数兆以上)，不仅耗电量大，而且在自然界的高温高湿情况下，难于保证测量工作准确地进行，此外还因为它需要进行采样测量，与实际情况不符，操作所需时间长，也不适于现场使用。

本发明的目的在于寻求一种适于现场使用，对环境条件没有特殊要求，操作简便快捷，测量结果稳定可靠，价格低廉的便携式谷物与物料水分和温度两用测量仪器。

本实用新型的技术方案是：水分测量的技术基础是以使用射频电磁波直接穿透作为介质的被测物，由于不同水分含量的介质对电磁波的吸收作用不同，反射回仪器接收极的信号经电子线路6的检测、转换等处理，测出被测物的介电常数，从而得知被测物的含水分的量。水分测量工作由安装在主体5中的电子线路6和射频探头执行。测量电路按射频谐振方式设计，振荡频率在50kHz-1MHz之间可调。射频探头按本体发射、本体接收方式设计，由两根或四根平行于探头轴心线或与轴心线成某一角度相交的金属丝所构成的测水分元件3，其中一根(或二根)作为发射极，另一根(或二根)作为接收极和空心探杆4组成(空心探杆4的管子上钻有多个小孔，作为发射极和接收极的金属丝3的两端穿嵌在小孔中)。本仪器的温度测量工作由安置在射频探头前端的锥形导入头1内的AN6701S半导体温度传感器和安置在主体5内的电子线路7执行；安装在主体5内的转换开关10用于选择所需的测量项目，并把电池8和显示器9与所选择测量项目的电子线路接通，当射频探头插入到被测物中时，在显示器9上便给出该项目的测量值。

本实用新型的优点是：

适用范围宽－－由于测量水分的技术方案采用射频谐振方式，其测量回路电阻阻值仅为几十千欧左右，可在0℃-40℃温度和高湿度条件下正常使用；测量精度高－－对水分含量在偏离标准值±5％范围内的谷物或物料的水分测量，误差小(≤1％)，重复性好(误差≤0.5％)；测量速度快－－探头插入被测物中不超过5秒钟，即可给出示值；测量功能多－－在不更换探头的情况下，可分别测量水分和处于-10℃-+80℃范围的被测物温度；便于操作携带－－仪器体积小(本体尺寸≤40×30×200mm，探头直径≤15mm，长≤170mm)，重量轻(≤250g)；费用低廉－－仪器价格低，使用时电池耗电小。

附图说明：

图1－－一种谷物与物料水分温湿度测定仪结构图

图2－－测量被测物水分的原理电路图

图3－－测量被测物温度的原理电路图

下面结合附图对本实用新型的实施进行说明。图1中，在金属导入头1的孔底放置感温元件2，并在导入头相应于该处的圆柱表面上均匀地钻四个小孔，以便把被测物的温度辐射给感温元件2。将导入头1上的螺纹孔与空心探杆4的螺纹连接，探杆4的另一端螺纹与本体5的螺纹孔连接。在探杆4圆柱面上分别钻若干小孔用以穿嵌金属丝测水分元件3。有良好绝缘的金属丝可以为两根或四根，贴附在探杆上的方式可以在平行于探杆4的轴心方向上，也可以在与探杆4轴心成某一角度相交方向上。感温元件2和测水分元件3的连接导线12、11从探杆4的内孔中穿过，进入主体5，并分别与测温电路7，和测水分电路6接通。用装在主体5内的转换开关10使电池8和显示器9按所需测量的项目，分别与测温电路7或测水分电路6连接。依靠导入头1锥面的作用把探头插入被测物层中后，即可在显示器9中显示出被测物的温度值或水分值。

仪器的测水分电路如图2所示，由无稳态谐振荡器、单稳态触发器、校正电位器、调零电位器等部分组成。无稳态谐振荡器由A₁、W₁、R_A、C组成，当改变W₁时，可获得不同的振荡频率(本电路设定的频率范围为50kHz～1MHz)，在其输出端有一负向脉冲去触发单稳态触发器，其振荡频率为f＝1.44/(W₁+R_A)C。单稳态触发器由A₂、R_B、W₂、C_X组成(本电路将被测物中的含水量作为一种介质C_X)，当A₁输出的脉冲信号触发A₂时，A₂被置位。A₂单稳态输出的脉冲宽度与C_X的大小成比例，即t_d＝1.1/(W₂+R_B)C_X，C_X越大(即被测物中含水量大)则t_d越宽，反之则小。利用外接显示器对其输出端的平均幅值进行检测，显示器显示数值的大小，反映了A₂的输出脉宽t_d的大小，也就是反映C_X的大小。校正电位器W₃和调零电位器W₄，是供测量前校准电路工作点用的。

仪器的测温电路如图3，N为半导体温度传感器(型号为AN67015)，它置于导入头1的孔底深处，插入被测物层后，直接感受从四个小孔辐射进来的被测物的温度，R_c为可变电阻，A为运算放大器。

Claims

1、一种谷物与物料水分温度测定仪，其特征为射频电磁波发射极和接收极是分别由二根(或四根)绝缘良好的金属丝(3)组成，其中一根(或二根)作为发射极，另一根(或二根)作为接受极，上述金属丝在平行于探杆(4)的轴心方向或与轴心方向相交的方向上对称地贴附在探杆(4)上。

2、根据权利要求1所述的谷物与物料水分温度测定仪，其特征为探杆(4)是中空的管子，在管子上钻有小孔，作为发射极或接收极的金属丝(3)的两端穿嵌在小孔中。

3、根据权利要求1或2所述的谷物与物料水分温度测定仪，其特征为射频电磁波振荡频率是50kHz-1MHz。