专利名称：一种作物水份测试仪及测量方法
技术领域：
本发明涉及一种水份测试仪，具体是一种主要征对粮食的水份测试仪。
背景技术：
随着科学技术的发展和生活水平的提高，人们对粮食、种子、医药、化工、食品等物料的需求越来越多。水份含量直接影响这些物料的安全储藏和贸易定级，因此储藏、贸易过程中的水份检十分重要。长期以来，物品的水份含量一般依靠手搓嘴咬凭经验判断，误差很大，极不可靠，致使大量粮食、种子、药材等物品在储藏和运输过程霉烂变质，造成巨额损失。传统的水分检测采用快速失重法，这种方法耗时费电，只能在实验室中使用，不能满足现场水份快速检测的需要，而且损坏样品。近年来电测法水份快速检测技术发展较快，但普遍存在测量误差大等问题，很难得到有关部门的认可，目前检测水份的方法主要是电阻式的测量方法，它是利用粮食导电性能和粮食含水量有关的性质间接测量水分的方法；常见的探头结构为尖嘴型，用于谷物水份检测，结构简单，价格便宜；还有些仪器是把粮食作为电阻接入电路，但需要先将粮食磨碎，再压制成固定大小和形状的电阻，这种仪器具有速度快、结构简单、携带方便等优点，但电阻式水份仪的缺点是易受温度影响应，不宜测量水和高含量水，此外因电极接触样品，接触状态也会影响精度。
近年来，国家以实行粮食的统购统销，推行粮食收购统一化、标准化、合理化，同时许多行业的生产、经营储藏和管理部门纷纷呼吁尽快研制可靠性高、准确性好、使用方便、易于携带的快速水份测量仪。根据现有水份仪所存在的问题，及目前的研究资料分析，高性能水分仪的开发主要有以下几个方向的发展趋势。研究有效的数据融合技术，通过对多个物理量检测而实现综合型水份仪。由水分检测受多种因素影响，目前可以确定温度、密度和重量是影响是明显的物理量，因此将这些物理量同时采集，通过大量的实验数据，利用数据融合技术，找出一种能够合各个理的水分测量关系曲线，量终获得准确的水分测量结果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用电容式测量方法的水份测试仪，电容式测量方法是将被测非电量变化转化为电量变化，并对电量进行分析和输出，这种方法具有分辩力高，可非接触测量，并能在高温、辐射和强烈震动等恶劣条件下工作的优点，并将测得的数据与预存在微电脑中大量实验数据进行对比确认，并得出相应水份含量值，本产品具有可靠性高、准确性好、使用方便的特点。
为实现上这目的采用以下技术方案一种水份测试仪包括筒体，在筒体的上部设有一测量筒，检测模块和电源模块设置筒体内部，其特征在于所述检测模块由水份采样及转化模块和温度检测模块组成，水份采样及转化模块和温度检测模块将采样的信号输出端与设置在筒体内部的单片机处理器相联，单片机处理器还与显示屏和键盘输入器相联接，所述的显示屏和键盘输入器设置在筒体的外表面上，所述的水份测试模块和温度检测模块的感应器均设置在测量筒内。
所述的温度检测模块为33202运放组成的温度测量电路。
所述的水份采样及转化模块由555振荡电路构成。
本发明测量时将一定量的样本放入测量筒，电容式传感器会通过相对介电常数转化成电量，并通过555振荡电路测电容改变可以获得所需要的测量参数，并将数据传递给处理器模块进行分析处理；另一方面温度检测模块由它的二极管作为温度传感器，并将温度转化成电信号传送给处理器模块，处理器模块根据水份测试模块和温度检测模块传入的数据，并通过处理器的程序将测量所得的数据与事先预存在处理器中实验数据进行对比，在进行对比和分析后，处理器将对比得到的结果通过显示模块在显示屏中显示出来；本发明的整体测量过程相对目前的测量方法显得非常方便，同时采用电容式测试方法分辨率较高，测量结果的可靠性和准确性较高。
图1、本发明的结构示意图；图2、本发明的电路原理图。
具体实施例方式
如图1、2所示，一种水份测试仪包括筒体1，在筒体的上部设有一测量筒11，检测模块和电源模块设置筒体内部，电源模块为各部件和各模块提供正常工作的电压；检测模块由水份采样及转化模块和温度检测模块，水份采样及转化模块和温度检测模块将采样的信号输送给设置筒体内部的单片机处理器，所述的单片机处理器为MSP430单片机处理器，它自带AD模块，并由它采集外部的数据进行分析和计算，而后输出给相应的模块以及控制做相应的处理，单片机处理器还与显示屏12和键盘输入器13相联接，MSP430单片机处理器上还设有串行输入接口，它主要是为了MSP430单片机处理器的调试及程序的写入和修改；所述的显示屏12和键盘输入器13设置在筒体的外表面上，所述的水份测试模块和温度检测模块的感应器均设置在测量筒内。
温度检测模块是一个33202双运放组成的温度测量电路，它由二极管作温度传感器，其灵敏度约为-2Mv/℃。温度测量范围为0-50℃，要求输出电压0-2V。放大器采用双运放组成的仪器放大器，工作电压为+3V，采用MC33202双运放可满足电路的需要。电路中R1＝R4＝10K，R2＝R3＝1K，R5采用5K电位器来调整增益。增益的计算如下设温度传感器的灵敏度为-2MV/℃，则0-50℃时，二极管的Vf变化为100MV，输出电压要求2V，则放大器的增益AV＝20；R5＝2.22K。增益可用5K电位器来调整，电位器也可调整后换上电阻。
水份采样及转化模块由555振荡电路和电容式传感器构成的。我们通过555振荡电路和测电容改变可以获得所需要的测量系数，并通过记数芯片送给处理器模块。
本发明的工作原理是根据温度、密度和重量这些物理量，将这些物理量同时采集，通过大量的实验数据，利用数据融合技术，找出一种能够合各个量的水分测量关系曲线，并将这条数据事先存入到水份测试仪的处理器模块中，在测试水分含量时，我们将一定重量的粮食样本放入测量筒，测量筒内的温度传感器和电容传感器分别将样本的温度数据和水份数据转化成电量，传送给处理器模块，处理器模块根据输入量与预存数据进行比较，把相应的含水数据通过显示模块显示出来。
本发明采用电容传感器来采集水份含量数据，并将非电量数据转化成电量数据并传送给处理器模块，因它电容传感器具有结构简单、分辨率高歌非接触测量，并能在高温、辐射和强烈震动等恶劣条件下工作；另外本发明预存在处理器模块的数据为通过大量的实验数据，利用数据融合技术，找出一种能够合各个量的水分测量关系曲线，因此本发测量的结果完全符合可靠性高、准确性好的要求，同时本发明使用方便、易于携带的特点非常利于推广应用。
权利要求
1.一种水份测试仪包括筒体，在筒体的上部设有一测量筒，检测模块设置筒体内部，其特征在于所述检测模块由水份采样及转化模块和温度检测模块组成，水份采样及转化模块和温度检测模块将采样的信号输出端与设置在筒体内部的单片机处理器相联，单片机处理器还与显示屏和键盘输入器相联接，所述的显示屏和键盘输入器设置在筒体的外表面上，所述的水份测试模块和温度检测模块的感应器均设置在测量筒内。
2.如权利要求1所述的一种水份测试仪，其特征在于所述的温度检测模块为33202运放组成的温度测量电路。
3.如权利要求1所述的一种水份测试仪，其特征在于所述的水份采样及转化模块由555振荡电路和电容式传感器构成的。
4.如权利要求1所述的一种水份测试仪，其特征在于所述的单片机处理器为MSP430单片机处理器，它自带AD模块与外部温度检测、水份采样及转化模块及显示屏和键盘输入器相联接，MSP430单片机处理器上还设有串行输入接口，各种实验数据可直接从串行接口导入单片机处理器。
5.一种作物水份的测量方法，其特征在于先将一定量的作物测量样本放入测量筒，电容式传感器会通过相对介电常数转化成电量，并通过555振荡电路测电容改变可以获得所需要的测量参数，并将数据传递给处理器模块进行分析处理；另一方面温度检测模块由它的二极管作为温度传感器，并将温度转化成电信号传送给处理器模块，处理器模块根据水份测试模块和温度检测模块传入的数据，并通过处理器的程序将测量所得的数据进行处理分折并与事先预存在处理器中存储器中的实验数据进行对比，在进行对比和分析后，处理器将对比得到的结果通过显示模块在显示屏中显示出来。
全文摘要
本发明涉及一种水份测试仪包括筒体，在筒体的上部设有一测量筒，检测模块设置筒体内部，其特征在于所述检测模块由水份采样及转化模块和温度检测模块组成，水份采样及转化模块和温度检测模块将采样的信号输出端与设置在筒体内部的单片机处理器相联，单片机处理器还与显示屏和键盘输入器相联接，所述的显示屏和键盘输入器设置在筒体的外表面上，所述的水份测试模块和温度检测模块的感应器均设置在测量筒内；本产品具有可靠性高、准确性好、使用方便的特点。
文档编号G01N27/22GK1932499SQ20061005374
公开日2007年3月21日 申请日期2006年10月9日 优先权日2006年10月9日
发明者罗成石 申请人:罗成石, 林新光