专利名称：非破坏性多用途水分检验计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种非破坏性多用途水分检验计，尤其涉及一种适用于谷物、砂石或塑胶粒等颗粒状或液体状物体的干燥设备上，以测定其水分含量值的水分检验计。
现今，最广泛使用于农业界的谷物含水量检验方式，是采用所谓的机械碾压式水分检验方式。其主要是通过齿轮、提带、马达、螺杆、滚轮、与轴承等机械组件组成的传动及碾压机构。借此机构将谷物进行碾碎、压榨，再施加电压测量其电阻值，然后再依据此电阻值计算推定出谷物含水量值。但是，这种已知的谷物水分检验方式具有下列缺点(1)为破坏性检验；在检验过程中需碾碎、压榨谷物，被当作检验样品的谷物一旦被碾碎破坏后，便需弃置，造成浪费。
(2)为间歇性检验；在连续性或循环式的谷物干燥过程中，谷物含水量的测定需以间歇性的方式取出样品进行检测，不仅不方便且无法得到实时(Real-Time)的谷物干燥状况。
(3)易发生故障；过多的传动、碾压等机械组件，造成故障率的升高。
(4)通用性差；由于传动、碾压等机械组件需针对不同农作物的尺寸、硬度等需求来设计，故不同农作物的机械压榨式水分检验方式需设计不同的机械组件，更何况，如果是设计用来检验谷物水分值的机械压榨设备，将无法直接转换用于例如砂石、或是塑胶粒等其它非农产品的水分测定工作上，因此通用性较差。
(5)无法配合干燥设备动作。已有的机械压榨式水分检验方式仅能单独进行含水量的检测，不能将测定结果反馈至干燥设备进行自动化的干燥动作的控制。
(6)检测范围较窄。传统以电阻值测定含水量的方式，其仅仅在一特定含水量区间的范围内(约12-22％)可得到较准确的测定值，超出此区间之外的测量值将具有较大误差量而不实际。
为实现上述的目的，本发明提供一种非破坏性多用途水分检验计，该水分检验计是装置在一干燥设备上以对其内部的待测定物进行水分含量的检验。水分检验计包括由壳体、电路板、温度补偿感温棒、发射极板、接收极板、及控制单元所组成。通过发射极板发出高频波穿过被测定物体并由接收极板接收，再通过鉴定电路板将接收的高频波信号传送至控制单元。控制单元则依据所接收到的高频波信号以及温度补偿感温棒所测得的温度值计算出水分含量值，并进而依据该水分含量值控制干燥设备的干燥动作。
一种非破坏性多用途水分检验计，可装置在一需要进行水分检测的设备上以进行对待测定物的水分含量的检验工作，该水分检验计至少包括一壳体，其内有一容置空间；一电路板，放置在该容置空间中，在电路板上至少设计有可进行感测温度、产生高频波、以及接收高频波的电路；一温度补偿感温棒，其一端连接在电路板上，另一端则突出于壳体之外，可进行温度值的感测；至少一发射极板，其一端连接在电路板上并由壳体一侧突出于壳体之外，发射极板耦合于该可产生高频波的电路上，使高频波可以经过发射极板发射出去；至少一接收极板，突出于壳体之外且与发射极板相距一适当间隔，接收极板耦合于该可接收高频波的电路，使发射极板所发出的高频波可被接收极板所接收，并由该接收高频波的电路转换为高频波信号；以及，一控制单元，耦合于电路板，接收极板所收到的高频波信号以及温度补偿感温棒所感测的温度值均可经过电路板传送到控制单元，并通过控制单元依据该高频波信号、并结合温度值而计算出对应的水分含量值。
其中，该发射极板呈一鳍片状结构，并且在发射极板的上侧具有一倾斜边；该壳体的一侧呈开放状而为一开放侧，使电路板得经过该开放侧放入容置空间中，接收极板呈盖板状其恰好可以覆盖在壳体的开放侧，在接收极板上设有包括一开口以及至少一鳍片，开口的位置及形状是配合发射极板以供其凸穿过接收极板，鳍片的凸伸方向配合于发射极板且与发射极板相隔一适当距离。
所述的非破坏性多用途水分检验计，其中，所述鳍片大于发射极板，并且在鳍片的上侧具有倾斜边。
所述的非破坏性多用途水分检验计，其中，还包括一绝缘板，其位于接收极板与电路板之间，在绝缘板上对应于发射极板的位置处设有一开槽以供发射极板凸穿过绝缘板，开槽的周边设有凸边，其恰好可以放置在接收极板的开口以及发射极板之间，以避免发射极板与接收极板相接触。
所述的非破坏性多用途水分检验计，其中，控制单元上还设置包括有一显示单元，其至少显示有该感测的温度值以及水分含量值。
所述的非破坏性多用途水分检验计，其中，所述需要进行水分检测的机器设备为一干燥设备，其可对该待测定物进行干燥工作；该控制单元连接在该干燥设备上，可依据水分检验计所检测到的水分含量值，来控制干燥设备的干燥动作。
所述的非破坏性多用途水分检验计，其中，控制单元所控制干燥设备的干燥动作，包括当水分含量值高于一第一预定水分值时则持续干燥设备的干燥动作，但当水分含量值低于该第一预定水分值时则停止干燥动作；当水分含量值高于一第二预定水分值时则加强干燥设备的干燥火力输出。
所述的非破坏性多用途水分检验计，其中，显示单元显示还包括有该第一预定水分值、该第二预定水分值、一定时值，该定时值是表示控制单元在经过该定时值的时间后将直接停止干燥设备的干燥动作。
所述的非破坏性多用途水分检验计，其中，在干燥设备上装置有至少包括一火炉及一风扇，通过风扇将火炉所产生的热风以吹入或吸入方式送进干燥设备内所放置的待测定物以进行其干燥动作；并且，控制单元的显示单元还显示有干燥设备内部的一测定风力值、一第一预定风力值、以及一第二预定风力值；
当测定风力值低于第一预定风力值时控制单元将发出警示信号，当测定风力值低于第二预定风力值时控制单元将停止干燥设备的干燥动作。
所述的非破坏性多用途水分检验计，其中，该水分检验计所装置于干燥设备上的位置，是通过在干燥设备上的一适当位置设置一开孔，其大小略小于水分检验计的壳体，将水分检验计壳体固定在开孔周围，并使发射极板与接收极板伸入干燥设备内部，以进行干燥设备内部的待测定物的水分检验动作。
以下仅以一列表比较本发明的水分检验计与现有的机械压榨式水分检验方式的优劣点，从中可以看出本发明的有益效果
图1是本发明的水分检验计的一较佳实施例的组件分解立体示意图。
图2是图1所示水分检验计的立体组合图。
图3是本发明的水分检验计的控制单元的一实施例图。
图4A是本发明的显示单元的显示数据实施例。
图4B是本发明的显示单位所显示数据的另一实施例。
图5是本发明的控制单元依据所测定的水分含量值进行干燥设备的控制动作的流程图。
图6是本发明的水分检验计装置在一谷物干燥设备上的立体示意图。
图7是本发明的水分检验计装置在另一谷物干燥设备上的另一剖面示意图。
图8是本发明的水分检验计装置在另一谷物干燥设备上的实施例示意图。
本发明的最主要特征，是根据高频波(锯齿波形)通过物体时，物体中所含有的水分多少，会对电容值造成影响的物理特性，而设计出一种非破坏性多用途水分检验计。将本发明的水分检验计装置在干燥设备上，由于是根据高频波通过物体来检验水分含量，因此不会破坏待测定物，而且可进行连续性检测。因为不需要繁杂的机械组件，所以故障率大幅降低，而且同一台水分检验计可以适用于多种不同农作物甚至砂石、塑胶粒等物品的水分检测工作，多用途且通用性高。本发明的水分检验计还配套设计有一控制单元，可连接于干燥设备或检测箱，并依据所测得水分含量值控制干燥设备的干燥动作，而且还具有指导性含水率设定功能。
请参阅图1及图2所示，为本发明的非破坏性多用途水分检验计1的一较佳实施例，其可装置在一需要进行水分检测的机器设备上(例如谷物干燥设备)以对待测定物(例如谷物)进行水分含量的检验工作。在较佳实施例中，该水分检验计1包括有一壳体10、一电路板11、一温度补偿感温棒12、至少一发射极板13、至少一接收极板14、一绝缘板15、以及一控制单元20。
壳体10一侧是呈开放状而为一开放侧101，其内部是呈中空而形成一个容置空间102。
该电路板11是通过开放侧101而容置于壳体10内部的容置空间102中，在电路板11上至少设计有可进行感测温度、产生高频波、以及接收高频波等等的电路设计(图中未示)。
该温度补偿感温棒12的一端连接在电路板11上，另一端则通过开放侧101突出在壳体10之外，可进行温度值的感测。
该发射极板13呈一鳍片状结构，其一端连接(耦合且固定)在电路板11上，另一端则由开放侧101突出在壳体10之外，且发射极板13的上侧边则设计成一倾斜边131，此倾斜边131的作用容后面详述。发射极板13耦合在其可产生高频波的电路上，使高频波可经过发射极板13发射出去。
接收极板14是呈盖板状结构，其恰好可以覆盖在壳体10的开放侧101，在接收极板14上设有包括一开口141以及至少一个突出的薄板状鳍片142，鳍片142是大于发射极板13，且在鳍片142的上侧边也同样设置有倾斜边143。开口141的位置及形状配合发射极板13以供其凸穿过接收极板14，鳍片142的凸伸方向配合发射极板13且与发射极板13相隔一个适当间隔。接收极板14耦合于其可接收高频波的电路，使发射极板13所发出的高频波可被接收极板14的鳍片142所接收，并由电路板11上的该接收高频波的电路转换为高频波信号(电容信号)。
绝缘板15是位于接收极板14与电路板11之间，在绝缘板15上对应于发射极板13的位置处设有一开槽151以供发射极板13凸穿过绝缘板15。开槽151的周围还设有凸边152，其恰好可以插入接收极板14的开口141与发射极板13之间，以避免发射极板13与接收极板14直接相接触。至于，绝缘板15、接收极板14、及壳体10之间，可通过螺丝16加以固定，也可以熔接、胶合、或以其它方式结合成一体。
请参阅图3所示，该控制单元20通过电源线21及连接线22分别连接一电源(图中未示)及电路板11，接收极板14所收到的高频波信号、以及由温度补偿感温棒12所感测的温度值信号，均可经过电路板11及连接线22传送至控制单元20。并通过控制单元20内部的电路以及软件的设计，根据该高频波信号(电容值信号)并配合温度值信号，而计算出对应的水分含量值。
在控制单元20上还设置有包括一显示单元23以及若干控制键24。如图4A及图4B所示，在其较佳实施例中，显示单元23可显示包括有由温度补偿感温棒所感测到的待测定物的温度值231、由控制单元计算得到的水分含量值232、一第一预定水分值233(用于指定停止干燥)、第二预定水分值234(用于指定提高干燥功率)、一定时值235(设定停机时间)、一测定风力值236、一第一预定风力值237(用于发出警示)、一第二预定风力值238(用于强制停机)、以及一延迟时间值239(停机后风扇延迟关闭时间)。在本较佳实施例中，显示单元23因受尺寸大小的限制，无法将上述各值同时一次显示出，而是需借助按压控制键24分批显示各数据值。当然，我们也可更改显示单元23的设计，而使上述各值一次全部同时显示在显示单元上。
请参阅图6、图7及图8，为本发明的水分检验计装置1在不同形式谷物干燥设备7、8、9(其可为循环式干燥设备或是固定式干燥设备)的实施例图。一般来说，在干燥设备7、8、9上均装置有至少包括一火炉71、91及一风扇72、92，通过风扇72、92将火炉71、91所产生的热风吹入(也可以是吸入式)干燥设备7、8、9内所放置的待测定物之间以进行其干燥动作。通过在干燥设备7、8、9上的一适当位置设计一开孔(图中未编号)其尺寸大小略小于水分检验计1的壳体10，将水分检验计壳体10固定在开孔周围并使发射极板13与接收极板14的鳍片142伸入干燥设备7、8、9内部，以进行干燥设备7、8、9内部的待测定物的水分检验动作。至于该水分检验计1所装置在干燥设备7、8、9上的位置，则一般而言是使其发射极板13与接收极板14可被谷物等待测定物所覆盖，但同时须注意应避免影响到谷物干燥设备原有的机能。也就是由于发射极板13与接收极板14的鳍片142会被由上向下掉落的谷物所覆盖，为避免谷物、谷屑或谷尘堆积在发射极板13与鳍片142上，因此发射极板13与鳍片142均设计成薄片结构且其上侧均设计成倾斜边131、143，以利于谷物、谷屑或谷尘等可顺利滑落。
请参阅图5，其为一流程图概略地说明本发明的控制单元20依据所测定的水分含量值进行干燥设备7的控制动作的一简要实施例。该控制单元20连接在该干燥设备7上，可依据水分检验计1所检测到的水分含量值，来控制干燥设备7的干燥动作。通过本发明的控制单元20接收到水分检验计1所测得的待测定物的温度值231以及水分含量值232(请见图4A及图4B)，并显示于显示单元23上。该第一预定水分值233是代表我们预定将谷物干燥到何种程度才停止干燥。当水分含量值232高于该第一预定水分值233时干燥动作将持续进行(方块701)，直到当所测得的水分含量值232低于该第一预定水分值233时才停止干燥动作(方块702)，表示干燥完成(方块704)。在某些状态下谷物的含水量较高，可以以较高温度的干燥风来进行干燥以提高效率，例如，当水分含量值232高于所设定的第二预定水分值234时(方块703)，控制单元20将控制谷物干燥设备7的火炉71增强火力输出，以加速干燥速率。
值得一提的是，由于本发明的第一预定水分值233可用来控制人们预定将谷物干燥到何种程度才停止干燥。所以，当初次进行某项被测定物的干燥工作、却又不知其应该干燥到何种程度才算完成时，人们可先取其被测定物的标准干燥样品用本发明的水分检验计1检测后，将所测定的水分值经过控制键24输入到控制单元20中为该第一预定水分值233并储存该数值在存储器中，作为检测的标准。然后，仅需按压特定的控制键24便可进行其预先储存在存储器中的若干不同第一预定水分值233的切换运用，达到不同谷物的不同干燥控制点，进而控制机器的停机与动作，而这也就是本发明所述的可指导性含水率设定的功能。
另外，为避免水分检验计1因故障使水分含量值的测定产生误差时，干燥设备7会一直持续进行干燥造成危险。在控制单元20特设计有定时值235，表示控制单元20在经过定时值235所设定的时间后，将直接停止干燥设备7的干燥动作，这样将可大幅度增加安全性。
为避免有时干燥设备7的热风通路遭到粉尘堆积或其它因素所阻塞，导致风扇72所吹送的热风无法顺利流动，这样火炉71的温度将可能会过高而发生危险。本发明在控制单元20上特设计有该测定风力值236、第一预定风力值237、以及第二预定风力值238等数据。测定风力值236是由一装置在干燥设备7内部的热风通道(图中未示)内的一风力测定计73所测得的干燥热风流速。当测定风力值236低于第一预定风力值237时，表示热风通道可能有部份阻塞现象，此时控制单元20将发出警示信号(例如警示声或闪灯)通知操作人员进行干燥设备7的疏通保养工作。而当测定风力值236低于第二预定风力值238时，则表示热风通道可能有更严重的阻塞，此时控制单元20将发出更严重的警示信号、或甚至直接停止干燥设备7的干燥动作以避免危险。至于，该延迟时间值239是表示当干燥设备7停止干燥后，其风扇72仍将持续运转一定的时间后才关闭。
此外，本发明的控制单元20还可连接在一电脑单元6(如图三所示)上，以将控制单元20所测得及计算得到的数据传送到电脑单元6。通过电脑单元6可将这些数据进一步处理，例如储存、分析、列表、绘图、或由打印机输出等等。
本发明如前述的结构，确能达到预期的作用及效果，但是，上述本发明较佳实施例的说明，是用来给出本发明的技术特征，而不是限制本发明的权利，例如本说明书的内部虽然是以谷物干燥设备作为装置有本发明的水分检验计的一较佳实施例，但任何熟悉本项技术的人士均可轻易将本发明装置在砂石干燥设备、或塑胶粒干燥设备、或是其它干燥或是物品储存设备上。因此，凡是结构上数目的变更及等效的变换，应该包含在本发明的权利要求的范围内。
权利要求
1.一种非破坏性多用途水分检验计，可装置在一需要进行水分检测的设备上以进行对待测定物的水分含量的检验工作，该水分检验计至少包括一壳体，其内部有一容置空间；一电路板，放置在该容置空间中，在电路板上至少设计有可进行感测温度、产生高频波、以及接收高频波的电路；一温度补偿感温棒，其一端连接在电路板上，另一端则突出于壳体之外，可进行温度值的感测；至少一发射极板，其一端连接在电路板上并由壳体一侧突出于壳体之外，发射极板耦合在可产生高频波的电路上，使高频波可以经过发射极板发射出去；至少一接收极板，突出于壳体之外且与发射极板相距一适当间隔，接收极板耦合于该可接收高频波的电路，使发射极板所发出的高频波可被接收极板所接收，并由该接收高频波的电路转换为高频波信号；以及，一控制单元，耦合于电路板，接收极板所收到的高频波信号以及温度补偿感温棒所感测的温度值均可经过电路板传送至控制单元，并通过控制单元依据该高频波信号、并配合温度值而计算出对应的水分含量值。其中，该发射极板呈一鳍片状结构，并且在发射极板的上侧具有一倾斜边；该壳体的一侧呈开放状而为一开放侧，使电路板得经过该开放侧放入容置空间中，接收极板呈盖板状其恰好可以覆盖在壳体的开放侧，在接收极板上设有包括一开口以及至少一鳍片，开口的位置及形状是配合发射极板以供其凸穿过接收极板，鳍片的凸伸方向配合于发射极板且与发射极板相隔一适当距离。
2.如权利要求1所述的非破坏性多用途水分检验计，其中，所述鳍片大于发射极板，并且在鳍片的上侧具有倾斜边。
3.如权利要求1所述的非破坏性多用途水分检验计，其中，还包括一绝缘板，其位于接收极板与电路板之间，在绝缘板上对应于发射极板的位置处设有一开槽以供发射极板凸穿过绝缘板，开槽的周边设有凸边，其恰好可以放置在接收极板的开口以及发射极板之间，以避免发射极板与接收极板相接触。
4.如权利要求1所述的非破坏性多用途水分检验计，其中，控制单元上还设置包括有一显示单元，其至少显示有该感测的温度值以及水分含量值。
5.如权利要求1所述的非破坏性多用途水分检验计，其中，所述需要进行水分检测的机器设备为一干燥设备，其可对该待测定物进行干燥工作；该控制单元连接在该干燥设备上，可依据水分检验计所检测到的水分含量值，来控制干燥设备的干燥动作。
6.如权利要求5所述的非破坏性多用途水分检验计，其中，控制单元所控制干燥设备的干燥动作，包括当水分含量值高于一第一预定水分值时则持续干燥设备的干燥动作，但当水分含量值低于该第一预定水分值时则停止干燥动作；当水分含量值高于一第二预定水分值时则加强干燥设备的干燥火力输出。
7.如权利要求6所述的非破坏性多用途水分检验计，其中，显示单元显示还包括有该第一预定水分值、该第二预定水分值、一定时值，该定时值是表示控制单元在经过该定时值的时间后将直接停止干燥设备的干燥动作。
8.如权利要求6所述的非破坏性多用途水分检验计，其中，在干燥设备上装置有至少包括一火炉及一风扇，通过风扇将火炉所产生的热风以吹入或吸入方式送进干燥设备内所放置的待测定物以进行其干燥动作；并且，控制单元的显示单元还显示有干燥设备内部的一测定风力值、一第一预定风力值、以及一第二预定风力值；当测定风力值低于第一预定风力值时控制单元将发出警示信号，当测定风力值低于第二预定风力值时控制单元将停止干燥设备的干燥动作。
9.如权利要求6所述的非破坏性多用途水分检验计，其中，该水分检验计所装置于干燥设备上的位置，是通过在干燥设备上的一适当位置设置一开孔，其大小略小于水分检验计的壳体，将水分检验计壳体固定在开孔周围，并使发射极板与接收极板伸入干燥设备内部，以进行干燥设备内部的待测定物的水分检验动作。
全文摘要
一种非破坏性多用途水分检验计，可装置在干燥设备或检测箱上对待测定物进行水分含量的检验、而且具有指导性含水率设定功能，其由包括壳体、电路板、温度补偿感温棒、发射极板、接收极板、及控制单元所组成。通过发射极板发出高频波并由接收极板接收，再通过鉴定电路板将其接收的高频波信号传送至控制单元。控制单元则根据所接收到的高频波信号以及所测得的温度值计算出水分含量值，并进而控制干燥设备的干燥动作、或者显示含水率值。
文档编号G01N27/22GK1396448SQ0112044
公开日2003年2月12日 申请日期2001年7月13日 优先权日2001年7月13日
发明者吴军港 申请人:三升农机科技股份有限公司