[发明专利]粮食水分测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及粮食加工器械领域，具体而言，本发明涉及基于平面电容的粮食水分 测量仪。

背景技术

粮食的水分含量是评价粮食品质的重要指标，因此，粮食水分检测对粮食的收购、 运输、储藏、加工贸易都具有十分重要的意义。水分过高,会促使粮食生命活动旺盛,容易引 起粮食发热、霉变、生虫和其它生化变化，影响成品粮产量。而粮食水分过低,则减少了粮食 重量,影响粮食品质，减少了粮食最终的总售价。

现有的粮食水分检测方法主要有烘箱法、电阻法、电容法、近红外法、微波法等。

谷物水分的检测以烘箱法为标准，在国际上广泛应用的是ISO712(4g粉碎样品，烘 箱干燥130℃，2h)，这种方法测量精确，但是检测周期长，并且需要对谷物进行破碎，造成一 定程度上的浪费。

电阻法是利用粮食水分含量的不同,其导电率不同的原理,通过检测谷物电阻值 的变化间接地反映其水分含量。但这种方法需要对被测粮食进行破碎，造成一定程度上的 浪费。

电容法、近红外法和微波法都属于无损检测手段，但是近红外法易受被测物料的 形状、大小、密度的影响，并且不能测量物料内部的水分。微波法受被测物料的形状、密度的 影响，且价格较高，难以推广其应用。而电容法是根据水分的介电常数远远大于粮食中其他 成分的介电常数，水分含量的变化势必引起电容量变化的原理，通过测量谷物电容值间接 计算粮食的水分含量。相比起来，电容法测量的仪器具有结构简单，价格低廉，操作方便等 优点，应用相对较广。

目前，国内外电容式水分检测仪主要由内外两个圆柱形黄铜(或者不锈钢)同轴电 极组成，通过检测两个电极间的电容、粮食温度以及粮食重量来计算粮食的含水率。然而， 该种电容检测方式中，电容极板与被测物料直接接触，如果物料含水率较高，会导致电容极 板间的绝缘度下降，降低测量仪器在高水分下的测量精度。此外，需要操作人员经常对称重 传感器进行人为归零校准，操作较为繁琐不便。

因此，业界急需在一种可以在各种含水率的情景下测量粮食水分的粮食水分测量 仪，以提高检测精度。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种可以在各种含水率情景下检测粮食水分的粮食水分 测量仪，以在低成本、操作简便的前提下提高粮食水分检测的精度。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种粮食水分测量仪，包括用于侦测粮食介电常数的电容传感器、用于检测粮食 温度的温度检测装置、用于接收电容传感器和温度检测装置的检测结果并计算出粮食颗粒 含水率的控制模块、用于向控制模块输入外部控制指令并显示控制模块处理结果的输入和 显示模块，及为该测量仪供电的电源模块，所述电容传感器包括用于容纳待测粮食颗粒的 测量容器和以其正面与容器底板相对而贴装于底板外侧并对容器内的粮食颗粒的介电常 数进行识别的测量板，所述测量板包括具有正反两个端面的介质板，该介质板正面设有环 状的发射电极和环绕发射电极设置的接收电极,所述发射电极与接收电极之间形成间隙， 并且在粮食水分检测过程中，两个电极之间产生其电场线从发射电极出发后返回到接收电 极的测量电场。

进一步的，所述电容传感器还包括环绕所述接收电极设置并且接地的等位环。

进一步的，所述发射电极与接收电极之间的间隙内形成接地带。

进一步的，所述发射电极和接收电极被设置成两个同心的椭圆环。

优选的，所述电路板由为成分为FR-4环氧树脂的介质板经双面覆铜制成，并且覆 铜厚度为35μm。

优选的，所述控制模块包括单片机单元和与单片机单元电连接的电容信号转换电 路，所述电容信号转换电路与发射电极和接收电极连接。

优选的，所述电容信号转换电路通过同轴电缆与发射电极和接收电极连接，并且 所述同轴电缆的屏蔽层接地。

优选的，所述输入和显示模块为触摸屏。

进一步的，所述控制模块还包括与单片机单元电和触摸屏电连接的触摸屏通信电 路。

优选的，所述电源模块包括可充电电池、均与可充电电池连接的电量计算电路和 充电电路、及与电量计算电路连接的升压电路，所述电量计算电路和充电电路还与控制模 块电连接。

优选的，所述温度检测装置为数字式温度传感器，所述测量容器上开设有安装孔， 该数字式温度传感器置于该安装孔内。