[发明专利]一种在线水分分析仪

说明书

技术领域

本发明涉及谷物水分检测技术领域，特别涉及一种在线水分分析仪。

背景技术

谷物含水率是特定谷物中包含的水分与重量的比值，是影响谷物品质的一个重要因素。实际应用中，谷物含水率可以决定了谷物贮藏的安全性，也同样谷物加工工艺与流通过程需要用到。例如在谷物的加工过程需要进行干燥，干燥是要达到减少谷物中水分含量的目的，通常是采用同热风或者直接对谷物进行加热，以降低谷物的含水率，但是干燥到什么程度可以停止，需要由获得的谷物含水率进行决定。从而，在对谷物的加工过程中可以不影响谷物营养成分及品质。

现有的谷物含水率的测量方法可分为人工取样离线测量方法和在线自动测量方法。在线自动测量方法能够自动取样、测量并显示，具有省时、省工、操作方便、节约人力等优点。常用的在线测量方法基于电阻测量原理，测量时，取样器的两个碾压式电极向内转动，挤压谷物颗粒使其破碎。由于谷物电阻随其含水量变化，因此通过测量两电极之间的电阻，就可以得到谷物水分。

现有的电阻式谷物水分测量装置和方法采用电压法测量谷物电阻，但由于谷物电阻很大，特别在谷物含水量较低时，使得测量信号弱、信噪比低、不利于信号传输，且谷物所处环境对谷物含水率的影响并没有考虑进去，就会导致测量结果不真实、不准确。

可见现有的在线电阻式谷物水分测量装置不能准确的获得谷物的含水率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在线水分分析仪，以提高对谷物含水率的测量。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种在线水分分析仪，包括：谷物干燥模块、取样模块、水分采集模块、温度采集模块、电机控制模块、主控模块；

所述谷物干燥模块，用于将谷物进行加热干燥；

取样模块，用于通过电机从所述谷物干燥模块中的待检测谷物进行取样，得到取样谷物；

所述水分采集模块，用于采集所述取样谷的水分值；

所述温度采集模块，用于采集所述取样谷物所在环境的温度值；

所述电机控制模块，用于控制电机的运行、以及对流经所述电机的电流值进行采样；

所述主控模块，用于根据所述水分值、所述温度值和所述电流值进行融合，并获得所述待检测谷物的目标含水率。

具体的，所述电机控制模块，包括：继电器电路、电机驱动电路和电流采样电路；

所述继电器电路，用于通过所述主控模块的电机驱动和停止引脚经第一三极管基极输入后，经所述第一三极管的集电极与继电器相连，控制所述继电器的接通方向以驱动电机；

所述电机驱动电路，用于通过所述主控模块motor_clw引脚与第二三极管的基极相连，并通过所述第二三极管的集电极与继电器相连，以驱动电机的启动；

所述电流采样电路，以所述电机的线圈电流为测试点motor_test，所述motor_test输入第一反向放大器的反向输入端，所述第一反向放大器的正向输入端接地；经所述第一反向放大器输出后与第二反向放大器的正向输入端相连，所述第二反向放大器的反向输入端与第一电阻、第二电阻相连并接地，并在所述第二反向放大器的输出端与所述第一电阻和所述第二电阻的节点相连；所述第二反向放大器的输出端与第三反向放大器的正向输入端相连，所述第三反相放大器的反向输入端与所述第三反相放大器的输出端相连，所述第三反相放大器的输出端与所述主控模块相连。

可选的，所述水分采集模块，包括：水分传感器、开关模块和运放模块；

所述水分传感器的一端通过场效应管Q4与三极管Q5的集电极相连，所述三极管Q5的基极与所述主控模块相连，并通过电容与所述水分传感器的另一端相连，所述水分传感器的所述另一端通过电阻与所述开关模块的S1端相连，所述开关模块的S2端通过电阻与5V电压相连，其中，所述开关模块的型号为：DG419DY；

所述开关模块的输出端与所述运放模块相连，所述运放模块的输出端输入至第四反相放大器的正向输入端；所述第四反相放大器的反向输入端与所述第四反相放大器的正向输出端相连，所述第四反相放大器的输出端与所述主控模块相连。

可选的，所述温度采集模块，包括：温度传感器、放大器；

所述温度传感器用于采集所述待检测谷物所在环境的温度，并将所检测到的温度发送至所述放大器进行放大器，并发送至所述主控模块。

可选的，所述主控模块，包括：

根据预先设定的计算规则，用于根据所述水分值、所述温度值和所述电流值进行融合，并获得所述待检测谷物的目标含水率。

与现有技术相比，本发明的一种在线水分分析仪具有以下有益效果：