本發(fā)明涉及水分分析技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種便攜式水分分析儀。

背景技術(shù)：

谷物含水率是特定谷物中包含的水分與重量的比值，是影響谷物品質(zhì)的一個(gè)重要因素。實(shí)際應(yīng)用中，谷物含水率可以決定了谷物貯藏的安全性，也同樣谷物加工工藝與流通過(guò)程需要用到。例如在谷物的加工過(guò)程需要進(jìn)行干燥，干燥是要達(dá)到減少谷物中水分含量的目的，通常是采用同熱風(fēng)或者直接對(duì)谷物進(jìn)行加熱，以降低谷物的含水率，但是干燥到什么程度可以停止，需要由獲得的谷物含水率進(jìn)行決定。從而，在對(duì)谷物的加工過(guò)程中可以不影響谷物營(yíng)養(yǎng)成分及品質(zhì)。

現(xiàn)有技術(shù)中的水分分析儀體積較大，不利于隨身攜帶，因此，提供一種體積小、便于攜帶的水分儀是亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種便攜式水分分析儀，旨在提供一種體積小、攜帶方便的水分分析儀。

為解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種便攜式水分分析儀，包括：數(shù)據(jù)采集模塊、主控模塊；

所述數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集待檢測(cè)谷物的重量、并檢測(cè)流經(jīng)所述待檢測(cè)谷物的電流的頻率,所述數(shù)據(jù)采集模塊包括：壓力采集子模塊和頻率采集子模塊；所述壓力采集子模塊包括：壓力傳感器采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)電阻r10和電阻r14發(fā)送至ad轉(zhuǎn)換器，所述ad轉(zhuǎn)換器的型號(hào)為hx711，所述ad轉(zhuǎn)換器的引腳1連接電壓vcc并通過(guò)電容c8、c9接地，并通過(guò)電感l(wèi)1與引腳16相連，所述ad轉(zhuǎn)換器的引腳2通過(guò)電阻r11連接至三極管q4的基極，所述三極管q4的發(fā)射極與所述電容vcc相連，所述三極管q4的集電極與所述ad轉(zhuǎn)換器的引腳3相連，且所述引腳3與電壓vdd相連，且所述電壓vdd通過(guò)電阻r12所述ad轉(zhuǎn)換器的引腳4相連，所述引腳4通過(guò)電阻r15與所述ad轉(zhuǎn)換器的引腳5相連并接地，所述ad轉(zhuǎn)換器的引腳6通過(guò)電容c15接地，所述ad轉(zhuǎn)換器的引腳7和引腳8分別與所述壓力傳感器的數(shù)據(jù)分別與所述電阻r10和所述電阻r14相連，用于接收所述壓力傳感器采集到的數(shù)據(jù)，所述ad轉(zhuǎn)換器的引腳11和引腳12分別與所述主控模塊相連；頻率采集子模塊包括：電容傳感器采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)電阻r1電容c1和電容c3組成的濾波器后傳輸至電感l(wèi)h1的引腳1，所述電感l(wèi)h1的引腳3、引腳4和引腳5相連接，且均與電壓vcc相連，所述電壓vcc經(jīng)過(guò)電容c2接地；所述電感l(wèi)h1的引腳5通過(guò)電阻r2與所述電感l(wèi)h1的引腳2連接至三極管q1的集電極，所述三極管q1的集電極與發(fā)射極之間并聯(lián)電容c4，所述三極管q1的發(fā)射極通過(guò)并聯(lián)連接的電容c8和電阻r8接地，所述三極管q1的基極通過(guò)電阻r4與電壓vcc相連，且通過(guò)電阻r7與二極管d1的陽(yáng)極相連，所述二極管d1的陰極接地；所述三極管的基極通過(guò)電容c6接地；所述三極管q1通過(guò)電容c5與三極管q2的基極相連，所述三極管q2的基極通過(guò)電阻r5與所述三極管q2的集電極相連并與電壓vcc相連，所述三極管q2通過(guò)電阻r9接地；所述三極管q2發(fā)射極通過(guò)電容c7與三極管q3的基極相連，且所述三極管q3的基極通過(guò)電阻r6與所述三極管q3的集電極相連，且所述三極管q3的集電極通過(guò)電阻r3與電容l1與電壓vcc相連，所述三極管q3的發(fā)射極接地，所述三極管q3的集電極與脈沖計(jì)數(shù)器相連，所述脈沖計(jì)數(shù)器的輸出端與所述主控模塊相連，所述脈沖計(jì)數(shù)器的型號(hào)為：74hc4024d；

所述主控模塊，由用于通過(guò)預(yù)設(shè)設(shè)定的計(jì)算規(guī)則，根據(jù)所述待檢測(cè)谷物的所述重量和所述頻率，確定所述待檢測(cè)谷物的水分值，其中，所述主控模塊由型號(hào)為pic18f458的單片機(jī)組成。

可選的，所述數(shù)據(jù)采集模塊還包括用于采集所述待檢測(cè)谷物所在環(huán)境的溫度值的溫度采集子模塊，所述溫度采集子模塊包括：溫度傳感器與電容c11相連，且所述電容c11的一端通過(guò)電阻r9連接到電壓vcc，另一端通過(guò)連接至所述主控模塊，且通過(guò)電阻r13、電容c13接地；

所述主控模塊，用于通過(guò)預(yù)設(shè)設(shè)定的計(jì)算規(guī)則，根據(jù)所述待檢測(cè)谷物的所述重量、所述頻率和所述溫度值，確定所述待檢測(cè)谷物的水分值。

可選的，還包括：報(bào)警模塊，

所述報(bào)警模塊，用于所述主控模塊根據(jù)所述水分值進(jìn)行報(bào)警；所述報(bào)警模塊包括：語(yǔ)音控制芯片u7和揚(yáng)聲器spk1，所述語(yǔ)音控制芯片u7的引腳2和引腳3與spk1相連，所述語(yǔ)音控制芯片u7的引腳1和與電容c14的一端相連，所述電容c14的另一端與所述語(yǔ)音控制芯片u7的引腳5相連；所述語(yǔ)音控制芯片u7的引腳6、引腳7和引腳8分別與所述主控模塊相連，其中，所述語(yǔ)音控制芯片u7的型號(hào)為：sc8035。

可選的，還包括：按鍵模塊，所述按鍵模塊包括：按鍵信號(hào)輸出模塊u5，所述按鍵信號(hào)輸出模塊u5的引腳1至引腳7分別為：key_ok、key_up、key_down、key_choose、接地、keyon/off_down、keyon/off，所述按鍵信號(hào)輸出模塊u5的引腳1至引腳4分別與按鍵s2、s3、s4、s5相連，所述按鍵信號(hào)輸出模塊u5的引腳7與按鍵s1的一端相連，且連接于三極管q5的基極，所述三極管q5的集電極和發(fā)射極分別接地；所述三極管q5的基極與光電耦合器u6的引腳3相連，所述光電耦合器u6的引腳4通過(guò)電阻連接到工作電壓；所述光電耦合器u6的引腳1和引腳2與所述主控模塊相連。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的便攜式水分分析儀具有以下有益效果：

(1)、本發(fā)明的一種便攜式水分分析儀，可以提供一種體積小、攜帶方便的水分分析儀；

(2)、本發(fā)明的一種便攜式水分分析儀，通過(guò)獲取周圍環(huán)境溫度，消除溫度值對(duì)待檢測(cè)谷物溫度的影響，能夠進(jìn)一步提高水分分析儀測(cè)量檢測(cè)谷物所獲得水分值的準(zhǔn)確率；

(3)、本發(fā)明的一種便攜式水分分析儀，能夠根據(jù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行報(bào)警，能夠提醒用戶測(cè)量結(jié)果，以便用戶進(jìn)行進(jìn)一步處理，且不用用戶一直處于對(duì)設(shè)備的監(jiān)控狀態(tài)，提高了用戶體驗(yàn)。

(4)、本發(fā)明的一種便攜式水分分析儀，通過(guò)水分采集模塊總的重量采集電路和頻率采集電路來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)水分的采集，能夠提高電容式水分分析儀的測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，提高水分分析儀的性能；

(5)、本發(fā)明的一種便攜式水分分析儀，通過(guò)按鍵設(shè)置用于進(jìn)行溫度、水分的參數(shù)，能夠增強(qiáng)本發(fā)明所述水分分析儀的人機(jī)交互性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的采集模塊的電路圖；

圖2是本發(fā)明的電壓轉(zhuǎn)換的電路圖；

圖3是本發(fā)明的顯示電路的電路圖；

圖4為主控模塊的電路圖；

圖5為溫度采集的電路圖；

圖6為報(bào)警模塊的電路圖；

圖7為按鍵模塊的電路圖。

具體實(shí)施方式

為使發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面通過(guò)附圖中及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。但是應(yīng)該理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明技術(shù)方案，并不用于限制本發(fā)明技術(shù)方案的范圍。

為解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明實(shí)施例提供一種便攜式水分分析儀，參見(jiàn)圖1，圖1為數(shù)據(jù)采集模塊的電路圖；

所述數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集待檢測(cè)谷物的重量、并檢測(cè)流經(jīng)所述待檢測(cè)谷物的電流的頻率,所述數(shù)據(jù)采集模塊包括：壓力采集子模塊和頻率采集子模塊；所述壓力采集子模塊包括：壓力傳感器采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)電阻r10和電阻r14發(fā)送至ad轉(zhuǎn)換器，所述ad轉(zhuǎn)換器的型號(hào)為hx711，所述ad轉(zhuǎn)換器的引腳1連接電壓vcc并通過(guò)電容c8、c9接地，并通過(guò)電感l(wèi)1與引腳16相連，所述ad轉(zhuǎn)換器的引腳2通過(guò)電阻r11連接至三極管q4的基極，所述三極管q4的發(fā)射極與所述電容vcc相連，所述三極管q4的集電極與所述ad轉(zhuǎn)換器的引腳3相連，且所述引腳3與電壓vdd相連，且所述電壓vdd通過(guò)電阻r12所述ad轉(zhuǎn)換器的引腳4相連，所述引腳4通過(guò)電阻r15與所述ad轉(zhuǎn)換器的引腳5相連并接地，所述ad轉(zhuǎn)換器的引腳6通過(guò)電容c15接地，所述ad轉(zhuǎn)換器的引腳7和引腳8分別與所述壓力傳感器的數(shù)據(jù)分別與所述電阻r10和所述電阻r14相連，用于接收所述壓力傳感器采集到的數(shù)據(jù)，所述ad轉(zhuǎn)換器的引腳11和引腳12分別與所述主控模塊相連；頻率采集子模塊包括：電容傳感器采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)電阻r1電容c1和電容c3組成的濾波器后傳輸至電感l(wèi)h1的引腳1，所述電感l(wèi)h1的引腳3、引腳4和引腳5相連接，且均與電壓vcc相連，所述電壓vcc經(jīng)過(guò)電容c2接地；所述電感l(wèi)h1的引腳5通過(guò)電阻r2與所述電感l(wèi)h1的引腳2連接至三極管q1的集電極，所述三極管q1的集電極與發(fā)射極之間并聯(lián)電容c4，所述三極管q1的發(fā)射極通過(guò)并聯(lián)連接的電容c8和電阻r8接地，所述三極管q1的基極通過(guò)電阻r4與電壓vcc相連，且通過(guò)電阻r7與二極管d1的陽(yáng)極相連，所述二極管d1的陰極接地；所述三極管的基極通過(guò)電容c6接地；所述三極管q1通過(guò)電容c5與三極管q2的基極相連，所述三極管q2的基極通過(guò)電阻r5與所述三極管q2的集電極相連并與電壓vcc相連，所述三極管q2通過(guò)電阻r9接地；所述三極管q2發(fā)射極通過(guò)電容c7與三極管q3的基極相連，且所述三極管q3的基極通過(guò)電阻r6與所述三極管q3的集電極相連，且所述三極管q3的集電極通過(guò)電阻r3與電容l1與電壓vcc相連，所述三極管q3的發(fā)射極接地，所述三極管q3的集電極與脈沖計(jì)數(shù)器相連，所述脈沖計(jì)數(shù)器的輸出端與所述主控模塊相連，所述脈沖計(jì)數(shù)器的型號(hào)為：74hc4024d，通過(guò)引腳4與主控模塊的cap_out相連；

所述主控模塊，由用于通過(guò)預(yù)設(shè)設(shè)定的計(jì)算規(guī)則，根據(jù)所述待檢測(cè)谷物的所述重量和所述頻率，確定所述待檢測(cè)谷物的水分值，其中，所述主控模塊由型號(hào)為pic18f458的單片機(jī)組成。

通過(guò)本發(fā)明圖1所示的實(shí)施例，能夠準(zhǔn)確的獲得待檢測(cè)谷物的重量和待檢測(cè)谷物的頻率，圖1為的電路圖為本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)具體方式，任何對(duì)本實(shí)施例進(jìn)行合理的修改仍然能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例作用的實(shí)施方式均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明實(shí)施例中的數(shù)據(jù)采集電路和主控電路所需要的工作電壓可以采用如圖2所示的電壓轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)，u3為電源connector用于接收輸入電壓，經(jīng)過(guò)電容c1濾波后輸入至電壓轉(zhuǎn)換芯片u1，具體的電壓轉(zhuǎn)換芯片的型號(hào)為spx1117-5.0，u1經(jīng)過(guò)變壓輸出后經(jīng)過(guò)電容c2濾波并通過(guò)二極管d1后輸出電壓vcc_1，然后連接電容c3并將濾波后的電壓輸入至電壓轉(zhuǎn)換芯片u2，u2輸出端與電容c4相連，輸出電壓vcc，且電容c4的另一端接地。

具體的，便攜式水分分析儀還可以包括顯示模塊，可以有l(wèi)cd顯示屏與主控模塊相連進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，如圖3所示，lcd的型號(hào)為jlx12864g-332-2-bn，引腳1和引腳2連接vcc，引腳4-引腳7、引腳10-引腳13分別通過(guò)lcd_d7至lcd_d4、lcd_d3至lcd_d0和主控模塊的數(shù)據(jù)引腳相連，引腳8-引腳9通過(guò)控制信號(hào)lcd_on、lcd_cd，引腳14-引腳16通過(guò)控制信號(hào)lcd_rd、lcd_rw、lcd_rs與所述主控芯片相連，圖4為所述主控模塊的各個(gè)引腳示意圖。

可見(jiàn)，應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例，通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊和主控模塊就能夠?qū)崿F(xiàn)電容式水分分析的對(duì)待檢測(cè)谷物的檢測(cè)，且電路相對(duì)簡(jiǎn)單即可實(shí)現(xiàn)不需要占用多過(guò)的空間，因此可以實(shí)現(xiàn)體積較小的水分分析儀，由于體積較小可便于攜帶。

可以理解的是，數(shù)據(jù)采集模塊可以采集到谷物的總量，具體的，可以通過(guò)壓力傳感器獲得待檢測(cè)谷物的重量。傳感傳感器通過(guò)待檢測(cè)谷物對(duì)傳感器造成的壓力，進(jìn)而獲得所有待檢測(cè)谷物的重量。另外，待檢測(cè)谷物的頻率可以通過(guò)電容式傳感器獲得。具體的，電容式傳感器是將被測(cè)物非電量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的一種傳感器。它具有分辨率高、可進(jìn)行非接觸測(cè)量，并能在高溫、低溫和強(qiáng)輻射等環(huán)境中工作的優(yōu)點(diǎn)。隨著集成電路電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電容式傳感器將成為一種前景廣闊的傳感器。

本發(fā)明實(shí)施例中，電容式傳感器采用同軸圓筒，由兩個(gè)同心金屬圓柱筒面組成。設(shè)兩圓柱面的長(zhǎng)度為l，半徑分別為ar和br，如圖1所示。當(dāng)l>>(br—ar)時(shí),則可將兩端邊緣處電場(chǎng)不均勻性的影響忽略。這樣，圓筒形電容器的電容為ln(π2abrrcε)式中ε為介質(zhì)的介電常數(shù)。

在獲得重量和頻率以后，將其發(fā)送到主控模塊，主控模塊可以根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的計(jì)算規(guī)則，通過(guò)頻率和重量的數(shù)值獲得水分值，還可以將其發(fā)送至顯示模塊。

示例性的，計(jì)算規(guī)則可以為:

m＝a1+a2xc+a3xcxt+a4xc²

式中，m為谷物水分值；xc為谷物頻率；a0，a1，a2，a3，a4分別為根據(jù)估值設(shè)定的系數(shù)。

可以理解的是，測(cè)量到的谷物的水分值與谷物所在的環(huán)境有著密切的關(guān)系，例如的溫度對(duì)谷物的水分值具有不同的影響，基于此，本發(fā)明實(shí)施例中，還要測(cè)量待檢測(cè)谷物所在環(huán)境的溫度，進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)采集模塊還包括用于采集所述待檢測(cè)谷物所在環(huán)境的溫度值的溫度采集子模塊，如圖5所示，所述溫度采集子模塊包括：溫度傳感器與電容c11相連，且所述電容c11的一端通過(guò)電阻r9連接到電壓vcc，另一端通過(guò)連接至所述主控模塊，且通過(guò)電阻r13、電容c13接地；所述主控模塊，用于通過(guò)預(yù)設(shè)設(shè)定的計(jì)算規(guī)則，根據(jù)所述待檢測(cè)谷物的所述重量、所述頻率和所述溫度值，確定所述待檢測(cè)谷物的水分值。

具體的，計(jì)算規(guī)則可以為：

m＝a0xt+a1+a2xc+a3xcxt+a4xc²

其中，a0為根據(jù)溫度值設(shè)定的溫度系數(shù)，xt為溫度值。

應(yīng)用本發(fā)明圖5所示的實(shí)施例，能夠進(jìn)一步消除溫度對(duì)待檢測(cè)谷物的測(cè)量水分值的影響，能夠進(jìn)一步提高水分分析儀測(cè)量檢測(cè)谷物所獲得水分值的準(zhǔn)確率。

本發(fā)明實(shí)施例中，具體的計(jì)算公式僅僅是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的具體限定。

進(jìn)一步的，還包括：報(bào)警模塊，

參見(jiàn)圖6，所述報(bào)警模塊，用于所述主控模塊根據(jù)所述水分值進(jìn)行報(bào)警；所述報(bào)警模塊包括：語(yǔ)音控制芯片u7和揚(yáng)聲器spk1，所述語(yǔ)音控制芯片u7的引腳2和引腳3與spk1相連，所述語(yǔ)音控制芯片u7的引腳1和與電容c14的一端相連，所述電容c14的另一端與所述語(yǔ)音控制芯片u7的引腳5相連；所述語(yǔ)音控制芯片u7的引腳6、引腳7和引腳8分別與所述主控模塊相連，其中，所述語(yǔ)音控制芯片u7的型號(hào)為：sc8035。

應(yīng)用本發(fā)明圖6所示的實(shí)施例，可以接收主控模塊發(fā)送的信號(hào)，用于進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)達(dá)到報(bào)警的目的，不需要用戶進(jìn)行監(jiān)控，通過(guò)語(yǔ)音報(bào)警就能夠達(dá)到提醒用戶的目的。能夠根據(jù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行報(bào)警，能夠提醒用戶測(cè)量結(jié)果，以便用戶進(jìn)行進(jìn)一步處理，且不用用戶一直處于對(duì)設(shè)備的監(jiān)控狀態(tài)，提高了用戶體驗(yàn)。

參見(jiàn)圖7，圖7為按鍵模塊的電路圖，所述按鍵模塊包括：按鍵信號(hào)輸出模塊u5，所述按鍵信號(hào)輸出模塊u5的引腳1至引腳7分別為：key_ok、key_up、key_down、key_choose、接地、keyon/off_down、keyon/off，所述按鍵信號(hào)輸出模塊u5的引腳1至引腳4分別與按鍵s2、s3、s4、s5相連，所述按鍵信號(hào)輸出模塊u5的引腳7與按鍵s1的一端相連，且連接于三極管q5的基極，所述三極管q5的集電極和發(fā)射極分別接地；所述三極管q5的基極與光電耦合器u6的引腳3相連，所述光電耦合器u6的引腳4通過(guò)電阻連接到工作電壓；所述光電耦合器u6的引腳1和引腳2與所述主控模塊相連。

本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)光電耦合器能夠消除噪音對(duì)信號(hào)的影響，進(jìn)一步提高水分分析儀的性能。

具體的，可以通過(guò)按鍵設(shè)置溫度閾值，或者水分檢測(cè)的目標(biāo)值(當(dāng)達(dá)到該目標(biāo)值時(shí)停止檢測(cè)，或者采用報(bào)警模塊進(jìn)行報(bào)警)，能夠進(jìn)一步提高用戶體驗(yàn)。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。