一種糧食水分檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水分檢測領(lǐng)域，尤其涉及糧食水分檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]糧食中含水的多少是檢測糧食質(zhì)量好壞的一個(gè)重要指標(biāo)，糧食中水分過多，不利于糧食的長期保存，糧食容易變質(zhì)腐壞；糧食中含水過少，糧食的營養(yǎng)物質(zhì)缺失，則糧食的質(zhì)量得不到保證。由此可見，糧食中水分的多少很大程度上決定著糧食質(zhì)量的好壞。由此，對糧食中所含水分的檢測就顯得尤為必要。
[0003]糧食的水分檢測技術(shù)總體上分為直接法和間接法。直接法是通過干燥或化學(xué)方法直接去除糧食中的水分，檢測出樣品的絕對含水量。直接法檢測水分，檢測精度高，適用于實(shí)驗(yàn)室檢測，缺點(diǎn)是檢測的時(shí)間較長，無法實(shí)現(xiàn)快速、在線檢測，從而難以滿足現(xiàn)代生產(chǎn)對速度和連續(xù)化的要求。間接法是通過檢測與水分有關(guān)的物理量，主要包括電阻水分測定、核磁共振法、電容水分測定、紅外式水分測定等。
[0004]傳統(tǒng)的糧食水分在線檢測裝置主要利用間接法如電阻水分測定、電容水分測定等，同時(shí)結(jié)合防堵裝置、信號變送器的傳感器總成、帶有頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路、多路信號轉(zhuǎn)換電路、多路增益調(diào)節(jié)電路、主機(jī)、打印機(jī)、信號電纜等構(gòu)成，初步實(shí)現(xiàn)了糧食烘干過程中的在線、實(shí)時(shí)、同步、多點(diǎn)水分檢測。
[0005]經(jīng)過分析，傳統(tǒng)的糧食水分檢測裝置只能單純的測量和顯示，沒有形成與糧食烘干設(shè)備配套的實(shí)時(shí)、在線控制系統(tǒng)，無法實(shí)現(xiàn)糧食干燥過程中的自動(dòng)控制，降低烘干效率，造成能源浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種高效糧食水分檢測系統(tǒng)，它在電容檢測方法的基礎(chǔ)上，利用NURBS三次曲線擬合方法，運(yùn)用其非線性處理能力對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，可以自動(dòng)對測量值進(jìn)行各種修正和誤差補(bǔ)償，從而提高了糧食水分檢測系統(tǒng)的可靠性和測量精度，同時(shí)自主研發(fā)基于PLC與糧食烘干設(shè)備配套的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了糧食干燥過程中的自動(dòng)控制、在線顯示、故障報(bào)警和糧食水分檢測功能。
[0007]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的提供的一種糧食烘干的控制方法，包括:
[0008]從待測糧食中選取糧食樣品，測量糧食樣品中不同水分所相對應(yīng)的電容值，通過獲得樣品水分與電壓的NURBS三次曲線；
[0009]將待測糧食烘干后，送入水分檢測系統(tǒng)中，通過水分傳感器和D/A轉(zhuǎn)換，獲得水分的電壓信號；
[0010]將獲得的電壓信號傳送至數(shù)據(jù)采集控制器，經(jīng)計(jì)算后，與所述NURBS三次曲線進(jìn)行比對處理，獲得烘干機(jī)的控制參數(shù)，由計(jì)算機(jī)發(fā)布控制指令，對烘干過程進(jìn)行控制。
[0011]本發(fā)明的提供的一種糧食烘干的控制方法，還包括:
[0012]先設(shè)定糧食的目標(biāo)水分值和溫度值后，再將烘干后的待測糧食送入水分檢測系統(tǒng)中，進(jìn)行檢測。
[0013]其中，所述將獲得的電壓信號傳送至數(shù)據(jù)采集控制器，經(jīng)計(jì)算后，與NURBS三次曲線進(jìn)行比對處理，獲得烘干機(jī)的控制參數(shù)包括:
[0014]判斷電壓信號是否小于糧食的目標(biāo)水分值，如果小于糧食的目標(biāo)水分值，則系統(tǒng)會自動(dòng)繼續(xù)進(jìn)行兩次的水分檢測；如果大于等于糧食的目標(biāo)水分值，則糧食會繼續(xù)進(jìn)行烘干處理。
[0015]特別是，所述的進(jìn)入水分檢測系統(tǒng)后還包括:
[0016]通過溫度傳感器和D/A轉(zhuǎn)換，獲得溫度的電壓信號。
[0017]特別是，所述水分傳感器為電容式傳感器。
[0018]尤其是，所述電容式傳感器以紫銅為材料制成，其外表面設(shè)有金屬屏蔽罩。
[0019]特別是，所述電容式傳感器由多個(gè)平板電容器。
[0020]其中，數(shù)據(jù)采集控制器采用單片機(jī)和A/D芯片作為前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并通過Can Link通訊將數(shù)據(jù)傳送至計(jì)算機(jī)，在Lab VIEW開發(fā)平臺下，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析和儲存。
[0021 ] 特別是，所述水分檢測系統(tǒng)使用了雙單穩(wěn)多諧震蕩電路，抵消了空載電容量。
[0022]本發(fā)明另一方面提供一種電容式糧食水分檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括:
[0023]用于將糧食水分值輸出為電容信號的電容傳感器；
[0024]將所述電容信號進(jìn)行采集、處理與分析、顯示的數(shù)據(jù)采集模塊；
[0025]將經(jīng)數(shù)據(jù)采集模塊得到的分析結(jié)果輸出到計(jì)算機(jī)，并發(fā)布控制命令的控制模塊；
[0026]用于連接所述電容傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊和控制模塊的電路。
[0027]特別是，還包括用于啟動(dòng)水分檢測系統(tǒng)的電源。
[0028]尤其是，所述電源通過變壓器進(jìn)行降壓處理，并經(jīng)過由四個(gè)整流二極管組成的整流電路和一個(gè)電容組成的濾波電路處理，得到可供系統(tǒng)使用的直流電；
[0029]其中，所述整流二極管選用SIAB型二極管，所述濾波電容選用25V/47uF的鋁電解電容。
[0030]其中，所述電容傳感器包括:
[0031]多個(gè)縱向平行排列在同一平板的電容采集電機(jī)片，形成多個(gè)用于裝載糧食的凹槽結(jié)構(gòu)；
[0032]由安裝螺栓將所述電容采集電機(jī)片固定在一個(gè)端面的主支撐板；以及，
[0033]固定安裝在主支撐板另一個(gè)端面的控制板盒。
[0034]特別是，所述電容傳感器外周設(shè)有金屬屏蔽罩，并將雙層屏蔽線安裝在所述金屬屏蔽罩內(nèi)表面，使電路與傳感器位于所述金屬屏蔽罩內(nèi)，減少了寄生電容和外界干擾。
[0035]特別是，所述多個(gè)縱向平行排列在同一平板的電容采集電機(jī)片，形成多個(gè)用于裝載糧食的凹槽結(jié)構(gòu)的上方設(shè)有絕緣擋板，減少糧食溢出對測量精度的影響。
[0036]本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在以下方面:
[0037](I)采用電容法進(jìn)行水分檢測，重新優(yōu)化設(shè)計(jì)電容傳感器，并通過軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)及適當(dāng)?shù)乃惴▽π盘柧€性化，實(shí)現(xiàn)了快速、準(zhǔn)確的對各類糧食谷物等水分測量。
[0038](2)運(yùn)用全面擬合算法測量數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，可以自動(dòng)對測量進(jìn)行各種修正和誤差補(bǔ)償，從而提高了糧食水分檢測系統(tǒng)的可靠性和測量精度:
[0039](3)采用嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，對檢測過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對各類信息網(wǎng)絡(luò)化的傳輸處理、儲存、調(diào)用、查詢、發(fā)布及管理，并可對實(shí)時(shí)信息、溫度信息、濕度信息、報(bào)警信息等進(jìn)行分析，為檢測可靠性提供科學(xué)依據(jù)，降低管理成本。
【附圖說明】
[0040]圖1是本發(fā)明的糧食烘干的控制方法的流程圖；
[0041]圖2是本發(fā)明所用的系統(tǒng)的組成模塊示意圖；
[0042]圖3是本發(fā)明所用的電容傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]下面結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)一步描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)將會隨著描述而更為清楚。
[0044]圖1顯示了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種糧食烘干的控制方法的流程圖，如圖1所示，包括以下步驟:
[0045]步驟SlOl:在糧食烘干過程中，根據(jù)溫度信號、濕度信號和糧食水分值判斷糧食是否需要進(jìn)行烘干模式；
[0046]步驟S102:當(dāng)判斷糧食需要進(jìn)入烘干模式時(shí)，依據(jù)溫度信號和濕度信號，獲得加熱控制信號；
[0047]步驟S103:根據(jù)所述的加熱控制信號，對所述糧食的加熱溫度和加熱時(shí)間進(jìn)行控