專利名稱：糧食濕度檢測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及濕度檢測(cè)器。
背景技術(shù)：
糧食問題涉及到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的穩(wěn)定，所以保證糧食的質(zhì)量是一項(xiàng)重要的工作。糧食在存儲(chǔ)、運(yùn)輸、購(gòu)銷中影響質(zhì)量的因素很多， 一般以糧倉(cāng)內(nèi)糧食的溫度與濕度為主要檢測(cè)參數(shù)，糧倉(cāng)內(nèi)氣體成分含量為輔助參數(shù)。然而，糧食在存儲(chǔ)、運(yùn)輸以及購(gòu)銷中辨別糧食的狀態(tài)，其濕度的便捷檢測(cè)是非常需要的。
檢測(cè)糧食溫度和濕度的方法、方案、儀器、設(shè)備、設(shè)施很多，但應(yīng)用于家庭的，或運(yùn)輸、銷售中用于快速檢測(cè)糧食濕度的儀器，尤其是攜帶方便、操作簡(jiǎn)便、顯示直觀的糧食濕度檢測(cè)儀器并不多見。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種多諧振蕩器外接平板電容探頭，用發(fā)光二極管發(fā)光的多少或表的數(shù)值來(lái)顯示探頭中糧食濕度的便攜的糧食濕度檢測(cè)器。
本發(fā)明的解決方案是提供一種糧食濕度檢測(cè)器，由電源電路1、檢測(cè)單元、與檢測(cè)單元輸入連接的探測(cè)裝置、與檢測(cè)單元輸出連接的顯示單元組成，其特征在于其中的探測(cè)裝置為箱式平行板電容器，銅板或鋁板作為電容器的兩平行板，分別位于用絕緣材料制成的便攜式箱子相對(duì)的兩個(gè)面內(nèi)。其中的探測(cè)裝
置也可以為盒式平行板電容器，采用3 4mm厚的銅板或鋁板作為電容器的兩
平行板，其兩側(cè)和底面是用絕緣材料制成的容器。
對(duì)于探測(cè)裝置為盒式平行板電容器的情況，平行板電容器的平行板間距可調(diào)，這樣可以擴(kuò)大測(cè)量范圍，適應(yīng)更廣泛的情況。
所述的檢測(cè)單元由其輸出頻率由探測(cè)裝置決定的振蕩電路和將振蕩電路輸
出濾波并取其直流成分的整流及濾波電路組成。；
其中的振蕩電路由集成電路NE555和周圍器件構(gòu)成，其輸出經(jīng)濾波，取其直流成分作為檢測(cè)單元的輸出。檢測(cè)單元的直流輸出可以用由輸入端接檢測(cè)單元2輸出的放大系數(shù)可調(diào)的放大電路和接放大電路輸出的只依次由二極管隔開的發(fā)光二極管構(gòu)成的顯示單元來(lái)顯示大??；其中的放大電路采用由兩級(jí)三極管 構(gòu)成的復(fù)合管，其復(fù)合管輸入端接可調(diào)電位器控制其偏置電壓來(lái)調(diào)節(jié)放大系數(shù)， 這樣可以為發(fā)光二極管提供比較大的電流，能帶動(dòng)四個(gè)發(fā)光二極管同時(shí)點(diǎn)亮。 發(fā)光二極管也可以用直流毫安表或數(shù)字電流表帶代替，這樣可以更精確地顯示 濕度大小。
其中的振蕩電路也可以由與非門組成的環(huán)型多諧振蕩器構(gòu)成。并且顯示單 元由接檢測(cè)單元輸出的放大系數(shù)可調(diào)的放大電路驅(qū)動(dòng)電壓毫伏表表頭構(gòu)成。其 中的放大電路采用運(yùn)算放大器，其放大系數(shù)由接其輸入端的可調(diào)電位器控制其 偏置電壓來(lái)調(diào)節(jié)；也可以用A/D轉(zhuǎn)換集成電路ICL7101把直流電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字 量輸出驅(qū)動(dòng)LCD數(shù)碼管作為顯示器件，這樣可以明了、精確地顯示濕度大小。
本方案中的電源電路1使用4節(jié)1.5V電池串接成6V，并經(jīng)電阻和穩(wěn)壓管穩(wěn) 壓，還經(jīng)過電容濾波，這樣可以為電路提供穩(wěn)定的電源，保證測(cè)量精度。
本發(fā)明的有益效果是采用簡(jiǎn)單的平板電容器作為探測(cè)裝置，操作簡(jiǎn)單、 結(jié)實(shí)耐用。用發(fā)光二極管發(fā)光的多少來(lái)顯示濕度的大小，直觀明了；用數(shù)碼表 或指針表顯示濕度的大小，直觀精確。


圖l是本發(fā)明原理框圖2是本發(fā)明中實(shí)施例1的電路原理圖3是本發(fā)明中實(shí)施例2的電路原理圖4是本發(fā)明中實(shí)施例3的電路原理圖5是本發(fā)明中實(shí)施例4的電路原理圖。
圖中，1、電源電路，2、檢測(cè)單元，3、顯示單元，4、探測(cè)裝置，5、振蕩 電路，6、整流及濾波電路。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的整體框圖如圖l所示，由電源電路l、檢測(cè)單元2、與檢測(cè)單元2 輸入連接的探測(cè)裝置4、與檢測(cè)單元2輸出連接的顯示單元3組成。 實(shí)施例1
本實(shí)施例由集成電路IC，電阻R2、 R3，電容Cx、 C2組成多諧振蕩器，由 電容C3、 C4、 C5， 二極管D1、 D2組成濾波電路，由電阻器RP，三極管T1、 T2，電阻R4， 二極管D3、 D4、 D5，發(fā)光二極管LED1、 LED2、 LED3、 LED4組成放大及指示單元。電容Cx的容量與兩個(gè)極板間的介質(zhì)有關(guān)，當(dāng)顆粒狀的糧
食放在平板電容器的兩個(gè)平板之間時(shí)，平板間的介質(zhì)由原來(lái)的空氣變成了顆粒
狀物質(zhì)，引起介質(zhì)損耗的變化，使容量增加。因此由IC組成的多諧振蕩器的振 蕩頻率也發(fā)生變化。糧食濕度越大，振蕩頻率越高，整流后的直流電壓也越高。 該直流電壓經(jīng)三極管TI、 T2放大后點(diǎn)亮的發(fā)光二極管LED的個(gè)數(shù)也越多，反 之，糧食濕度越低，振蕩頻率也越低，經(jīng)整流后的直流成分也越低，能夠點(diǎn)亮 的發(fā)光二極管個(gè)數(shù)就少。
本實(shí)施例的電路如圖2所示，可分為
電源電路l:由電池、開關(guān)S、穩(wěn)壓電阻R1、穩(wěn)壓管DW及濾波電容C1組
成，為電路提供穩(wěn)定的電源。 檢測(cè)單元2:包括振蕩電路5: IC集成電路，電阻R2、 R3、電容C2及Cx
組成多諧振蕩器，用來(lái)檢測(cè)電容Cx容量的變化。整流及濾波電
路6:由C3、 C4、 Dl、 D2、 C5組成整流及濾波電路，該電路
用來(lái)把多諧振蕩器輸出的信號(hào)變成直流。 顯示單元3:由RP、 Tl、 T2及R4、 D3、 D4、 D5、 LED1、 LED2、 LED3、
LED4組成放大及指示電路。其作用是把直流信號(hào)進(jìn)行電流放大，
指示糧食濕度等級(jí)。 探測(cè)裝置4:電容Cx。
電路中各元件的參數(shù)及說明如下 IC:時(shí)基集成電路，型號(hào)NE555
TI、 T2: NPN型小功率三極管，P〉 80，可用3DG6或9013 DW: 5V穩(wěn)壓二極管，2CW14 D1 D5:IN4001 二極管
LED1 LED4:發(fā)光二極管，BT203或BT214
Rl: 5.1/tQ; R2: RP: IOOAQ半可調(diào)電位器。
CI: C2、 C4: 0.01//F; C3: 6600pF; C5: 33/^
Cx:平板電容器，作為探測(cè)裝置4。由兩塊面積相同、厚度3 4mm的
銅板或鋁板構(gòu)成。該電容可做成箱式或盒式，箱式電容的兩平板作
為箱子的兩個(gè)側(cè)板，箱子的另外兩個(gè)側(cè)及底用防潮絕緣材料制作，如 無(wú)毒硬塑料板等，用來(lái)盛糧食，其箱體大小應(yīng)以攜帶方便為準(zhǔn)，從箱 體中的兩個(gè)金屬板中焊接兩根導(dǎo)線，做成插頭，使用時(shí)插入檢測(cè)單元
62中；盒式用防潮絕緣材料制作幾個(gè)高度不等的盒子，用來(lái)盛糧食， 測(cè)量時(shí)，將電容的兩個(gè)金屬板放在盒子的上面和下面，金屬板和盒子 皆為圓形或方形，連接兩個(gè)金屬板的導(dǎo)線做成插頭，使用時(shí)插入檢測(cè)
單元2中。
在該電路中，電源采用四節(jié)1.5V電池供電，Rl及DW、 Cl起穩(wěn)壓濾波作 用，防止電壓跌落時(shí)影響振蕩器工作。
在該電路中，C3為濾波電容，C4為耦合電容，D2為整流二極管，只提取 方波的正半周信號(hào)，使之變成直流。該直流信號(hào)存儲(chǔ)在電容C5兩端。Dl 二極 管起交流通路作用，把負(fù)半周方波信號(hào)濾掉。
在該電路中，RP電位器起校準(zhǔn)作用，當(dāng)糧食濕度比較高時(shí)，調(diào)該電位器， 使加到TI三極管的電壓達(dá)到3.5V，這時(shí)四個(gè)發(fā)光二極管全被點(diǎn)亮。
在該電路中，TI和T2采用復(fù)合管，主要為了發(fā)光二極管提供比較大的電流， 能帶動(dòng)四個(gè)發(fā)光二極管同時(shí)點(diǎn)亮。
裝配時(shí)，所有元件裝在一個(gè)印刷電路上，固定在一個(gè)塑料盒內(nèi)。將連接Cx 處引出兩根線接入插孔。接電后，先后在電容箱中裝滿幾個(gè)濕度等級(jí)的糧食， 改變RP的阻值，可以調(diào)節(jié)復(fù)合管輸出的基值，確定每個(gè)濕度等級(jí)所點(diǎn)亮的發(fā)光 二極管個(gè)數(shù)。
實(shí)施例2
如圖3所示，將實(shí)施例1中顯示單元3中的發(fā)光二極管用指針或數(shù)字式的 毫安表代替，可以較精確顯示濕度的大小。 實(shí)施例3
由IC與非門集成電路1G1、 2G2、 3G3，電阻R2、 R3、 Cx組成環(huán)型多諧振
蕩器，該電路振蕩頻率 2-2^2<^。由C2、 C3、 Dl、 D2、 C4組成濾波電路，由 R4、 RP、集成運(yùn)算放大器1G4及毫伏電壓表表頭組成放大及指示電路。
電容Cx的容量與兩個(gè)極板間的介質(zhì)有關(guān)，當(dāng)顆粒狀的糧食放在平板電容器 的兩個(gè)平板之間時(shí)，平板間的介質(zhì)由原來(lái)的空氣變成了顆粒狀物質(zhì)，引起介質(zhì) 損耗的變化，使容量增加。因此由1G1、 2G2、 3G3組成的多諧振蕩器的振蕩頻 率也發(fā)生變化。糧食濕度越大，振蕩頻率越高，整流后的直流電壓也越高。該 直流電壓經(jīng)運(yùn)算放大器1G4緩沖后加到直流毫伏表表頭所顯示的具體數(shù)值就越大。反之，糧食濕度低，振蕩頻率也越低，經(jīng)整流后的直流成分也越低，直流 毫伏表表頭指示的數(shù)值就越低。
在該電路中，電源采用四節(jié)1.5V電池供電，R1及DW、 Cl起穩(wěn)壓濾波作 用，防止電壓跌落時(shí)影響振蕩器工作。
在該電路中，C2為濾波電容，C3為耦合電容，D2為整流二極管，只提取 方波的正半周信號(hào)，使之變成直流。該直流信號(hào)存儲(chǔ)在電容C4兩端。Dl 二極 管起交流通路作用，把負(fù)半周方波信號(hào)濾掉。
在該電路中，RP電位器起校準(zhǔn)作用，可以改變運(yùn)算放大器輸出的基值，當(dāng) 糧食濕度比較高時(shí)，調(diào)該電位器，使加到運(yùn)算放大器的電壓越高。使指針偏轉(zhuǎn) 到指定位置。
在該電路中，運(yùn)算放大器1G4給毫伏表頭提供電流，起電流放大作用。 本實(shí)施例的電路如圖4所示，可分為
電源電路l:由電池、開關(guān)S、穩(wěn)壓電阻R1、穩(wěn)壓管DW及濾波電容C1組 成，為電路提供穩(wěn)定的電源。
檢測(cè)單元2:包括振蕩電路5:由集成電路1G1、 2G2、 3G3，電阻R2、 R3、 Cx、組成多諧振蕩器，用來(lái)檢測(cè)電容Cx容量的變化。整流及濾 波電路6:由C2、 C3、 Dl、 D2、 C4組成整流及濾波電路，該 電路用來(lái)把多諧振蕩器輸出的信號(hào)變成直流。
顯示單元3:由運(yùn)算放大器1G4及R4、 RP、及電壓毫伏表表頭組成放大及 指示電路。其作用是把直流信號(hào)進(jìn)行電流放大驅(qū)動(dòng)毫伏表，指示 糧食濕度等級(jí)。
探測(cè)裝置4:電容Cx。
電路中各元件的參數(shù)及說明如下
1G1、 2G2、 3G3:集成與非門電路，型號(hào)74LS04 1G4:運(yùn)算放大器，LM741 DW: 5V穩(wěn)壓二極管，2CW14 Dl、 D2:IN4001 二極管
Rl: 5.1 R3: 51 Q; R2:100^; RP: 100^半可調(diào)電位器 Cl: 47^; C3: 0.01^; C2: 6600pF; C4: 33<
CX:(與實(shí)施例l相同)。裝配時(shí)，所有元件裝在一個(gè)印刷電路上，固定在一個(gè)塑料盒內(nèi)。將連接Cx 處引出兩根線接入插孔。接電后，先后在電容箱中裝滿幾個(gè)濕度等級(jí)的糧食，
改變RP的阻值，使毫伏表指針指在指定的刻度。該裝置必須到現(xiàn)場(chǎng)按國(guó)家糧食 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定。 實(shí)施例4
將實(shí)施例3中的毫伏表用LCD液晶板代替，把經(jīng)過整流濾波的直流電壓送 到由ICL7101進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換直接驅(qū)動(dòng)LCD顯示，其電路圖如圖5 (集成電路 ICL7101的使用參考其說明)。
權(quán)利要求
1. 糧食濕度檢測(cè)器，由電源電路(1)、檢測(cè)單元(2)、與檢測(cè)單元(2)輸入連接的探測(cè)裝置(4)、與檢測(cè)單元(2)輸出連接的顯示單元(3)組成，其特征在于其中的探測(cè)裝置(4)為箱式平行板電容器，銅板或鋁板作為電容器的兩平行板，分別位于用絕緣材料制成的便攜式箱子相對(duì)的兩個(gè)面內(nèi)。
2. 糧食濕度檢測(cè)器，由電源電路(1)、檢測(cè)單元(2)、與檢測(cè)單元(2)輸入連 接的探測(cè)裝置(4)、與檢測(cè)單元(2)輸出連接的顯示單元(3)組成，其特 征在于其中的探測(cè)裝置(4)為盒式平行板電容器，3 4mm厚的銅板或鋁 板作為電容器的兩平行板，其兩側(cè)和底面是用絕緣材料制成的容器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的糧食濕度檢測(cè)器，其特征在于所述的平行板電容器 的平行板間距可調(diào)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的糧食濕度檢測(cè)器，其特征在于所述的檢測(cè) 單元(2)由其輸出頻率由探測(cè)裝置(4)決定的振蕩電路(5)和將振蕩電 路(5)輸出濾波并取其直流成分的整流及濾波電路(6)組成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的糧食濕度檢測(cè)器，其特征在于所述的振蕩電路(5) 由集成電路NE555和周圍器件構(gòu)成；且顯示單元(3)由輸入端接檢測(cè)單元(2)輸出的放大系數(shù)可調(diào)的放大電路和接放大電路輸出的4只依次由二極 管隔開的發(fā)光二極管構(gòu)成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的糧食濕度檢測(cè)器，其特征在于所述的放大電路采用 由兩級(jí)三極管構(gòu)成的復(fù)合管，其復(fù)合管輸入端接可調(diào)電位器控制其偏置電壓 來(lái)調(diào)節(jié)放大系數(shù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的糧食濕度檢測(cè)器，其特征在于其顯示單元(3)由 所述的放大電路驅(qū)動(dòng)的電流毫安表表頭構(gòu)成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的糧食濕度檢測(cè)器，其特征在于所述的振蕩電路(5) 由與非門組成的環(huán)型多諧振蕩器構(gòu)成；且顯示單元(3)由接檢測(cè)單元(2) 輸出的放大系數(shù)可調(diào)的放大電路驅(qū)動(dòng)電壓毫伏表表頭構(gòu)成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的糧食濕度檢測(cè)器，其特征在于所述的放大電路采用 運(yùn)算放大器，其放大系數(shù)由接其輸入端的可調(diào)電位器控制其偏置電壓來(lái)調(diào) 節(jié)。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的糧食濕度檢測(cè)器，其特征在于所述的振蕩電路(5)由與非門組成的環(huán)型多諧振蕩器構(gòu)成；且顯示單元(3)由接檢測(cè)單元(2) 輸出的電壓經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換集成電路ICL7101驅(qū)動(dòng)LCD液晶構(gòu)成。
全文摘要
糧食濕度檢測(cè)器，屬于電子檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，由電源電路1、檢測(cè)單元2、與檢測(cè)單元2輸入連接的探測(cè)裝置4、與檢測(cè)單元2輸出連接的顯示單元3組成，其特征在于其中的探測(cè)裝置4為箱式平行板電容器，銅板或鋁板作為電容器的兩平行板，分別位于用絕緣材料制成的便攜式箱子相對(duì)的兩個(gè)面內(nèi)；探測(cè)裝置4為盒式平行板電容器，采用3～4mm厚的銅板或鋁板作為電容器的兩平行板，其兩側(cè)和底面是用絕緣材料制成的容器。本發(fā)明中的平板電容器探頭，操作簡(jiǎn)單、結(jié)實(shí)耐用；本發(fā)明中用發(fā)光二極管發(fā)光的多少來(lái)顯示濕度的大小，直觀明了；或用電壓表或電流表顯示濕度的大小，也可以用液晶顯示，直觀精確。
文檔編號(hào)G01N27/22GK101509884SQ200910078949
公開日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2009年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月2日
發(fā)明者寇玉民, 李淑芬 申請(qǐng)人:北京聯(lián)合大學(xué)