專(zhuān)利名稱(chēng)：分體式電腦水分速測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于測(cè)定糧食、飼料等農(nóng)副產(chǎn)品含水率的測(cè)量?jī)x器。
農(nóng)副產(chǎn)品水份的確定是糧食收購(gòu)、保管和加工過(guò)程中非常重要的工作。伴隨著科技水平的發(fā)展，其測(cè)定手段不斷的提高，出現(xiàn)了各類(lèi)快速測(cè)定水份的電子儀器。在現(xiàn)有的較為先進(jìn)的產(chǎn)品中，如日本國(guó)“KETT”株式會(huì)社科研所研制生產(chǎn)的PM5013型、PM—700型谷物水份測(cè)量?jī)x具有自動(dòng)調(diào)零、自動(dòng)補(bǔ)償谷物溫度系數(shù)的功能，在實(shí)際應(yīng)用中取得了較好的效果。但由于在該儀器中缺少多路增益調(diào)節(jié)裝置，所以不能滿(mǎn)足不同品種、不同產(chǎn)地谷物的測(cè)量要求，加之該儀輸入的不同品種的糧食標(biāo)定曲線(xiàn)不符合我國(guó)糧食的實(shí)際特征，尤其對(duì)糧食水份較大、我國(guó)北方低溫環(huán)境下測(cè)量誤差較大，滿(mǎn)足不了測(cè)量準(zhǔn)確度的要求，在我國(guó)國(guó)內(nèi)的使用受到限制。目前，在國(guó)內(nèi)同類(lèi)產(chǎn)品中保有量較多的浙江省杭州工業(yè)儀表廠(chǎng)生產(chǎn)的DSR—3A型電腦水份測(cè)試儀具有斷電保護(hù)功能，給用戶(hù)提供了自行保定裝置，使用較為靈活方便。但該產(chǎn)品耗電較大，野外作業(yè)有困難，其最大缺點(diǎn)是，當(dāng)出現(xiàn)儀器內(nèi)的保護(hù)電池接觸不良或失效時(shí)，將丟失全部的標(biāo)定系數(shù)，加之該儀器采用二點(diǎn)定標(biāo)方法，難以保證在全段曲線(xiàn)內(nèi)測(cè)量準(zhǔn)確度。另外，上述儀器在總體結(jié)構(gòu)上均采用整體式，降低了儀器的可靠性和使用壽命。
本實(shí)用新型的目的就是提供一種采用分體式結(jié)構(gòu)、含有多路增益調(diào)節(jié)裝置的分體式電腦水份速測(cè)儀，使其滿(mǎn)足不同產(chǎn)地的多品種谷物含水率測(cè)定要求，并適應(yīng)北方低溫環(huán)境下對(duì)含水率較高的谷物水份測(cè)定，達(dá)到測(cè)定準(zhǔn)確度高、操作方便、簡(jiǎn)捷快速、使用壽命長(zhǎng)、可靠的目的。
本實(shí)用新型的基本設(shè)計(jì)是，分體式電腦水份速測(cè)儀由電容式傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、多路增益調(diào)節(jié)裝置、A/D轉(zhuǎn)換器、單片微處理器、I/O擴(kuò)展器、液晶顯示器、按鍵、EPROM只讀存貯器、地址鎖存器和溫度測(cè)量電路構(gòu)成，其多路增益調(diào)節(jié)裝置由單個(gè)運(yùn)算放大器、電位器和與電位器數(shù)目相等的電子模擬開(kāi)關(guān)對(duì)組成；溫度測(cè)量電路包含CMOS反相器、熱敏電阻Rt和電容器C1儀表體與測(cè)量筒可分離，二者間通過(guò)接觸簧片、定位凸起與接觸片、定位缺口定位、接觸連通。
本實(shí)用新型具有測(cè)定準(zhǔn)確度高、操作簡(jiǎn)單方便、性能可靠、使用壽命長(zhǎng)、測(cè)量的谷物品種多、含水率范圍大、可在低溫環(huán)境下工作的特點(diǎn)。


圖1是分體式電腦水份速測(cè)儀結(jié)構(gòu)原理方框圖
圖2是多路增益調(diào)節(jié)裝置電路圖；圖3是溫度測(cè)量電路電路圖圖4是分體式電腦水份速測(cè)儀儀表體結(jié)構(gòu)示意圖圖5是分體式電腦水份速測(cè)儀測(cè)量筒結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是圖5的A向視圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型最佳實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述。分體式電腦水份速測(cè)儀由電容式傳感器1、信號(hào)轉(zhuǎn)換器2、多路增益調(diào)節(jié)裝置3、A/D轉(zhuǎn)換器4、單片微處理器5、I/O擴(kuò)展器6、液晶顯示器7、按鍵8、EPROM只讀存貯器9、地址鎖存器10和溫度測(cè)量電路11構(gòu)成。在信號(hào)放大電路中設(shè)有針對(duì)不同農(nóng)作物品種分別調(diào)整系數(shù)的多路增益調(diào)節(jié)裝置3，根據(jù)實(shí)際情況，用戶(hù)可微量調(diào)整基數(shù)和對(duì)應(yīng)品種的增益系數(shù)，不僅滿(mǎn)足某一點(diǎn)上測(cè)量準(zhǔn)確度的要求，而且達(dá)到了在全段標(biāo)定曲線(xiàn)內(nèi)的測(cè)量準(zhǔn)確度。該多路增益調(diào)節(jié)裝置3是由一個(gè)單個(gè)運(yùn)算放大器12、五個(gè)電位器13和五個(gè)電子模擬開(kāi)關(guān)對(duì)14組成。當(dāng)按下“A”品種鍵時(shí)，單片微處理器5控制電子模擬開(kāi)關(guān)對(duì)14的a1、a2接通，接成“A”品種放大回路。電位器13的“A”在出廠(chǎng)標(biāo)定時(shí)已調(diào)好，即電壓放大系數(shù)已調(diào)整完畢。用戶(hù)可依據(jù)實(shí)際情況自行調(diào)整原調(diào)好的電位器13，用來(lái)適應(yīng)和滿(mǎn)足某一地區(qū)“A”品種糧食測(cè)量準(zhǔn)確度的要求?！癇”、“C”、“D”、“E”品種糧食測(cè)量電壓放大系數(shù)調(diào)整原理同“A”品種的調(diào)整。該電路即滿(mǎn)足了不同糧食測(cè)量信號(hào)放大系數(shù)的需要，又互不干擾。至于設(shè)置幾種常用的放大回路，可根據(jù)實(shí)際常用的品種數(shù)而定。溫度測(cè)量電路11由CMOS單個(gè)反相器、熱敏電阻Rt和電容C1組成振蕩電路，其輸出端直接與單片微處理器5的INT1相連接。隨著被測(cè)糧食的溫度變化其輸出頻率變化，不同品種糧食溫度補(bǔ)償系數(shù)在不同水份段內(nèi)各不相同。不同品種各曲線(xiàn)段內(nèi)的溫度補(bǔ)償系數(shù)分別存放在EPROM只讀存貯器9里。測(cè)量時(shí)，按不同品種、不同區(qū)段的補(bǔ)償系數(shù)來(lái)進(jìn)行溫度補(bǔ)償處理。本儀總體結(jié)構(gòu)采用分體式，即儀表體15與測(cè)量筒16可分離，在儀表體15上設(shè)有接觸簧片17和定位凸起18，在測(cè)量筒16底部與儀表體15相匹配的位置處安裝著接觸片19和加工著定位缺口20，通過(guò)定位凸起13與定位缺口20，將測(cè)量筒16直接定位安放在儀表體15上，并使接觸簧片17與接觸片19觸點(diǎn)接觸連通。分體式結(jié)構(gòu)使用操作方便，尤其適合于北方地區(qū)冬季低溫環(huán)境下測(cè)量，儀表體15可置于-10℃以上的環(huán)境中，測(cè)量筒16拿到室外取樣后放置在儀表體15上測(cè)量，在樣品還未來(lái)得及升溫的幾秒種內(nèi)測(cè)量計(jì)算過(guò)程全部結(jié)束。測(cè)量筒16由同軸的內(nèi)筒21、外筒22兩個(gè)園柱型金屬板形成電容式傳感器。糧食裝入測(cè)量筒16的內(nèi)筒21和外筒22形成的兩個(gè)極板間的環(huán)形空間，構(gòu)成以糧食為介質(zhì)的等效電容。由于不同含水率的糧食其介電常數(shù)不同，水份值越大，其相應(yīng)的電容值就越大。該電容值經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換器2轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓值送入到多路增益調(diào)節(jié)裝置3放大，A/D轉(zhuǎn)換器4轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)又經(jīng)單片微處理器5計(jì)算處理，水份值直接顯示在液晶顯示器7上。整個(gè)測(cè)試計(jì)算過(guò)程約5秒鐘內(nèi)全部完成。
傳感信號(hào)與對(duì)應(yīng)水份值的標(biāo)定曲線(xiàn)按下述方式測(cè)定。取130℃標(biāo)準(zhǔn)烘箱法測(cè)定過(guò)規(guī)定容量糧食樣品，取6—8種等級(jí)水份值，用該儀測(cè)定，求出相應(yīng)的電壓值，經(jīng)最小二乘法計(jì)算擬合處理，畫(huà)出某一特定糧食品種在固定的環(huán)境溫度下的電壓值與相應(yīng)的水份值標(biāo)定曲線(xiàn)。對(duì)常用的、不同品種的糧食分別采用上述方式求出若干個(gè)標(biāo)定曲線(xiàn)，全部固化在EP ROM只讀存貯器9中。根據(jù)需要改寫(xiě)EPROM只讀存貯器9的內(nèi)容，可適用于不同農(nóng)副產(chǎn)品水份值測(cè)量需要，也可以測(cè)定顆?；蚍蹱罘寝r(nóng)副產(chǎn)品的水份值。
權(quán)利要求1.一種用于糧食、飼料等農(nóng)副產(chǎn)品含水率測(cè)定的分體式電腦水份速測(cè)儀，其特征在于該儀由電容式傳感器(1)、信號(hào)轉(zhuǎn)換器(2)、多路增益調(diào)節(jié)裝置(3)、A/D轉(zhuǎn)換器(4)、單片微處理器(5)、I/O擴(kuò)展器(6)、液晶顯示器(7)、按鍵(8)、EPROM只讀存貯器(9)、地址鎖存器(10)和溫度測(cè)量電路(11)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分體式電腦水份速測(cè)儀，其特征在于在信號(hào)轉(zhuǎn)換放大電路中設(shè)有多路增益調(diào)節(jié)裝置(3)，該多路增益調(diào)節(jié)裝置(3)是由單個(gè)運(yùn)算放大器(12)、電位器(13)和與電位器(13)數(shù)目相等的電子模擬開(kāi)關(guān)對(duì)(14)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分體式電腦水份速測(cè)儀，其特征在干溫度測(cè)量電路(11)由CMOS單個(gè)反相器、熱敏電阻Rt和電容C1組成，其輸出端直接與單片微處理器(5)的INT1相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分體式電腦水份速測(cè)儀，其特征在于本儀總體結(jié)構(gòu)采用分體式，即儀表體(15)與測(cè)量筒(16)可分離；在儀表體(15)上設(shè)有接觸簧片(17)和定位凸起(18)，在測(cè)量筒(16)底部與儀表體(15)相匹配的位置處安裝著接觸片(19)和加工有定位缺口(20)，通過(guò)定位凸起(18)與定位缺口(20)將測(cè)量筒(16)直接定位安放在儀表體(15)上，并使接觸簧片(17)與接觸片(19)觸點(diǎn)接觸連通。
專(zhuān)利摘要分體式電腦水分速測(cè)儀屬于農(nóng)副產(chǎn)品含水率測(cè)量?jī)x器。該儀由電容式傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片微處理器、I/O擴(kuò)展器、液晶顯示器、按鍵、EPROM只讀存貯器、地址鎖存器等組成，在信號(hào)放大電路中設(shè)有針對(duì)不同農(nóng)作物品種分別調(diào)整系數(shù)的多路增益調(diào)節(jié)裝置，以及溫度測(cè)量電路，總體采用儀表體與測(cè)量筒分離結(jié)構(gòu)，具有測(cè)量準(zhǔn)確度高、測(cè)定的谷物品種多、測(cè)量的含水率范圍大、可在低溫環(huán)境下作業(yè)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N27/22GK2226303SQ9520116
公開(kāi)日1996年5月1日 申請(qǐng)日期1995年2月22日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月22日
發(fā)明者許成吉, 申泰雄, 金花斌, 蔡曉華, 王軍, 金昆鵬 申請(qǐng)人:黑龍江省農(nóng)業(yè)機(jī)械工程科學(xué)研究院