專利名稱：分體式電腦水分速測儀的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于測定糧食、飼料等農副產品含水率的測量儀器。
農副產品水份的確定是糧食收購、保管和加工過程中非常重要的工作。伴隨著科技水平的發展，其測定手段不斷的提高，出現了各類快速測定水份的電子儀器。在現有的較為先進的產品中，如日本國“KETT”株式會社科研所研制生產的PM5013型、PM—700型谷物水份測量儀具有自動調零、自動補償谷物溫度系數的功能，在實際應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節裝置，所以不能滿足不同品種、不同產地谷物的測量要求，加之該儀輸入的不同品種的糧食標定曲線不符合我國糧食的實際特征，尤其對糧食水份較大、我國北方低溫環境下測量誤差較大，滿足不了測量準確度的要求，在我國國內的使用受到限制。目前，在國內同類產品中保有量較多的浙江省杭州工業儀表廠生產的DSR—3A型電腦水份測試儀具有斷電保護功能，給用戶提供了自行保定裝置，使用較為靈活方便。但該產品耗電較大，野外作業有困難，其最大缺點是，當出現儀器內的保護電池接觸不良或失效時，將丟失全部的標定系數，加之該儀器采用二點定標方法，難以保證在全段曲線內測量準確度。另外，上述儀器在總體結構上均采用整體式，降低了儀器的可靠性和使用壽命。
本實用新型的目的就是提供一種采用分體式結構、含有多路增益調節裝置的分體式電腦水份速測儀，使其滿足不同產地的多品種谷物含水率測定要求，并適應北方低溫環境下對含水率較高的谷物水份測定，達到測定準確度高、操作方便、簡捷快速、使用壽命長、可靠的目的。
本實用新型的基本設計是，分體式電腦水份速測儀由電容式傳感器、信號轉換器、多路增益調節裝置、A/D轉換器、單片微處理器、I/O擴展器、液晶顯示器、按鍵、EPROM只讀存貯器、地址鎖存器和溫度測量電路構成，其多路增益調節裝置由單個運算放大器、電位器和與電位器數目相等的電子模擬開關對組成；溫度測量電路包含CMOS反相器、熱敏電阻Rt和電容器C1儀表體與測量筒可分離，二者間通過接觸簧片、定位凸起與接觸片、定位缺口定位、接觸連通。
本實用新型具有測定準確度高、操作簡單方便、性能可靠、使用壽命長、測量的谷物品種多、含水率范圍大、可在低溫環境下工作的特點。
圖1是分體式電腦水份速測儀結構原理方框圖
圖2是多路增益調節裝置電路圖；圖3是溫度測量電路電路圖圖4是分體式電腦水份速測儀儀表體結構示意圖圖5是分體式電腦水份速測儀測量筒結構示意圖；圖6是圖5的A向視圖。
以下結合附圖對本實用新型最佳實施方案進行詳細描述。分體式電腦水份速測儀由電容式傳感器1、信號轉換器2、多路增益調節裝置3、A/D轉換器4、單片微處理器5、I/O擴展器6、液晶顯示器7、按鍵8、EPROM只讀存貯器9、地址鎖存器10和溫度測量電路11構成。在信號放大電路中設有針對不同農作物品種分別調整系數的多路增益調節裝置3，根據實際情況，用戶可微量調整基數和對應品種的增益系數，不僅滿足某一點上測量準確度的要求，而且達到了在全段標定曲線內的測量準確度。該多路增益調節裝置3是由一個單個運算放大器12、五個電位器13和五個電子模擬開關對14組成。當按下“A”品種鍵時，單片微處理器5控制電子模擬開關對14的a1、a2接通，接成“A”品種放大回路。電位器13的“A”在出廠標定時已調好，即電壓放大系數已調整完畢。用戶可依據實際情況自行調整原調好的電位器13，用來適應和滿足某一地區“A”品種糧食測量準確度的要求。“B”、“C”、“D”、“E”品種糧食測量電壓放大系數調整原理同“A”品種的調整。該電路即滿足了不同糧食測量信號放大系數的需要，又互不干擾。至于設置幾種常用的放大回路，可根據實際常用的品種數而定。溫度測量電路11由CMOS單個反相器、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。隨著被測糧食的溫度變化其輸出頻率變化，不同品種糧食溫度補償系數在不同水份段內各不相同。不同品種各曲線段內的溫度補償系數分別存放在EPROM只讀存貯器9里。測量時，按不同品種、不同區段的補償系數來進行溫度補償處理。本儀總體結構采用分體式，即儀表體15與測量筒16可分離，在儀表體15上設有接觸簧片17和定位凸起18，在測量筒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，通過定位凸起13與定位缺口20，將測量筒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觸點接觸連通。分體式結構使用操作方便，尤其適合于北方地區冬季低溫環境下測量，儀表體15可置于-10℃以上的環境中，測量筒16拿到室外取樣后放置在儀表體15上測量，在樣品還未來得及升溫的幾秒種內測量計算過程全部結束。測量筒16由同軸的內筒21、外筒22兩個園柱型金屬板形成電容式傳感器。糧食裝入測量筒16的內筒21和外筒22形成的兩個極板間的環形空間，構成以糧食為介質的等效電容。由于不同含水率的糧食其介電常數不同，水份值越大，其相應的電容值就越大。該電容值經信號轉換器2轉換為相應的電壓值送入到多路增益調節裝置3放大，A/D轉換器4轉換，轉換后的數據又經單片微處理器5計算處理，水份值直接顯示在液晶顯示器7上。整個測試計算過程約5秒鐘內全部完成。
傳感信號與對應水份值的標定曲線按下述方式測定。取130℃標準烘箱法測定過規定容量糧食樣品，取6—8種等級水份值，用該儀測定，求出相應的電壓值，經最小二乘法計算擬合處理，畫出某一特定糧食品種在固定的環境溫度下的電壓值與相應的水份值標定曲線。對常用的、不同品種的糧食分別采用上述方式求出若干個標定曲線，全部固化在EP ROM只讀存貯器9中。根據需要改寫EPROM只讀存貯器9的內容，可適用于不同農副產品水份值測量需要，也可以測定顆粒或粉狀非農副產品的水份值。
權利要求1.一種用于糧食、飼料等農副產品含水率測定的分體式電腦水份速測儀，其特征在于該儀由電容式傳感器(1)、信號轉換器(2)、多路增益調節裝置(3)、A/D轉換器(4)、單片微處理器(5)、I/O擴展器(6)、液晶顯示器(7)、按鍵(8)、EPROM只讀存貯器(9)、地址鎖存器(10)和溫度測量電路(11)構成。
2.根據權利要求1所述的分體式電腦水份速測儀，其特征在于在信號轉換放大電路中設有多路增益調節裝置(3)，該多路增益調節裝置(3)是由單個運算放大器(12)、電位器(13)和與電位器(13)數目相等的電子模擬開關對(14)組成。
3.根據權利要求1所述的分體式電腦水份速測儀，其特征在干溫度測量電路(11)由CMOS單個反相器、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.根據權利要求1所述的分體式電腦水份速測儀，其特征在于本儀總體結構采用分體式，即儀表體(15)與測量筒(16)可分離；在儀表體(15)上設有接觸簧片(17)和定位凸起(18)，在測量筒(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)，通過定位凸起(18)與定位缺口(20)將測量筒(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)觸點接觸連通。
專利摘要分體式電腦水分速測儀屬于農副產品含水率測量儀器。該儀由電容式傳感器、信號轉換器、A/D轉換器、單片微處理器、I/O擴展器、液晶顯示器、按鍵、EPROM只讀存貯器、地址鎖存器等組成，在信號放大電路中設有針對不同農作物品種分別調整系數的多路增益調節裝置，以及溫度測量電路，總體采用儀表體與測量筒分離結構，具有測量準確度高、測定的谷物品種多、測量的含水率范圍大、可在低溫環境下作業的特點。
文檔編號G01N27/22GK2226303SQ9520116
公開日1996年5月1日 申請日期1995年2月22日 優先權日1995年2月22日
發明者許成吉, 申泰雄, 金花斌, 蔡曉華, 王軍, 金昆鵬 申請人:黑龍江省農業機械工程科學研究院