谷物水分分析儀、分析方法及谷物干燥系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種谷物連續(xù)干燥過程中的谷物水分分析儀、分析方法及谷物干燥系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]糧食干燥是糧食儲(chǔ)存的基本目標(biāo)。不夠干燥的糧食存在容易腐爛、甚至引起火災(zāi)等風(fēng)險(xiǎn)。
[0003]在糧食的干燥過程中，糧食中水分的檢測(cè)就是一項(xiàng)必要的任務(wù)。
[0004]傳統(tǒng)谷物干燥過程水分在線檢測(cè)多采用電容法或電阻法等方法檢測(cè)，近期國(guó)內(nèi)也己出現(xiàn)采用重量進(jìn)行在線水分檢測(cè)和控制的新研究和趨向。
[0005]電阻法水分在線檢測(cè)原理是利用谷物水分與其電阻值之間的相關(guān)關(guān)系來間接測(cè)定谷物水分，水分高電阻小，水分低電阻大。在循環(huán)式谷物干燥機(jī)一般使用電阻式水分傳感器進(jìn)行在線檢測(cè)，通常安裝在干燥機(jī)的提升機(jī)機(jī)筒側(cè)壁，從提升機(jī)的提升斗散落下的谷物顆粒不斷散落入一對(duì)相對(duì)旋轉(zhuǎn)的滾輪，滾輪是一對(duì)電極，當(dāng)谷粒通過滾輪時(shí)被碾碎，同時(shí)測(cè)出滾輪電極之間物料的電阻變化曲線;對(duì)一定數(shù)量的谷物顆粒電阻變化曲線特征值的提取并進(jìn)行滾動(dòng)統(tǒng)計(jì)，求出其平均值;依據(jù)此平均值與水分相關(guān)函數(shù)關(guān)系(事先標(biāo)定好的)，求解出谷物的水分值;最后依據(jù)水分值對(duì)谷物的干燥過程實(shí)施目標(biāo)控制或過程控制。
[0006]現(xiàn)有的電阻法水分在線檢測(cè)的缺點(diǎn)是:①當(dāng)谷物水分不均勻，含有較多青粒、未熟粒時(shí)，檢測(cè)值誤差較大;②結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障多；③當(dāng)物料有石塊等異物時(shí)，容易在滾輪處堵塞，損壞滾輪;④只能適應(yīng)性狀、粒度相近的谷物，如稻、麥，谷物類型改變時(shí)傳感器要作大的更改，也就是說，特定的檢測(cè)儀只能檢測(cè)特定的谷物類型，對(duì)于多種谷物來說通用性較差;⑤被檢測(cè)的谷物均被損壞而無法保存或使用，屬于有損檢測(cè):⑥高水分谷物水分的檢測(cè)精度低。
[0007]電容法水分在線檢測(cè)原理是應(yīng)用谷物水分和電容之間的相關(guān)關(guān)系來間接測(cè)定谷物水分的，水分高電容大，水分低電容小。目前，谷物自動(dòng)干燥機(jī)米用電容式水分傳感器時(shí)，一般是具有一運(yùn)容量的筒狀物，安裝在循環(huán)式谷物干燥機(jī)的緩蘇段內(nèi)部或出口谷物流中，糧食流經(jīng)電容極板，根據(jù)糧食水分不同則其介電特性就不同，而測(cè)出含水率的變化。實(shí)現(xiàn)對(duì)水分的檢測(cè)，再通過二次儀表或上位機(jī)根據(jù)谷物水分值調(diào)整對(duì)谷物干燥的控制。
[0008]現(xiàn)有的電容法水分在線檢測(cè)的缺點(diǎn)是:①安裝和檢修不方便;②檢測(cè)精度受環(huán)境和谷物溫濕度、谷物密度、谷物流速的影響大;③當(dāng)谷物含雜質(zhì)較高時(shí)監(jiān)測(cè)誤差大。
[0009]除此之外，申請(qǐng)人還知道兩種電容法水分檢測(cè)儀。一種是手持式的電容法水分檢測(cè)儀，這種檢測(cè)儀的缺點(diǎn)是不能直接與谷物干燥機(jī)的電路連接，需要人來手工進(jìn)行操作。此夕卜，這種檢測(cè)儀需要配合特定的量杯，以裝入正好數(shù)量的谷物。量杯底部的彈簧控制的底板可以側(cè)向彈跳打開，以使得谷物同時(shí)落入手持式檢測(cè)儀中(如果不是這樣，而是采用將谷物倒入檢測(cè)儀的方式，會(huì)引起較大的測(cè)量誤差)。此外，當(dāng)谷物中含有較多雜質(zhì)時(shí)，檢測(cè)儀的測(cè)量會(huì)受到影響。
[0010]另一種是在電容法在線檢測(cè)儀，其與谷物干燥機(jī)配合使用。在該在線檢測(cè)儀中，電容板的正極、負(fù)極交替豎直設(shè)置，谷物從上往下持續(xù)不斷的通過電容板的正極與負(fù)極之間的空隙。然而，這種在線檢測(cè)儀有以下缺點(diǎn):1、由于正負(fù)極均是暴露于流動(dòng)的潮濕的谷物中的，因此谷物通過會(huì)影響正負(fù)極之間的電容特性，如果谷物中含有鐵絲類的導(dǎo)電雜質(zhì)，則容易使得電容板短路;2、其次，長(zhǎng)期使用會(huì)導(dǎo)致電容板被大量通過的谷物磨得變薄，導(dǎo)致電容板之間的電容特性進(jìn)一步變動(dòng)，而這種電容特性的變動(dòng)是很難校準(zhǔn)的；3、由于谷物是細(xì)長(zhǎng)形的且電容板本身也是細(xì)長(zhǎng)形的，在電容板的上下端處，谷物與電容板的接觸樣式也會(huì)影響到電容測(cè)量的準(zhǔn)確度，例如，谷物的尖端與電容板的上端接觸的電容就不同于谷物的細(xì)長(zhǎng)側(cè)邊與電容板的上端接觸的電容，因此，這樣的不確定性進(jìn)一步導(dǎo)致了電容測(cè)量的不準(zhǔn)確。
[0011]重量法水分在線檢測(cè)的原理是應(yīng)用單位體積內(nèi)不同水分含量的物料具有不同的重量進(jìn)行水分檢測(cè)的方法或在己知初始水分的條件下，通過重量降低來計(jì)算谷物的實(shí)時(shí)在線水分的方法。重量檢測(cè)方法存在精度高和穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，但是也存在安裝不便利和動(dòng)態(tài)誤差不易消除的缺點(diǎn)。中國(guó)申請(qǐng)?zhí)枮?1310682597.8和201410052968.9的專利申請(qǐng)公開了基于總重檢測(cè)的谷物循環(huán)干燥水分在線測(cè)控方法及其系統(tǒng)，公開了一種利用重量檢測(cè)實(shí)時(shí)在線檢測(cè)的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的電容法水分在線檢測(cè)的谷物水分分析儀、分析方法及谷物干燥系統(tǒng)。
[0013]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種谷物水分分析儀，包括料斗、塑料板、傳感器板、底板、底板電機(jī)、控制電路，其中，料斗豎直放置，料斗頂部開口，用于接收谷物，料斗的底部由底板進(jìn)行密封，所述底板在底板電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下打開和關(guān)閉所述料斗;料斗的至少一個(gè)側(cè)壁上開有一個(gè)開槽，塑料板嵌入到該開槽中；傳感器板貼著塑料板布置在料斗的外側(cè)且與料斗絕緣；料斗和傳感器板均由導(dǎo)電材料制成，且構(gòu)成了電容式的谷物水分分析儀的正極和負(fù)極。
[0014]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，傳感器板與塑料板具有相同的形狀，所述形狀是矩形、圓形、或橢圓形。
[0015]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，塑料板卡住所述開槽，以使料斗的內(nèi)表面是平滑的方式嵌入到所述開槽中。
[0016]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，傳感器板的邊長(zhǎng)大于所述開槽的邊長(zhǎng)。
[0017]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，料斗的所述開槽距離該料斗的頂部一個(gè)預(yù)定距離。
[0018]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，在該開槽上方的料斗邊緣處開設(shè)至少一個(gè)通風(fēng)孔，在料斗中蓄積谷物期間，通過通風(fēng)孔向料斗的頂部吹風(fēng)，從而將干癟的谷粒和雜質(zhì)吹出料斗。
[0019]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，在控制電路中，連接著傳感器板的電路部分設(shè)置有防靜電開關(guān);在未開始測(cè)量時(shí)，所述防靜電開關(guān)將傳感器板連接的電路部分接地;而在開始測(cè)量時(shí)，所述防靜電開關(guān)將傳感器板連接的電路部分接入到控制電路的計(jì)算單元。
[0020]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，在料斗的上方中央懸置有一個(gè)狹縫，谷物通過狹縫落入到料斗中。
[0021]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，該谷物水分分析儀還包括絕緣板，該絕緣板與前述的塑料板將傳感器板夾在其中。
[0022]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，該谷物水分分析儀被放置于谷物干燥系統(tǒng)的下絞龍?zhí)幓蚍胖糜谔嵘龣C(jī)的側(cè)壁。
[0023]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，一種利用谷物水分分析儀進(jìn)行谷物水分分析的方法，包括步驟:關(guān)閉底板，使得通過料斗的谷物逐漸覆蓋住塑料板;利用電容法對(duì)料斗中的谷物的水分進(jìn)行測(cè)量;測(cè)量完成后，打開底板，使得谷物落下。
[0024]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，一種谷物干燥系統(tǒng)包括干燥機(jī)主體、提升機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、信號(hào)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換單元、控制顯示單元、溫濕度探頭組、進(jìn)糧溜管、下絞龍，其特征在于，還包括谷物水分分析儀。
[0025]通過本發(fā)明，實(shí)現(xiàn)了如下的有益效果:
[0026]1、本申請(qǐng)的谷物水分分析儀能夠和谷物干燥系統(tǒng)聯(lián)合使用，并且具有較高的測(cè)量精度；
[0027]2、由于料斗內(nèi)側(cè)是平滑的，避免了塑料板的磨損，也使得電容極板之間的介電常數(shù)不會(huì)變化，從而進(jìn)一步提高了測(cè)量精度；
[0028]3、由于傳感器板的邊長(zhǎng)大于所述開槽的邊長(zhǎng)，因此有效地防止了傳感器板未完全對(duì)準(zhǔn)所造成的誤差或由于傳感器板熱脹冷縮所造成的誤差；
[0029]4、由于料斗的上部邊緣處設(shè)置有至少一個(gè)通風(fēng)孔，能夠吹散不飽滿的谷物顆粒和雜質(zhì)，因此進(jìn)一步提尚了測(cè)量精度；
[0030]5、由于在控制電路中設(shè)置了防靜電開關(guān)，因此保護(hù)了控制電路的安全，延長(zhǎng)了谷物水分分析儀的使用壽命。
[0031]本申請(qǐng)的其余技術(shù)效果將在【具體實(shí)施方式】中進(jìn)一步論述。
【附圖說明】
[0032]通過下面結(jié)合附圖對(duì)其實(shí)施例進(jìn)行描述，本發(fā)明的上述特征和技術(shù)優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚和容易理解。
[0033]圖1a-圖1d是谷物水分分析儀的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖，其中，圖1a是底部視圖，圖1b是立體圖，圖1c是一個(gè)側(cè)視圖，圖1d是另一個(gè)側(cè)視圖。
[0034]圖2a_圖2b是谷物水分分析儀的底板的打開和關(guān)閉的側(cè)視圖，其中，圖2a顯示出底板關(guān)閉，圖2b顯不出底板打開。
[0035]圖3是谷物水分分析儀的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中開槽、塑料板、傳感器板、絕緣板的分解圖。
[0036]圖4是谷物干燥系統(tǒng)的整體示意圖。
[0037]圖5a和圖5b是谷物水分分析儀位于谷物干燥系統(tǒng)的下絞龍?zhí)幍氖疽鈭D。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0039]在下面的描述中，只通過說明的方式對(duì)本發(fā)明的某些示范實(shí)施例進(jìn)行描述，毋庸置疑，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以用各種不同方式對(duì)所述的實(shí)施方案進(jìn)行修正。因此，附圖和描述在本質(zhì)上只是說明性的，而不是用于限制權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
[0040]參考圖1-圖3，谷物水分分析儀100包括料斗1、塑料板2、傳感器板3、底板4、底板電機(jī)5、控制電路6，其中，料斗I可以豎直放置，料斗I頂部開口，用于接收待測(cè)的谷物，料斗I的底部由底板4進(jìn)行密封，底板4在底板電機(jī)5的驅(qū)動(dòng)下打開和關(guān)閉所述料斗。料斗I的至少一個(gè)側(cè)壁上開有一個(gè)開槽，塑料板2嵌入到該開槽中；傳感器板3貼著塑料板2布置在料斗I的外側(cè)且與料斗I絕緣;料斗I和傳感器板3均由導(dǎo)電材料制成，且構(gòu)成了電容式的谷物水分分析儀的正極和負(fù)極。由于塑料板2嵌入到該開槽中，因此使得整個(gè)料斗I的內(nèi)表面是平滑的，從而不會(huì)和谷物產(chǎn)生積累的摩擦，避免了料斗I與塑料板2的磨損。
[0041]料斗I可以是柱狀筒形，塑料板2與傳感器板3都可以是矩形的。此外，塑料板2與傳感器板3也可以是其它形狀，諸如圓形、橢圓形等。料斗I和傳感器板3均可以由金屬制成，且構(gòu)成了電容式水分分析儀的正極電容板和和/或負(fù)極電容板?？刂齐?