本發(fā)明涉及谷物分析技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多種類谷物模式水分分析儀及水分測(cè)量方法。

背景技術(shù)：

谷物含水率是特定谷物中包含的水分與重量的比值，是影響谷物品質(zhì)的一個(gè)重要因素。實(shí)際應(yīng)用中，谷物含水率可以決定了谷物貯藏的安全性，也同樣谷物加工工藝與流通過(guò)程需要用到。例如在谷物的加工過(guò)程需要進(jìn)行干燥，干燥是要達(dá)到減少谷物中水分含量的目的，通常是采用同熱風(fēng)或者直接對(duì)谷物進(jìn)行加熱，以降低谷物的含水率，但是干燥到什么程度可以停止，需要由獲得的谷物含水率進(jìn)行決定。從而，在對(duì)谷物的加工過(guò)程中可以不影響谷物營(yíng)養(yǎng)成分及品質(zhì)。

現(xiàn)有的谷物含水率的測(cè)量方法通常采用一種分析儀器測(cè)量一種谷物，由于不同谷物的測(cè)量參數(shù)不同；如果采用一種類型的谷物分析儀去測(cè)量另一中谷物的水分，得到的測(cè)量結(jié)果將會(huì)不準(zhǔn)確。

因此，提供一種多種類谷物模式下的水分分析儀是亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種多種類谷物模式水分分析儀及水分測(cè)量方法，以進(jìn)行多種谷物模式下的水分分析。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下的技術(shù)方案：一種多種類谷物模式水分分析儀，包括：水分檢測(cè)模塊、人機(jī)交互模塊、控制模塊、電源模塊；

所述人機(jī)交互模塊，用于選定待檢測(cè)谷物類別，并設(shè)定所述待檢測(cè)谷物的目標(biāo)參數(shù)，并將所述水分檢測(cè)模塊的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行顯示；

所述水分檢測(cè)模塊，用于基于所述人機(jī)交互模塊設(shè)定的所述目標(biāo)參數(shù)對(duì)所述待檢測(cè)谷物進(jìn)行水分檢測(cè)；

所述控制模塊，用于連接所述人機(jī)交互模塊與所述水分檢測(cè)模塊，所述水分檢測(cè)模塊將檢測(cè)到的待檢測(cè)谷物的水分信息發(fā)送給控制模塊進(jìn)行分析后通過(guò)所述人機(jī)交互模塊進(jìn)行顯示，所述控制模塊根據(jù)所述目標(biāo)參數(shù)控制所述水分檢測(cè)模塊的啟動(dòng)與停止；

所述電源模塊，用于分別為所述水分檢測(cè)模塊、所述人機(jī)交互模塊、所述控制模塊提供工作電壓。

可選的，所述水分檢測(cè)模塊，還用于檢測(cè)所述待檢測(cè)谷物的含水量信號(hào)并放大后傳輸至所述控制模塊；

所述控制模塊接收所述含水量信號(hào)后，判斷所述待檢測(cè)谷物的含水量是否處于所述目標(biāo)參數(shù)允許的范圍內(nèi)，并將判斷結(jié)果返回至所述水分檢測(cè)模塊，以控制所述水分檢測(cè)模塊的啟動(dòng)與停止。

可選的，所述水分檢測(cè)模塊，通過(guò)采集流經(jīng)所述待檢測(cè)谷物的電壓值，并發(fā)送至所述控制模塊，以使所述控制模塊根據(jù)所述待檢測(cè)谷物的水分和流經(jīng)的電壓值的關(guān)系計(jì)算得到所述待檢測(cè)谷物的水分值。

此外，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種多種類谷物模式水分測(cè)量方法，所述方法包括步驟：

設(shè)定待檢測(cè)谷物的目標(biāo)參數(shù)；

目標(biāo)電機(jī)的反轉(zhuǎn)將電極中遺留的谷物與雜質(zhì)排出；

通過(guò)預(yù)設(shè)時(shí)間后，將所述目標(biāo)電機(jī)正轉(zhuǎn)，碾壓流入所述電極中的所述待檢測(cè)谷物；

獲得流經(jīng)所述待檢測(cè)谷物的電流，通過(guò)所述電流獲得所述待檢測(cè)谷物的目標(biāo)電壓值；

根據(jù)預(yù)設(shè)的所述目標(biāo)電壓值與所述待檢測(cè)水分的計(jì)算公式，獲得所述目標(biāo)待檢測(cè)谷物的水分值

將所述水分值進(jìn)行顯示。

可選的，所述預(yù)設(shè)時(shí)間為：1分鐘至3分鐘。

可選的，在所述獲得流經(jīng)所述待檢測(cè)谷物的電流，通過(guò)所述電流獲得所述待檢測(cè)谷物的目標(biāo)電壓值之后，所述方法還包括：

控制所述目標(biāo)電機(jī)反轉(zhuǎn)，推出所述待檢測(cè)谷物與雜質(zhì)，進(jìn)入下一輪水分檢測(cè)模式。

可選的，所述預(yù)設(shè)的所述目標(biāo)電壓值與所述待檢測(cè)水分的計(jì)算公式，具體表達(dá)為：

其中，所述f(z)為所述目標(biāo)電壓值，pn根據(jù)所述待檢測(cè)谷物的檢測(cè)環(huán)境設(shè)定的變量，z為谷物的水分值。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種多種類谷物模式下水分分析儀及水分測(cè)量方法具有以下有益效果：

(1)、本發(fā)明的一種多種類谷物模式下水分分析儀及水分測(cè)量方法，可以測(cè)量通過(guò)面板進(jìn)行選取待測(cè)量谷物的類型，并進(jìn)行相應(yīng)參數(shù)的設(shè)置，如修正值等參數(shù)值，因而，相比較現(xiàn)有技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多種谷物水分的精確測(cè)量；

(2)、本發(fā)明的一種多種類谷物模式下水分分析儀及水分測(cè)量方法，可以進(jìn)一步根據(jù)待檢測(cè)谷物的環(huán)境設(shè)定計(jì)算谷物水分值的變量，能夠適應(yīng)任一項(xiàng)分析儀、測(cè)量方法所對(duì)應(yīng)的環(huán)境變化，提高了適應(yīng)性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的多種類谷物模式水分分析儀的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的一種多種類谷物模式水分測(cè)量方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為使發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面通過(guò)附圖中及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。但是應(yīng)該理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明技術(shù)方案，并不用于限制本發(fā)明技術(shù)方案的范圍。

參見(jiàn)圖1，圖1是本發(fā)明的一種多種類谷物模式水分分析儀，包括：水分檢測(cè)模塊1、人機(jī)交互模塊2、控制模塊3、電源模塊4；

所述人機(jī)交互模塊2，用于選定待檢測(cè)谷物類別，并設(shè)定所述待檢測(cè)谷物的目標(biāo)參數(shù)，并將所述水分檢測(cè)模塊的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行顯示；

所述水分檢測(cè)模塊1，用于基于所述人機(jī)交互模塊2設(shè)定的所述目標(biāo)參數(shù)對(duì)所述待檢測(cè)谷物進(jìn)行水分檢測(cè)；

所述控制模塊3，用于連接所述人機(jī)交互模塊2與所述水分檢測(cè)模塊1，所述水分檢測(cè)模塊1將檢測(cè)到的待檢測(cè)谷物的水分信息發(fā)送給控制模塊3進(jìn)行分析后通過(guò)所述人機(jī)交互模塊2進(jìn)行顯示，所述控制模3塊根據(jù)所述目標(biāo)參數(shù)控制所述水分檢測(cè)模塊的啟動(dòng)與停止；

所述電源模塊4，用于分別為所述水分檢測(cè)模塊1、所述人機(jī)交互模塊2、所述控制模塊3提供工作電壓。

需要說(shuō)明的是，可以通過(guò)人機(jī)交互界面上的觸控面板或者按鍵選定待檢測(cè)谷物類別，示例性的，可以選擇的谷物類型為玉米、小麥、大豆等等。根據(jù)選擇的類型，示例性的，為大豆，設(shè)定與測(cè)量大豆相關(guān)的目標(biāo)參數(shù)。并將所述水分檢測(cè)模塊的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行顯示。

此外，目標(biāo)參數(shù)還可以包括水分設(shè)定為根據(jù)選擇的谷物類型以及需要將谷物烘干所達(dá)到的水分值進(jìn)行設(shè)定，示例性的，對(duì)大豆的烘干，需要達(dá)到的水分值為不大于12％即可，當(dāng)水分值達(dá)到12％時(shí)，即為對(duì)大豆停止進(jìn)行烘干的條件?？梢岳斫獾氖牵?dāng)繼續(xù)進(jìn)行水分烘干的話可能會(huì)影響大豆進(jìn)一步的工藝處理效果，且能夠避免長(zhǎng)時(shí)間對(duì)大豆進(jìn)行烘干造成的資源浪費(fèi)。

另外，所述目標(biāo)參數(shù)還可以包括粒數(shù)設(shè)定，即谷物包含的個(gè)數(shù)。可以理解的是，可以通過(guò)重力傳感器獲得谷物的顆粒數(shù)。

水分檢測(cè)模塊還可以包括獲得谷物的水分值以及具體進(jìn)行水分值的測(cè)量模塊。具體的可以通過(guò)水分傳感器直接測(cè)量谷物的水分值，可以理解的是，通過(guò)直接獲得的方式獲得谷物水分值比較片面，因?yàn)楂@得的是局部的水分值，且獲得的方式不夠準(zhǔn)確，所以本發(fā)明實(shí)施例中，將獲得水分值發(fā)送至控制模塊3，以備進(jìn)行數(shù)值處理。本發(fā)發(fā)明實(shí)施例中，可以將水分傳感器安裝在水分儀的兩個(gè)碾壓輪之間，以用來(lái)碾壓待測(cè)谷物，并通過(guò)該碾壓輪在碾壓過(guò)程中獲得的數(shù)值，實(shí)時(shí)對(duì)水分的采集，獲得采集數(shù)據(jù)。

可以理解的是，電機(jī)的碾壓輪在碾壓的過(guò)程中能夠獲得實(shí)時(shí)變化的電流值，另外由物理學(xué)知識(shí)可以得到，當(dāng)谷物的電阻值為已知時(shí)，即可得到流經(jīng)谷物的電壓值(電壓值為電阻值與電流值的乘積)。然后根據(jù)主控模塊中電壓值和水分值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，既可以得到對(duì)應(yīng)的水分值。需要說(shuō)明的是，谷物的含水率與導(dǎo)電率的具有一定的計(jì)算關(guān)系，而導(dǎo)電率與電阻具有一定的計(jì)算關(guān)系、電阻與電流可以得到電壓值、而電壓值與水分值又存在預(yù)設(shè)的計(jì)算公式關(guān)系，所以可以得到水分值。具體的數(shù)學(xué)計(jì)算本發(fā)明實(shí)施例在此不對(duì)其進(jìn)行贅述。

本發(fā)明基于谷物水分與電阻的關(guān)系研究，發(fā)現(xiàn)不同的谷物含水量，其電阻也不相同，谷物含水量越大，其電阻值越小，反之，谷物含水量越小，其電阻值越大，因此，本發(fā)明通過(guò)測(cè)量谷物的電阻值來(lái)確定谷物的水分值。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述水分檢測(cè)模塊1，可以通過(guò)采集流經(jīng)所述待檢測(cè)谷物的電壓值，并發(fā)送至所述控制模塊3，以使所述控制模塊3根據(jù)所述待檢測(cè)谷物的水分和流經(jīng)的電壓值的關(guān)系計(jì)算得到所述待檢測(cè)谷物的水分值。

為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，在根據(jù)水分傳感器計(jì)算到電阻值以后，計(jì)算谷物的電阻值，由于電流值為已知的測(cè)量值，所以可以得到電壓值。再根據(jù)主控模塊中預(yù)先存儲(chǔ)的的電壓和水分值的計(jì)算公式，進(jìn)而可以得到目標(biāo)水分值。

示例性的，具體的電壓值和目標(biāo)水分值的關(guān)系如下：

其中，所述f(z)為所述電壓值，pn根據(jù)所述待檢測(cè)谷物的檢測(cè)環(huán)境設(shè)定的變量，z為谷物的目標(biāo)水分值。那么在知道pn的情況下即可得到水分值。

示例性的，得得到的電壓值為0.45v，在預(yù)設(shè)的pn的情況下，得到水分值為12.15％，可以理解的是，本發(fā)明實(shí)施例還計(jì)算出來(lái)了谷物的環(huán)境溫度，還可以根據(jù)溫度值對(duì)目標(biāo)水分值進(jìn)行修正，已得到目標(biāo)含水率。

通過(guò)試驗(yàn)研究，電阻與水分的關(guān)系受到溫度的影響，在常溫-10～40℃的條件下，溫度每升高1℃對(duì)電阻值的影響相當(dāng)于其水分含量增加0.1％，即0.1％(濕度)/℃，因此本發(fā)明采用溫度補(bǔ)償處理實(shí)現(xiàn)水分的精準(zhǔn)測(cè)量。

所述水分檢測(cè)模塊1，還用于檢測(cè)所述待檢測(cè)谷物的含水量信號(hào)并放大后傳輸至所述控制模塊；

所述控制模塊接收所述含水量信號(hào)后，判斷所述待檢測(cè)谷物的含水量是否處于所述目標(biāo)參數(shù)允許的范圍內(nèi)，并將判斷結(jié)果返回至所述水分檢測(cè)模塊，以控制所述水分檢測(cè)模塊的啟動(dòng)與停止。

可以理解的是，當(dāng)水分檢測(cè)模塊1檢測(cè)到的水分值經(jīng)過(guò)控制模塊處理后可以得到水分值，具體的可以判斷是否滿足谷物停止進(jìn)行檢測(cè)的條件，即為谷物的含水量不大于預(yù)設(shè)水分值。示例性的，預(yù)設(shè)水分值為12％，檢測(cè)模塊1發(fā)送至控制模塊后計(jì)算出來(lái)的水分值為14％，因?yàn)楝F(xiàn)在的含水值大于預(yù)設(shè)水分值，所以還需繼續(xù)進(jìn)行烘干，以減水分值；否則停止烘干，也暫停此次的檢測(cè)。待更換待檢測(cè)谷物，或者更換測(cè)試條件以后繼續(xù)進(jìn)行水分測(cè)量。

參見(jiàn)圖2，還提供了一種多種類谷物模式水分測(cè)量方法的流程示意圖，所述方法包括：

s201，設(shè)定待檢測(cè)谷物的目標(biāo)參數(shù)；

s202，目標(biāo)電機(jī)的反轉(zhuǎn)將電極中遺留的谷物與雜質(zhì)排出；

s203，通過(guò)預(yù)設(shè)時(shí)間后，將所述目標(biāo)電機(jī)正轉(zhuǎn)，碾壓流入所述電極中的所述待檢測(cè)谷物；

s204，獲得流經(jīng)所述待檢測(cè)谷物的電流，通過(guò)所述電流獲得所述待檢測(cè)谷物的目標(biāo)電壓值；

s205，根據(jù)預(yù)設(shè)的所述目標(biāo)電壓值與所述待檢測(cè)水分的計(jì)算公式，獲得所述目標(biāo)待檢測(cè)谷物的水分值

s206，將所述水分值進(jìn)行顯示。

需要說(shuō)明的是，可以通過(guò)人機(jī)交互界面上的觸控面板或者按鍵選定待檢測(cè)谷物類別，示例性的，可以選擇的谷物類型為玉米、小麥、大豆等等。根據(jù)選擇的類型，示例性的，為大豆，設(shè)定與測(cè)量大豆相關(guān)的目標(biāo)參數(shù)。并將所述水分檢測(cè)模塊的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行顯示。具體的目標(biāo)參數(shù)值還可以包括水分修正值、谷物粒數(shù)等等。

可以理解的是，如果一次谷物測(cè)量結(jié)束，在測(cè)量谷物的空間內(nèi)繼續(xù)有殘存的話將會(huì)影響下一次谷物水分值測(cè)量的準(zhǔn)確性，所以需要電機(jī)的反轉(zhuǎn)將電極中遺留的谷物與雜質(zhì)排出。進(jìn)一步的，電機(jī)的反轉(zhuǎn)時(shí)間可以進(jìn)行預(yù)設(shè)，所述預(yù)設(shè)時(shí)間為：1分鐘至3分鐘。經(jīng)多次試驗(yàn)表明，在1分鐘以外和3分鐘以內(nèi)，對(duì)谷物的排出效果是最佳的，如果時(shí)間過(guò)長(zhǎng)將影響下一次測(cè)量的時(shí)間，造成測(cè)量效果低，如果排出效果較差將會(huì)影響下一次測(cè)量的結(jié)果，因此本發(fā)明實(shí)施例提供的1分鐘至3分鐘為谷物排出的最佳效果。

需要說(shuō)明的是，電機(jī)反轉(zhuǎn)是排出谷物，當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)是將新的待測(cè)量谷物加入電機(jī)的測(cè)量區(qū)域中，經(jīng)上述的電流測(cè)量方法，可以得到待檢測(cè)谷物的目標(biāo)電壓值，并通過(guò)預(yù)設(shè)的計(jì)算公式，得到待檢測(cè)谷物的水分值，并通過(guò)人機(jī)交互界面進(jìn)行顯示。具體的實(shí)現(xiàn)方式參照?qǐng)D1的實(shí)施例，本發(fā)明實(shí)施例在此不對(duì)其進(jìn)行贅述。

具體的，在所述獲得流經(jīng)所述待檢測(cè)谷物的電流，通過(guò)所述電流獲得所述待檢測(cè)谷物的目標(biāo)電壓值之后，所述方法還包括：

控制所述目標(biāo)電機(jī)反轉(zhuǎn)，推出所述待檢測(cè)谷物與雜質(zhì)，進(jìn)入下一輪水分檢測(cè)模式。

具體的，所述預(yù)設(shè)的所述目標(biāo)電壓值與所述待檢測(cè)水分的計(jì)算公式，具體表達(dá)為：

其中，所述f(z)為所述目標(biāo)電壓值，pn根據(jù)所述待檢測(cè)谷物的檢測(cè)環(huán)境設(shè)定的變量，z為谷物的水分值。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。