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粮食烘干机内谷物的导电特点分析结论

2017-08-04 5:44:47 0人浏览

粮食烘干机内完全干燥的谷物、种子、油料等介质可视为绝缘体,其阻抗趋于无穷大。谷物、油料、药品等含水介质在外施幅值不变的中高频率电信号作用下,其电导率随激励的频率变化而变化。据相关资料,稻谷、小麦、大米等含水介质的“阻抗一频率”特性有:

    1)试料的品种不同,浴盆效应的边沿频率也不同,但各种谷物在100~250kHz范围内基本呈最低阻抗状态,施加这一频带的激励信号,可以获得较大的与含水介质的水分含量成正比的电流检测信号。

    2)谷物的阻抗与籽粒结构有关,籽粒有壳体的谷物阻抗较大。稻谷有纤维素和矿物质构成的结构坚硬、高度木质化的谷壳的阻抗值较大。小麦有纤维素和干纤维组成的皮层,其阻抗较稻谷小,但比只有果实的大米阻抗要大。

    3)当激励信号的频率较低时,介质的阻抗随频率增加而急剧降低;在中间频带,阻抗值最小,随频率的变化较小;频率继续升高,阻抗值随之缓慢增加,即:在一定频率范围内,介质的”阻抗~频率”关系呈浴盆曲线状。

    由于谷物介质的“阻抗一频率”关系呈浴盆曲线状,对传感器施加100~250kHz的激励信号,以获得相应响应信号就可以测量出被测谷物的水分。

   在实际电路中,电容的测量方法主要有电桥法、谐振回路法、充放电法等。一般而言,测频法在高频端具有较高的测量精度,测周法在低频端具有较高的测量精度。在软件的处理上,可根据所测谷物含水率分布和所用单片机系统主频选用频率测量或周期测量。从输入、输出信号情况看,常用的测量方法有:一是施加自激信号,测量响应的频率,从而计算出电容值或水分值。二是施加固定频率信号,测量响应的信号强度计算出电容值或水分值;显然前一种方法比较容易实现,但具有一定的测量误差,此测量误差可以通过分段标定修正的方法进行有效控制。本研究采用后一种方法,通过测量响应频率进行水分的测量。


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