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谷类物料在烘干机内的导电特性分析

发布时间:2012-06-05
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曾以为付出多少就会拥有多少,曾以为只要努力就不会留有遗憾,可惜现实太过寒冷,真的不想长大,不想面对那些无助的风风雨雨。习惯了在翅膀下长大,也曾一路高歌少年壮志不言愁!可当自己一个人面对时才发现,现实没有想象中的可爱。不敢相信所有的人为何总要互相伤害?我不明白自己是不是也在慢慢变坏……­

在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)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。

2)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。

3)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。

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。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。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。从输入、输出信号 情况看,常用的测量方法有:

一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;

二是施加自激信号,测量响应的频率,从 而计算出电容值或水分值。显然后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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