简易粮食、油料水分测试仪

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电容式粮食、油料水分测试仪是粮食部门常用来测试粮食、油料湿度的一种测试仪器,结构简单,适合基层粮站仿制和使用,现将我们的制作经验介绍如下。

我们知道,粮食湿度不同时,它的电性质也不同。把测试容器做成一只由金属圆筒和芯柱组成的测量筒,在测试时将粮食、油料装入筒内,组成以粮食(或油料)为介质的电容筒。电容筒的电容量与介质的介电常数成正比,不同种类的介质(例如小麦与玉米),介电常数值是不同的,而同一种类的粮食水分越大,它的介电常数也越大。因此,当把这个测量筒串接在如图1电路里,通过测量电路中电流强度,就可间接地测出粮食的含水量。

图1
图1 🔍原图 (801×447)

图1是电路原理图,图2是印制电路板。它是用普通多谐振荡器作信号源,输出脉冲信号频率约2×10\(^{6}\)赫。从电路图中可看出多谐振荡器有A、B两个输出端,两端输出的脉冲信号相位正好相反,调整C\(_{7}\)使测量筒为空筒(没有装粮食)、K2拨在“测”位置时,表头指针指示为“0”。然后再将K\(_{2}\)拨至“校”位置,调整C6和W使表头指针指示满刻度即可。使用时,把K\(_{2}\)拨至“测”位置,再将电容筒中装入待测的粮食,即可从表针指示读出所测粮食含水率。

图2
图2 🔍原图 (643×592)

元件选择与制作

多谐振荡器中用的元器件尽量要求对称、可靠。晶体管BG\(_{1}\)、BG2的β值不能太大,应取25~35之间为宜,β值若太大,多谐振荡器将不易起振。固定电阻全部采用金属膜电阻,W为线绕电位器,C\(_{6}\)、C7最好采用小型空气介质的电容器(带加固螺丝)。为减少干扰,A—C及B—D之间的连接线要用屏蔽线,测试仪外壳应用金属制作。测量筒C\(_{X}\)的尺寸见图3。仪器的各部分位置安排见图4。

图3
图3 🔍原图 (470×1036)
图4
图4 🔍原图 (691×645)

调整和定度

首先调整多谐振荡器。先断开C\(_{2}\)、C3,测BG\(_{1}\)、BG2集电极电压,如V\(_{ce}\)≈0.3V,说明BG1、BG\(_{2}\)两管工作正常。如果两管Vce电压较高,则应适当减小R\(_{3}\)、R4的阻值。然后焊上C\(_{2}\)、C3,再测BG\(_{1}\)、BG2集电极电压V\(_{ce}\)应在3V左右,说明电路已正常起振。然后调节C6、C\(_{7}\),先调到中间值,将K2拨至“测”位置,调整C\(_{7}\),使表头指针返回零点。转换K2至“校”位置,调整C\(_{6}\)和W使表头指示满刻度。如此反复几次:转换K2至“校”,表头指示为满刻度;转换K\(_{2}\)至“测”,表头指示为0,就算调整完毕。这时把K2拨至“测”位置,将被测粮食(或油料)经漏粮斗放入测量筒,表头指针就徐徐向右偏转,水分愈大,偏转角也愈大,这说明仪器工作正常。重复测试几次以检查仪器是否有重复误差,一般重复误差应在0.5%以下,如果误差大,说明漏粮斗的活门(见图5)不灵活。漏粮斗的活门开门时间应一致,使自然散落入测量筒的粮食密度一致,这也是关系到测量准确的一个关键部位。

图5
图5 🔍原图 (801×613)

表盘的刻度用以下方法制定:首先定出几种经常需要测量的品种,读者可视当地实际需要而定,例如我们常测的有小麦、玉米、大豆、芝麻、花生仁、蓖麻籽等六种,即在表盘上画出六条90°的弧线。然后取同一个品种的、含水率在10%~25%的若干个不同的样品,分别装在密闭的容器中备测。从每个容器中取出一部分用电烘箱105℃标准恒重法测定出准确的含水率值,并在容器盖上标记含水率数值。然后再从容器中取出一些粮食,用新制的电容式水分测试仪测试,并分别将各样品所对应的表针偏转角或μA数值记下来,作为定度的标准,介于两个样品之间的刻度可用分度法绘制。当然,样品越多,刻度就越准确。(执笔孙柱庄)(河北省衡水县粮食局)