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谷類物料在烘干機內的導電特性分析

發布時間:2012-06-05
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曾以為付出多少就會擁有多少,曾以為只要努力就不會留有遺憾,可惜現實太過寒冷,真的不想長大,不想面對那些無助的風風雨雨。習慣了在翅膀下長大,也曾一路高歌少年壯志不言愁!可當自己一個人面對時才發現,現實沒有想象中的可愛。不敢相信所有的人為何總要互相傷害?我不明白自己是不是也在慢慢變壞……­

在烘干機內完全干燥的谷物、種子、油料等介質可視為絕緣體,其阻抗趨于無窮大。谷物、油料、藥品等含水介質在外施幅值不變的中高 頻率電信號作用下,其電導率隨激勵的頻率變化而變化。據相關資料,稻谷、小麥、大米等含水介質的“阻抗一頻率”特性有:

1)當激勵信號的頻率較低時,介質的阻抗隨頻率增加而急劇降低;在中間頻帶,阻抗值最小,隨頻率的變化較小;頻率繼續升高,阻抗值 隨之緩慢增加,即:在一定頻率范圍內,介質的“阻抗~頻率”關系呈浴盆曲線狀。

2)試料的品種不同,浴盆效應的邊沿頻率也不同,但各種谷物在100~250kHz范圍內基本呈最低阻抗狀態,施加這一頻帶的激勵信號,可 以獲得較大的與含水介質的水分含量成正比的電流檢測信號。

3)谷物的阻抗與籽粒結構有關,籽粒有殼體的谷物阻抗較大。稻谷有纖維素和礦物質構成的結構堅硬、高度木質化的谷殼的阻抗值較大。 小麥有纖維素和干纖維組成的皮層,其阻抗較稻谷小,但比只有果實的大米阻抗要大。

由于谷物介質的“阻抗一頻率”關系呈浴盆曲線狀,對傳感器施加100~250kHz的激勵信號,以獲得相應響應信號就可以測量出被測谷物的 水分。

在實際電路中,電容的測量方法主要有電橋法、諧振回路法、充放電法等。在軟件的處理上,可根據所測谷物含水率分布和所用單片機系 統主頻選用頻率測量或周期測量。一般而言,測頻法在高頻端具有較高的測量精度,測周法在低頻端具有較高的測量精度。從輸入、輸出信號 情況看,常用的測量方法有:

一是施加固定頻率信號,測量響應的信號強度計算出電容值或水分值;

二是施加自激信號,測量響應的頻率,從 而計算出電容值或水分值。顯然后一種方法比較容易實現,但具有一定的測量誤差,此測量誤差可以通過分段標定修正的方法進行有效控制。

本研究采用后一種方法,通過測量響應頻率進行水分的測量。

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