[其他]插入式水分儀傳感器

無效

• 申請號: 87100290
• 申請日: 1987-01-13
• 公開（公告）號: CN1004581B
• 公開（公告）日: 1989-06-21
• 發明（設計）人: 凌保明
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 代理公司: 浙江大學專利代理事務所
• 代理人: 陳禎祥

本水份儀傳感器是采用電阻原理對被測顆粒物如稻谷、麥子等的水份作插入采樣測量的一種新型設計。它具有與常見結構型水份儀不同的三個特點：１．插入式，插桿端部的采樣杯可插入被測物盛器如麻袋、籮框內直接采樣測試；２．內裝測力傳感器，在一定的夾緊力下讀取采樣杯內被測物的水份值；３．內裝測溫元件，實現溫度測量及溫度誤差補償。本傳感器工作穩定，可靠性好，測量精度高，采樣測試操作簡便、省時。

本發明屬于測量顆粒物如稻谷、麥子等的水份含量的一種插入式結構型水份儀傳感器。

現代種子研究，谷物的收購、保藏，醫用藥品如藥丸、藥片和某些化工原料等都需要測量或控制其水份含量（即濕度），常常還需要同時測定其溫度。對于水份或濕度測試技術，國內外均相當重視，已有不少公司和廠家生產多種濕度計。現有的水份儀或濕度計在原理上大致可分為兩大類：結構型和物性型。

結構型水份儀是基于待測物的電阻率或電容率隨其水份含量變化而變化的原理工作的。用一定結構的采樣容器並形成電極，量取或秤取一定量的待測物樣品，放入采樣容器，把電極間的電阻或電容經電路轉換獲得電壓輸出，用百分比含水量或相對濕度的形式進行顯示達到測量的目的。典型的結構型電阻法測量的水份儀目前要算是日本“Kett Rlectric Laboratory”生產的“Riceter Model L”型，如圖7所示。它是小型臺式裝置，數字顯示。用量盤采樣，采樣量小（約為15顆稻谷），用簡單的螺紋夾緊方式將谷物等樣品夾緊，谷子常被碾碎，碾碎程度無法控制，又無測力裝置，夾緊力大小完全憑操作者的經驗而定。由于電阻法測量谷物等的水份受極板間壓力大小的影響較大，因而它的測量準確度受人為因素的影響較大，此外它的采樣量小也使測試結果的代表性顯得不足。

物性型水份儀是利用某些材料如濕敏陶瓷、濕敏電解質或濕敏高分子材料等的物理性質（如電阻率）隨其本身含水量變化而變化的特性所制成的濕敏元件，按具體的測試對象和條件構成某種裝置進行水份或濕度測試。丹麥農民電子化有限公司（Farmer Tronic A/S）的大米自動測量器（Ricematic）和瑞士Novasina公司的Sword Probe SS型濕度計是屬于這一類的儀器，如圖8和圖9所示。由于物性型濕敏元件工作時需要經歷一個吸濕過程，所以這類儀器的測試時間較長，又因濕敏元件在工作時經常反復去濕（清洗）和吸濕，傳感器的使用壽命不如結構型的好，此外儀器的測量精度受濕敏元件長期穩定性不足的限制。

本發明的任務是力圖實現一種使用方便、省時、采樣量大和測量穩定準確的水份儀傳感器。要求它能滿足現場測試的工作條件，能夠直接對倉庫貯藏的、盛在籮框中的、麻袋內的或別的容器里的谷物或其它顆粒狀待測物進行方便、快速采樣並獲得準確測量結果，使它不僅能廣泛應用于谷物打曬場、糧食收購站、糧庫或其它現場的水份（濕度）檢測，也能適用于實驗室研究工作的需要。

本發明的中心內容是裝有測力傳感器和測溫元件的桿件結構型插入式水份儀傳感器。具有一個尖頂頭部，以便插入待測物，在緊靠頭部后面有一個采樣杯，在采樣杯處裝有兩個電極板，另件（4）與尖頂頭部一起可前后伸縮運動而無轉動，在插入采樣前使另件（4）與采樣杯口接合，以阻止插入過程中被測物進入采樣杯，當尖頂頭部插入被測物並到達所測位置時，使另件（4）前伸，讓它與采樣杯口間有一定空隙，被測物即可方便地進入采樣杯，裝滿后再使另件（4）后縮，夾緊采樣杯內的被測物，其夾緊力大小用彈簧環粘貼上應變片所構成的測力傳感器測定，保證各次測量數據是在相同的夾緊力下取得。另件（4）的軸向位置可由手柄（20）上的標尺和拉桿（26）上的指示桿（28）來指示，便于判斷被測物在采樣杯內的裝填情況。另件（4）的前伸和后縮運動以及對采樣杯內被測物的夾緊力系通過由手柄（20）、手輪（35）、鍵（34）、軸套（33）、絲桿（30）和螺母套筒（29）組成的運動施力裝置來實現。利用兩個極板間電阻的大小與被測物含水水量（濕度）大小的依賴關系，把該電阻經測量電路轉換成電量（如電電壓）輸出，進而顯示被測物的含水量（濕度值）。

為測定被測物的溫度和補償水份（濕度）測量中的溫度誤差，在靠近采樣杯后面的地方安裝一個測溫熱敏電阻器，通過測量電路獲得電量輸出以顯示被測物所處溫度並實現溫度誤差補償。