СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ЗЕРНА ЗЕРНОВЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР Российский патент 2011 года по МПК G01N22/04 

Изобретение относится к исследованию и анализу материалов, а именно к способам определения влажности зерна зерновых сельскохозяйственных культур, в том числе подсолнечника, кукурузы и рапса.

Известны способы определения влажности зерна сельскохозяйственных культур с помощью емкостных влагомеров (Лисовский В.В., Современные методы экспрессного измерения влажности сельскохозяйственных материалов // Вести национальной академии наук Беларуси, серия аграрных наук, №2, 2006, с.102).

Известен способ определения влажности зерна сельскохозяйственных культур по поглощению радиоволн сверхвысокой частоты при их прохождении через эти материалы (Бензарь В.К. Техника СВЧ-влагометрии, Мн., 1974, с.352).

Известен способ определения влажности зерна сельскохозяйственных культур, основанный на изменении характеристик электромагнитного поля, взаимодействующего с влажным материалом (Лисовский В.В., Современные методы экспрессного измерения влажности сельскохозяйственных материалов // Вести национальной академии наук Беларуси, серия аграрных наук, №2, 2006, с.102).

Однако эти способы позволяют определять влажность в уже убранной и подготовленной для переработки сельскохозяйственной продукции и не позволяют принять оптимальное решение о моменте начала и сроках уборки урожая, которые связаны, в том числе, с тем, что на элеваторы принимается зерно с влажностью, не превышающей 6-8%, и при превышении этого показателя зерно доводится до кондиции с помощью сушильных агрегатов, что приводит к удорожанию себестоимости продукции.

Техническим результатом является возможность дистанционно осуществлять оперативный контроль влажности зерна зерновых сельскохозяйственных культур (подсолнечника, кукурузы, рапса и др.), произрастающих непосредственно на полях.

Технический результат достигается тем, что измеряют мощность СВЧ-излучения, отраженного от исследуемого соцветия зерновой сельскохозяйственной культуры (подсолнечника или кукурузы или рапса и др.), сравнивают с мощностью СВЧ-излучения, отраженного от соцветия зерновой сельскохозяйственной культуры, с известной (базовой) влажностью, например 7%, и с помощью калибровочной кривой, связывающей изменение мощности СВЧ-излучения, отраженного от соцветия зерновой сельскохозяйственной культуры, с влажностью сельскохозяйственного материала (семена подсолнечника или зерно кукурузы или семена рапса и др.), определяют влажность зерна (семян) сельскохозяйственной культуры.

Ниже приведен пример осуществления изобретения.

Пример. Дистанционное измерение влажности семян подсолнечника, произрастающего непосредственно на поле.

Измерения изменения отраженной мощности СВЧ-излучения (т.е. коэффициента отражения как отношения отраженной мощности к излученной) осуществляют с помощью установки, представленной на фиг.1, где 1 - индикатор КСВН и ослабления Я2Р - 67; 2 - генератор качающейся частоты (ГКЧ); 3 - волноводный переход; 4 - направленный детектор излученного сигнала; 5 - направленный детектор отраженного сигнала; 6 - рупорная приемо-передающая пирамидальная антенна. Измерения отраженной мощности проводят дистанционно от соцветий подсолнечника.

Снимают калибровочную кривую, связывающую изменение мощности отраженного СВЧ-излучения от сельскохозяйственной культуры (Дб) с влажностью сельскохозяйственного материала (% об.). Для этого в качестве объекта с базовой влажностью выбирают соцветие подсолнечника с влажностью семян 7%, измеренной емкостным влагомером, и измеряют мощность отраженного от него СВЧ-излучения вышеуказанным прибором. Далее измеряют изменение отраженной мощности СВЧ-излучения также вышеуказанным прибором от соцветий с другой влажностью, также измеренной емкостным влагомером. Полученная экспериментально калибровочная кривая приведена на фиг.2, где по оси абцисс отложена объемная влажность семян подсолнечника (D), а по оси ординат отложено отношение модуля коэффициента отражения СВЧ-излучения от соцветия подсолнечника при данной влажности к модулю коэффициента отражения СВЧ-излучения от соцветия подсолнечника при базовой влажности семян подсолнечника 7%

где

Ротр - отраженная от объекта мощность СВЧ-излучения,

Рпад - мощность излучения, падающая на объект,

Ротр0 - мощность СВЧ-излучения, отраженная от соцветия подсолнечника, при базовой влажности семян подсолнечника 7%.

Для измерения влажности исследуемой сельскохозяйственной культуры измеряют изменение отраженного от нее СВЧ-сигнала относительно СВЧ-сигнала, отраженного от соцветия с базовой влажностью. Далее в соответствии с калибровочным графиком по изменению мощности отраженного СВЧ-сигнала определяют влажность семян подсолнечника.

Аналогичные результаты получают при определении влажности зерен кукурузы и семян рапса.

Изобретение относится к исследованию и анализу материалов, а именно к способам определения влажности зерна зерновых сельскохозяйственных культур, в том числе подсолнечника, кукурузы и рапса. Техническим результатом является возможность дистанционно осуществлять оперативный контроль влажности зерна зерновых сельскохозяйственных культур, произрастающих непосредственно на полях, и принять решение о моменте начала уборки урожая. В предложенном способе измеряют мощность СВЧ-излучения, отраженного от исследуемого соцветия зерновой сельскохозяйственной культуры, и сравнивают с мощностью СВЧ-излучения, отраженного от соцветия зерновой сельскохозяйственной культуры с известной или базовой влажностью, например 7%, и при помощи калибровочной кривой, связывающей изменение мощности СВЧ-излучения, отраженного от соцветия зерновой сельскохозяйственной культуры, с влажностью сельскохозяйственного материала, определяют влажность зерна. 2 ил.

1. Способ измерения влажности зерна сельскохозяйственных культур, характеризующийся тем, что измеряют мощность СВЧ излучения, отраженного от исследуемого соцветия зерновой сельскохозяйственной культуры, сравнивают с мощностью СВЧ излучения, отраженного от соцветия зерновой сельскохозяйственной культуры с известной (базовой) влажностью, и с помощью калибровочной кривой, связывающей изменение мощности СВЧ излучения, отраженного от соцветия зерновой сельскохозяйственной культуры, с влажностью сельскохозяйственного материала, определяют влажность зерна (семян) сельскохозяйственной культуры.

2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что в качестве сельскохозяйственной культуры используют или подсолнечник, или кукурузу, или рапс.

3. Способ по п.1, характеризующийся тем, что в качестве базовой влажности используют влажность 7%.