Способ определения влажности зерновки и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК A01C1/00 G01N25/56 

Изобретение относится к сельскому хозйству и служит для определения качества семян и i-rx. физически-х свойств, в частности объема и влажности зерновки.

Цель изобретения - повышение точности и экспрессности определения влажности зерновки.

На фиг, 1 представлена измерительная камера устройства для определения влажности зерновки; на фиг, 2 измерительная схема устройства.

Способ измерения влажности осуществляется следующим образом.

Зерно помещают в рабочую жвдкость например, масло с температурой замер зания нюке, чем температура замерзания влаги в зерне.. Затем определяют объем рабочей жидкости V при положительной температуре t,, Далее рабочую жидкость вместе с зерном охлаждают до температуры tj , например до+40°С, и определяют объем рабочей жидкости при этойтемпературе. Тогда изменение объема лУ V2-V.| пропорционально коэффициенту объемного расширения f влаги зерна и разности температур At - , т.е,

V ut или AV K/-W At,

где W - количество влаги в зерне| коэффициент пропорциональности.

Устройство содержит первую 1 и вторую 2 измерительные камеры, которые выполнены идентичными и состоят из полого цилиндра 3, выполненного, например, из теплопроводного диамагнитного материала, поршня 4 с накидной гайкой 5, гайки-фиксатора 6 со стопорным винтом 7, термоэлектрической батареи 8 (и соответственно 9), кольцевого магнита 10, мембраны 11 с датчиком 12 (13) давления, датчика 14 (15) температуры, рабочей жидкости 16, теплоизоляционного стакана 17, основания 18 и разъема 19, первый коммутатор 20 с электронными ключами 21-25, источник 26 напряжения, преобразователь 27, в состав которого входит электронный переключатель 28, электронные ключи 29-32, конденсаторы 33 и 34, источник 35 напряжения, коммутатор 36 напряжений источник 37 опорного напряжения, .схема 2И 38 и эталонное сопротивле681232

ние 39,второй коммутатор 40 с электронными ключами 41-46, вычислительньй блок 47, вьшолнэнный, например, в виде реверсивных счетчиков 48-50,

5 множительно-делительного устройства. 51 и электронного ключа 52, блок 53 идентификации, содержащий, например, дешифраторы 54-56 цифрового кода в семисегментный код и цифровые индика0 торы 57-59,и блок 60 управления,выполненный ,например,в виде формирователя 61 импульсов, ждуш;его управляемого генератора 62 импульсов и распределителя 63 импульсов. В рабочую жид5 кость 16 первой измерительной камеры 1 помеш;ен объект 64 измерения,

В верхней внутренней полости цилиндра 3 камер 1 и 2 свободно перемещается поршень 4,, шток которого вво20 рачивается в центральное резьбовое отверстие гайкой 5. Это резьбовое сочленение выполнено с направлением, противоположным направлению резьбового сочленения гайка 5 - цилиндр 3

25 (левая и правая резьба), Перемещение поршня 4 осуп ;ествляется вворачивннием или выворачиванием гайки 5. В цилиндре 3 имеется наклонное отверстие 65 с малым диаметром, через

Р которое выходит воздух в процессе перемещения вниз поршня 4, Б нижней полости цилиндра 3 защемлена мембрана 1 1 „ Защемление герметичное-. На мембране 11 установлен датчик 12 (13) давления. На внутренней поверх ности цилиндра 3 закреплен датчик 14 (15) температуры. Выводы от датчиков подключены к выводам разъема 19, установленного в отверстие нижнего торца цилиндра 3. Цилиндры 3 измерительных камер 1 и 2 крепятся путем вворачивания их в специальные отверстия основания 18,

Термоэлектрические батареи 8 и 9 измерительных камер 1 и 2 подключены одними из своих полюсов к точке нупевого потенциала, а другими через электронный ключ 21 первого коммутатора 20 к одной из клемм .источника 26 напряжения, другая клемма которо50 го также соединена с точкой нулевого потенциала. С ней же соединены и одни из выводов датчиков давления 12 (13) и температуры 14 (16), другие вьгаоды которых через электронные ключи 23,

55 24, 22 и 25 первого коммутатора 20 подключены к входу 66 электронного переключателя 28 преобразователя 27 сопротивления в код. Выход электронлого переключателя 28 соединен с. одним из выводов эталонного сопротивления 39, другой вывод которого под.ключен к точке нулевого потенциала. Выход электронного переключателя 28 в свою очередь непосредственно подключен к одной из обкладок конденсатора 33, другая обкладка которого соединена с точкой нулевого потенциала С ней же соединена одна из обкладок конденсатора 34, другая обкладка которого подключена через электронный ключ 31 к выходу электронного переключателя 28, который соединен через электронньй ключ 29 с одним из входов коммутатора 36, другой его вход соединен с одним из полюсов источника 37 опорного напряжения, другой полюс которого соединен с точкой нулевого потенциала. Входы компаратора 36 напряжений соединены между собой через электронный ключ 32. Выход -коммутатора 36 соединен с одним из входов элемента 2И 38, выход которого соединен с входами электронных ключей 41-46 второго коммутатора 40, причем выход электронного ключа 41 соединен с первым информационным входом счетчика 48 вычислительного блока 47, второй информационный вход icoToporo подключен к выходу электроНного ключа 42. Выход электронного ключа 43 соединен с первым информационным входом счетчика 49 вычислительного блока 47,второй информационный вход которого соединен с выходом электронного ключа 44. Выход электронного ключа 45 соединен с первым информационным входом счетчика 50 вычислительного блока 47, второй информационный вход которого соединен с выходом электронного ключа 46. Выход формирователя 61 импульсов блока 60 управления подключен к входу ждущего управляемого генератора 62 импульсов, выход которого соединен с одной стороны с другим входом элемента 2И (преобразователя) 38, а с другой стороны - с входом распределителя 63 импульсов, nepBjiie выходы которого соединены с управляющими входами электронных ключей 21-25 первого коммутатора, вторые выходы - с управляющими входами электронного переключателя 28 и электронных ключей 29-32 преобразователя 27 сопротивления в код, третьи выходы - с управляющими входами электронных ключей 41-46 второго

2681234

коммутатора 40, четвертые выходы с управляющими и установочньпчн входами счетчиков 48-50, множительноделительного устройства 51 и управ, ляющим входом электронного к.пюча 52 вычислительного блока 47. Выход счетчика 48 соединен с одним из информационных входов множительно-делительного устройства 51, другой Q информационный вход которого подключен через электронньй ключ 52 к выходу счетчика 49. Выход множительноделительного устройства 51 подключен через дешифратор 54 к входам цифроjr вого индикатора 57 блока индикации. Выход счетчика 49 подключен через дешифратор 55 к входам цифрового индикатора 58, а выход счетчика 50 через дешифратор 56 - к входам цифрового индикатора 59.

20

Устройство работает следующим образом.

В измерительные камеры 1 и 2 наливаются равные объемы рабочей жид25 кости 16. Это достигается путем выворачивания накидной гайки 5 с поршнем 4 в измерительеых камерах 1 и 2. Затем в одну из измерительных камер 1 помещают зерно и устанавливают поршень 4 в исходное положение,

30 вворачивая накидную гайку 5 до упора в гайку 7, которая является ограничителем. Положение гаек 7 устанавливается в процессе предварительной тарировки измерительных камер 1 и 2, т.е. тогда, когда в рабочую жидкость 16 камеры 1 не помещено зерно 64 и при завернутых поршнях 4 разность давлений в камерах (а, следовательно, и сопротивлений тензорезисторов, так как они приняты идентичными), равна нулю.

Так как жидкость практически несжимаема, то при завернутых до упора накидных гайках. 6 камер 1 и 2 45 разность давлений в камерах 1 и 2 пропорциональна объему -вытесненной зерном жидкости, т.е. разностный сигнал значений сопротивлений 12 и 13 тензорезисторов несет информацию 50 об объеме зерна 64. Эта разность с помощью первого коммутатора 20, пре-. образователя 27 сопротивления в код, второго коммутатора 40, блока 63 управления и вычислительного блока 47 5 (счетчик 50) преобразуется в код и отображается на цифровом индикаторе 59 блока 53 индикации.Таким образом, одна из измерительных камер (каме51pa 2) выполняет функцию компенсационного эталонного элемента. Значение температуры внутри измерительных камер 1 и 2 или разность между ними измеряется с помощью первого коммута тора 20 преобразователя 27 сопротивления в код, второго коммутатора 40 и вычислительного блока 47 (счетчик 49) и отображается на цифровом индикаторе 58 блока 53 индикации. При определении влажности зерна с помощью измерительной камеры 1 (посредством установки порщня 4 при помощи гайки 5) устанавливают нулевую разность давлений в камерах 1 и 2. Контроль в данном случае ведут по показаниям индикатора 59 блока 53 индикации. Затем счетчиком 49 фиксируют значение текущей положительной температуры t , при помощи термобата реи 8 первого коммутатора 20 и источ ника 26 охлаждают до температуры tj, при которой влага в зерне начинает расширяться, счетчиком 49 вычислител ного блока 47 определяют разность температур At t.- t, с помощью первого коммутатора 20 преобразовате ля 27 сопротивления в код, второго коммутатора 40 и вычислительного блока (счетчик 48) измеряют разность давлений (а, следовательно, и изменение объема камеры 1) и с помощью множительно-делительного устройства 51 рассчитывается количество влаги в зерне. Таким образом, изменяемая разность давления дР в измерительных камерах 1 и 2 пропорциональна изменению объема AV, т.е. , где Kj - коэффициент пропорциональности, а изменение объема пропорционально измеряемому количеству влаги и разности температур At, т.е. flV K -W-at, где Кз - коэффициент пропорциональности. Т.е. .ДР , где К . Kj - коэффициент пропор циональности, зависящий от конструкции измерительных камер, датчиков и т.д. Таким образом, количество влаги в зерне пропорционально измеря емой разности давлений и обратно пропорционально разности температур 236 Таким образом достигается повьшгение точности определения влажности зерновки, а также ее объема и темпе ратуры. Формула изобретения 1.Способ определения влажности зерновки путем ее увлажнения и последующего охлаждения, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения точности и экспрессности определения влажности зерновки, охлаждение ведут в магнитном поле до замерзания влаги зерновки, предварительно поместив ее в жидкость с температурой замерзания ниже, чем у воды, и по величине объемного расширения влаги зерновки после ее охлаждения определяют влажность. 2.Устройство для определения влажности зерновки, содержащее измерительную камеру, выполненную в виде цилиндра-хладопровода и охладителя, состоящего из термоэлектрической батареи и источника питания, блока индикации и измерительной схемы, отличающееся тем, что содержит дополнительную измерительную камеру, в которую введены источники постоянного магнитного поля, датчики температуры и давления, а измерительная схема имеет первьй и второй коммутаторы, преобразователь сопротивления в код, вычислительньй блок, блок управления, причем датчики давления и температуры подключены одним из выводов к точке нулевого потенциала, а другим через первый коммутатор к входу преобразователя сопротивления в код, выход которого присоединен через второй коммутатор к входу вычислительного блока, выходы которого подключены к входам блока индикации, входы блока управления соединены с управляемыми входами первого и второго коммутаторов , преобразователя сопротивления в код и вычислительного бло ка.

X

&

/ /

7

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Цель изобретения - повышение точности и эспрессности определения влажности зерновки. Зерновку помещают в рабочую жидкость с температурой замерзания ниже, чем температура замерзания ее влаги. Затем зерновку охлаждают в магнитном поле и. по величине объемного расширения влаги зерновки после ее охлаждения определяют влажность. Для осуществления способа в устройстве предусмотрены измерительные камеры 1 и 2 для определения разности давлений, которая пропорциональна изменению объема. В свою очередь изменение объема пропорционально количеству влаги в зерновке и разности температур . Давление измеряют при помощи датчиков 12 и 13. Температуру определяют с помощью датчиков 14 и 15. Разность температур и давлений опрес 16 деляют посредством вычислительного (Л блока 47 и счетчиками 48 и 49. Множительное делительное устройство 51 позволяет определить количество влаги в зерновке и вывести показания на индикатор 58. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. IN а 00 ю со