种子含水量测试仪设计要点解读.docVIP

摘要 粮食水分含量是粮食储藏和加工中一个重要的环节，如何快速准确地测定是企业降低生产成本、提高生产效率的需要，目前有多种测量方法，但各有优缺点。在分析粮食的介电特性的基础上，提出了基于脉宽测量的电阻比值法的测量方法，详细介绍了它的测试原理、硬件结构和软件流程。该测定仪具有测量精度高、低功耗、便于携带、操作方便、人机界面友好等特点。 第1章 绪 论 1 1.1研究背景及意义 1 1.2国内外研究现状 2 第2章 系统基础和概述 4 2.1方案设计与论证 4 2.2系统控制器介绍 4 2.3 555集成定时器的介绍 7 2.4液晶显示模块的介绍 8 2.5EEPROM存储器的介绍 9 2.6电机驱动芯片的介绍 10 第3章 系统硬件设计 11 3.1系统基本组成 11 3.2电机驱动模块 12 3.3EEPROM存储器模块 13 3.4信号调理电路模块 13 3.5显示模块 15 3.6键盘模块 16 3.7单片机模块 17 3.8电源模块 18 结论 18 致谢 19 参考文献 20 第1章 绪 论 1.1研究背景及意义 粮食问题是涉及到每一个国家国计民生的重大课题，粮食水分检测对粮食的收购、输、储藏、加工贸易都具有十分重要的意义。粮食的水分是指粮食中含有的自由水和结合水的总称。粮食水分含量的多少有着两种不同的意义, 一方面含有适当水分是粮种维持生命和保持粮食固有的色、气、味、种用品质及食用品质所必须的; 另一方面水分影响粮食贮藏和加工。一般说来, 水分含量愈高, 粮食的新陈代谢强度愈大, 呼吸作用愈旺盛,结果消耗干物质并生产大量热能, 给霉菌、细菌和昆虫的生长繁殖提供条件, 不但降低粮食的营养价值,而且影响粮食加工与食用品质, 严重时会导致发霉变质, 造成巨大的经济损失。粮食在储藏过程中。若水分含量增加，其酶活力上升呼吸作用增强储藏稳定性随之减弱当水分增加到一定程度时，粮食开始发芽。这主要是由粮食中的游离水造成的，只有粮食的含水量下降到合水的范围内，粮食籽粒才能处于休眠状态，生命活动减到最低限度。在粮食加工过程中要求粮食的含水量适宜，过高过低都会影响粮食的物理性质和工艺品质，对加工不利。例如制米若粮食水分过高，稻粒硬度低，容易碾碎，碎米增多，出米率降低；若粮食水分过低，稻粒硬度高也容易产生碎米，降低出米率。所以说粮食水分既是流通环节按质论价的依据, 又是粮食安全储藏和粮食加工的配备根据。在我国,由于水分检测技术的不完善,每年有数百亿斤的粮食因水分含量过高在运输和储藏过程中霉烂变质,造成了巨大损失。而粮食水分过低,减少了粮食重量,影响粮食品质。因此,水分一直是粮食的一项重要质量指标。准确的测量粮食中所包含的水分对于我国的农业生产和储藏有着重要意义。 传统的直接水分测量法周期长，难以满足现代生产对速度和连续化的要求，而非电量的电测方法是比直接法更高效的水分测量方法，当前应用十分广泛。粮食水分检测方法原理上可以有：电阻法、电容法、中子法、微波法、红外法、核磁共振法等。考虑物料对象特性，红外法主要用于表面水分测量，多见于纸张水分检测中；中子法和核磁共振法基于水分中氢原子效应，系统复杂，造价高，不能体现检测对象的专用性。微波法是利用水对微波能量的吸收或作用于粮食的微波参量随水分变化的原理进行水分测量，其测量值与物料成分有关，测量电路及信号处理较复杂，价格偏高。电阻方法因其快速、准确、成本低的特点一直是最常用的水分测量方法，但由于电阻方法存在信号强度小、取样要求高、抗干扰性较差等缺陷，近年来出现了许多新的基于电阻测量原理的创新方法，如两量程直流电阻法，脉冲电阻法，复阻抗分离法，交流阻抗法等[2]。 本设计在上述研究的基础上，创新地提出基于脉宽测量的电阻比值法和测量信号的数据处理方法，能够快速准确地对水分进行测试。 1.2国内外研究现状 粮食水分的检测方法概括起来可分为无损检测和有损检测两大类。无损检测是指在不破坏待测物原来的状态和化学特性等前提下，通过粮食本身的物理、光学、化学特性来测其含水量，有损检测是指在测量过程中待测物粉碎或发生了化学变化，致使其不能保持原来的形状或组成。在这两类中，无损检测的方法更经济、快捷，发展也最为迅速，是当今世界水分测试的主流。 (1) 粮食水分无损检测的主要方法[3] 直接干燥法是指将待测样品置于烘箱中，根据ASAE标准，在130℃的温度下保持19h，测量前后的质量差即为其水分含量。 电容法是根据水分含量的变化势必引起电容量变化的原理，通过测量与样品中水分变化相对应的电容变化即可知粮食的水分含量。 红外线加热干燥法是利用红外线加热样品使其失水，从而达到测量水分含量的目的。 微波加热法是利用微波炉的磁控管所产生的2450MHz 或915MHz 的超高频率微波快速振荡粮食中的水分子，使分子