采样管(杆)插入式水分仪传感器制造技术

一种基于电容原理的采样管（或杆）插入式水分仪传感器，锥形采样管（或杆）可对封口包装麻袋内的粮食等被测物直接插入采样测量而不损坏麻袋。微机信号处理，数字显示被测水分值，免除了常规的粮食采样管只能采样不能测量的缺陷。内装测温元件用作温度测量及水分测量中的温度误差补偿。仪器工作可靠，操作方便省时，成本低，是粮食贮藏、收购和贸易等部门的有用工具。（*该技术在2002年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于测量颗粒物水分的仪器设备，涉及采样管(杆)插入式水分仪传感器。现有插入式颗粒物水分仪传感器，见本申请人的专利技术 (8710290.6)。现场使用既方便又准确，但上述专利的结构特征适用于非封口包装麻袋内粮食等颗粒物的水分测量。而仓库粮食贮藏较多采用麻袋封装，成包叠放；粮食调运亦多用麻袋封装后运输。而大量封装麻袋内的粮食经常需要对其水分进行抽检测量。这种封口麻袋内粮食测量水分的方法，长期以来传统采用带有轴向开口槽的钢或铁制圆锥形采样管，从麻袋的编织网格中插入采样，采样方便，并不损坏麻袋。将采到的样品用烘箱在105℃条件下烘干以测定水分。但从采样到测定水分的过程不仅需要4～5小时，而且需要烘箱设备和用电，既费时又不经济。本技术目的是在现有开口槽采样管(杆)基础上，实现采样与测定水分为一体的插入式水分仪传感器，不需要烘箱设备，即可对封装麻袋内粮食等颗粒物直接进行快速方便准确地采样和测定水分。为实现上述目的采取以下方案在开有口槽的采样管上装有两个相互绝缘的电极1和电极3，分别与安装在电路板5上的测量电路相连，测量电路又与带微机的信号处理电路及显示器连接。电路板5装在采样管尾部中空的手柄内，手柄尾部装有插座，经插头、电缆与微机信号处理电路和显示器相连。利用两电极间电容大小与被测物水分的依赖关系，把电容值经测量电路转换成电量(如频率或电压)输出，再经信号处理，显示出被测物的水分。这种插入式水分仪传感器，亦可在绝缘实心圆锥杆21的外表面上纵向设有几条金属薄带22，将金属薄带经并联连接组成一对电极1和3，钢(或铁)制实心锥尖零件20与圆锥杆21前端相嵌胶粘固定，圆锥杆21与其尾部中空手柄7均用绝缘材料同时模制成型，电路板5装在实心杆尾部的中空手柄内，手柄尾部装有插座，经插头、电缆与微机信号处理电路和显示器相连。方案中，也可把传感器测量电路、微机信号处理电路和显示器全部结合安装在传感器手柄部位，省去中间连接电缆。显示器的外壳作为容易握持和操作的手柄的一部分25。上述方案的优点由于采用尖细采样管从封装麻袋网格中插入麻袋内，粮食等颗粒物即从开口槽进入采样管内，在电极1和电极3之间填满被测物，二电极即可感受到由被测物引起的电容信号，再经测量电路、信号处理电路即可快速显示出被测物水分。本方案不损坏麻袋，集采样与测水分于一体，结构紧凑，测量方便、准确。 附图说明图1.本技术是实施例1的采样管插入式水分仪传感器结构图，图中中心电极为金属细杆；图2.图1的俯视图；图3.图1的A－A剖视图；图4.图1的B－B剖视图；图5.实施例2的采样管插入式水分仪传感器结构图，图中中心电极为经蚀刻的双面铜箔板； 图6.图5的俯视图；图7.图5的C－C剖视图；图8.实施例3的采样管插入式水分仪传感器结构图，图中中心电极为金属细杆，管上有两条对称的开口槽；图9.图8的D－D剖视图；图10.实施例4的采样管插入式水分仪传感器，中心电极为金属细杆，其中一条开口槽用玻璃钢或其它绝缘材料包封并恢复原状；图11.图10的E－E剖视图；图12.实施例5的采样管插入式水分仪传感器，管子在开槽后分为两半再绝缘连接固定恢复原状，管子的两半为传感器电极；图13.图12的俯视图；图14.图12的F－F剖视图；图15.实施例6的采样管插入式水分仪传感器，采样管、手柄、两细长薄金属带电极由模具成型制造；图16.图15的G－G剖视图；图17.实施例7的采样杆插入式水分仪传感器，实心杆、轴向电极结构；图18.图17的H－H剖视图；图19.实施例8的采样杆插入式水分传感器，实心杆、周向电极，显示器即为手柄的结构；图20.图19的I－I剖视图；图21.图19的J－J剖视图。参照附图说明实施例实施例1 锥形采样管为钢(或铁)制造，管的一侧为开口槽S，见图2.在管的中央沿轴向有一条金属细杆3，金属细杆用绝缘零件2、4、11与锥形管相互机械固定，但电气绝缘，如图1、图2、图3、图4所示。锥形管和细杆3构成被测物采样器，即电容式水分仪传感器的两个电极1和3。称锥形管为外电极，金属细杆3为中心电极。两个电极的引线接至安装于手柄处锥形管，内部的测量电路板5上，测量电路经手柄末端的插座9及相应的插头、电缆与水分仪微机信号处理、显示器相连。手柄由锥形管的尾部，手柄套筒6、后盖8、手柄外套7所组成。在绝缘支承块4中，装有测温元件10，如热敏电阻等，其引出线也接至测量电路板5上，经测量电路测温，微机信号处理，实现水分测量中温度误差的自动补偿。实施例2把例1中的金属细杆3改用双面铜箔板G，铜箔板安装于锥形管中，铜箔板两铜箔面F处在锥形管的轴线方向上，如图5、图6所示。铜箔板G下部两侧的铜箔用蚀刻去除，上部两侧的铜箔面F短路连接，成为传感器的中心电极，锥形管为外电极。铜箔板的前端和后端分别由绝缘零件2和4支持固定，中部两处用绝缘片11和12固定。本实施例的其余部分与例1完全相同。实施例3把例1中的锥形采样管，在已有开口槽S的另一侧对称地再开一条口槽V，如图8、图9所示。金属细杆3用绝缘零件2、4和11绝缘固定在锥形管上，除增加一条开口槽V外，与例1的区别仅仅在于绝缘零件11是横插固定在锥形管上，起到支持金属细杆在其中部段不致于弯曲变形的效果，又提高了锥形管中段的刚度。本实施例的其余部分与例1完全相同。本实施例的优点是，在锥形采样管直径相同的条件下，采样杆的横截面积减小了，这有利于设计较大直径的采样杆传感器，实现对较大直径的颗粒物的水分测量；缺点是采样杆从麻袋内拔出时，被测物不能停留在采样管内而自然地撒落下来，但实际使用对此缺点往往不必重视。实施例4对例3的锥形管，在两侧对称开槽以后，将其中一条开口槽用玻璃钢或其它硬质绝缘材料用模具成型填封，外形恢复至开槽前的形状。成型时将一金属细杆3设置在采样管轴线方向上，它由所填封的绝缘材料与采样管整体支承固定，如图10、图11所示。金属细杆与锥形管相互绝缘，成为传感器的一对电极。其余与例1、例3相同。本实施例的金属细杆即中心电极3，因为是整体支承固定的，所以中心电极刚性很好，测量时不会变形挠曲。此外，可采用很细的金属细杆，甚至是细金属导线，这样有利于增加锥形采样管开口槽内的被测物采样量，有利于提高测量精度，同时避免了例3两侧开槽采样管在使用上的缺点。实施例5对于例3的两侧对称开槽的锥形采样管传感器，去除中心电极3。在开口槽的前端和后端，将管子的一侧15相对于另一侧14分割开来，然后用绝缘零件2和4再把锥形管两侧14和15绝缘连接固定，中部用绝缘零件11支撑，以提高锥形管中段的刚度，其外形恢复至两者分割之前的形状，如图12、图13、图14所示。这样锥形管相互绝缘的两部分14和15就构成了采样杆传感器的两个电极。将此两电极分别用导线接至测量电路。本实施例的显著优点是省去了中心电极，结构简单、成本最低；此外它兼具例3所述传感器的优点和缺点。实施例6锥形采样管改用玻璃钢或其它硬质绝缘材料经模具成型制造如图15中的零件17，在管的尖端部镶嵌一钢(或铁)制锥尖套筒18，锥尖的轴线位于采样管的轴线上，如图15。金属锥尖18可防止玻璃钢材料采样管前端在长期使用时的磨损或损坏。不安装中心电极，手柄套筒6和手柄外套7与锥管17一同模具成型，为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水分仪传感器，有一个开口槽的采样管及与带微机信号处理的显示器相连通的测量电路，其特征是在采样管上装有两个相互绝缘的电极［１］和［３］分别与测量电路相连，电路板［５］装在采样管尾部的手柄内，手柄尾部装有插座，经插头、电缆与微机信号处理电路和显示器相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：凌保明，卢志德，凌云，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]