带恒温箱自动控制系统低温粮食动态检测仪技术方案

本发明专利技术公开了一种带恒温箱自动控制系统低温粮食动态检测仪，在低温工作环境下低温粮食湿度动态检测仪的设置包括有：一设置-45℃的环境温度下，在检测粮食水分的湿度和温度传感器模块，被检测的粮食通过带恒温控制的传感器的进料斗进行湿度和温度的检测，检测完成后，由出料口排出；一主机控制单元，包含有显示装置、通信装置、按键装置等，集成设置在湿度检测仪的壳体内；一电源和电机控制单元，电源模块负责给整个低温粮食湿度动态检测仪提供能源，电机则是提供动力来源。本发明专利技术设备可实现在-45℃以内环境温度下对不同品种粮食进行湿度检测，极大地提高了粮食水分检测的竞争力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及低温粮食湿度动态的检测
，具体涉及一种可以在-45°C以内低温环境下使结晶体的粮食根据温度的不同，用不同的时间让粮食的结晶体软化，便于检测水分的低温粮食湿度动态检测仪。
技术介绍
我国是世界上人口最多的国家，土地面积广阔，最冷的产粮地区最低气温达到-45°C左右。同时我国也是世界上粮食消费最多的国家。我国由于人口众多、资源相对匮乏、对不同区域不同气候粮食安全问题，是关乎到我国国计民生的一个重大课题，而粮食问题中的一个较为迫切的问题便是对粮食中所含水分进行检测，使得粮在不同的环境下便于保管。 在粮食生产加工过程中，粮食中的水分含量是一个重要的参考量，粮食的水分一般指的是粮食中所含有的自由水和结合水，自由水也叫游离水，存在于粮食的细胞间隙和毛细管中。它具有普通水的性质，在粮食中很不稳定，常随着环境的温度和湿度的变化而增减；结合水存在于细胞内，与淀粉、蛋白质等亲水胶体牢固地结合在一起。结合水的性质较自由水稳定，不易随着环境的温度和湿度的变化而增减。在粮食水分检测中，一般检测的是自由水的含量。在我国，由于相关的水分检测技术和配套设备的不完善，每年有大量的粮食因此在储存和运输过程中霉烂变质，造成了巨大的损失。因此，水分一直是粮食的一项重要质量指标。准确而又快速的检测粮食中所包含的水分，对于我国的农业生产和储藏以及经济效益都有重要意义。粮食水分检测技术在近几十年来得到较快的发展，前苏联、日本和欧美一些国家在这方面都有不少的研究。国外开展这方面技术上比较先进的有日本KETT研究所、美国的Denver公司等，都面向市场推出了不少的粮食水分检测仪器。但是由于它们的检测仪在-10°C以下的环境温度时就不可以准确的检测粮食含水率了。我国在粮食水分检测方面起步相对较晚，且在前期多是吸收和借鉴前苏联的一些较好的技术方法。近来随着经济和社会的发展，粮食水分检测技术得到了较快的发展。目前在上海、武汉、山东、湖南等地都有相关的生产、研制单位。国内一些科研院所和高等院校在这方面做了不少的研究，也推出了不少面向市场的产品。比如沈阳工业大学在电容式粮食水分仪方面的研究，武汉凯特电子推出的DRCS和LSSC系列的粮食水分检测产品。这些产品一般多是在常温下的测量，对于实现低温环境下自动化和智能化、连续操作，则难以达到要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种能够在低温环境下在线、连续地对粮食湿度进行动态检测的低温粮食湿度动态检测仪。本专利技术所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现带恒温箱自动控制系统低温粮食动态检测仪，其特征在于包括一湿度检测仪壳体，所述的湿度检测仪壳体内安装有一主机控制模块，还包括一电源模块及电机控制电路模块，所述的电源模块负责给整个低温粮食湿度动态检测仪提供能源，所述的电机控制电路模块为整个低温粮食湿度动态检测仪提供动力。所述的主机控制模块连接有显示模块、温度信号采集模块、湿度信号采集模块、按键控制模块、计算机串口通信模块、蜂鸣器模块及程序下载端口电路控制模块。 所述的主机控制模块包括一单片机。所述的显示模块采用一 128*64液晶显示器作为显示模块的核心显示元器件，可以在低温环境下实时在线、动态地显示粮食湿度检测仪工作的状态，包括被测量粮食的品种(稻谷、大豆、玉米、小麦、高粱等)、测量/校正两种状态的选择、误差的大小(在北方较干燥地区通过误差调整来修正检测值)、湿度含量、被测粮食的温度和湿度等数据信息；所述的温度信号采集模块电路所采用的传感器为美国DALLAS公司生产的DS18B20数字温度传感器，具有结构简单，不需要外接电路，该传感器采用单线接口方式，具有“一线总线”的结构特点，可用一根I/O数据线既供电又传输数据。DS18B20具有三根引脚，分别是VCC、DQ和GND。DS18B20只需要通过DQ引脚连接到单片机的一个I/O引脚，由于单总线为开漏，所以需要外接一个4. 7k的上拉电阻；GND与VCC引脚分别接地和接电源。DS18B20数字温度传感器在与单片机连接时仅需要一条口线即可实现单片机与DS18B20数字温度传感器的双向通讯，且由该数字温度传感器组成的温度测量单元体积小，便于携带、安装，同时，DS18B20的输出为数字量，可以直接与单片机连接，无需后级A/D转换，控制简单，测量精度较高。所述的湿度信号采集模块主要是对被测量的粮食中的水分的含量进行数据采集并把采集到的信号反馈给单片机，通过显示模块进行显示，湿度信号采集模块是采用电容法测量频率值，当粮食充满电容器时，由于粮食含水量的不同，引起电容极板间介质介电常数的改变，从而会引起电容值的改变，利用555时基电路，将被测的电容转变成与电容值成线性正比的矩形波，单片机能够接收这些矩形波，通过计算处理就可以得出粮食的水分，进而在128*64液晶显示器上显示出来，湿度信号采集模块主要由555时基电路构成的多谐振荡器电路，555时基电路的第二引脚和第六引脚与电容传感器相连作为输入端,输出第三引脚与ATMEGA128的PD7(T2)脚相连，将输出信号传送至单片机，第五引脚为电压控制端，经电容C2接地，以防止干扰的引入，当信号自第六引脚，即高电平触发输入并超过参考电平2/3VCC时,触发器复位,555的输出端3脚输出低电平，同时555定时器内部由三极管构成的放电开关管导通；当输入信号自2引脚输入并低于1/3VCC时,触发器复位,555的3脚输出高电平，同时放电开关管截止。R9、R10、R20以及罗拉(电容)均是定时元件，决定着输出矩形波正负脉冲的宽度，定时器的触发端2、6脚与电容相连，7引脚与电阻及二极管Dl相连，控制电容的充、放电，其中，二极管DI将电容的充、放电电路隔离，使输出矩形波的占空比可调(占空比在一串理想的脉冲周期序列中，正脉冲的持续时间与脉冲总周期的比值)，占空比 q=R9/(R9+R10+R20)。所述的按键控制模块设有K1-K7七个按键，K7、K6键分别为谷物品种选择按键+和谷物品种选择按键_，按键+的功能是选择谷物品种顺序从水稻开始，此后依次顺序为小麦、玉米、高粱、油菜；按键-的功能是选择谷物品种顺序从油菜开始，此后依次顺序为高粱、玉米、小麦、水稻，也就是说按键-的谷物品种选择顺序是按键+的谷物品种选择顺序的逆顺序，Kl和K2是误差标定按键，设置这两个按键的目的是为了弥补温度对粮食水分含量造成的影响，用户可以根据需要设置误差值。K4为测量按键，K5为电机控制按键。所述的计算机串口通信模块用于数据的传输，采用的芯片为MAX232转换芯片。所述的电源模块由外部提供220V交流电经变压器变压、随后经由二极管和电容组成的整流滤波电路、最后通过三端稳压芯片LM7805的输出端OUT输出的5V直流电压经过滤波电容滤波得到本控制系统需要的稳定的5V直流电，为单片机、128*64液晶显示模块、按键模块、计算机串口通信模块、蜂鸣器模块、温度信号采集模块、湿度信号采集模块等模块供电。 所述的蜂鸣器模块连接到单片机的P0RTB. 4端口，当端口 P0RTB. 4电平是低电平时，蜂鸣器响；当端口 P0RTB. 4电平是高电平时，蜂鸣器不响。所述的湿度信号采集模块包括一湿度采集检测单元，所述的湿度检测单元包括一粮食进料斗，所述粮食进料斗下方本文档来自技高网...

【技术保护点】
带恒温箱自动控制系统低温粮食动态检测仪，其特征在于：包括一湿度检测仪壳体，所述的湿度检测仪壳体内安装有一主机控制模块，还包括一电源模块及电机控制电路模块，所述的电源模块负责给整个低温粮食湿度动态检测仪提供能源，所述的电机控制电路模块为整个低温粮食湿度动态检测仪提供动力。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：史德才，董玉德，
申请(专利权)人：全椒金竹机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：