糧食的安全儲藏是關(guān)系到國計民生的重大戰(zhàn)略問題,它直接影響到糧食質(zhì)量和糧食的市場生命力。為了確保谷物安全貯存,必須將收獲后的谷物及時干燥,將谷物水分降至安全貯藏標(biāo)準(zhǔn)。作為谷物水分傳感器重要部分的探頭技術(shù)發(fā)展相對較慢?,F(xiàn)有谷物水分傳感器平行極板探頭存在安裝難度大、高水分測量精度低等問題?!掇r(nóng)業(yè)工程學(xué)報》2010年第2期發(fā)表了《電容式谷物水分傳感器平面探頭的研制》,文章作者對在線谷物水分傳感器的探頭進(jìn)行了改進(jìn),研究設(shè)計了新型的電容式谷物水分傳感器平面探頭。試驗(yàn)結(jié)果表明:該傳感器有較高的測量精度和較大的適應(yīng)范圍。
文章第一作者為中國農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院楊柳副教授。
改進(jìn)后的新型谷物水分傳感器平面極板探頭由驅(qū)動電極、感應(yīng)電極、基片、絕緣層等組成。并使設(shè)置的保護(hù)電極與感應(yīng)電極等電位,從而減小了干擾和寄生電容的影響。感應(yīng)電極在安裝時,和谷物干燥機(jī)械結(jié)合為一體,因此,可認(rèn)為感應(yīng)電極的寬度是無窮大。
作者還提出了平面極板探頭結(jié)構(gòu)的二維模型和設(shè)計參數(shù),并采用有限元法分析了平面極板探頭的電場強(qiáng)度和電場能量的分布規(guī)律,在此基礎(chǔ)上給出了平行極板探頭設(shè)計尺寸的優(yōu)選方案。
以小麥為樣本,經(jīng)多次重復(fù)試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明:該傳感器有較高的測量精度和較大的適應(yīng)范圍,傳感器測量水分的誤差為±1.5%,測量水分范圍可達(dá)到6%~36%,測量溫度范圍-10~80℃。
與傳統(tǒng)的傳感器探頭相比,改進(jìn)后的新型谷物水分傳感器探頭減少了雜散電容及其他干擾的影響。提高了水分測量精度,降低了安裝難度。完全滿足目前國內(nèi)外谷物干燥系統(tǒng)的控制精度和對環(huán)境溫度的要求。