專利名稱：在線測量糧庫糧食溫度、水分的數(shù)字傳感裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及糧庫糧食溫度、水分檢測領域，具體是一種在線測量糧庫 糧食溫度、水分的數(shù)字傳感裝置。
背景技術：
不管是在糧庫的日常保管中，還是在糧食的降溫通風、降水通風、調質通 風中，糧食的溫度、水分的在線測量是必不可少的。在線測量要求監(jiān)測點水平
間距小于5米，垂直間距小于2米;要求測量的糧食溫度、水分重復誤差越小 越好，溫度重復誤差最好小于等于0.1攝氏度，水分重復誤差最好小于等于 0.02%，這樣處于保管中的糧食狀態(tài)只要有微小變化，就能被監(jiān)測到。由于技 術和成本的原因，現(xiàn)有的被稱作"糧情測控系統(tǒng)"的在線測量系統(tǒng)，只能測量 糧食的溫度和糧倉內、外的空氣溫濕度，還不能夠在線測量糧食的水分。糧食 的水分的測量只能段從現(xiàn)場取樣后拿到化驗室測量，其測量方法有烘箱干燥稱 重法和采用快速水分測量儀測量。在糧食收購中，有插桿式快速糧食水分測定 儀，也不適合測量深度達到6米甚至更深的糧堆，也不能在線測量。用于糧食 烘干裝置中的糧食水分傳感裝置，由于結構和重復誤差較大等原因也不適合應 用于糧倉糧食的在線測量。之前，也有一些在線測量糧食的水分的系統(tǒng)在個別 糧庫試驗，終因誤差和重復誤差較大且價格較高沒被糧庫在實際使用中采用。 使得現(xiàn)有應用于糧庫的糧情測控系統(tǒng)不能同時在線精確測量糧食的溫度和水 分。
發(fā)明內容
本實用新型為了解決現(xiàn)有應用于糧庫的糧情測控系統(tǒng)不能夠同時在線精 確測量糧食的溫度和水分的問題，提供了一種低成本的在線測量糧庫糧食溫 度、水分的數(shù)字傳感裝置。
本實用新型是采用如下技術方案實現(xiàn)的在線測量糧庫糧食溫度、水分的 數(shù)字傳感裝置，包括抗拉鋼絲繩、若干個沿抗拉鋼絲繩固定的相互并聯(lián)的糧食 溫度、水分傳感器、外包于抗拉鋼絲繩和糧食溫度、水分傳感器外的塑料包層， 各糧食溫度、水分傳感器的數(shù)字信號傳輸線相連。
本實用新型將多個相互并聯(lián)的糧食溫度、水分傳感器按序固定在同一根抗 拉鋼絲繩上，并將各糧食溫度、水分傳感器的數(shù)字信號傳輸線相連，然后以塑 料加以封裝，形成軟電纜狀多點測量裝置；使用時，將抗拉鋼絲繩一端結環(huán)， 利用長桿與鋼絲繩一端的結環(huán)配合，將本實用新型所述的形如電纜的數(shù)字傳感 裝置拖入糧倉中的糧食內，經數(shù)據(jù)轉發(fā)裝置與計算機連接之后，即可實現(xiàn)糧食 的溫度和水分測量。由于各糧食溫度、水分傳感器共用一根數(shù)據(jù)信號傳輸線， 因此，需在相應軟件支持下，使每個糧食溫度、水分傳感器有一個區(qū)別于其它 傳感器的地址數(shù)據(jù)標志，并聯(lián)在一起的傳感器只有接收到符合自己地址的命令 時，才發(fā)出由本身測得的溫度、水分數(shù)據(jù)。
所述糧食溫度、水分傳感器包括內置有熱敏電阻的硬塑料管、分別套固于 硬塑料管兩端的構成檢測電容的金屬圓筒，硬塑料管內設置有用于測量檢測電 容和熱敏電阻變化量的測量電路。
所述糧食溫度、水分傳感器可以同時對糧食的溫度和水分進行測量以熱 敏電阻測量糧庫內糧食的溫度變化情況；以套固于硬塑料管兩端的金屬圓筒構
成檢測電容，在傳感器放于糧庫內時，糧庫內的糧食充滿于傳感器周圍，并作 為檢測電容之間的介電質，水的介電常數(shù)要遠遠大于糧食的介電常數(shù)，糧食水 分的變化引起檢測電容之間的介電常數(shù)變化，進而引起檢測電容的電容值變 化，通過測量檢測電容的變化量來測出糧食的水分變化。最終的糧食水分測量 值還需通過對不同品種的糧食在不同水分下進行標定，并且還需用溫度值進行 修正，由于糧食不同的深度容重也不同，還需對此進行修正。
在應用本實用新型所述數(shù)字傳感裝置構建糧情測控系統(tǒng)時，每個糧倉設有 一個"分機"，該"分機"和測控室內的"主機"進行數(shù)據(jù)交換，可以采用有線 通訊方式，也可以采用無線通訊方式，采用無線通訊方式的"分機"可以通過 其它無線"分機"轉發(fā)數(shù)據(jù)；每個糧倉設置與數(shù)字傳感裝置直接相連的數(shù)據(jù)轉 發(fā)器，該數(shù)據(jù)轉發(fā)器通過無線或有線的方式與糧倉的"分機"交換數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù) 轉發(fā)器不僅與數(shù)字傳感裝置內傳感器交換數(shù)據(jù)，而且為傳感器提供電源；無線 的數(shù)據(jù)轉發(fā)器可用電池供電，有線的數(shù)據(jù)轉發(fā)器需要"分機"為它提供電源。糧 庫的每個倉房可放置幾十甚至幾百根本實用新型所述的數(shù)字傳感裝置，不但能 完全滿足糧庫測量點特別多的需要，而且每個糧食溫度、水分傳感器的造價很 低，使得糧情測控系統(tǒng)的整體造價較低。經實踐證明，本實用新型所述數(shù)字傳 感裝置測量的溫度重復誤差小于等于0.1攝氏度，水分重復誤差小于等于 0.02%。
本實用新型結構合理，采用數(shù)字傳輸方式，制作成本低，能夠在線精確測 量糧倉內糧食的溫度和水分，是現(xiàn)有糧情測控系統(tǒng)理想的升級換代產品。

圖1為本實用新型的結構示意圖2為糧食溫度、水分傳感器的結構示意圖； 圖3為圖2的A-A剖視圖； 圖4為糧食溫度、水分傳感器的電路原理圖中l(wèi)-抗拉鋼絲繩；2-糧食溫度、水分傳感器；3-塑料包層；4-硬塑料 管；5、 6-金屬圓筒；7-測量電路。
具體實施方式
在線測量糧庫糧食溫度、水分的數(shù)字傳感裝置，包括抗拉鋼絲繩l、若干 個沿抗拉鋼絲繩1固定的相互并聯(lián)的糧食溫度、水分傳感器2、外包于抗拉鋼 絲繩l和糧食溫度、水分傳感器2外的塑料包層3，各糧食溫度、水分傳感器 2的數(shù)字信號傳輸線相連。所述糧食溫度、水分傳感器2包括內置有熱敏電阻 的硬塑料管4、分別套固于硬塑料管4兩端的構成檢測電容的金屬圓筒5、 6， 硬塑料管4內設置有用于測量檢測電容和熱敏電阻變化量的測量電路7。
具體實施時，所述測量電路7包括電容測量芯片IC2和微控制器IC1，金 屬圓筒作為檢測電容的電極electrodel、 dectrode2分別與電容測量芯片IC2的 CIN引腳、EXC引腳相連，熱敏電阻NTC與電阻R5的串聯(lián)支路串聯(lián)與微控 制器IC1的Gl引腳、GND引腳之間，熱敏電阻NTC與電阻R5的連接節(jié)點 與微控制器IC1的G0引腳相連，電容測量芯片IC2的數(shù)據(jù)信號傳輸端SDA、 SCL經^C總線與微控制器IC1的數(shù)據(jù)傳輸端GP5、 G4相連。其中，電容測 量芯片IC2采用AD7151芯片，微控制器IC1采用低成本、低引腳數(shù)的自帶模 數(shù)轉換功能和內部時鐘的芯片PIC12F675或PIC12F615。
為了便于相鄰糧食溫度、水分傳感器2之間的連接，糧食溫度、水分傳感 器2共用的電源線、地線、數(shù)字信號傳輸線集成于糧食溫度、水分傳感器2內的
電路板上，并在傳感器兩端設置用于電源線、地線、數(shù)字信號傳輸線連接的三
根引線，這樣就可以實現(xiàn)幾個或幾十個糧食溫度、水分傳感器2的并聯(lián)使用。
另外，為了使數(shù)字傳感裝置能方便地能插入糧食中，數(shù)字傳感裝置的整體 直徑應盡量小，不超過10毫米。以下對本實用新型所述數(shù)字傳感裝置的制作 過程描述如下(以下尺寸僅作為一個例子，其它的尺寸也可以)(1)、兩個金 屬圓筒5、 6外徑為8毫米，長度各為20毫米，厚度為0.1毫米，相距10毫米 同軸對稱固定在硬塑料管4上，形成一個外徑為8毫米，長度為50毫米，厚 度為l毫米的圓管，構成了糧食溫度、水分傳感器2的主要外部結構；(2)、 將設置有測量電路7的長度為60毫米、寬度為6毫米的電路板插入該圓管內， 電路板的兩端各引出三根引線，分別為電源線、地線、數(shù)字信號傳輸線，兩個 金屬圓筒分別通過兩根金屬短導線連接到電路板上的測量電路，形成糧食溫 度、水分傳感器2; (3)、多個這樣的糧食溫度、水分傳感器2按照要求的間距 用三根導線互相連接在一起，用一根增加抗拉強度的2毫米外徑的抗拉鋼絲繩 穿過每個糧食溫度、水分傳感器2的內部，然后把聚氯乙烯材料熱熔后與這樣 的一個整體用電纜成型設備把它擠壓成外徑為IO毫米的軟電纜模樣，即得到 本實用新型所述在線測量糧庫糧食溫度、水分的數(shù)字傳感裝置。
權利要求1、一種在線測量糧庫糧食溫度、水分的數(shù)字傳感裝置，其特征在于包括抗拉鋼絲繩(1)、若干個沿抗拉鋼絲繩(1)固定的相互并聯(lián)的糧食溫度、水分傳感器(2)、外包于抗拉鋼絲繩(1)和糧食溫度、水分傳感器(2)外的塑料包層(3)，各糧食溫度、水分傳感器(2)的數(shù)字信號傳輸線相連。
2、 根據(jù)權利要求1所述的在線測量糧庫糧食溫度、水分的數(shù)字傳感裝置， 其特征在于所述糧食溫度、水分傳感器(2)包括內置有熱敏電阻的硬塑料管(4)、分別套固于硬塑料管(4)兩端的構成檢測電容的金屬圓筒(5、 6)， 硬塑料管(4)內設置有用于測量檢測電容和熱敏電阻變化量的測量電路(7)。
3、 根據(jù)權利要求2所述的在線測量糧庫糧食溫度、水分的數(shù)字傳感裝置， 其特征在于所述測量電路(7)包括電容測量芯片IC2和微控制器IC1，金屬圓 筒作為檢測電容的電極dectrodel 、 elec加de2分別與電容測量芯片IC2的CIN 引腳、EXC引腳相連，熱敏電阻NTC與電阻R5的串聯(lián)支路串聯(lián)與微控制器 IC1的Gl引腳、GND引腳之間，熱敏電阻NTC與電阻R5的連接節(jié)點與微控 制器IC1的G0引腳相連，電容測量芯片IC2的數(shù)據(jù)信號傳輸端SDA、 SCL經 ^C總線與微控制器IC1的數(shù)據(jù)傳輸端GP5、 G4相連。
專利摘要本實用新型涉及糧庫糧食溫度、水分檢測領域，具體是一種在線測量糧庫糧食溫度、水分的數(shù)字傳感裝置。解決了現(xiàn)有糧情測控系統(tǒng)不能夠同時在線精確測量糧食的溫度和水分的問題，該裝置包括抗拉鋼絲繩、若干個沿抗拉鋼絲繩固定的相互并聯(lián)的糧食溫度、水分傳感器、外包于抗拉鋼絲繩和糧食溫度、水分傳感器外的塑料包層，各糧食溫度、水分傳感器的數(shù)字信號傳輸線相連。所述糧食溫度、水分傳感器包括內置有熱敏電阻的硬塑料管、分別套固于硬塑料管兩端的構成檢測電容的金屬圓筒，硬塑料管內設置有用于測量檢測電容和熱敏電阻變化量的測量電路。本實用新型結構合理，采用數(shù)字傳輸方式，制作成本低，能夠在線精確測量糧倉內糧食的溫度和水分。
文檔編號G01N27/22GK201210093SQ2008200774
公開日2009年3月18日 申請日期2008年5月29日 優(yōu)先權日2008年5月29日
發(fā)明者常春波, 芳 張, 梁愛琴, 煒 陳 申請人:山西中谷科貿有限公司