Способ измерения влажности зерна зерновых сельскохозяйственных культур

Авторы патента:

G01N22/04 - определение влагосодержания

Владельцы патента RU 2438117:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) (RU)

Изобретение относится к исследованию и анализу материалов, а именно к способам определения влажности зерна зерновых сельскохозяйственных культур, в том числе подсолнечника, кукурузы и рапса. Техническим результатом является возможность дистанционно осуществлять оперативный контроль влажности зерна зерновых сельскохозяйственных культур, произрастающих непосредственно на полях, и принять решение о моменте начала уборки урожая. В предложенном способе измеряют мощность СВЧ-излучения, отраженного от исследуемого соцветия зерновой сельскохозяйственной культуры, и сравнивают с мощностью СВЧ-излучения, отраженного от соцветия зерновой сельскохозяйственной культуры с известной или базовой влажностью, например 7%, и при помощи калибровочной кривой, связывающей изменение мощности СВЧ-излучения, отраженного от соцветия зерновой сельскохозяйственной культуры, с влажностью сельскохозяйственного материала, определяют влажность зерна. 2 ил.

Известны способы определения влажности зерна сельскохозяйственных культур с помощью емкостных влагомеров (Лисовский В.В., Современные методы экспрессного измерения влажности сельскохозяйственных материалов // Вести национальной академии наук Беларуси, серия аграрных наук, №2, 2006, с.102).

Известен способ определения влажности зерна сельскохозяйственных культур по поглощению радиоволн сверхвысокой частоты при их прохождении через эти материалы (Бензарь В.К. Техника СВЧ-влагометрии, Мн., 1974, с.352).

Известен способ определения влажности зерна сельскохозяйственных культур, основанный на изменении характеристик электромагнитного поля, взаимодействующего с влажным материалом (Лисовский В.В., Современные методы экспрессного измерения влажности сельскохозяйственных материалов // Вести национальной академии наук Беларуси, серия аграрных наук, №2, 2006, с.102).

Однако эти способы позволяют определять влажность в уже убранной и подготовленной для переработки сельскохозяйственной продукции и не позволяют принять оптимальное решение о моменте начала и сроках уборки урожая, которые связаны, в том числе, с тем, что на элеваторы принимается зерно с влажностью, не превышающей 6-8%, и при превышении этого показателя зерно доводится до кондиции с помощью сушильных агрегатов, что приводит к удорожанию себестоимости продукции.

Техническим результатом является возможность дистанционно осуществлять оперативный контроль влажности зерна зерновых сельскохозяйственных культур (подсолнечника, кукурузы, рапса и др.), произрастающих непосредственно на полях.

Технический результат достигается тем, что измеряют мощность СВЧ-излучения, отраженного от исследуемого соцветия зерновой сельскохозяйственной культуры (подсолнечника или кукурузы или рапса и др.), сравнивают с мощностью СВЧ-излучения, отраженного от соцветия зерновой сельскохозяйственной культуры, с известной (базовой) влажностью, например 7%, и с помощью калибровочной кривой, связывающей изменение мощности СВЧ-излучения, отраженного от соцветия зерновой сельскохозяйственной культуры, с влажностью сельскохозяйственного материала (семена подсолнечника или зерно кукурузы или семена рапса и др.), определяют влажность зерна (семян) сельскохозяйственной культуры.

Ниже приведен пример осуществления изобретения.

Пример. Дистанционное измерение влажности семян подсолнечника, произрастающего непосредственно на поле.

Измерения изменения отраженной мощности СВЧ-излучения (т.е. коэффициента отражения как отношения отраженной мощности к излученной) осуществляют с помощью установки, представленной на фиг.1, где 1 - индикатор КСВН и ослабления Я2Р - 67; 2 - генератор качающейся частоты (ГКЧ); 3 - волноводный переход; 4 - направленный детектор излученного сигнала; 5 - направленный детектор отраженного сигнала; 6 - рупорная приемо-передающая пирамидальная антенна. Измерения отраженной мощности проводят дистанционно от соцветий подсолнечника.

Снимают калибровочную кривую, связывающую изменение мощности отраженного СВЧ-излучения от сельскохозяйственной культуры (Дб) с влажностью сельскохозяйственного материала (% об.). Для этого в качестве объекта с базовой влажностью выбирают соцветие подсолнечника с влажностью семян 7%, измеренной емкостным влагомером, и измеряют мощность отраженного от него СВЧ-излучения вышеуказанным прибором. Далее измеряют изменение отраженной мощности СВЧ-излучения также вышеуказанным прибором от соцветий с другой влажностью, также измеренной емкостным влагомером. Полученная экспериментально калибровочная кривая приведена на фиг.2, где по оси абцисс отложена объемная влажность семян подсолнечника (D), а по оси ординат отложено отношение модуля коэффициента отражения СВЧ-излучения от соцветия подсолнечника при данной влажности к модулю коэффициента отражения СВЧ-излучения от соцветия подсолнечника при базовой влажности семян подсолнечника 7%

где

Ротр - отраженная от объекта мощность СВЧ-излучения,

Рпад - мощность излучения, падающая на объект,

Ротр0 - мощность СВЧ-излучения, отраженная от соцветия подсолнечника, при базовой влажности семян подсолнечника 7%.

Для измерения влажности исследуемой сельскохозяйственной культуры измеряют изменение отраженного от нее СВЧ-сигнала относительно СВЧ-сигнала, отраженного от соцветия с базовой влажностью. Далее в соответствии с калибровочным графиком по изменению мощности отраженного СВЧ-сигнала определяют влажность семян подсолнечника.

Аналогичные результаты получают при определении влажности зерен кукурузы и семян рапса.

1. Способ измерения влажности зерна сельскохозяйственных культур, характеризующийся тем, что измеряют мощность СВЧ излучения, отраженного от исследуемого соцветия зерновой сельскохозяйственной культуры, сравнивают с мощностью СВЧ излучения, отраженного от соцветия зерновой сельскохозяйственной культуры с известной (базовой) влажностью, и с помощью калибровочной кривой, связывающей изменение мощности СВЧ излучения, отраженного от соцветия зерновой сельскохозяйственной культуры, с влажностью сельскохозяйственного материала, определяют влажность зерна (семян) сельскохозяйственной культуры.

2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что в качестве сельскохозяйственной культуры используют или подсолнечник, или кукурузу, или рапс.

3. Способ по п.1, характеризующийся тем, что в качестве базовой влажности используют влажность 7%.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах управления технологическими процессами. .

Дистанционный радиофизический способ определения физической глины в почвах // 2411505

Изобретение относится к способам измерений и может быть использовано в сельском хозяйстве, мелиорации при составлении земельного кадастра и т.п. .

Способ измерения объемного содержания нефти и воды в потоке нефтеводяной эмульсии в трубопроводе // 2410672

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения объемного содержания нефти (или нефтепродуктов) и воды в потоке водонефтяных эмульсий в трубопроводе, в диапазоне от 0 до 100% по каждой компоненте при любой степени минерализации воды, а также для индикации границ раздела газонефтеводяной смеси в резервуарах.

Способ измерения влагосодержания трехкомпонентных смесей из добывающих нефтяных скважин с использованием диэлектрической проницаемости и электропроводимости и устройство для его осуществления // 2397482

Изобретение относится к измерительной технике. .

Устройство для измерения объемной доли жидкой фазы в потоке газожидкостной смеси природного газа // 2397479

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения объемной доли жидкости в потоке газожидкостной смеси (ГЖС) в рабочих условиях.

Система выявления и локализации воды в структуре сэндвич летательного аппарата // 2397478

Изобретение относится к системе выявления и локализации воды в структуре сэндвич (1) для летательного аппарата, имеющей в своем составе средство для нагревания воды, присутствующей в промежуточном слое структуры сэндвич, и средство для создания по меньшей мере одного изображения поверхности структуры сэндвич, причем упомянутое изображение демонстрирует отличительные зоны упомянутой поверхности, соответствующие наличию воды в промежуточном слое, в которой средство для нагревания воды содержит устройство (2, 3, 6) для излучения внутри структуры сэндвич микроволн на частоте, по существу равной резонансной частоте молекул воды.

Устройство для измерения размеров капли воды // 2393462

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах управления технологическими процессами, в частности для измерения размеров капель воды в сырой нефти.

Способ измерения влагосодержания трехкомпонентных смесей из добывающих нефтяных скважин и устройство для его осуществления // 2386953

Изобретение относится к области измерительной техники. .

Измерительная секция расходомера газожидкостного потока // 2386929

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано на продуктивных газоконденсатных скважинах, на установках подготовки газа к транспорту, установках первичной переработки газа для определения расхода газа, расхода жидкости, доли воды и доли конденсата в жидкости без разделения продукта добычи на газообразную и жидкую фазы.

Способ измерения влажности материалов // 2380689

Изобретение относится к области электрических измерений неэлектрических величин и может быть использовано для контроля влажности материалов. .

Свч-способ определения влажности жидких углеводородов и топлив // 2451928

Изобретение относится к способам определения влажности жидких углеводородов и топлив и может найти применение в экспресс-контроле влажности жидких органических сред, для чего берут контрольный образец жидкости с действительной и мнимой диэлектрическими проницаемостями, много большими, чем у исследуемого жидкого углеводорода, которые помещают в отдельные переплетенные между собой трубопроводы

Свч-способ определения осажденной влаги в жидких углеводородах // 2451929

Радиофизический способ определения содержания физической глины в почвах // 2467314

Изобретение относится к способам измерений и может быть использовано в сельском хозяйстве, мелиорации, при составлении земельного кадастра и т.п

Способ определения влагосодержания вещества // 2468358

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения влагосодержания, а также других физических свойств (концентрации смеси, плотности) различных материалов и веществ, перемещаемых по ленточным конвейерам, транспортерам

Способ определения сплошности потока жидкости в трубопроводе // 2483296

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах управления технологическими процессами

Способ измерения комплексной диэлектрической проницаемости жидких и сыпучих веществ // 2509315

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности может быть использовано в спектроскопии диэлектриков для исследования диэлектрических характеристик веществ, знание которых необходимо при дистанционном электромагнитном зондировании, диэлектрическом каротаже, изучении молекулярного строения вещества. В способе измерения комплексной диэлектрической проницаемости жидких и сыпучих тел в широком диапазоне частот в одной ячейке, используемой в диапазоне частот выше 100 МГц как отрезок коаксиальной линии, а в диапазоне ниже 1 МГц как цилиндрический конденсатор, при этом в диапазоне частот выше 100 МГц диэлектрическая проницаемость вычисляется через измеренные значения комплексного коэффициента передачи электромагнитной волны (параметра матрицы рассеяния S12), а в диапазоне частот ниже 1 МГц - через измерение полной проводимости, новым является то, что для измерений в диапазоне частот 0,3-100 МГц используется дополнительный отрезок коаксиальной линии волновым сопротивлением 50 Ом сечения, большего, чем у ячейки, внутренний диаметр внешнего проводника которой определяют по формуле D 1 = d 1 exp ( Z 01 60 ) , где d1 - внешний диаметр корпуса ячейки; Z01 - волновое сопротивление дополнительного отрезка коаксиальной линии, в которой размещена ячейка, при этом ячейку включают как цилиндрический конденсатор в разрыв внутреннего проводника дополнительного отрезка коаксиальной линии, имеющего два СВЧ разъема, к центральным проводникам которых подключены с одной стороны центральный проводник ячейки, а с другой стороны - корпус ячейки через согласующий переходник в виде отрезка конической линии волновым сопротивлением 50 Ом, и производят его калибровку, для чего определяют параметры эквивалентной схемы дополнительного отрезка коаксиальной линии с расположенной в ней пустой ячейкой, затем заполняют ячейку исследуемым веществом и в диапазоне частот 0,3-100 МГц измеряют комплексный коэффициент передачи (параметр матрицы рассеяния S12) и по формулам, связывающим КДП с параметром S12, определяют КДП. Данный способ измерения КДП обеспечивает ее измерение в одной ячейке с низкой погрешностью во всем частотном диапазоне от 1 кГц до 6000 МГц. 9 ил.

Устройство для измерения свойства диэлектрического материала // 2528130

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике. Техническим результатом заявляемого устройства является повышение точности измерения. Устройство для измерения свойства диэлектрического материала содержит генератор электромагнитных колебаний, первый развязывающий элемент, соединенный выходом со входом фазовращателя, передающую и приемную антенны, детектор, подключенный выходом к блоку обработки информации, и аттенюатор. Для достижения технического результата введены первый и второй волноводные тройники и второй развязывающий элемент, причем выход генератора электромагнитных колебаний соединен с первым плечом первого волноводного тройника, второе плечо которого подключено к входу первого развязывающего элемента, выход фазовращателя через аттенюатор соединен с первым плечом второго волноводного тройника, второе плечо которого подключено к приемной антенне, третье плечо второго волноводного тройника соединено со входом детектора, третье плечо первого волноводного тройника через второй развязывающий элемент соединен с передающей антенной. 1 ил.

Способ измерения влажности вискозного волокна // 2532424

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению влажности волокнистых материалов, и может быть использовано в текстильной и хлопчатобумажной промышленности. Предлагаемый способ включает в себя размещение между двумя электродами пробы волокна, приложение к ним переменного напряжения и контроль тока, проходящего через материал. При этом прессование пробы волокна производят до его объемной плотности материала, превышающей 400 кг/м3, к электродам последовательно прикладывают переменное напряжение с частотой ≤50 Гц и частотой 20-100 кГц, контролируют соответствующие токи (I1 и I2), протекающие между электродами, и определяют значение тока смещения, проходящего через пробу, по формуле: I с м = I 2 2 − I 1 2 − I 0 , где I0 - фоновое значение тока, контролируемое между электродами на частоте 20-100 кГц при отсутствии между электродами волокна, затем находят величину массы воды в исследуемой пробе волокна на основании предварительно установленной зависимости тока смещения от массы воды в волокне. Повышение чувствительности и точности измерения влажности волокна является техническим результатом изобретения. 5 ил., 1 табл.

Устройство для измерения физических свойств жидкости в емкости // 2534747

Изобретение относится к устройству измерения физических свойств жидкости в емкости. Повышение точности измерения является техническим результатом заявленного устройства, которое представляет собой первый рабочий чувствительный элемент в виде первого резонатора - отрезка коаксиальной линии, заполняемого контролируемой жидкостью, между полым внутренним и наружным проводниками которого размещена совокупность одного или более соосных с ними и вложенных один в другой металлических цилиндров, поочередно короткозамкнутых и разомкнутых на одном из их концов, и эталонный чувствительный элемент в виде второго резонатора, заполняемого эталонной жидкостью, являющегося полостью внутреннего проводника первого резонатора, при этом оба резонатора подключены через соответствующие элементы возбуждения и съема колебаний и линии связи этих резонаторов с соответствующими электронными блоками, выходы которых подсоединены к входу функционального преобразователя, подсоединенного выходом к индикатору. Второй резонатор выполнен идентично первому резонатору коаксиальным, при этом его наружным проводником служит внутренняя поверхность полого внутреннего проводника, внутренним проводником - центральный металлический стержень, а между ним и указанным наружным проводником размещена совокупность одного или более соосных с ними и вложенных один в другой металлических цилиндров, поочередно короткозамкнутых и разомкнутых на одном из их концов. 1 ил.

Способ определения наличия взвешенной влаги в жидких углеводородах // 2568678

Заявленное изобретение относится к способу определения влажности жидких углеводородов и может найти применение в нефтехимической промышленности, лабораторной практике для контроля качества горюче-смазочных материалов, в частности для экспресс-контроля качества авиационного керосина. Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности и уменьшение трудоемкости определения взвешенной влаги в жидком углеводороде. Способ основан на помещении исследуемого углеводорода в сверхвысокочастотное электромагнитное поле и измерении потерь на фиксированной температуре t1, дополнительно после измерений на t1 нагревают исследуемый углеводород в закрытой пробе, далее измеряют в нем потери сверхвысокочастотного электромагнитного поля на второй фиксированной температуре t2, причем t1<t2, при этом фиксированную температуру t1 выбирают не выше 0°C, т.е. t1≤0°C, а разность температур t2-t1 должна быть не менее 50°C, т.е. t2-t1≥50°C, после чего по изменению потерь сверхвысокочастотного электромагнитного поля судят о наличии взвешенной эмульсионной влаги, которая переходит в растворенное состояние. 4 ил.