专利名称：粮食水分测量仪检定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于测量和称量多个变量的仪器，是一种粮食水分测量仪的检定装置。
目前，按GB5497－85对粮食水分测量仪进行检测需用烘箱和小量限高精度的电子天平，并采用反复烘干，反复称量法和十分繁琐的数据计算。存在着操作复杂，检测的精度较低，稳定性差和主要设备如烘箱和电子天平结构复杂，适用面窄和价格昂贵等不足。
本实用新型的目的在于提供一种以烘干恒重法为基础，采用无循环气流远红外烘箱烘干，低精度电子天平称重，单片计算机进行操作控制和自动计量，显示打印等烘、称、算一体化的自动检定装置，该装置对含水量均匀，并符合标准的粮食样品取样，进行水分检测，并与用粮食水分测量仪所测定的结果相互对比，确定粮食水分测量仪的计量误差，从操作方法，设备选配和提高精确度，数据处理等多方面克服了现有技术所存在的不足。
本实用新型的整体结构是该粮食水分测量仪检定装置由远红外烘箱(1)、电子天平(2)和单片计算机(3)等组配构成。其中的远红外烘箱(1)的箱体(5)内设置有金属内套(6)，远红外加热器(8)安装在内套之中，在箱体内还设置天平托盘(10)，进气管(23)，出气孔(7)、(25)和测温元件(9)，远红外烘箱按放在计量控制箱体(13)上，电子天平(2)、MOS型单片机(3)和温度测控器(4)装置在箱体(13)内，其中电子天平支承杆(12)与烘箱内的天平托盘配接，测温元件(9)通过插孔(28)与温度测控器联接；在计量控制箱内的温度测控器是以集成运算放大器(36)为主，并配置调节器(35)和A／D转换器(37)、显示器(38)的常规数字温度计，电路中相应的设定、测量调节器件(18)、(21)、(22)，显示器件(17)分别安装在箱体(13)的前面板(20)上；箱体(13)中的单片机是以8031芯片为主，并配接程序存贮器，锁存器和两个I／O接口及其相应的输出设备构成，用于时间、重量、水份含量的显示器(14)、(16)、(19)，和键盘(15)分别安装在箱体的前面板(20)上。
烘箱的具体结构是在烘箱的保温层(27)与紫铜内套之间留有空气夹层(26)，两个进气管(23)穿过保温层伸入空气夹层内，在烘箱顶部的保温层上开设外层出气孔(7)，有效数量的内套出气孔(25)开设在内套顶部，远红外加热器(8)是涂布着远红外涂料的紫铜桥，并位于天平秤盘上方，该烘盘还设有箱门(24)和内套门(11)，铂电阻测温元件(9)从箱体背面的插孔(28)伸入烘箱内。该装置的单片计算机和数字温度计的具体结构是电子天平的支承杆(12)采用绝热材料制成，箱体中的电子天平和烘箱底部留有风冷隔离层，电子天平的输出接口与8255 I／O接口的PA、PB接线端相连，外接五位显示器和4×4键盘，8031的数据线WR，P2.5线通过箱体(13)背面的打印机接口(29)与BP40打印机联接，系统软件程序固化在2732锁存器的EPROM中；数字温度计的集成运放器为IOL－7650，电路中的调节器为可控硅。
本实用新型的附图有
图1是粮食水分测量仪检定装置结构框图。
图2是检定装置的结构简图。
图3是检定装置的烘箱剖视简图。
图4是检定装置的后视图。
图5是温度测控器的电路结构简图。
附图给出了本实用新型的实施例，结合附图对其进一步说明如下该装置是由带有温度测控器的远红外烘箱、电子天平和单片计算机组配构成。电子天平的托盘置入烘箱内部，其基本原理仍为烘干称重法，用本装置可进行105℃恒重法，定温定时烘干法和两次烘干法等三种不同的方式的测定。
一、结构说明1、该装置中的远红外烘箱，其保温层内填装岩棉保温材料，由于烘箱采用底部加热和无鼓风搅拌，为保证烘箱内温场均匀性达到±2℃，则靠内套与保温层之间的两进气管和内套顶部的若干出气孔(25)以及保温层上的出气孔(7)实现对流均热。另外因为温度测控器选用线性较好、稳定性高的铂电阻和高精度、低漂移IOL－7650运算放大器以及可控硅元件使其具有较高的温控精度。
2、电子天平采用上海第二天平仪器厂出产的MP200－1电子天平，其称重级别为(Ⅱ)10级，为避免温度的变化对电子天平的影响，在该装置中除电子天平的支承杆为绝热材料外，还在天平和烘箱间予留风冷隔离层，并用温度系数较好的电位器替换原装配的量程电位器。所有这些措施使电子天平的热漂移量控制在±20mg范围内。此外，MP200－1型电子天平的输出接口输出信号为TTL电平，为平行二进制编码，便于同单片机上的8255 I／O接口联接。
3、以MOS－51单片机为核心，设计的微处理系统如前述，实现了定时、烘干、称重采样，“干”度判别及水份含量计算的智能化，并可由显示器和打印机显示、打印测量结果。
4、箱体(5)后面板的插孔(34)插接远红外紫铜桥加热器接线端子，箱体(13)后面板的插孔(30)、(31)、(32)、(33)分别为加热器电源、加热器保险、总电源保险、总电源。
二、工作原理说明首先测量被测样品的质量(W1)，然后按设定的时间和程序进行烘干，并自动进行干与不干的采样比较，样品真正“干”后测得质量为W2，根据公式M＝ (W1-W2)/(W1) ×100％计算，即为被测样品的含水率。
按GB5497－85规定的四种测量方法除隧道式洪箱法外，其余三种本装置都可实施。其中105℃恒重法和定温定时烘干法能全自动完成，两次烘干法可按GB5497－85规定的程序进行。具体要点原理从略。
本实用新型具有的实质特点和取得的技术进步是
1、该装置在实际测量中，按GB5497－85规定可将常规操作步骤烘干样品至少进行5次天平称重，4次间断烘干，4次打开烘箱等全部省略，只需把待测样品放入盒中，送进烘箱内于平盘内，在微机控制下整个计量工作自动完成，并可显示或打印计量结果。具有操作简便，含水率测量准确度高(0.15％)和测量显示功能较全等显著特点。
2、由于本实用新型采用了具有温度测控器的无鼓风式恒温烘箱和低精度的电子天平，不仅减小了烘箱体积和鼓风气流对称重的影响，而且大幅降低了整机的成本，并使该装置有较宽的适用范围。
3、本实用新型所达到的主要技术指标及仪表功能如下(1)、电子天平量限1－200g。(2)、天平精度(Ⅱ)10。(3)、含水率测量范围任何可在50－160℃温度下烘干的粮食、油料或其他样品。(4)、水分测量准确度0.15％。(5)、测温精度±0.5℃。(6)、烘箱内温度场均匀性±2℃。(7)、烘箱内温场波动性±1℃。(8)、控温范围50－160℃。(9)、烘箱加热功率300W。(10)、装置的仪表功能A、时间设定范围0－250min。B、温度设定范围0－200℃。C、选择显示烘干时间0－999分59秒。D、选择显示粮食样品含水率0－99.99％。E、显示粮食质量0－200.00g。F、显示测量温度200.00℃。
权利要求1.粮食水分测量仪检定装置由远红外烘箱、电子天平和单片计算机等相互联接构成，其特征是在远红外烘箱(1)的箱体(5)内设置有金属内套(6)，远红外加热器(8)安装在内套之中，在箱体内还设置天平托盘(10)，进气管(23)，出气孔(7)、(25)和测温元件(9)，远红外烘箱按放在计量控制箱体(13)上，电子天平(2)、MOS型单片机(3)和温度测控器(4)装置在箱体(13)内，其中电子天平支承杆(12)与烘箱内的天平托盘配接，测温元件(9)通过插孔(28)与温度测控器联接；在计量控制箱内的温度测控器是以集成运算放大器(36)为主，并配置调节器(35)和A/D转换器(37)、显示器(38)的常规数字温度计，电路中相应的设定、测量调节器件(18)、(21)、(22)，显示器件(17)分别安装在箱体(13)的前面板(20)上；箱体(13)中的单片机是以8031芯片为主，并配接程序存贮器，锁存器和两个I/O接口及其相应的输出设备构成，用于时间、重量、水份含量的显示器(14)、(16)、(19)，和键盘(15)分别安装在箱体的前面板(20)上。
2.根据权利要求1所述的检定装置，其特征是，在烘箱的保温层(27)与紫铜内套之间留有空气夹层(26)，两个进气管(23)穿过保温层伸入空气夹层内，在烘箱顶部的保温层上开设外层出气孔(7)，有效数量的内套出气孔(25)开设在内套顶部，远红外加热器(8)是涂布着远红外涂料的紫铜桥，并位于天平秤盘上方，该烘箱还设有箱门(24)和内套门(11)，铂电阻测温元件(9)从箱体背面的插孔(28)伸入烘箱内。
3.根据权利要求1或2所述的检定装置，其特征是电子天平的支承杆(12)采用绝热材料制成，箱体中的电子天平和烘箱底部留有风冷隔离层，电子天平的输出接口与8255 I／O接口的PA、PB接线端相连，外接五位显示器和4×4键盘，8031的数据线WR，P2.5线通过箱体(13)背面的打印机接口(29)与BP40打印机联接，系统软件程序固化在2732锁存器的EPROM中；数字温度计的集成运放器为IOL－7650，电路中的调节器为可控硅。
专利摘要本实用新型属于测量和称量多个变量的仪器，是一种粮食水分测量仪的检定装置。该装置由具有温度测控器的无鼓风式烘箱，低精度电子天平和MOS-51单片机组装构成。在实际应用中集烘、称、测量、显示一体化。可确定粮食样品水分测量仪的计量误差和各种粮食、油料和其他样品的含水率。具有操作简单，自动化程度高，测计量准确和整机成本低，适用范围较宽等显著特点。
文档编号G01N5/02GK2110222SQ9122871
公开日1992年7月15日 申请日期1991年11月15日 优先权日1991年11月15日
发明者刘洪庆, 刘辰魁, 李玉国, 王晓民 申请人:河北省计量测试研究所