糧食水分快速測(cè)定方法主要是電測(cè)法。按照測(cè)量原理的不同,電測(cè)法可分為電容法、直流電阻法、高頻阻抗法、紅外法和微波法等。
A、電容法
糧食含水量的變化必將引起樣品的介電常數(shù)的相應(yīng)變化,由于水的相對(duì)介電常數(shù)與干燥糧食的相對(duì)介電常數(shù)差別較大,含水量越高的糧食相對(duì)介電常數(shù)越大,通過(guò)測(cè)定樣品的電容即可間接測(cè)量出樣品的含水量。以電容法測(cè)量水分含量的水分快速測(cè)定儀器通常稱為電容式水分儀。電容法水分測(cè)定儀一般將取樣傳感器做成同芯軸圓柱形,即量筒或量杯式。在測(cè)定時(shí),由于電容量受環(huán)境溫度、糧食的密實(shí)程度、不同品種等多種因素的影響,所以需制作與糧食性狀相適應(yīng)的測(cè)量盒,并使一定質(zhì)量的試樣從一定的高度落下,總是以一定的密度填入測(cè)定盒內(nèi)以保證測(cè)定的準(zhǔn)確性。
電容法量杯式水分快速測(cè)定儀一般設(shè)有品種選擇鍵,可選擇稻谷、小麥、大豆、玉米等10多種測(cè)量品種,儀器依據(jù)存儲(chǔ)的修正方法對(duì)測(cè)量對(duì)象進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。電容法量杯式水分快速測(cè)定儀的測(cè)量重復(fù)性較好,大部分品種測(cè)量準(zhǔn)確性符合產(chǎn)品要求,某些品種(如玉米)測(cè)量誤差大,有的儀器甚至大3.0%。取樣依賴扦樣器。這種水分儀品種多,有一定的市場(chǎng)占有量,但是測(cè)量數(shù)據(jù)偏差大,不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)水方法。
B、直流電阻法
干燥糧食的直流電阻很大,而水的電阻相對(duì)較小,被測(cè)樣品的含水量變化,必將引起其導(dǎo)電能力的改變。含水量越高,電阻越小。通過(guò)測(cè)定樣品的電阻即可間接測(cè)量出樣品的含水量,以電阻法測(cè)量水分含量的水分快速測(cè)定儀器通常稱為電阻式水分儀。電阻法水分測(cè)定一般需要將試樣粉碎。碾碎式和鉗式是兩種主要粉碎取樣方式,粉碎后的試樣置于取樣電極間,對(duì)電極施加一定壓力,其電阻與除水分含量有關(guān)外,同樣受環(huán)境溫度、品種、密實(shí)度等影響,因此,要使此類水分檢測(cè)儀達(dá)到一定度,必須依照品種進(jìn)行修正。
目前使用的電阻法碾碎式水分快速測(cè)定儀測(cè)量前要進(jìn)行零點(diǎn)和滿量程校準(zhǔn),取樣也依賴扦樣器,測(cè)量過(guò)程中必須將樣品碾碎。測(cè)量以指針指示值與儀器面板安裝的水銀溫度刻度修正值的和(或差)為zui終結(jié)果。碾碎式水分快速測(cè)定儀在我國(guó)糧食行業(yè)占有多數(shù)用戶,是20世紀(jì)80年代我國(guó)糧食水分快速測(cè)定儀器市場(chǎng)的主導(dǎo)產(chǎn)品。這類儀器存在操作繁瑣、攜帶不便等問題。另一方面,受刻度條數(shù)限制,測(cè)量品種有限。
C、高頻阻抗法
糧食的直流電阻很大,但在150~350KHz的交流電場(chǎng)激勵(lì)下,呈現(xiàn)浴盆導(dǎo)電效應(yīng),此時(shí)糧食的阻抗較小,這一頻帶為糧食水分的敏感頻帶。施加這一頻帶的激勵(lì)信號(hào),可實(shí)現(xiàn)糧食的水分快速檢測(cè)。
在敏感頻帶的外施電場(chǎng)的激勵(lì)下,糧食水分與其交流阻抗呈對(duì)數(shù)關(guān)系。糧食的阻抗變化除與水分有關(guān)外,也與溫度、品種、密實(shí)度和電極間的距離有關(guān),其誤差影響因素及改善方法與直流電阻法類似。但由于糧食在敏感頻帶的交流阻抗較小,檢測(cè)信號(hào)相對(duì)較大,誤差因素的影響相對(duì)較小。 阻抗法插桿式水分快速測(cè)定儀測(cè)量前必須根據(jù)被測(cè)對(duì)象設(shè)定與之對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)值,一次測(cè)量時(shí)間只需1~2s。此類儀器的特點(diǎn)是測(cè)量速度快,取樣方便,不受測(cè)量品種限制,便于糧食收購(gòu)現(xiàn)場(chǎng)使用,近年來(lái)成為水分快速測(cè)定儀市場(chǎng)的主導(dǎo)產(chǎn)品,是國(guó)內(nèi)外惟一通過(guò)我國(guó)國(guó)家糧油質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心檢驗(yàn)的便攜式水分快速測(cè)定儀器,國(guó)家糧食儲(chǔ)備局已下文在推廣使用。這類儀器的不足之處是用戶需要比照烘干失重法得出測(cè)量品種的基準(zhǔn)值。
D、紅外法
利用紅外源投射到被測(cè)物,從反射或透射的能量變化換算出水分值。水的紅外吸收峰有好幾個(gè),紅外水分測(cè)定儀通常是選擇波長(zhǎng)1.64μm或1.94μm單色光作紅外輻射源。紅外線通過(guò)水分時(shí)被有選擇地吸收,通過(guò)被測(cè)樣品后的光可換算為糧食樣品的水分含量。紅外法臺(tái)式水分快速測(cè)定儀主要有瑞典波通(Perten)儀器公司生產(chǎn)的8620型快速成分測(cè)定儀、9100型整粒谷物測(cè)定儀,法國(guó)特里百特—雷諾(Tripette&Renaud)公司生產(chǎn)的TM型自動(dòng)糧食水分容重測(cè)定儀、YBSIA四光束紅外水分儀等產(chǎn)品。測(cè)量時(shí)間為15s至1min。波通(Perten)儀器公司生產(chǎn)的快速成分測(cè)定儀和整粒谷物測(cè)定儀除測(cè)量水分外,還可同時(shí)檢測(cè)出蛋白、脂肪、灰分,白度等參數(shù)。這類儀器操作繁瑣,對(duì)實(shí)驗(yàn)室溫濕度有要求,價(jià)格較貴,適宜于中、大型糧庫(kù)實(shí)驗(yàn)室使用。
E、微波法
水的相對(duì)介電常數(shù)特別高,在超高頻范圍內(nèi)存在介電損耗的zui大值,利用超高頻能量通過(guò)含水糧食產(chǎn)生能量損耗、相移或發(fā)射波參數(shù)的變化,可以換算出水分值。微波法的優(yōu)點(diǎn)是非接觸測(cè)量,能檢測(cè)水分含量的值,可以連續(xù)在線檢測(cè),缺點(diǎn)是受形狀、密度、厚度等影響,儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜,價(jià)格高。
F、快速水分檢測(cè)儀法
《冠亞牌》快速水分測(cè)定儀是由深圳市冠亞公司研發(fā)并生產(chǎn),該儀器具有溫度設(shè)定、微調(diào)溫度補(bǔ)償及自動(dòng)控制等功能, 采用目前通用的熱解原理研制而成的新一代鹵素快速水分測(cè)定儀器。引進(jìn)進(jìn)口自動(dòng)稱重顯示系統(tǒng),人性化系統(tǒng)操作, 無(wú)需特殊培訓(xùn),自動(dòng)校準(zhǔn)功能、自動(dòng)測(cè)試模式,取樣、干燥、測(cè)定一機(jī)化操作。應(yīng)變式混合氣體加熱器,zui短時(shí)間內(nèi)達(dá)到zui大加熱功率,在高溫下樣品快速被干燥,測(cè)定精度高、時(shí)間短、無(wú)耗材、操作簡(jiǎn)便,不受環(huán)境、時(shí)漂、溫漂因素影響,無(wú)需輔助設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)。客戶可根據(jù)所測(cè)樣品狀態(tài)不同而調(diào)整測(cè)試空間,片狀、顆粒、粉末一機(jī)操作,且檢測(cè)效率、測(cè)試準(zhǔn)確度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法。
*步:開機(jī)按校準(zhǔn)鍵,放砝碼,自動(dòng)校準(zhǔn)。(定期效準(zhǔn),不用每天開機(jī)效準(zhǔn))
第二步:取樣,按測(cè)試鍵開始工作
第三步:儀器加熱中,儀器正在顯示丟失的水分值。
第四步:測(cè)定結(jié)束,儀器顯示終水分值,記錄數(shù)據(jù)
第五步:等待儀器冷卻繼續(xù)下一個(gè)樣品的測(cè)量
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