介电常数和电容的关系_基于电容式传感器的粮食水分测量仪

粮食水分测量的一般方法
测量粮食水分的方法有直接法和间接法。直接法是通过热干燥后直接测量含水量。它是一种基准法 ,测量时不会改变样品的性质;间接法是通过测量与水分变化相关的物理量得到水分含量 ,因此可以在线测量。间接法包括化学反应法、电导法、电容法、中子法、微波法、光学法等。化学反应法是根据化学反应方程式的定量关系计算水分的含量 ,试样中的水分也参加化学反应; 电导法和电容法是通过传感器将水分含量转换为相应的电量进行测量; 中
子法、微波法、光学法都是通过对水分的吸收或衰减反映出相应的水分值[1 ] 。目前 ,由于粮食的温度、粒度、品种、颜色、形状等对测量有严重的影响 ,所以这些测量方法在实际中有一定的限制。因此有必要探索新途径 ,寻找新方法 ,以解决某种场合对测量的迫切需要。
1. 2 粮食水分的测量方案
传统的电烘箱恒重法是利用电阻炉加热并根据失去的质量来测量粮食的含水量 ,因此可以实现粮食水分的在线测量 ,并可以作为其它水分仪标定的标准装置。但它是一种间歇式的测量装置 ,测量周期较长 ,大约需要 40 min ,不能实现对粮食水分的连续测量 ,不利于提高控制指标。在研究了粮食的导电浴盆效应的基础上提出了用电容式传感器测量粮食的水分。这种方法把粮食作为电介质 ,通过测量粮食的介电常数来测量粮食的含水量。由于用电容式传感器测量电容时 ,在电容两端还有一个并联的电导成分 , 因此总的变化是由电容 ( C) 与电导 ( G) 的比值(即 C/ G) 来反映的 , 又由于 C/ G 的值与相角有确定的函数关系 , 因此只要测量出相角的值即可以测量出水分的含量。用这种方法设计出的测量装置结构简单、成本低 , 并可以连续的在线测量。

电容式传感器的工作原理

电容式传感器是将被测非电量的变化转化为电量变化的一种传感器。它具有结构简单、分辨力高、可非接触测量 , 并能在高温、辐射和强烈震动等恶劣条件下工作的优点。随着集成电路技术和计算机技术的发展 , 促使它扬长避短成为一种很有发展前途的传感器。

电容式传感器的形式有很多种。最简单的就是平板型电容器 , 忽略边缘效应影响时 , 其电容量与真空介电常数ε0 (80 854 ×10 - 12 F ·m- 1) 、极板间介质的相对介电常数εr 、极板的有效面积 A 以及两极板间的距离δ有关 , 即C = ε0εr A / δ.

若被测量的变化使式中三个参量中任意一个发生变化时 , 都会引起电容量的变化 , 通过测量电路就可转换为电量输出。因此 , 电容式传感器可分为变极距型、变面积型和变介质型三种类型

Riceter-f提高了以往测定部位的耐久性，并使显示文字更为清晰。此外，该设备已成为国际品质系统ISO9001的认证对象，这也是一种品质保证中内含的功能。