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關于糧食烘干機內糧食的導電特點分析

在糧食烘干機內完全干燥的谷物、種子、油料等介質可視為絕緣體，其阻抗趨于無窮大。谷物、油料、藥品等含水介質在外施幅值不變的中高頻率電信號作用下，其電導率隨激勵的頻率變化而變化。

據相關資料，稻谷、小麥、大米等含水介質的“阻抗一頻率”特性有：

1、試料的品種不同，浴盆效應的邊沿頻率也不同，但各種谷物在100～250kHz范圍內基本呈低阻抗狀態，施加這一頻帶的激勵信號，可以獲得較大的與含水介質的水分含量成正比的電流檢測信號。

2、糧食的阻抗與籽粒結構有關，籽粒有殼體的谷物阻抗較大。稻谷有纖維素和礦物質構成的結構堅硬、高度木質化的谷殼的阻抗值較大。小麥有纖維素和干纖維組成的皮層，其阻抗較稻谷小，但比只有果實的大米阻抗要大。

3、當激勵信號的頻率較低時，介質的阻抗隨頻率增加而急劇降低；在中間頻帶，阻抗值小，隨頻率的變化較小；頻率繼續升高，阻抗值隨之緩慢增加，即：在一定頻率范圍內，介質的”阻抗～頻率”關系呈浴盆曲線狀。

由于谷物介質的“阻抗一頻率”關系呈浴盆曲線狀，對傳感器施加100～250kHz的激勵信號，以獲得相應響應信號就可以測量出被測谷物的水分。

在實際電路中，電容的測量方法主要有電橋法、諧振回路法、充放電法等。一般而言，測頻法在高頻端具有較高的測量精度，測周法在低頻端具有較高的測量精度。在軟件的處理上，可根據所測谷物含水率分布和所用單片機系統主頻選用頻率測量或周期測量。從輸入、輸出信號情況看，常用的測量方法有：一是施加自激信號，測量響應的頻率，從而計算出電容值或水分值。二是施加固定頻率信號，測量響應的信號強度計算出電容值或水分值；顯然前一種方法比較容易實現，但具有一定的測量誤差，此測量誤差可以通過分段標定修正的方法進行有效控制。本研究采用后一種方法，通過測量響應頻率進行水分的測量。

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