Первинний вимірювальний перетворювач вмісту вологи для контролю якості зерна
DOI:
https://doi.org/10.24027/2306-7039.3.2020.216844Ключові слова:
вимірювання вмісту вологи, зерно, первинний вимірювальний перетворювач, сортова невизначеність методичної похибки, тестовий вплив, оцінка точностіАнотація
Коли мова йде про вимірювання вмісту вологи зерна з використанням ємнісних вологомірів, необхідно брати до уваги різні значення діелектричної проникності для різних типів зерна у зневодненому стані, що спричиняє появу методичної похибки, яку можна назвати “сортовою невизначеністю”. Основною метою дослідження є зменшення значення сортової невизначеності шляхом розроблення ємнісного вимірювального перетворювача, здатного здійснювати тестові впливи на досліджувану речовину, реалізовані для автоматичної компенсації “сортової невизначеності”, спричиненої недосконалістю методу вимірювання. Щоб оцінити актуальні рівні тестових впливів, було обрано речовини зі значеннями діелектричної проникності 2, 2.5, 3 та 3.5 для контрольних точок вмісту вологи 0, 10, 20, 30 та 40%. Первинний вимірювальний перетворювач вмісту вологи утворено системою електродів у формі V-подібних пластин, зафіксованих на внутрішній поверхні двох діелектричних кілець. Тестові впливи на речовину відтворюються безпосередньо у ємнісному первинному перетворювачі введенням звичайних металевих пластин фіксованої товщини у простір між окремими електродами. Дослідний зразок первинного вимірювального перетворювача було досліджено експериментально. Вміст вологи з номінальними значеннями 0, 10, 20 та 30% було відтворено кількома типами зерна з різними значеннями діелектричної проникності: перлова крупа (ɛ = 3.68); мак (ɛ = 3.56); пшоно (ɛ = 3.17); горох (ɛ = 2.97); пшенична крупа (ɛ = 2.55). Експериментальну установку вимірювача вмісту вологи було зібрано з використанням методу заміщення для забезпечення достатньої точності в умовах ємнісних вимірювань у речовинах зі значними діелектричними втратами. Точність вимірювання оцінено як відхил середнього значення виміряного вмісту вологи від номінального, а також невизначеність цього відхилу у вигляді невизначеності типу А.Посилання
Forsen H., Tarvainen V. Accuracy and functionality of hand held wood moisture content meters. Technical Research Centre of Finland, VTT Publications, 2005. 79 p.
Fridh L., Eliasson L., Bergström D. Precision and accuracy in moisture content determination of wood fuel chips using a handheld electric capacitance moisture meter. Silva Fennica, 2018, no. 5(52), pp. 1–13. DOI: https://doi.org/10.14214/sf.6993
Thakur R., Chatterji S., Kumar A., Bansod B.S. Development of multi-grain capacitive sensor for determination of moisture content in grains. Quality Assurance and Safety of Crops & Foods, 2014, no. 7(2), pp. 201–206. DOI: https://doi.org/10.3920/QAS2013.0285
Zabolotnyi A., Golub E., Koshevoj N. Synthesis of test actions for capacitive moisture meter that is invariant to change of substance type. Теka. Commission of motorization and energetics in agriculture, 2014, no. 2(14), pp. 43–52.
Josh M., Clennell B. Broadband electrical properties of clays and shales: Comparative investigations of remolded and preserved samples. Geophysics, 2015, no. 2(80), pp. 129–143. DOI: https://doi.org/10.1190/geo2013-0458.1
Nor Zakiah Y., Zulkifly A., Nursakinah M.I., Mardiah H.M., Muhamad Z.Y. Permittivity models for determination of moisture content in Hevea Rubber Latex. International Journal of Agricultural and Biological Engineering, 2014, no. 7(5), pp. 48–54. DOI: https://doi.org/10.3965/j.ijabe.20140705.005
Nelson S.O., Trabelsi S. A century of grain and seed moisture measurement by sensing electrical properties. Transactions of the ASABE, 2012, no. 55(2), pp. 629–636. DOI: https://doi.org/10.13031/2013.41364
Enis Tuncer. Dielectric Mixtures – Importance and Theoretical Approaches. IEEE Electrical Insulation Magazine, 2013, no. 29(6), pp. 1–22. DOI: https://doi.org/10.1109/MEI. 2013.6648753
Yugong Wu, Xuanhe Zhao, Fei Li, Zhigang Fan. Evaluation of Mixing Rules for Dielectric Constants of Composite Dielectrics by MC-FEM Calculation on 3D Cubic Lattice. Journal of Electroceramics, 2003, no. 11, pp. 227–239. DOI: https://doi.org/10.1023/B:JECR.0000026377.48598.4d
Forejt J. Kapacitni merice neekltckych velicin. Czech Republic, SNTL, 1963. 159 p.
Zabolotnyi O.V., Zabolotnyi V.A., Koshevoi M.D. Conditionality examination of the new testing algorithms for coal-water slurries moisture measurement. Scientific Bulletin of National Mining University, 2018, no. 1(163), pp. 51–59. DOI: https://doi.org/10.29202/nvngu/2018-1/21
Zabolotnyi O.V. Proximate testing method of moisture measurement for substances of dielectric nature. Radio Electronics, Computer Science, Control, 2019, no. 1(148), pp. 7–17. DOI: https://doi.org/10.15588/1607-3274-2019-1-1
Diane Lee G., Harris G. Examination of Grain Moisture Meters Using Air-Oven Reference Method Transfer Standards. Natl. Inst. Stand. Technol., 2016. 82 p. DOI: https://doi.org/10.6028/NIST.HB.159
ISO 712:2009. Cereals and Cereal products – Determination of moisture content – Reference method. Switzerland, ISO, 2009. 22 p.
Ogbul K.N., Ndulue E.L., Ogwo V., Mbajiorgu C.C. Development and Testing of a Capacitive Digital Soil Moisture Metre. Nigerian Journal of Technology (NIJOTECH), 2016, no. 3(35), pp. 686–693.
ISO 7700-1:2008. Food products – Checking the performance of moisture meters in use – Part 1: Moisture meters for cereals. Switzerland, ISO, 2008. 14 p.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
ПОЛІТИКА, ЯКА РЕКОМЕНДУЄТЬСЯ ЖУРНАЛАМ, ЩО ПРОПОНУЮТЬ ВІДКРИТИЙ ДОСТУП З ЗАТРИМКОЮ
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи, яка через 12 місяців з дати публікації автоматично стає доступною на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
