Сравнительное исследование ВЧ и СВЧ методов измерения влажности зерна (стр. 10 )

Значения коэффициентов регрессии и корреляции

результатов измерения влажности зерна

Коэффициенты регрессии	Коэфф.
А*10-7	В*10-3	С	Корр. R	СКО
-1,7	4,61	3,61	0,90	0,33

Оценку результатов измерения массового отношения влаги на влагомере выполняли согласно [31].

Результаты исследований приведены в табл.3.2. Влагомер будем считать выдержавшим испытание, если D £ 0,5% . Как видим, максимальная погрешность измерения влажности в измеряемом диапазоне не превышает D£0,47%, следовательно, влагомер можно считать выдержавшим испытание и соответствующим требованиям [36].

Рис.3.2 Зависимость показаний прибора Wile 55 от влажности зерна.

3.3.2. Изучение влияния температуры материала

на результат измерения влажности

Дополнительную абсолютную погрешность влагомера при изменении температуры зерна-пшеницы определяли в следующей последовательности:

1) готовили 4 образца зерна-пшеницы массой (500±50) г одной и той же влажности W0=10,5%. Три из них имеющих (14± 3) оС, (25± 3) оС, (32± 3) оС и один контрольный, имеющий температуру (20± 3) оС. Образцы готовились в камере тепла с выдержкой не менее 4-х часов;

2) определяли влажность подготовленных образцов на испытуемом влагомере. Обработку результатов измерений проводили по указанной методике (гл.3.2.2). Результаты измерений приведены в табл.3.3.

Влагомер считаем выдержавшим испытания, если;

D£0.1% (абс.) на каждые 10 оС.

Таблица 3.3.

Обработка результатов измерений

t, oC		q		D
15	10,34	0,16	0,037	0,22
20	10,34	0,16	0,034	0,22
25	10,27	0,23	0,04	0,31
30	10,32	0,18	0,033	0,25

Как видно, максимальная погрешность измерения влажности при изменении температуры на 10 оС не превышает D£0,31%, что позволяет считать влагомер выдержавшим испытания.

Исследование влияние места произрастания зерна на результат измерения. Экспериментальные исследования нами проведены с использованием образцов одинаковых сортов селекции, года произрастания (селекция – «Красный водопад», год выращивания - 2012) и различных мест произрастания: Андижан, Карши, Нукус, Самарканд, Ташкент и Фергана. Как видно места отобранных образцов, в основном, охватывают все климатические районы Республики Узбекистан. Обработка данных дает значения коэффициентов регрессии и их оценок СКО, эти результаты приведены в табл.3.4.

Как видно из графиков (рис.3.5), максимальная абс. погрешность измерений для пшеницы не превышает ±0,3% (с дов. вероятностью 0,95).

Анализ полученных результатов показывает, что погрешность измерения вносимая этим факторам, незначительна и соответственно можно сделать вывод, что СВЧ влагомер с единой градуировкой можно использовать во всех регионах Узбекистана.

По результатам исследований можно сделать заключение, что в условиях сельскохозяйственного производства Узбекистана можно добиться измерения влажности зерна и зерно продуктов на основе СВЧ преобразователей с абсолютной погрешностью не хуже ±0,5% в основном диапазоне.

Таблица 3.4.

Значения коэффициентов регрессии и корреляции результатов измерения влажности зерна выращенного в разных местах

Место	Коэффициенты регрессии	Коэфф.
Произрастания	А*10-7	В*10-3	С	Корр. R	СКО
Андижан	-1,7	4,61	3,61	0,90	0,23
Карши	-3	5	3,84	0,91	0,25
Нукус	-4	5,1	4,09	0,89	0,24
Самарканд	-3,03	5,03	3,66	0,90	0,26
Ташкент	-3,3	5,06	4,06	0,90	0,22
Фергана	-1,23	4,33	4,08	0,89	0,24

Рис.3.5. Зависимость показаний СВЧ прибора от влажности зерна, приведенных к одинаковой плотности для t= (20±2) оС

3.4. Сравнительное изучение метрологических характеристик

ВЧ и СВЧ устройств для измерения влажности зерна

Применение микропроцессорных устройств позволяет не только эффективно решить задачи оптимизации приборов, но и улучшить их эксплуатационные и экономические характеристики, а также значительно расширить их функциональные возможности. Это достигается переходом от традиционных измерений с жесткой логикой к выполнению под управлением программы всех арифметических и логических действий, необходимых для обработки данных, преобразования и вывода измерительной информации; причем, возможность замены программы другой программой, хранимой в памяти, обеспечивает большую гибкость и многофункциональность средства измерения.

Рассматриваемое нами универсальный СВЧ прибор предназначен для контроля влажности различных материалов агропромышленного комплекса, а также может быть использован применительно к другим твердым сыпучим материалам в химической промышленности, энергетике и т. д. Применение универсального влагомера позволяет получить надежную информацию о влажностных характеристиках веществ, контролировать и регулировать процессы хранения, влаготепловой обработки, переработки материалов и в соответствии с этим решать задачи автоматизации производства, экономии топливно-энергетических ресурсов, получения готовой продукции и изделий с заданными характеристиками.

Условия эксплуатации СВЧ прибора в закрытых помещениях: температура от 10 до 40 оС, относительная влажность воздуха (60¸20)%, корпус прибора должен быть заземлен и выполнен в искрозашищенном исполнении.

Сравнительные технические характеристики ВЧ и СВЧ прибора приведены в табл.3.5. Из этой таблицы видно, что СВЧ прибор имеет некоторое преимущество перед ВЧ прибором.

Таблица 3.5.

Сравнительные метрологические характеристики ВЧ и СВЧ прибора

Технические характеристики	Влагомер Wile 55	СВЧ прибор
Диапазон измерения, %	7¸45	7¸45
Погрешность измерения, %	0,7	0,5
Время измерения, сек	40¸50	40¸50
Температура образца, оС	10¸40	10¸40
Масса образца, грамм	100	400±50
Доп. погрешность связанная с выборкой образца, %	0,2	0,02
Возможность измерения в потоке	нет	да
Питание (+ батарейка)	220 В, 50 Гц	220 В, 50 Гц
Потребляемая мощность, Вт	20	40
Габаритные размеры, (ШхДхВ), мм Масса прибора, кг	200х100х90 1,3	300х250х200 6

По результатам измерений можно сделать заключение, что в условиях сельскохозяйственного производства Узбекистана также можно добиться измерения влажности зерна и зерно продуктов на основе ВЧ преобразователей с абсолютной погрешностью не хуже ±0,8% в основном диапазоне. Но при этом требуется объзательное проведение предварительных экспериментов по уточнению влажностных градировочных кривых зерновых материалов [34].

Выводы по главе 3

1.  Показано, использование микропроцессорной системы позволяет применять СВЧ влагомер для различных разновидностей зерна и зерновых продуктов.

2.  Результаты метрологических исследований экспрессного универсального СВЧ прибора показали соответствие его метрологических характеристик техническим требованиям контроля влажности зерна и зерновых продуктов.

3.  В лабораторных условиях выполнили градуировку прибора Wile 55 с использованием метода регрессионного анализа. Характеристики строились для объекта измерения: зерно-пшеница.

4.  Полученные сравнительные технические характеристики ВЧ и СВЧ прибора приведены в табл.3.5. Из этой таблицы видно, что СВЧ прибор имеет некоторое преимущество перед ВЧ прибором.

5.  По результатам измерений можно сделать заключение, что в условиях сельскохозяйственного производства Узбекистана можно добиться измерения влажности зерна и зерно продуктов также на основе влагомера Wile 55 с абсолютной погрешностью не хуже ±0,6- 0,8% в основном диапазоне. Но при этом требуется объзательное проведение предварительных экспериментов по уточнению влажностных градировочных кривых для рассматриваемых зерновых материалов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО РАБОТЕ

На основании проведенных измерений и полученных эксперементальных данных по диссертационной работе можно сделать следующие выводы: