远程谷物水分在线监测上位机信息采集与业务管理系统设计与实现文献综述

一、文献综述

（一）国内外研究现状

我国是粮食生产大国，种植面积广，生产规模大，并且一般来说粮食收获时间比较短，通常都集中在10月左右，如果在收货一段时间内不能及时交易，就要对谷物进行储存的处理，并且在储存时一定要注意谷物的水分含量， 农户通常将收获后的谷物转售给购买站和谷物仓库，在具体交易环节，人们通常将谷物含水量作为重要衡量指标于未及时干燥处理的谷物进行储存，对于未处理的谷物含水率检测不准确，容易导致谷物腐烂和变质，影响谷物质量 ^[1] 。每年我国因为粮食储藏方式不当而发霉变质的粮食有将近2000万吨，存储粮食不当的罪魁祸首便是温度过高，新的粮食含水率高，如果处在温度较高的环境下，有利于霉菌繁殖发生霉变，产生大量毒素，也就是通俗意义上的变质，若食用会引起食物中毒，而怎样去科学有效的存储谷物成为了我们的难题，而解决这一难题的第一步便是谷物水分的在线监测。

一直以来，谷物含水率是对于粮食质量好坏的关键评判标准，为此，各个国家也都相继开发了很多针对不同种类谷物的监测其含水率的仪器，目前来讲，谷物含水率的检测技术已经趋向成熟，一般来讲国内外有两种比较普遍认可的检测方法。

一种是可以直接检测谷物的含水率，这种方法被称为直接法，具体内容是通过高温烘干或者是通过加入化学试剂的方式将谷物中的水分降低，又名衡重法，这种方式是国内外谷物水分检测的标准方法，测量精准度高，但是过程需要人工完成，效率低，测量慢，不适合大范围的推广。

另一种方法被称为间接测量法，间接测量法是通过测量某些与谷物水分密切相关的数据，并通过数据分析以及公式计算等得到谷物中的含水率，间接测量法主要有两种，一种是基于电容效应大的电容检测法，另一种是使用变阻电导体的电阻检测法，但是电阻检测法测量电导率，虽然检测速度较快，但是重复测量较为麻烦，并且外界很容易干扰电导率的检测，从而影响到谷物水分测量的精度，而电容法是通过检测谷物放入某一容器前后电容的改变来得到数据，并且通过公式计算得到谷物含水率，这种方法克服了直接法的效率问题以及电阻法的重复性差以及容易受到环境改变等一系列问题，检测精度高，效率高^[2]。

在谷物水分检测研究方面我国也进行了深入的研究，目前国内研制谷物水分测量仪的公司有很多，其中有LDS-1H型号，可测量稻谷，小麦，油菜籽，玉米，大麦，大米等的谷物水分，并且可自行定标和修正误差。

（二）研究主要成果

（1）干燥法

干燥法是通过在高温环境下让水分充分蒸发，测量前后的质量差即为水分含量，其中还有通过真空降低谁的沸点的真空干燥法，以及使用红外线发热管为热源的红外线干燥法，缩短测量周期，减少能耗。