電容式谷物水分測定儀校準(zhǔn)檢驗方法研究
來源: 類別:實用技術(shù) 更新時間:2007-07-20 閱讀次
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電容式谷物水分測定儀校準(zhǔn)檢驗方法研究
張曉波
摘要:本文參照國際標(biāo)準(zhǔn)ISO7700/1-1984《水分測定儀校準(zhǔn)檢驗 第一部分 谷物水分測定儀》,結(jié)合我國的實際,分析了水分測定儀校準(zhǔn)過程的誤差來源以及對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)檢驗的注意事項,對方法進(jìn)行優(yōu)化,詳細(xì)介紹了電容式谷物水分測定儀校準(zhǔn)檢驗的方法。 關(guān)鍵詞:水分測定儀;校準(zhǔn);檢驗
0 前言
糧食水分一直是國內(nèi)外糧食部門控制的一項非常重要的質(zhì)量指標(biāo)。在糧食的征購過程中,時間緊,工作量大,常規(guī)的水分測量方法技術(shù)條件要求較高,時間長,給征購工作帶來很多不便。在糧食的運(yùn)輸和存儲過程中,隨時隨地了解糧食水分狀況是非常必要的。于是,便攜式電容法谷物水分測定儀就顯示出它的優(yōu)勢,它測量速度快,只需幾十秒鐘;體積小,重量輕,便于攜帶;操作簡單,使用者不需要嚴(yán)格培訓(xùn)。目前,國外許多國家已經(jīng)把用水分儀測定水分的方法列為國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),如美國小麥協(xié)會和加拿大谷物委員會。在國內(nèi),國營農(nóng)場、種子公司、糧食的征購及貯藏部門已大量使用水分測定儀。但是,由于國內(nèi)使用的水分測定儀的來源不同,有國外進(jìn)口的,國內(nèi)組裝的以及國內(nèi)研制開發(fā)的,導(dǎo)致各個型號的水分測定儀的性能質(zhì)量千差萬別,也就直接影響到測量結(jié)果的公正性和科學(xué)性。為此,我們參照國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 7700/1-1984(E)《水分測定儀校準(zhǔn)檢驗 第一部分 谷物水分測定儀》開展了電容式谷物水分測定儀校準(zhǔn)檢驗方法的實驗,經(jīng)研究,對實驗優(yōu)化,形成以下操作方法。
1 儀器和樣品
儀器:FARMEX谷物水分測定儀 美國制造“帝強(qiáng)”谷物水分測定儀 澳大利亞制造FZ102型微型植物試樣植物粉碎機(jī)樣品:小麥(春軟麥);大豆(種子);玉米(馬齒型商品玉米)
2 實驗方法
2.1 樣品的選擇 不同的谷物采取不同的選擇原則。玉米按種子和商品糧分開,而且再按粒型進(jìn)一步選擇,如馬齒型、硬粒型、硬粒-馬齒型。小麥?zhǔn)菍④淃満陀阐湻珠_。其他的谷物按品種選擇。另外選擇的谷物應(yīng)在水分測定儀的使用地區(qū)普遍存在。 除去谷物的雜質(zhì)和不成熟或不完整的籽粒。 2.2 樣品的準(zhǔn)備 2.2.1 根據(jù)檢驗水分點的數(shù)量準(zhǔn)備谷物樣品的份數(shù),每份樣品為1Kg。當(dāng)檢驗儀器測量范圍內(nèi)所有水分值時,應(yīng)準(zhǔn)備10份樣品,只檢驗其中的幾個水分值時,可準(zhǔn)備與之?dāng)?shù)量相同的樣品。 2.2.2 調(diào)節(jié)樣品水分(本項不適合玉米) 調(diào)節(jié)水分的目的是在一定的水分范圍內(nèi)使每份樣品含有不同的水分含量,并使水分含量盡可能有規(guī)則的間隔。一般玉米的水分范圍是12%~45%,其他谷物的范圍是10%~25%。 如果自然條件下樣品的原始水分高于水分梯度設(shè)定的水分值,可采用在30℃下逐漸烘干的方法,必要時通風(fēng)。如果原始水分低于水分梯度需要的水分值,可用加水濕潤的方法。所需加入的蒸餾水的量按下列公式計算:
 式中:M代表蒸餾水量,m代表樣品質(zhì)量,H1代表原始水分含量,H2代表水分梯度設(shè)定的水分含量。 用滴定管或有刻度的移液管迅速的加入計算的蒸餾水的量,樣品加水后密封。如果樣品的原始水分含量和梯度設(shè)定的水分含量相差低于10%(絕對)時,可一次性加入,操作詳見表1;如果樣品的原始水分含量和梯度設(shè)定的水分含量相差高于10%(絕對)時,可分兩次加入,操作詳見表2。所有的樣品都應(yīng)放在用漂白粉消毒的具塞玻璃瓶中密封保存,并放在5℃的冰箱內(nèi)。
表1 樣品原始水分與設(shè)定的水分之差小于10%的搖混時間 單位:s |
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濕潤日期 |
持續(xù)播混時間 |
第一天 |
加水后立即搖混 |
60 |
加水一小時后 |
15 |
加水二小時后 |
15 |
加水三小時后 |
15 |
加水三小時與第一天末之間 |
15 |
第二天 |
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15 |
第三天 |
15 |
第四天 |
15 |
表2 樣品水分與需要的水分之差大于10%的搖混時間 單位:s |
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濕潤日期 |
持續(xù)播混時間 |
第一天 |
加第一部分水后立即搖 |
60 |
加水一小時后 |
15 |
加水二小時后 |
15 |
加水三小時后 |
15 |
加水三小時與第一天末之間 |
15 |
第二天 |
加第二部分水后立即搖 |
60 |
加水一小時后 |
15 |
加水二小時后 |
15 |
加水三小時后 |
15 |
加水三小時與第二天末之間 |
15 |
第三天 |
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15 |
第四天 |
15 |
第五天 |
15 |
2.2.3 玉米水分梯度的制備不能加水濕潤或烘干,任何濕潤和干燥,都會大大影響儀器測定的電性質(zhì)。只能在自然條件下取收獲時的玉米,然后逐步風(fēng)干,收集不同風(fēng)干時間的樣品作為水分梯度點,密封。 2.3 水分測定儀檢驗 2.3.1.檢驗之前,保證樣品和水分測定儀在相同溫度下,否則,保證充足的時間使樣品和儀器之間達(dá)到熱平衡。從冰箱中取出的樣品,應(yīng)過夜后測量。 |
如果樣品發(fā)出一種發(fā)酵的氣味或發(fā)霉,就應(yīng)該丟棄。如果很多樣品都是這種情況,有必要重新開始實驗。 2.3.2 按照GB3523-83的規(guī)定用烘箱法測定每一份樣品的水分含量,玉米按 GB/T10362-89測定,雙平行的平均值作為校準(zhǔn)水分值。同時,用水分測定儀測定樣品水分,每一份樣品重復(fù)測定四次,取平均值,作為儀器水分值。 2.4 結(jié)果表示 A=Y-X 上式中的A代表水分測定儀的實測誤差,Y代表儀器水分值,X代表校準(zhǔn)水分值。
3 結(jié)果和討論
3.1 分別用三種谷物樣品對兩個型號的水分測定儀進(jìn)行檢驗,結(jié)果如圖1,圖2,圖3所示。

圖1 小麥樣品

圖2 大豆樣品

圖3 玉米樣品
目前,我國還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)誤差指標(biāo)評價水分測定儀的等級,這項工作需要糧食部門做大量的實驗。本項實驗引用ISO 7700/1的規(guī)定,該國際標(biāo)準(zhǔn)將水分測定儀分為兩個級別,實驗中使用的兩臺儀器均屬一級水分測定儀。 3.2 為使檢驗結(jié)果能真實的反映水分測定儀的質(zhì)量,選擇的谷物樣品十分重要,谷物的粒型、大小、硬度以及其它的性質(zhì)對儀器的電容值影響很大,所以選擇樣品時應(yīng)盡可能避免這些因素造成的誤差。例如玉米,首先按商品糧和種子分開,然后按粒型分開,而且,高水分玉米和低水分玉米應(yīng)分別用不同的水分方程測量。小麥除了按軟麥和硬麥分,還應(yīng)進(jìn)一步按冬小麥和春小麥分,即冬硬、冬軟、春硬、春軟。 3.3 電容式谷物水分測定儀的測量原理是用含水的糧食作為測量電極間的充填介質(zhì),通過電容的變化達(dá)到測量糧食水分含量的目的。其中溫度對電容值的影響是很大的,水分儀上都裝有一個或兩個溫度傳感器,對測定結(jié)果進(jìn)行溫度補(bǔ)償。為減少溫度傳感器的測定誤差,應(yīng)保證樣品和儀器在相同溫度下,如果溫度相差較大,可將樣品裝入儀器樣品杯,然后倒出,再裝入,反復(fù)幾次,使樣品和儀器之間達(dá)到熱平衡。冰箱中取出的樣品至少放置16小時,才能達(dá)到熱平衡。 3.4 水分測定儀的校正根據(jù)儀器的原理不同分單點校正和三點校正。儀器的校準(zhǔn)應(yīng)定期由法定計量部門或指定的實驗室完成,規(guī)定用三點校正的儀器,必須用三點校正,規(guī)定用單點校正的儀器,可一點校正后再用另外兩點對儀器進(jìn)行驗證。儀器的校正點應(yīng)接近實際經(jīng)常應(yīng)用的水分范圍,越接近校正點,測量誤差越小。例如,在收購小麥時,大致水分范圍時12% ~16%,單點校正時就可以選擇水分含量為14%的小麥校準(zhǔn)儀器。如果水分測定儀經(jīng)常應(yīng)用于某一批固定的糧食,例如對倉儲糧食的管理,可取被測的糧食校正儀器,測量結(jié)果更準(zhǔn)確。
作者單位:農(nóng)業(yè)部谷物及制品質(zhì)量檢測中心 哈爾濱 150086
參考文獻(xiàn):
1.吳家群.糧食水分測量的最佳數(shù)學(xué)模型的研究.中國糧油學(xué)報,1998,13(2):57 2.袁向星.電容式糧食水分快速測定儀溫度補(bǔ)償研究.分析儀器,1989,80(2):68 3.汪延祥.具有自動定標(biāo)功能的糧食水分測定儀.分析儀器,1992,92(2)25 4.吳家群.用逐步回歸方法研究使用新型半導(dǎo)體器件水分儀的數(shù)學(xué)模型.半導(dǎo)體技術(shù),1998,4(8):56 |
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