Какие бывают влагомеры зерна без измельчения образцов

Первоначальная пробоподготовка при анализе влажности зерна в лаборатории необходима при использовании термо-гравиметрического метода, когда навеска размалывается лабораторной мельницей, помещается в сушильный шкаф и по изменению веса образца до и после просушивания, путем взвешивания на весах, возможно точно определить содержание влаги.
Портативный влагомер для зерна и семян это своеобразная мини-лаборатория, носимая в руках, в десятки раз позволяющая уменьшить время на исследование влаги в зерновых и бобовых культурах, экономичная и скоростная. Но разновидностей много и сегодня речь пойдет о группе, которая никак физически не воздействует на образцы.

Чем отличаются влагомеры зерна без размола

Учитывая тренд на получение параметров качества именно цельного зерна (это касается и инфракрасных анализаторов), используется диэлектрический или резистивный метод, чтобы избежать стадии измельчения, которая трудоемкая (при ручном дроблении при помощи медицинского скальпеля, ступки с пестиком) и энергозатратная (в случае электромельницы с мощным двигаталем). Соответственно различают 2 разновидности приборов:

• с закрытой крышкой герметичной измерительной камерой;
• с удлиненными щупами – электродами.

Принцип действия каждого из измерителей влажности зерна диаметрально противоположный, но главное, что их можно взять с собой для эксплуатации в полевых условиях - а это мобильность, взяв запасной элемент питания и можно хоть целый день проходить контрольные участки, снимая показатели, чтобы составить объективную карту распределения.
Единственное и по сути ключевое требование к приборам – разница между воздушно-тепловым, ГОСТовским способом и экспресс замером, не должна превышать 1 %.

Емкостные

Возьмем к примеру 2 вида влагомеры зерна от компании SUPERTECH: Farmpro и Farmpoint. Названия похожи, а главное по внешнему виду они мало различаются. До тех пор пока пока не заглянем внутрь камеры. Или хотя бы на внутреннюю поверхность крышки.

1. В первом случае сразу понятно, что это модель с размолом, что на несколько десятых долей процента, но уменьшает погрешность. Но сегодня наш разговор не об этой серии с жерновами-зернодробителями.
2. А вот второй влагомер, без ромбовидных насечек, трущих злаки, чтобы получить гомогенизированную “кашу”, предназначен как раз для засыпки именно цельного зерна. То есть продукт никак не меняет свою физическую форму: не разрезается, не нагревается и не сдавливается. И теоретически, если его высыпать и поместить в том же количестве обратно, результат будет тот же. Почти. Поскольку повторяемость никогда не достигает 100 % и это предусмотрено в технических характеристиках.

Как правило, аналитическое оборудование, функционирующее на механическом, химическом, нагревательном или другом принципе, относится к так называемому прямому типу измерения.

Пример. Один из важних показателей качества зерна это активность альфа-амилазы. В условиях лаборатории потребуется спектрофотометр, набор хим реактивов, включая хлористый кальций, йод, посуда для их хранения, сито, центрифуга, пш метр. Много, долго, сложно и дорого.
Но есть альтернатива - измерение числа падения, данным которого все доверяют. Для этих целей нужен клейстер из перемешанной в вискозиметрических пробирках муки и воды, возвратно-поступательное взбалтывание в лабораторном приборе ПЧП, специальными штоками с насадками в сочетании с высокой температурой наружной поверхности стекла, подореваемого в водяной бане. На все про все несколько минут.

Диэлькометрические приборы для измерения влажности разных видов зерна также относятся к непрямым и реализуют зависимость между емкостью пробы и влагой, находящейся в связанном молекулярном состоянии и распределяемой по разным структурным компонентам: оболочке, эндосперму, зародышу и др. Они тоже переносные, но есть исключения – портативно-лабораторный влагомер для зерна, делающий по сути то же самое, но плюс еще измеряющий натуру (насыпную плотность), а иногда еще сразу и температуру. Их еще называют влагонатуромеры. И как правило - калибровок у них побольше.

Как работают

Каждое зерно, а также их совокупность обладают уникальной диэлектрической постоянной. Совокурность зерновок рассматривается как конденсатор, через который пропускается переменный ток. С точки зрения электропроводности сыпучая масса относятся к полупроводникам. То есть ток проводит, но хуже чем проводники. Но это если речь идет о постоянном токе. А вот переменное электромагнитное поле легко пронзает зерновую массу, и в зависимости от влаги, сигнал затухает больше или меньше.

Если продолжить аналогию с конденсаторами как радиоэлектронными компонентами, растет ток утечки. Анализируя, как изменяются электрические характеристики, пропорциональные содержанию влаги, устройство по запрограммированным в памяти алгоритмам, пересчитывает полученную аналоговую информацию в цифровое значение.
Но это если речь идет только об одной культуре – например пшенице.

Калибровки

Если две и больше, то функционал придется расширить опцией выбора калибровок. И в своем большинстве влагомеры зерна, которые можно купить в Украине, спроектированы на 16-20 и более таких настроек, чтобы удовлетворить спрос агрономов, выращивающих разные культуры.
При этом цена в зависимости от количества калибровок почти не растет, поскольку наибольший удельный вес в стоимости занимает "железо": корпус, измерительная камера, дисплей и микросхемы.

Усреднение

Если пробы отобраны с поля в нескольких местах, то среднее арифметическое, которое автоматически подсчитывается, дает более объективную картину.
Поскольку отдельные колоски могут быть под тенью деревьев, другие в естественной впадине – низине, а третьи постоянно под палящим летним солнцем.

Пробоподготовка

Достаточно хотя бы минимальной подготовки пробы.
Необходимо убрать шелуху от колосьев, частички почвы, насекомых, твердые включения и по возможности визуально отобрать поврежденные зерна, других сортов, чтобы выборка была максимально репрезентативной.

 

Щуповые

Относятся к резистивным, как и идентичные по конструкции влагомеры для сена и сыпучих материалов (опилок, песка, почвы). С ним еще проще. Они позволяют анализировать влажность:

• как прямо в насыпи, погрузив два удлиненных электрода - щупа в слой;
• даже прямо в закрытых мешках, что актуально например на рынке при оптовых закупках, чтобы продавец не "подсунул" влажное зерно, которое хранится не долго, может прорасти, после чего в лучшем случае перейдет в разряд фуражного, на корм домашней птице и животным.

Принцип действия

Измеряется электропроводность сотен зерен, попавших между электродами. Электрический ток проходит через массу, поэтому значение в % отображается на дисплее практически мгновенно. Чтобы еще больше увеличить точность, стоит подвигать стержни вперед-назад, чтобы было зафиксировано максимальное значение, за счет плотного облегания.

Корректировка

Зачастую, особенно при сортообновлении, заводские калибровки могут "грешить", если для исследования поступило зерно нового сорта. Необходимо уточнять у менеджеров интернет-магазинов наличие этой важной функции.
Суть в том, что влагомер показывает например 13,2 %, а стандартный, лабораторный метод при помощи сушильной печи, уточняет, что образец зерна имеет влажность 13,5 %. Эту разницу 0,3 % можно ввести, чтобы при каждом замере, это число автоматически добавлялось к результату.
Указанная процедура чем-то напоминает так называемое смещение ИК-анализатора, когда калибровочная прямая "поднимается" вверх или вниз, в зависимости положительного или отрицательного поправочного коэффициента.

Компенсация температуры

Исследуемые образцы зерна и сам измеритель могут различаться по температуре. Для минимизации погрешности влажности предусматривается автоматическая компенсация температуры за счет терморезистора. Однако здесь есть пределы и если разница ощутима, следует подождать, чтобы температуры сравнялись.