Пн–Пт: 09:00–17:00 brom@brom.ua

Без пробопідготовки щупові вологоміри зерна видають цифру за 7 секунд

Більшість громадян стикається безпосередньо з зерном тільки під час традиції посівання, лікування народними засобами при пророщування або при попаданні в сільську місцевість, де колосяться сотні гектарів пшениці, ячменю або набирають вагу качани кукурудзи.
А ось вимір вологості зернових – прерогатива працівників спеціалізованих лабораторій з аналізу органолептичних властивостей якості або тих, хто здійснює цю важливу процедуру прямо в поле, періодично засипаючи в ручний вологомір для зерна зразок, щоб буквально через хвилину отримати бажане значення відразу в %, доповісти керівництву, щоб визначитися з важливим рішенням для поточного сезону про визначення часу збору врожаю.


Уявімо собі, що як раз не до речі пішли затяжні дощі і прогноз погоди невтішний на найближчі тижні, але ось видалися сонячні дні і грунт просох і важкі колеса комбайна не занурюються по самі осі в бруд і починається збирання. І зерно начебто сухе і снують автомобілі, завантажують чергові тонни на зберігання в елеватори. Встигли!

Щупові вологомір зерна - альтернативний експрес аналіз поза лабораторією

Переваги та особливості

Щуп або зонд в залежності від різновидів вимірників – невід'ємний конструктивний елемент. Альтернативні назви, може не зовсім наукові, по відображають суть – вимірювальні електроди або виносні сенсори.
Які ж вигоди? Розпишемо коротко основні переваги, а потім поговоримо більш докладно.

  1. Може проводити виміри на будь-якій глибині (в межах довжини стрижнів), а не тільки на поверхні.
  2. Не потрібен попередній відбір проб - просівати, видаляти комах і сміття.
  3. Навіть в закритих мішках або кузові автомобіля резистивний вологомір зерна можливий провести оперативне дослідження.
  4. Висока швидкість, одна з найвищих серед аналогів.
  5. Чим довше щупи, тим менше в теорії ймовірностей, вплив чужорідних включень на підсумкове значення.

Поверхневий шар будь-якої гігроскопічного речовини майже завжди відрізняється за фізико-хімічними властивостями від внутрішніх шарів.

Зовнішній знаходиться під впливом переміщення повітряних потоків

Причому справа навіть не при зберіганні на відкритому повітрі.
І в закритому сховищі за рахунок конвекційного руху, повітря повільно, але рухається. Волога вгорі випаровується, і якщо зачерпнути жменю і проаналізувати, то в порівнянні з зерновками на глибині будуть, як то кажуть, дві великі різниці.
Можна звичайно перемішати лопатою, перед початком вимірювань. Але це більше жарт, а серйозність моменту полягає в тому, що тільки щуповим вологоміром можна навіть без торкання руками, відбору зразків зерна і перемішування, зануритися і отримати шуканий результат.
При зануренні на глибину датчиків дані стають усередненими. Звертаємо увагу на цей термін, це безпосередньо пов'язано з репрезентативністю вибірки.
Якщо загостреними кінчиками щупів лише торкнутися досліджуваного продукту, чутлива електроніка вже через секунду видасть значення на дисплеї. Але довіряти йому не можна:

  • по-перше як ми сказали, через що розрізняються фізико-хімічних властивостей верхнього шару;
  • по-друге, який тоді сенс в подовжених щупах, якщо тести проводяться дотиком?



З кожним сантиметром, коли зонди занурюються, збільшується кількість зерен, які безпосередньо контактують з поверхнею пари металевих сенсорів.

У побуті, особливо згадавши шкільні уроки фізики та частково забуті знання з техніки безпеки, для більшої частини матеріалів (твердих і рідких) ми можемо однозначно сказати – проводить матеріал струм чи ні.

Наприклад вода – проводить, металева деталь - теж, як і обривок мідного дроту.
А ось як бути з електропровідністю ну наприклад пшениці, кукурудзи, гороху, гречки? Проводить чи ні? Ось у чому питання ! Найцікавіше, що однозначної відповіді немає.

Технічні нюанси

Начебто проводять, але як би сказати - не дуже, десь посередині між провідниками і діелектриками.



Відстань між щупами вологоміра для зерна становить близько 50-70 мм.

Це два електроди, до яких підведена різниця потенціалів, за рахунок енергії джерел живлення.

Щоб електричний струм почав протікати, повинна бути додана достатня напруга, щоб "пробити" зернову масу.


Якщо напруга буде слабка, ток, не буде протікати, і значення вологості виміряти не вийде, або величина струму буде настільки мала, що буде порівнянна з тепловими шумами, характерними для цифрових елементів, якими всередині оснащений вимірювач для оцифровки отриманого аналогового сигналу вологи в зерні.
При малій величині струму, значення вологості буде порівняне за величиною з похибкою, що є недопустимим.
З іншого боку, якщо збільшити напругу, то різко зростатимуть габарити і вага.
Тому інженери прорахували все за і проти, щоб і ток проходив через зерно, і помилка була мінімальна, маркетологи і дизайнери дали свої поради по формі і розмірам - що вважають за краще купити покупці, і в результаті переносний вологомір для зерна отримує живлення всього від 4-х мікропальчікових батарейок.
Практика показала, що цього “комплекту” цілком достатньо. Споживається мала кількість енергії.

1 По-перше, вимір зазвичай проводиться за часом не більше 5-7 секунд
2 По-друге, вбудований АЦП і дисплей споживають струм в одиниці міліампер
3 По-третє, якщо прилад забудуть відключити, спрацює функція автоматичного відключення живлення

Тепер знову повернемося до глибини занурення і похибки. Наскільки глибоко занурювати щупи?
Досвід приходить з практикою. Опустіть на третину довжини, подивіться на свідчення. Потім на половину. Значення може зміниться, а може і ні. Якщо є можливість, бажано опускати голки, щоб електроди були в зерновому шарі на 80-90%.
Особливо небезпечна підвищена вологість, тому виробники наполегливо рекомендують використовувати корисну функцію, якою оснащені практично всі щупові вологоміри зернових, олійних культур і насіння – HOLD/MAX.
Цю опцію можна ще назвати – вимір з позитивним накопиченням.




Якщо спочатку буде показано 9,2%, а після опускання більш глибоко відобразиться 10%, то при включеній функції HOLD/MAX, на дисплеї завжди залишиться не обов'язково останнє, але саме максимальне значення.



Це і є усереднення. Зерна можна уявити як велику сукупність сипучих елементів, кожен з яких хоч трохи, але може відрізнятися за щільністю, твердості, ступеня пошкодження.
І за рахунок довжини щупів при включеній функції HOLD/MAX, дані усереднюються. Виходить, що вибірка стає більш репрезентативною і відбиває в цілому значення вологості наприклад в мішку або кузові вантажівки.
На точність може впливати ще один параметр. Це натура або насипна щільність або маса в одиниці об'єму, що в свою чергу визначається геометричними розмірами зерен, вмістом вологи і щільністю. Одна справа мішок, де зерна не так щільно прилягають одна до одної, інше – шар в 2-3 і більше метрів, де на самі нижні тисне маса верхніх.