关于粮食水分检测方法的研究

　　粮食水分检测对粮食的收购、运输、储藏、加工贸易都具有十分重要的意义。水分一直是粮食的一项重要质量指标。应用现代新的技术手段与理论方法来检测粮食的水分，对有效解决粮食水分检测中存在的问题，保证干燥过程中粮食的品质与经济效益，具有非常重要的意义。
　　1.粮食水分检测的主要方法
　　粮食水分检测方法主要分为直接检测法和间接检测法，其中直接检测法是通过烘干等方式，直接获得粮食含水量。间接检测法则利用其自身的物理、化学或光学特性与含水率存在的关系，而获得其含水量。
　　1.1 直接法 电烘箱法：电烘箱法是利用电烘箱对被测物进行加热，使水分蒸发的物理现象进行水分检测，通过样品加热前后重量的变化检测样品水分，检测时需要较长的烘干时间，其优点是精度高，可以作为标准用来检验其他方法的检测精度，一般用于实验室检测；减压法：减压干燥称重，不受被测物料形状影响，无需特殊的预处理，操作简便，可靠性高，适用于质量管理和分析部门；红外线加热干燥法：红外线加热干燥法是利用红外线加热样品使其失水，从而达到测量水分含量的目的。主要影响因素为温度和加热时间，红外法不需加热介质，提高了热能利用率，该法不能进行在线测量；微波加热法：微波加热法是利用微波炉的磁控管所产生的2450MHz或915MHz的超高频率微波快速振荡粮食中的水分子，使分子相互碰撞和摩擦，进而除去粮食中的水分；化学法：甲苯蒸馏法是一种较常用的化学测水方法，利用与水分不相溶的溶剂（甲苯、二甲苯）组成沸点较低的二元共沸体系，将试样中的水分蒸馏出来。
　　1.2 间接法 电阻法：是利用粮食含水量不同引起电导率不同的原理测量水分的方法；电容法：电容法根据不同含水量的粮食介电常数不同的原理，来检测粮食水分。根据传感器结构形式不同分两种类型，即量筒或量杯取样传感器和平板式电容传感器；红外射线法：通过测量被发射的红外光的密度大小，来间接得出谷物水分含量，常用的光学结构有反射式、透射式和相位式；微波法：是利用水对微波能量的吸收和反射，引起微波信号的相位和幅值变化的原理进行水分检测；中子法：测量过程为中子源发射的快中子和谷物当中的氢原子核进行碰撞，进而散射并损失能量，缓慢后变为热中子，形成以中子源为中心的热中子云球，该球半径和谷物氢原子数量有关。根据氢原子核热中子密度关系，得出氢原子数量，而氢原子又是水的组成成分，便可以推算出水分含量；摩擦阻力法：谷物的动态摩擦阻力和含水率具有一定的函数关系，含水率大，摩擦阻力也大。该法干扰因素少，干扰强度低微，传感技术稳定、可靠，标定方便，调整灵活，价格低，便于实现自动控制。
　　2.粮食水分检测的主要仪器
　　现在国内外开展电容式水分检测仪器，取得了一定进展。国内有关单位与个人也积极开展了有关电容式水分检测方面的研究工作。滕召胜等人研制了一种用于烘干机上的插杆式新型粮食水分传感器，该传感器为分机设计的WSCX-1储粮温度、水分自动测试系统填补了仓储粮食多参数自动检测的空白，利于现场快速安装且使用功耗非常低，目前已经获得一定的应用。2007年吉林大学的张亚秋采用电容法检测粮食水分，通过对温度、水分、容重等检测数据的融合，建立了基于BP神经网络的水分预测模型，通过数据融合技术与神经网络的优化，实现了粮食水分测量的温度、容重补偿和非线性校正，提高了水分检测的精度。2011年张亚秋在上述基础上进一步将神经网络温度补偿算法与虚拟仪器技术相结合，开发了虚拟仪器软件平台，该软件平台具有操作简便，方便通过对神经网络建模的使用消除温度对水分检测精度的影响。2009年八一农垦大学的李爱传、汪志强等采用了基于电容式的水分传感器检测系统的研究，通过信息数字化采集实现粮食含水率的现场检测与推广。沈阳大学的景勇与丁岚设计了基于电容式的水分检测仪，通过试验并且经过标定分析出了粮食水分检测的各参数（粮食水分含量、环境温度、紧实度）之间的对应关系，该粮食水分仪能够满足不同谷物的水分检测需要。
　　除了前面阐述的各种水分检测仪及水分检测方法外，日本还利用减压干燥法研制了VME型微量水分仪。德国伯朗伯公司的连续水分仪及日本京都电子的MKA-3型水分仪是采用的卡尔费休法。卡尔费休法是公认的高准确性测量微量水分的经典方法。北京先驱威锋技术开发公司，推出了ZDJ-1S型全自动卡氏微量水分测定仪。2010年吴文福、尹丽妍开展了基于粮食介电特性的水分检测研究，得出包括含水率、空气湿度、测试频率、温度和容重5个介电特性影响因素中含水率影响最大这一结论，使其成为粮食水分检测的新手段。