CN101929938A - 一种粮食容重的测量方法及其设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种粮食容重测量方法及其设备，该方法是采用本发明的专用测量设备，通过天平称量出样品重，利用阿基米德定律的原理，测量出样品籽粒的纯体积，计算其密度值然后换算成容重值，再修正到安全水分(14.0％)的容重值，最后根据容重值大小进行分级定等。它不受温度、水分、籽粒大小、散落性、孔细度等因素的影响，检测精度高、误差小、重复稳定性好、成本低、操作方便。

Description

一种粮食容重的测量方法及其设备

技术领域

本发明涉及一种粮食容重的测量领域，具体的说是一种粮食容重测量方法及其设备。

背景技术

在国家粮食质量标准GB1353——2009和GB1351——2009中，规定了玉米和小麦的等级用容重来确定，其目的是反应玉米和小麦的内在质量，其实质就是测量其密度，容重是粮食籽粒在单位容积内的质量，以克/升(g/L)表示。粮食容重是反映粮食籽粒大小、形状、整齐度、均匀度、质量、腹沟深浅、胚乳质地等质量的综合指标。世界上许多发达国家的谷物质量标准中，均将容重列为一项重要指标。我国粮食部门也将容重作为评价谷物质量的一个重要参数。

现有技术中谷物容重检测普遍采用容重器，由于采用现有的容重器测定玉米和小麦容重值受干扰因素很多(如水分、籽粒大小、散落性、孔细度等)，因此具有局限性，测量不确定度呈非线性，因此不能显示其容重的真值，其缺点和不足之处具体表现在：①、受粮食的粒型籽粒的大小影响。同样成份含量的样品，马齿型或籽粒大的玉米测出的容重值就小，籽粒小的测出的容重值就大。②、受粮食的散落性影响。散落性好的，测出的容重值大；散落性不好的，测出的容重值小。③、受粮食的孔细度影响。孔细度大的，测出的容重值小；孔细度小的，测出的容重值大。④、受粮食水分值大小的影响。水分值超过18.0％的玉米，检测不了。只能检测18.0％以下水分值的样品。⑤、不科学。水分在18.0％以下的样品测出多少是多少，作为定等依据就不科学，拿玉米为例；水分为17.5％测出的容重值为723g/L应该是1等玉米，但是水分降至14.0％时的容重值绝对不是723g/L，而是712g/L左右，变成了2等玉米，测出17.5％水分的玉米容重值就没有任何意义了。所以说该方法是不科学、不严密的。

发明内容

本发明的目的是要提供一种不受温度、水分、籽粒大小、散落性、孔细度等因素的影响，检测精度高、误差小、重复稳定性好、成本低、操作方便的粮食容重测量方法及其设备。

本发明的目的是这样实现的，一种粮食容重测量仪，该测量仪包括：

用于数据采集和数据处理的数据处理装置1；

用于称量皿盒和样品重量、设置在机架6上面的其下面设置有下称钩8的天平2；

用于盛装被测样品的皿盒3；

设置在机架6的下面、里面装有水的水槽4；

用于盛装测试样品的称样皿5；

用于测试样品清选除杂的谷物选筛7

所述的谷物选筛7由上层筛体9、下层筛体10、筛底座11构成。

一种粮食容重的测量方法，该方法是通过天平称量出样品重，利用阿基米德定律的原理，测量出样品籽粒的纯体积，计算其密度值然后换算成容重值，再修正到安全水分(14.0％)的容重值，最后根据容重值大小进行分级定等。

具体步骤如下：

①、前期设备准备：首先将天平调至水平，将水槽设置在机架上天平的正下方位置，水槽内放入水，接通电源，待天平预热后，用标准法码校准天平，然后再将称样皿放到电子天平上除皮清零；最后称量皿盒皮重，方法是将皿盒盖上盖浸入水中振荡4～5次排净气泡后，挂在天平下称钩上悬浮称量，待天平稳定后，接收皮重数据A并储存至数据处理装置。

②、试样准备：在试样准备过程中，扦样与分样按GB 5491执行，准备方法和要求是：分取整粒试样1000g用谷物选筛进行筛选，取除净杂质的下层筛体上的谷物作为测定容重的试样，对于玉米试样要求谷物选筛上层筛体筛孔大小为Φ12mm、下层筛体筛孔大小为Φ3mm；小麦式样要求谷物选筛上层筛体筛孔大小为Φ4.5mm、下层筛体筛孔大小为Φ1.5mm。

③、试样称重：将制备好的试样充分混匀，用称样皿盛装放在天平上称量样品300g～400g，待天平稳定后，接收样品重数据W并储存至数据处理装置。

④、皿盒毛重称量：将③中的样品倒入皿盒中，盖上皿盒盖，浸入水中振荡4～5次排净气泡，挂在天平下称钩上悬浮称量，待天平稳定后5秒钟，立即接收毛重(样品放入皿盒中在水中的重量)数据B并储存至数据处理装置。

⑤、水分值修正：当样品水分真值高于安全水分值14.0％时，要求通过数据处理装置上的水分功能键对水分数值进行修正，输入样品水分真值；当样品水分真值低于安全水分14.0％时，不需要进行修正，在数据处理装置上的水分功能键上输入14.0％。

⑥、数据处理：当样品重W、皿盒皮重A、毛重B、样品水分值被数据处理装置接收后，就会经过数据处理装置处理并在显示屏上自动显示被测样品的容重值(g/L)；

容重值计算公式如下：

容重值(g/L)＝KWd/(W-B+A)-C(X-14.0)

其中：K——换算系数(常数)

W——样品重

d——水槽中水的密度值

B——皿盒毛重(样品放入皿盒中在水中的重量)

A——皿盒皮重

C——水分修正参数(常数)

X——样品水分值(高时为真值，低时为14.0％)

试验时要进行两次试验，双试验结果允许误差不超过3g/L，求其平均数，即为测定结果。

容重定等指标执行国家标准。

主要技术指标

称量范围    0-600g    称量最小读数    0.1g

测定时间    1分钟     适应水分范围    0-100％

重复差      ≤3g/L    仪器适应温度    1～40℃

适应样品温度范围    -30℃～40℃

本发明由于采用上述结构的粮食容重测量仪和采用上述测定方法具有以下优点：

1、本发明方法不受粒型、籽粒大小的影响。只反映粮食内部成份含量的高低，只要籽粒饱满成份含量高，测出容重值就大，相反就小。

2、本发明方法不受样品温度、粮食散落性、粮食孔细度的影响。

3、本发明方法不受粮食水分值大小的限制，测出的容重值均为修正到安全水分14％时的容重值，水分低于14％时，不修正。

4、本发明方法更加严密科学。测出的容重值均为安全水分值14％时的容重值，因为这种测量容重值的方法就要象检测“千粒重”一样，必须换算到同一个水分值(标水、安全水、干基)时的“千粒重”才有同等条件下的可比性。所以该定等方法才是科学、严密的。

5、采用新方法定等避开了一切外界干扰因素的影响，实现了同一水分、同等条件下对粮食籽粒干物质含量的高低进行分级定等。

附图说明

图1为本发明一种粮食容重测量仪整体结构示意图。

图2为本发明粮食容重的测量方法工艺流程图。

具体实施方式

由附图1所示：一种粮食容重测量仪，该测量仪包括：

用于数据采集和数据处理的数据处理装置1；

用于称量皿盒和样品重量的设置在机架6上面的其下面设置有下称钩8的天平2；

用于盛装被测样品的皿盒3；

设置在机架6的下面里面装有水的水槽4；

用于盛装测试样品的称样皿5；

用于测试样品清选除杂的谷物选筛7

所述的谷物选筛7由上层筛体9、下层筛体10、筛底座11构成。

实施例1

由附图2所示：选取玉米2k g，进行容重测量并且定等，具体步骤如下：

①、前期设备准备：首先将天平调至水平，将水槽设置在机架上天平的正下方位置，水槽内放入水，接通电源，待天平预热后，用标准法码校准天平，然后再将称样皿放到电子天平上除皮清零；最后称量皿盒皮重，方法是将皿盒盖上盖浸入水中振荡4～5次排净气泡后，挂在天平下称钩上悬浮称量，待天平稳定后，接收皮重数据A＝85.3g并储存至数据处理装置。

②、试样准备：在试样准备过程中，扦样与分样按GB 5491执行，准备方法和要求是：分取整粒试样1000g用谷物选筛进行筛选，取除净杂质的下层筛体上的谷物作为测定容重的试样，对于玉米试样要求谷物选筛上层筛体筛孔大小为Φ12mm、下层筛体筛孔大小为Φ3mm。

③、试样称重：将制备好的试样充分混匀，用称样皿盛装放在天平上称量样品，待天平稳定后，接收样品重数据W＝313.0g并储存至数据处理装置。

④、皿盒毛重称量：将③中的样品倒入放在水中平台的皿盒中，盖上皿盒盖，浸入水中振荡4～5次排净气泡后，挂在天平下称钩上悬浮称量，待天平稳定后5秒钟，立即接收毛重数据B＝130.9g并储存至数据处理装置。

⑤、水分值修正：该样品水分值为13.5％，低于14.0％在数据处理装置上的水分功能键上输入14.0％。

⑥、数据处理：当样品重W、皿盒皮重A、毛重B、样品水分值被数据处理装置接收后，就会经过数据处理装置处理后自动显示被测样品的容重值(g/L)；

容重值计算公式如下：

容重值(g/L)＝KWd/(W-B+A)-C(X-14.0)

＝612×313÷(313-130.9+85.3)-2.9×(14.0-14.0)

＝612×313÷267.4＝716g/L。为二等玉米

K——换算系数(玉米常数612)

W——样品重g

d——水槽中水的密度值1g/mL

B——皿盒毛重(样品放入皿盒中在水中的重量)g

A——皿盒皮重g

C——水分修正参数(玉米常数2.9)

X——样品水分值％(高时为真值，低时为14.0％)

试验时要进行两次试验，双试验结果允许误差不超过3g/L，求其平均数，即为测定结果。

实施例2

由附图2所示：选取玉米2k g，进行容重测量并且定等，具体步骤如下：

①、前期设备准备：首先将天平调至水平，将水槽设置在机架上天平的正下方位置，水槽内放入水，接通电源，待天平预热后，用标准法码校准天平，然后再将称样皿放到电子天平上除皮清零；最后称量皿盒皮重，方法是将皿盒盖上盖浸入水中振荡4～5次排净气泡后，挂在天平下称钩上悬浮称量，待天平稳定后，接收皮重数据A＝85.3g并储存至数据处理装置。

②、试样准备：在试样准备过程中，扦样与分样按GB 5491执行，准备方法和要求是：分取整粒试样1000g用谷物选筛进行筛选，取除净杂质的下层筛体上的谷物作为测定容重的试样，对于玉米试样要求谷物选筛上层筛体筛孔大小为Φ12mm、下层筛体筛孔大小为Φ3mm。

③、试样称重：将制备好的试样充分混匀，用称样皿盛装放在天平上称量样品，待天平稳定后，接收样品重数据W＝317.4g并储存至数据处理装置。

④、皿盒毛重称量：将③中的样品倒入放在水中平台的皿盒中，盖上皿盒盖，浸入水中振荡4～5次排净气泡后，挂在天平下称钩上悬浮称量，待天平稳定后5秒钟，立即接收毛重数据B＝122.2g并储存至数据处理装置。

⑤、水分值修正：该样品水分值为26.4％，在数据处理装置上的水分功能键上输入26.4％。

⑥、数据处理：当样品重W、皿盒皮重A、毛重B、样品水分值被数据处理装置接收后，就会经过数据处理装置处理后自动显示被测样品的容重值(g/L)；

容重值计算公式如下：

容重值(g/L)＝KWd/(W-B+A)-C(X-14.0)

＝612×317.4÷(317.4-122.2+85.3)-2.9×(26.4-14.0)

＝612×317.4÷280.5-2.9×12.4

＝692.5-36≈657g/L。为三等玉米

K——换算系数(玉米常数612)

W——样品重g

d——水槽中水的密度值1g/mL

B——皿盒毛重(样品放入皿盒中在水中的重量)g

A——皿盒皮重g

C——水分修正参数(玉米常数2.9)

X——样品水分值％(高时为真值，低时为14.0％)

试验时要进行两次试验，双试验结果允许误差不超过3g/L，求其平均数，即为测定结果。

Claims (4)

1.一种粮食容重测量仪，其特征在于：

该测量仪包括：

用于数据采集和数据处理的数据处理装置(1)；

用于称量皿盒和样品重量设置在机架(6)上面的其下面设置有下称钩(8)的天平(2)；

用于盛装被测样品的皿盒(3)；

设置在机架(6)的下面里面装有水的水槽(4)；

用于盛装测试样品的称样皿(5)；

用于测试样品清选除杂的谷物选筛(7)。

2.根据权利要求1所述的一种粮食容重测量仪，其特征在于：所述的谷物选筛(7)由上层筛体(9)、下层筛体(10)、筛底座(11)构成。

3.一种粮食容重的测量方法，其特征在于：该方法是通过天平称量出样品重，利用阿基米德定律的原理，测量出样品籽粒的纯体积，计算其密度值然后换算成容重值，再修正到安全水分14.0％的容重值，最后根据容重值大小进行分级定等。

4.根据权利要求3所述的一种粮食容重的测量方法，其特征在于：

容重测量的具体步骤如下：

①、前期设备准备：首先将天平调至水平，将水槽设置在机架上天平的正下方位置，水槽内放入水，接通电源，待天平预热后，用标准法码校准天平，然后再将称样皿放到电子天平上除皮清零；最后称量皿盒皮重，方法是将皿盒盖上盖浸入水中振荡4～5次排净气泡，挂在天平下称钩上悬浮称量，待天平稳定后，接收皮重数据A并储存至数据处理装置；

②、试样准备：在试样准备过程中，扦样与分样按GB 5491执行，准备方法和要求是：分取整粒试样1000g用谷物选筛进行筛选，取除净杂质的下层筛体上的谷物作为测定容重的试样，对于玉米式样要求谷物选筛上层筛体筛孔大小为Φ12mm、下层筛体筛孔大小为Φ3mm；小麦式样要求谷物选筛上层筛体筛孔大小为Φ4.5mm、下层筛体筛孔大小为Φ1.5mm；

③、试样称重：将制备好的试样充分混匀，用称样皿盛装放在天平上称量样品300g～400g，待天平稳定后，接收样品重数据W并储存至数据处理装置；

④、皿盒毛重称量：将③中的样品倒入放在水中平台的皿盒中，盖上皿盒盖，浸入水中振荡4～5次排净气泡后，挂在天平下称钩上悬浮称量，待天平稳定后5秒钟，立即接收毛重数据B并储存至数据处理装置；

⑤、水分值修正：当样品水分真值高于安全水分值14.0％时，要求通过数据处理装置上的水分功能键对水分数值进行修正，输入样品水分真值；当样品水分真值低于安全水分14.0％时，不需要进行修正，在数据处理装置上的水分功能键上输入14.0％；

⑥、数据处理：当样品重W、皿盒皮重A、毛重B、样品水分值被数据处理装置接收，就会经过数据处理装置处理后自动显示被测样品的容重值；

容重值计算公式如下：

容重值＝KWd/(W-B+A)-C(X-14.0)

K——换算系数

W——样品重

d——水槽中水的密度值

B——皿盒毛重(样品放入皿盒中在水中的重量)

A——皿盒皮重

C——水分修正参数

X——样品水分值、高时为真值，低时为14.0％

试验时要进行两次试验，双试验结果允许误差不超过3g/L，求其平均数，即为测定结果。

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