傳感器技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品加工檢測(cè)方面的應(yīng)用

一般的農(nóng)產(chǎn)品都需要分類加工，如番茄除青果，大米除雜、棉種分選，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的后道工序。農(nóng)產(chǎn)品分選時(shí)多使用的是色選裝置，而充當(dāng)色選裝置“眼睛”的就是傳感器，從普通的光電傳感器，到復(fù)雜的圖像傳感器，通過傳感器可以識(shí)別出農(nóng)產(chǎn)品中的雜質(zhì)或不成熟體，并反饋給系統(tǒng)進(jìn)行篩除，也可以通過的圖像傳感器對(duì)種子表面進(jìn)行損傷、顏色、缺陷識(shí)別，以便進(jìn)行分級(jí)處理。軟件編寫過程中結(jié)合實(shí)測(cè)傳感器溫度曲線對(duì)數(shù)字溫度傳感器進(jìn)行軟件校正，編寫完畢的程序在單片機(jī)f真系統(tǒng)上調(diào)試，最后將調(diào)試成功的軟件程序?qū)懭雴纹?jì)算機(jī)。例如研制的油茶果色選機(jī)，就是采用高清的圖像傳感器CCD相機(jī)對(duì)下落的油茶果果殼與籽進(jìn)行圖像采集，并通過色選機(jī)進(jìn)行分選，可實(shí)現(xiàn)果殼與籽的95%選凈率。

在農(nóng)產(chǎn)品的檢測(cè)方面，近年來新興起了電子鼻檢測(cè)技術(shù)，就是借助氣敏傳感器來識(shí)別氣味，并可實(shí)現(xiàn)不同時(shí)間、地點(diǎn)采集的氣味持續(xù)動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)。電子鼻系統(tǒng)主要由傳感器陣列和識(shí)別系統(tǒng)組成，傳感器陣列上分布多種氣敏傳感器配件，每個(gè)傳感器可識(shí)別不同氣體，因此電子鼻可同時(shí)檢測(cè)多種氣體，并通過識(shí)別系統(tǒng)反饋出來。傳感器外殼二十一世紀(jì)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離不開智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械和設(shè)備，當(dāng)然，智能農(nóng)業(yè)裝備不能沒有現(xiàn)代的電子、通信和計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，沒有電子通訊和先進(jìn)的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的支持，如智慧農(nóng)業(yè)機(jī)械水源。運(yùn)用電子鼻技術(shù)，可以檢測(cè)出果蔬產(chǎn)品中的藥殘留濃度，不同水果的成熟度。有人借助電子鼻技術(shù)對(duì)不同品種葡萄果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行主成分分析，成功將4個(gè)葡萄品種區(qū)分開，另外，谷類在存儲(chǔ)時(shí)會(huì)揮發(fā)出氣體，借助電子鼻也可有效地對(duì)氣體進(jìn)行分析，以便判斷是否變質(zhì)并進(jìn)一步處理。

溫度傳感器是開發(fā) 早、應(yīng)用 廣的傳感器。在伽利略發(fā)明溫度計(jì)之后，人們開始利用溫度進(jìn)行測(cè)量，不過那時(shí)還沒被稱做溫度傳感器。真正把溫度變成電信號(hào)的傳感器由德國(guó)物理學(xué)家賽貝發(fā)明，就是后來的熱電偶傳感器也就是溫度傳感器的開始。50年以后，德國(guó)人西門子發(fā)明了鉑電阻溫度計(jì)。熱電耦也是由兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A、B焊接而成，焊接的一端稱為工作端或熱端。在半導(dǎo)體技術(shù)的支持下，近年來相繼開發(fā)了包含半導(dǎo)體熱電偶傳感器在內(nèi)的多種溫度傳感器。數(shù)字溫度傳感器問世于20世紀(jì)90年代中期，它是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試技術(shù)(ATE)的結(jié)晶。所謂溫度傳感器數(shù)字化就是能把溫度物理量和濕度物理量，通過溫、濕度敏感元件和相應(yīng)電路轉(zhuǎn)換成方便計(jì)算機(jī)、PLC、智能儀表等數(shù)據(jù)采集設(shè)備直接讀取得數(shù)字量的傳感器。溫度傳感器數(shù)字化給人們帶來了更多的便捷。

些硅溫度傳感器的工作原理是：當(dāng)兩個(gè)相同的晶體管在集電極電流密度比恒定的情況下工作時(shí)，它們的基極一發(fā)射極電壓差僅與溫度成正比。其他的溫度傳感器則基于采用二極管接法的晶體管的基極一發(fā)射極電壓VBE的行為，此VBE隨著溫度反向變化，這個(gè)變化速率非常恒定，為-2mV/℃，但是對(duì)于不同的晶體管，VBE變化的絕dui值也不同。傳感器外殼廠家稱測(cè)量對(duì)象容易受到溫度和溫度波動(dòng)的影響，使基準(zhǔn)端溫度難以恒定，造成測(cè)量誤差。為了補(bǔ)償這種變化，可以在不同的IE值下比較δVBE。

數(shù)字溫度傳感器的精度隨著溫度范圍的變化而變化。用于0~70℃數(shù)字溫度傳感器，可以達(dá)到±0.5℃的精度。用于在更寬的溫度范圍內(nèi)封裝傳感器配件，如-55~175℃，在130~150℃內(nèi)的典型精度為±1℃；外露管芯在150~175℃內(nèi)的典型精度為±1.5℃。此種應(yīng)用裝置可以更加靈活地實(shí)現(xiàn)交互功能，還可以展示出z佳的狀態(tài)，還可以進(jìn)行適合的人工干預(yù)。封裝和溫度范圍的選擇取決于傳感器的使用方式，應(yīng)用、消費(fèi)類應(yīng)用和儀器儀表應(yīng)用可能僅需要0~70℃的溫度范圍。

淺析溫度傳感器的研究與發(fā)展

特種測(cè)溫?zé)崦綦娎|

熱電耦是傳統(tǒng)的溫度傳感器常用的傳感器配件，用途非常廣泛。近年來，又發(fā)展出了一種新的測(cè)溫技術(shù)，能在火災(zāi)事故預(yù)警中有獨(dú)特的應(yīng)用。最后，將所有的電路測(cè)試完畢如為正常，則需調(diào)試或替換環(huán)境空氣溫度。這種新型溫度傳感器稱為特種測(cè)溫?zé)崦綦娎|，又被稱為連續(xù)熱電耦(Continuous-Thermocouple)或?qū)崾綗犭婑?Heating-Seeking-Thermocouple)。

熱敏電纜利用電耦熱電效應(yīng)，但丈量的不是耦頭部的溫度，而是沿?zé)犭姌O長(zhǎng)度上z高溫度點(diǎn)的溫度。因?yàn)檫@種獨(dú)特功能， 初被發(fā)達(dá)國(guó)家作為高精技術(shù)設(shè)備鋪設(shè)在軍事設(shè)備中。目前，已被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域來預(yù)防和減少因“過熱”引起的事故和損失。

熱敏電纜的主要機(jī)能：目前，熱敏電纜主要有兩種產(chǎn)品類型(FTLD和CTTC)，它們測(cè)溫原理相同，只是技術(shù)參數(shù)不同。材料構(gòu)成外層保護(hù)管：FTLD型采用雙層聚四氟乙烯，CTTC型采用鉻鎳鐵合金。IC溫度傳感器具有很高的線性，低系統(tǒng)成本，集成復(fù)雜的功能，能夠提供一個(gè)數(shù)字輸出，并能夠在一個(gè)相當(dāng)有用的范圍內(nèi)進(jìn)行溫度測(cè)量。為有效避免丈量環(huán)境中的粉塵、油脂以及水分等介質(zhì)浸入，以及溫度范圍不同而引起的誤報(bào)，故采用不同材料。

分度與敏捷度：熱敏電纜的分度與普通熱電耦相近，因?yàn)檫B續(xù)熱電耦的“臨時(shí)”熱接點(diǎn)不是緊密連接，熱接點(diǎn)之外兩電極間也并非完全絕緣，所以熱敏電纜的輸出熱電勢(shì)與同種熱電耦比擬稍有降低，換算成溫度大約相差十幾攝氏度，這對(duì)于火警預(yù)告來說是可以接受的。彎曲半徑除和熱敏電纜組成材料的機(jī)能和質(zhì)量有關(guān)外，還與隔離材料的密實(shí)程度有關(guān)。(2)CTR熱敏電阻，用V，Ge，W，P等元素的氧化物在弱還原氣氛中形成燒結(jié)體，它也是具有負(fù)溫度系數(shù)的。一般彎曲半徑為熱敏電纜外徑的10~20倍。