傳感器技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品加工檢測方面的應用

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)品分選時多使用的是色選裝置，而充當色選裝置“眼睛”的就是傳感器，從普通的光電傳感器，到復雜的圖像傳感器，通過傳感器可以識別出農(nóng)產(chǎn)品中的雜質(zhì)或不成熟體，并反饋給系統(tǒng)進行篩除，也可以通過的圖像傳感器對種子表面進行損傷、顏色、缺陷識別，以便進行分級處理。軟件編寫過程中結(jié)合實測傳感器溫度曲線對數(shù)字溫度傳感器進行軟件校正，編寫完畢的程序在單片機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嬎銠C。例如研制的油茶果色選機，就是采用高清的圖像傳感器CCD相機對下落的油茶果果殼與籽進行圖像采集，并通過色選機進行分選，可實現(xiàn)果殼與籽的95%選凈率。

在農(nóng)產(chǎn)品的檢測方面，近年來新興起了電子鼻檢測技術(shù)，就是借助氣敏傳感器來識別氣味，并可實現(xiàn)不同時間、地點采集的氣味持續(xù)動態(tài)的監(jiān)測。電子鼻系統(tǒng)主要由傳感器陣列和識別系統(tǒng)組成，傳感器陣列上分布多種氣敏傳感器配件，每個傳感器可識別不同氣體，因此電子鼻可同時檢測多種氣體，并通過識別系統(tǒng)反饋出來。傳感器外殼二十一世紀，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離不開智能化農(nóng)業(yè)機械和設備，當然，智能農(nóng)業(yè)裝備不能沒有現(xiàn)代的電子、通信和計算機信息技術(shù)，沒有電子通訊和先進的計算機信息技術(shù)的支持，如智慧農(nóng)業(yè)機械水源。運用電子鼻技術(shù)，可以檢測出果蔬產(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)對不同品種葡萄果實揮發(fā)性物質(zhì)進行主成分分析，成功將4個葡萄品種區(qū)分開，另外，谷類在存儲時會揮發(fā)出氣體，借助電子鼻也可有效地對氣體進行分析，以便判斷是否變質(zhì)并進一步處理。

溫度傳感器是開發(fā) 早、應用 廣的傳感器。在伽利略發(fā)明溫度計之后，人們開始利用溫度進行測量，不過那時還沒被稱做溫度傳感器。真正把溫度變成電信號的傳感器由德國物理學家賽貝發(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，德國人西門子發(fā)明了鉑電阻溫度計。熱電耦也是由兩種不同材料的導體或半導體A、B焊接而成，焊接的一端稱為工作端或熱端。在半導體技術(shù)的支持下，近年來相繼開發(fā)了包含半導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90年代中期，它是微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和自動測試技術(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電路轉(zhuǎn)換成方便計算機、PLC、智能儀表等數(shù)據(jù)采集設備直接讀取得數(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：當兩個相同的晶體管在集電極電流密度比恒定的情況下工作時，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，這個變化速率非常恒定，為-2mV/℃，但是對于不同的晶體管，VBE變化的絕dui值也不同。傳感器外殼廠家稱測量對象容易受到溫度和溫度波動的影響，使基準端溫度難以恒定，造成測量誤差。為了補償這種變化，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℃。此種應用裝置可以更加靈活地實現(xiàn)交互功能，還可以展示出z佳的狀態(tài)，還可以進行適合的人工干預。封裝和溫度范圍的選擇取決于傳感器的使用方式，應用、消費類應用和儀器儀表應用可能僅需要0~70℃的溫度范圍。

淺析溫度傳感器的研究與發(fā)展

特種測溫熱敏電纜

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)展出了一種新的測溫技術(shù)，能在火災事故預警中有獨特的應用。最后，將所有的電路測試完畢如為正常，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溫熱敏電纜，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，但丈量的不是耦頭部的溫度，而是沿熱電極長度上z高溫度點的溫度。因為這種獨特功能， 初被發(fā)達國家作為高精技術(shù)設備鋪設在軍事設備中。目前，已被廣泛應用到各個領(lǐng)域來預防和減少因“過熱”引起的事故和損失。

熱敏電纜的主要機能：目前，熱敏電纜主要有兩種產(chǎn)品類型(FTLD和CTTC)，它們測溫原理相同，只是技術(shù)參數(shù)不同。材料構(gòu)成外層保護管：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，集成復雜的功能，能夠提供一個數(shù)字輸出，并能夠在一個相當有用的范圍內(nèi)進行溫度測量。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，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，因為連續(xù)熱電耦的“臨時”熱接點不是緊密連接，熱接點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，這對于火警預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能和質(zhì)量有關(guān)外，還與隔離材料的密實程度有關(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，它也是具有負溫度系數(shù)的。一般彎曲半徑為熱敏電纜外徑的10~20倍。