基于C8051F020的便攜式近紅外水分儀的研制.pdf

1、食品與農(nóng)產(chǎn)品的水分含量無(wú)論在生產(chǎn)中還是生活中都是一個(gè)非常重要的參數(shù),它直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和保存期限,對(duì)水分的測(cè)量和控制顯得格外重要。傳統(tǒng)的水分測(cè)量方法如干燥法、電導(dǎo)法等因?yàn)槭褂脳l件的限制無(wú)法實(shí)現(xiàn)在線非接觸式連續(xù)測(cè)量等問題,迫切需要開發(fā)一種能簡(jiǎn)便使用的測(cè)量方法。本文采用了近紅外光譜法測(cè)量食品與農(nóng)產(chǎn)品中的水分含量,這種方法具有快速、非接觸等優(yōu)點(diǎn)。
　　 首先對(duì)近紅外光譜技術(shù)的測(cè)量原理進(jìn)行了介紹,本研究是基于水分子在近紅外光譜區(qū)有其

2、特定的特征吸收峰,吸收峰的幅值與水分成正相關(guān)關(guān)系的理論而展開的。水分在近紅外光譜區(qū)的多個(gè)特征吸收峰當(dāng)中,選取合適的特定波長(zhǎng)的特征吸收峰可準(zhǔn)確測(cè)量出水分含量。研究中具體采用了3個(gè)波長(zhǎng)的半導(dǎo)體激光器,其中波長(zhǎng)1450和1550 nm是水分在近紅外光譜區(qū)的二級(jí)倍頻吸收峰的特征波長(zhǎng),1310 nm作為儀器的系統(tǒng)標(biāo)定的參考波長(zhǎng),因?yàn)樗衷谠摬ㄩL(zhǎng)處沒有吸收現(xiàn)象的存在,可達(dá)到提高測(cè)量精度和系統(tǒng)抗干擾的能力。
　　 水分檢測(cè)儀除采用了半導(dǎo)體激光

3、光源外,還采用了積分球載樣器件和InGaAs探測(cè)器,并用單片機(jī)作控制系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)還包括電源、A／D轉(zhuǎn)換、鍵盤操作、數(shù)據(jù)采集及LCD顯示等部分的設(shè)計(jì)。選用C8051F020單片機(jī)為核心,進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與水分顯示。軟件采用C51高級(jí)語(yǔ)言編寫,增加了軟件的可讀性、可靠性,且易于維護(hù)和升級(jí)。
　　 本文設(shè)計(jì)的便攜式近紅外水分儀能夠比較準(zhǔn)確的檢測(cè)出茶葉的水分含量,滿足國(guó)家茶葉檢測(cè)精度及準(zhǔn)確度標(biāo)準(zhǔn)(誤差不大于0.5％)。經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)證明,該