เครื่องวัดความชื้นเมล็ดพันธุ์

เครื่องวัดความชื้นเมล็ดพืช เป็นเครื่องมืที่ออกแบบมาเพื่อวัดบอกค่าปริมาณความชื้นของน้ำที่อยู่ในเมล็ดพืช สามารถแบ่งเครื่องวัดความชื้นเมล็ดพืชได้เป็น2ชนิดใหญ่ๆคือ

1.       เครื่องที่วัดหาค่าปริมาณความชื้นของเล็ดพืชได้โดยตรง

2.       เครื่องที่วัดหาค่าปริมาณความชื้นของเมล็ดพืชได้โดยอ้อม

 

1.       เครื่องที่วัดหาค่าปริมาณความชื้นของเมล็ดพืชได้โดยตรง                                       เนื่องจากค่าความชื้นคือปริมาณน้ำหนักของน้ำต่อปริมาณน้ำหนักทั้งหมดของเมล็ดพืช

การทดสอบหาค่าความชื้นในห้องปฏิบัติการมีขั้นตอนต่างๆดังนี้

สี่เหลี่ยมมน: ตัวอย่างที่บดได้
แผนผังลำดับงาน: ตัวเชื่อมต่อ: ชั่ง
สี่เหลี่ยมมน: บันทึกค่าไว้
สี่เหลี่ยมมน: อบในตู้อบควบคุมอุณหภูมิที่กำหนดจนแห้งหรือน้ำหนักไม่ลดแล้วหรือครบเวลาที่กำหนดไว้
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

สี่เหลี่ยมมน: เอาเมล็ดที่อบแล้วมาชั่ง
 

 

สี่เหลี่ยมมน: เอาค่าน้ำหนักที่ชั่งก่อนอบและหลังการอบมาคำนวณค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้น
สี่เหลี่ยมมน: ค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้น
 

 

 

 

 

 

 

 


เครื่องวัดหาค่าความชื้นแบบอ่านโดยตรงนี้จะออกแบบการทำงานเลียนแบบการทดสอบในห้องปฏิบัติการ  ตัวเครื่องจะประกอบด้วย

1)      เครื่องชั่งละเอียด

2)      อุปกรณ์ให้ความร้อนชนิดควบคุมอุณหภูมิคงที่ได้

3)      วงจรอิเล็กทรอนิกส์เพื่อควบคุมอุณหภูมิ ตั้งเวลาการทำงาน ประมวลผลการคำนวณ แสดงค่าน้ำหนัก,อุณหภูมิ และค่าความชื้นเมล็ดพืช

 

 

 

เมื่อนำเมล็ดพืชที่บดแล้ว ใส่ลงบนเครื่องชั่งละเอียด เมื่อเริ่มต้นการทำงานส่วนประมวลผลจะบันทึกค่าน้ำหนักเริ่มต้นนี้ไว้ วงจรควบคุมอุณหภูมิจะเริ่มให้ความร้อน อุปกรณ์ให้ความร้อนนี้ได้แก่ หลอดอินฟราเรด หลอดฮาโลเจนหรือคลื่นไมโครเวฟ ความร้อนที่ให้สามารถเลือกได้หลายแบบเช่น ให้ความร้อนเพิ่มขึ้นจากอุณหภูมิห้องถึงค่าอุณหภูมิที่กำหนดทันทีทันใด หรือค่อยๆเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆจนถึงค่าที่กำหนด หรือ เพิ่มความร้อนขึ้นเป็นช่วงๆแบบขั้นบันได

 

 

เมื่อเริ่มให้ความร้อนกับเมล็ดพืช น้ำหนักของเมล็ดพืชเริ่มลดลงตลอดเวลา ส่วนประมวลผลจะนำค่าน้ำหนักที่บันทึกไว้ตอนแรกกับน้ำหนักปัจจุบันคำนวณหาค่าความชื้น เมื่อเวลานานขึ้นค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้นที่วัดและคำนวณได้จะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆในช่วงแรกๆ อัตราการเพิ่มความชื้นกับเวลาจะเพิ่มเร็วมาก เมื่อเมล็ดพืชเริ่มแห้ง อัตราการเพิ่มของค่าความชื้นกับเวลาจะเพิ่มขึ้นช้าๆจนหยุด เมื่อเมล็ดพืชแห้งสนิท ซึ่งจะใช้เวลาประมาณ45นาทีถึง1ชั่วโมงเพื่อให้การทดสอบใช้เวลาน้อยลง เครื่องออกแบบมาให้ผู้ใช้เลือกได้โดยกำหนดค่าอัตราการเปลี่ยนค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้นต่อนาที เช่น 0.05%/นาที หมายความว่า ถ้าในเวลา1นาทีถัดมาค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้นเพิ่มน้อยกว่า 0.05% เครื่องก็จะหยุดทดสอบ หยุดให้ความร้อนและแสดงค่าความชื้นที่วัดได้ซึ่งจะน้อยกว่าค่าจริงเล็กน้อย ผู้ใช้ต้องเลือกเองระหว่างค่าความชื้นที่ถูกต้องและระยะเวลาที่ใช้ทดสอบ

เครื่องวัดหาค่าความชื้นโดยตรงนี้ จะหาค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้นได้ใกล้เคียงกับการทดสอบในห้องปฏิบัติการมาก                                                                                               ข้อดีคือ  ใช้เวลาน้อยกว่า  ทดสอบที่ไหนก็ได้  ใช้พลังงานไฟฟ้าน้อย                          ข้อเสีย   ทดสอบได้ทีละตัวอย่างเท่านั้นถ้าทดสอบจำนวนตัวอย่างมากๆจะใช้เวลามากกว่า การทดสอบด้วยตู้อบและเครื่องมีราคาแพงมาก การใช้งานต้องระมัดระวังเช่นเดียวกับการใช้งานเครื่องชั่งละเอียด

 

2.       เครื่องที่วัดหาค่าปริมาณความชื้นของเมล็ดพืชได้โดยอ้อม

เครื่องวัดแบบนี้จะใช้คุณสมบัติทางไฟฟ้าของเมล็ดพืชมาใช้ในการออกแบบซึ่งสามารถแบ่งชนิดของเครื่องตามคุณสมบัติทางไฟฟ้าต่างๆได้หลายแบบคือ

2.1.     ใช้หลักการของความนำไฟฟ้าหรือความต้านทาน กล่าวคือ ค่าความต้านทานของเมล็ดพืชจะลดลงเมื่อเมล็ดพืชมีความชื้นมากขึ้นหรือ ค่าความนำไฟฟ้าของเมล็ดพืชจะเพิ่มขึ้นเมื่อเมล็ดพืชมีความชื้นมากขึ้น

2.2.     ใช้หลักการของค่าไดอิเล็กตริกของสาร กล่าวคือ ค่าไดอิเล็กตริกของสารจะเพิ่มขึ้นเมื่อ เมล็ดพืชมีความชื้นมากขึ้น

2.3.     ใช้หลักการดูดกลืนคลื่น กล่าวคือเมื่อให้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า(คลื่นวิทยุความถี่สูง)เช่น ย่านไมโครเวฟผ่านเมล็ดพืชที่มีความชื้นมาก คลื่นจะผ่านออกมาได้น้อยลง

 

2.1.1.  หลักการทำงานของเครื่องวัดความชื้นแบบใช้หลักความนำไฟฟ้าของสารประกอบด้วย วงจรกำเนิดความถี่ที่มีค่าความถี่และแรงดันไฟฟ้าคงที่ ป้อนให้กับขั้วโลหะ2ขั้วที่มีระยะห่างคงที่ เมื่อนำขั้วโลหะทั้งสองมาสัมผัสเมล็ดพืช สัญญาณไฟฟ้าจะไหลผ่านเมล็ดพืชได้มากถ้าเมล็ดพืชมีความชื้นมาก จะนำไฟฟ้าได้ดี ถ้าเมล็ดพืชมีความชื้นน้อยกระแสฟ้าจะไหลผ่านได้น้อยลง ปริมาณของกระแสหรือแรงดันไฟฟ้าจะแปรผันโดยตรงกับค่าความชื้นของเมล็ดพืช จะนำค่าแรงดันหรือกระแสไฟฟ้านี้มาทดสอบปรับเทียบเป็นค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้นได้

เครื่องแบบนี้จะแบ่งตามชนิดของขั้วอิเล็กโทรดได้3แบบคือ

2.1.1.1.    แบบแท่งอิเล็กโทรดแยกกัน ขั้วไฟฟ้าทั้งสองจะเป็นแท่งโลหะไร้สนิมยาวประมาณ30เซ็นติเมตรวางห่างกันประมาณ 2 ถึง 3 เซนติเมตร มีด้ามจับทำด้วยฉนวนไฟฟ้า  เวลาใช้จะแทงหรือเสียบแท่งอิเล็กโทรดทั้งสองเข้าไปในกองเมล็ดพืชหรือแทงเข้าไปในกระสอบที่ใส่เมล็ดพืชอยู่  เหมาะสำหรับวัดความชื้นเมล็ดพืชที่มีขนาดเล็กและเป็นการวัดแบบรวดเร็ว วัดความชื้นเมล็ดพืชได้ค่าเฉลี่ยที่รอบนอกและตรงบริเวณกลางกระสอบด้วย

 

 

2.1.1.2.    แบบแท่งอิเล็กโทรดร่วม ใช้งานเหมือนแบบ 2.1.1.1 แต่มีข้อเสียกว่าแบบ 2.1.1.1คือแท่งจะโตกว่าเสียบเข้าไปในกระสอบได้ยากและเกิดรูใหญ่กว่า  เมล็ดพืชตกหล่นออกจากรูได้ง่าย

 

 

2.1.1.3.    แบบบดอัดหรือบีบเมล็ดพืช จะนำเมล็ดพืชวางหรือใส่ลงในขั้วอิเล็กโทรดด้านหนึ่ง ขั้วอิเล็กโทรดอีกด้านหนึ่งจะบีบหรือกดอัดลงบนเมล็ดพืช จะทำให้เมล็ดพืชถูกอัดแน่น การวัดแบบนี้จะวัดตัวอย่างเดิมซ้ำไม่ได้และเมล็ดพืชจะถูกบีบเสียหาย เหมาะสำหรับเมล็ดพืชที่มีขนาดเมล็ดเล็ก

 

 

2.2.1.  หลักการของเครื่องวัดแบบใช้คุณสมบัติไดอิเล็กทริกของสารหรือค่าความจุไฟฟ้าของตัวเก็บประจุ(Capacitor)

เมื่อนำแผ่นโลหะ 2 แผ่นมาวางใกล้กัน จะทำให้เกิดเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เรียกว่าตัวเก็บประจุ เมื่อนำแบตเตอร์รี่มาแตะที่แผ่นโลหะทั้งสองประจุไฟฟ้าจากแบตเตอร์รี่จะมาสะสมที่แผ่นโลหะและเมื่อเอาแบตเตอร์รี่ออกไป แผ่นโลหะทั้งสองก็ยังมีประจุไฟฟ้าสะสมอยู่  แผ่นโลหะทั้งสองที่วางใกล้กันนี้จึงกลายเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ เราเรียกว่าตัวเก็บประจุ

 

 

ความสามารถในการเก็บประจุไฟฟ้าของแผ่นโลหะทั้งสอง จะได้มากหรือน้อยขึ้นอยู่กับ ขนาดของแผ่นโลหะ ระยะห่างระหว่างแผ่นโลหะและค่าไดอิเล็กตริกตรงกลางที่อยู่ระหว่างแผ่นโลหะทั้งสอง

C = e0 A/d

เมื่อ C คือค่าความจุไฟฟ้า

       e0 คือค่าไดอิเล็กทริกอากาศ

       A คือพื้นที่หน้าตัดของแผ่นโลหะ

       d คือระยะห่างระหว่างแผ่นโลหะ

เมื่อเรานำเมล็ดพืชเทใส่ลงระหว่างแผ่นโลหะทั้งสอง จะได้ตัวเก็บประจุที่มีเมล็ดพืชเป็นไดอิเล็กทริกแทนที่อากาศและเราพบว่าถ้าเมล็ดพืชมีความชื้นมากค่าไดอิเล็กทริกจะเพิ่มขึ้นหรือค่าความจุของตัวเก็บประจุจะเพิ่มขึ้น จากหลักการนี้ เราสามารถนำมาออกแบบเป็นเครื่องมือวัดความชื้นได้

ส่วนประกอบของเครื่องจะประกอบด้วย

ก.                วงจรกำเนิดความถี่สูง

ข.                ภาชนะที่ออกแบบเป็นตัวเก็บประจุสำหรับเทเมล็ดพืชลงไป มีอยู่สองลักษณะคือ

i                                                            เป็นแบบผ่านโลหะแบนสองแผ่นวางขนานกัน

ii                                                           แบบรูปทรงกระบอกสองชุดซ้อนกัน

 

 

ค.                ส่วนวงจรอิเล็กทรอนิกส์เพื่อการแสดงผล

ตัวอย่างวงจรเครื่องวัดความชื้นอย่างง่าย                                                                                                                                                                                           

 

 

C1 คือตัวเก็บประจุที่จะเทเมล็ดพืชลงไปเพื่อทดสอบ  เมล็ดพืชชื้นมากค่าความจุไฟฟ้าจะมาก   เมล็ดพืชชื้นน้อยค่าความจุไฟฟ้าจะน้อยลง                                                

C2 คือตัวเก็บประจุอีกตัวหนึ่งที่ปรับเพิ่มค่าความจุไฟฟ้าหรือลดค่าความจุไฟฟ้าได้ ใช้สำหรับเปรียบเทียบค่าความจุไฟฟ้ากับC1  ถ้าC1และC2มีค่าความจุไฟฟ้าเท่ากันเข็มของ มิเตอร์จะชี้อยู่ตรงกลาง  แต่ถ้าค่าความจุไฟฟ้าของ ตัวเก็บประจุC1จะเพิ่มหรือลดตามความชื้นของเมล็ดพืชเข็มมิเตอร์จะไม่ชี้ตรงกลาง เราจะปรับค่าความจุของตัวเก็บประจุC2ให้มีค่าเพิ่ม หรือลดเท่ากับตัวเก็บประจุC1 เมื่อค่าความจุไฟฟ้าเท่ากันเข็มมิเตอร์จะชี้ตรงกลางเหมือนเดิม

 ที่แกนหมุนของตัวเก็บประจุC2จะต่อกับหน้าปัดแสดงตัวเลขปรับเทียบแสดงค่าเป็นความชื้นเมล็ดพืชได้

เครื่องวัดความชื้นแบบตัวเก็บประจุนี้ มีข้อดีตรงที่ว่าสามารถวัดความชื้นได้รวดเร็ว เมล็ดพืชเดิมจะทดลองวัดหลายๆครั้งก็ได้และเมล็ดพืชไม่เสียหาย สามารถวัดได้ทั้งเมล็ดพืชเมล็ดโตและเมล็ดเล็ก  เมล็ดอ่อนหรือเมล็ดแข็งก็ได้  แต่ไม่เหมาะกับเมล็ดพืชที่มีน้ำหนักเบามากๆเพราะเทแล้วจะเป็นฝุ่นฟุ้งกระจาย

 

 

ผลกระทบของอุณหภูมิที่มีผลต่อความแม่นยำในการวัดความชื้นเมล็ดพืช

เนื่องจากเครื่องที่วัดหาค่าปริมาณความชื้นของเมล็ดพืชได้โดยอ้อมนั้นมักใช้การวัดคุณสมบัติทางไฟฟ้าของเมล็ดพืชนั้นๆมาเทียบกับค่าความชื้นที่ควรวัดได้ โดยปกติแล้วคุณสมบัติทางไฟฟ้าของวัสดุหรือเมล็ดพืชนั้นจะเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิที่เปลี่ยนไป ไม่ว่าจะอาศัยคุณสมบัติทางไฟฟ้าใดๆของเมล็ดนั้นก็ตาม เช่น ถ้าอุณหภูมิของเมล็ดสูงขึ้นจะทำให้เมล็ดพืชนั้นมีความนำไฟฟ้าสูงขึ้นหรือมีความต้านทานต่ำลง และมีค่าไดอิเล็กตริกสูงขึ้นเช่นกัน ดังนั้นเครื่องวัดความชื้นที่ดีจะต้องมีส่วนที่ทำหน้าชดเชยค่าความชื้นที่อ่านได้อันเนื่องจากอุณหภูมิที่เปลี่ยนไปด้วยอุณหภูมิ

 

ผลกระทบของชนิดพืชที่มีผลต่อความแม่นยำในการวัดความชื้นเมล็ดพืช

การวัดหาค่าปริมาณความชื้นของเมล็ดพืชได้โดยอ้อมโดยการวัดความต้านทานไฟฟ้าและความจุไฟฟ้านั้น โดยข้อเท็จจริงแล้วการที่พืชต่างชนิดกันมีค่าความชื้นจริงเท่ากันนั้นไม่ได้หมายความว่าค่าความจุไฟฟ้าหรือค่าความต้านทานของพืชทั้งสองชนิดนั้นจะมีค่าเท่ากัน แม้แต่พืชที่เป็นชนิดเดียวกันแต่ปลูกต่างที่หรือต่างฤดูก็อาจจะให้ค่าความจุไฟฟ้าหรือค่าความต้านทานต่างกันได้ที่ค่าความชื้นจริงเท่ากัน ดังนั้นการวัดความชื้นจากเครื่องวัดความชื้นที่หาปริมาณความชื้นของเมล็ดพืชได้โดยอ้อมโดยอาศัยหลักสองอย่างนี้นั้นจะเป็นปริมาณเฉลี่ย ซึ่งพืชบางปีจะวัดได้มากหรือบางปีก็อาจวัดได้น้อยกว่าเป็นจริง ยิ่งที่เครื่องวัดถูกปรับเทียบโดยพืชต่างประเทศแล้วจะให้ผลที่ผิดพลาดมากกว่าเครื่องวัดที่ปรับเทียบโดยพืชในพื้นที่นั้นๆด้วย

 

เครื่องวัดความชื้นรุ่นต่างๆของEE-KU

        รายละเอียดเครื่องวัดความชื้นEE-KU คลิกที่นี่

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

เครื่องวัดความชื้นรุ่นต่างๆของต่างประเทศ