izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2022-4-65-71izmertech-1584Research ArticleФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯPHYSICOCHEMICAL MEASUREMENTSВысокочастотный влагомер для измерения влажности зерна и зернопродуктовHigh-frequency moisture meter for grain and grain productshttps://orcid.org/0000-0002-8199-7484КаландаровП. И.KalandarovP. I.

Палван Искандарович Каландаров

Ташкент

Palvan. I. Kalandarov

Tashkent

eest_uz@mail.ruНациональный исследовательский университет «Ташкентский институт инженеров ирригации и механизации сельского хозяйства»УзбекистанNational Research University Tashkent Institute of Irrigation and Agricultural Mechanization EngineersUzbekistan202205052023046571Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1584

Исследованы технические аспекты построения приборов для измерения влажности зерна и продуктов агропромышленного комплекса. Обоснована необходимость разработки первичных измерительных преобразователей влажности. Рассмотрен диэлькометрический метод определения влажности, основанный на зависимости диэлектрической проницаемости контролируемого материала от его влажности. Изучены зависимости, связывающие электрофизические параметры материалов с влажностью и неинформативными параметрами материалов. Представлена структурная схема высокочастотного влагомера, принцип работы которого базируется на диэлькометрическом методе измерения влажности материалов. Для контроля влажности зерна разработан опытный образец прибора, в состав которого входит первичный измерительный преобразователь в виде двухсвязной системы с двумя входными параметрами (выходные сигналы датчика влажности) и активной составляющей выходного сигнала. Предложенный высокочастотный влагомер можно применять для измерения влажности зерна и зернопродуктов в промышленных и лабораторных условиях.

The technical aspects of the construction of devices for measuring the moisture content of grain and products of the agroindustrial complex have been studied. The necessity of developing primary moisture measuring transducers has been substantiated. The dielcometric method for determining humidity, based on the dependence of the dielectric constant of the controlled material on its humidity, is considered. The dependencies linking the electrophysical parameters of materials with humidity and uninformative parameters of materials are studied. A structural diagram of a high-frequency moisture meter is presented, the principle of operation of which is based on the dielcometric method of measuring the moisture content of materials. A prototype of a grain moisture control device has been developed with an electrical model of the primary measuring transducer. The proposed high-frequency moisture meter can be used to measure the moisture content of grain and grain products in industrial and laboratory conditions.

влажностьпервичные измерительные преобразователивлагомерэлектрофизические характеристикиметоды контроляинформативные параметрынеинформативные параметрыдиэлектрическая проницаемостьэлектрическая проводимость: humidityprimary measuring transducerselectrophysical characteristicscontrol methodsinformative parametersuninformative parameterspermittivityelectrical conductivityReferencesКаландаров П. И. Термогравиметрический метод измерения влажности: оценка точности и эффективность применения в агропромышленном комплексе // Метрология. 2021. № 2. С. 44–62.Kalandarov P. I., Measurement Techniques, 2021, vol. 64(6), pp. 522–528. https://doi.org/10.1007/s11018-021-01963-9Саитов Р. И. СВЧ-влагометрия сельскохозяйственных продуктов. Уфа: Гилем, 2009. 158 с.Saitov R. I., Microwave moisture measurement of agricultural products, Ufa, Gilem Publ., 2009, 158 p. (In Russ.)Петров Г. П. Современное российское оборудование для определения влажности сельскохозяйственной продукции // Хлебопродукты. 2018. № 12. С. 22–25.Petrov G. P., Modern Russian equipment for determining the moisture content of agricultural products, Bread products, 2018, no. 12, pp. 22–25. (In Russ.)Лисовский В. В., Титовицский И. А. Микроволновой контроль влажности в технологических процессах АПК. Минск: БГАТУ. 2013. 232 с.Lisowski V. V., Dicovitsky I. A., Microwave humidity control in industrial processes and agriculture, Minsk, BGATU Publ., 2013, 232 p. (In Russ.)Кричевский Е. С., Бензарь В. К., Венедиктов М. В., Галушкин С. С., Клугман И. Ю., Проскуряков Р. М., Ройфе В. С., Скрипко А. Л. Теория и практика экспрессного контроля влажности твердых и жидких материалов / Под ред. Е. С. Кричевского. М.: Энергия, 1980. 240 с.Krichevsky E. S., Benzar V. K., Venediktov M. V. et al., Teorija i praktika jekspressnogo kontrolja vlazhnosti tverdyh i zhidkih materialov [Theory and practice of express humidity control of solid and liquid materials], ed. E. S. Krichevsky, Moscow, Energy Publ., 1980, 240 p. (In Russ.)Федоткин И. М., Клочков В. П. Физико-технические основы влагометрии в пищевой промышленности. Киев: Технiка, 1974. 320 с.Fedotkin I. M., Klochkov V. P., Fiziko-tekhnicheskie osnovy vlagometrii v pishchevoi promyshlennosti [Physical and technical fundamentals of moisture measurement in the food industry], Kiev, Technique Publ., 1974, 320 p. (In Russ.)Narkevich M. Yu., Logunova O. S., Kalandarov P. I., Kalitaev A. N., Tokmazov G. V., Romanov P. Yu., Alimov O., IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, IOP Publ., 2021, vol. 939, no. 1, 012030. https://doi.org/10.1088/1755-1315/939/1/012030Narkevich M. Yu., Logunova O. S., Kalandarov P. I., Kalitaev A. N., Tokmazov G. V., Romanov P. Yu., Alimov O., IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, IOP Publ., 2021, vol. 939, no. 1, 012030. https://doi.org/10.1088/1755-1315/939/1/012030Каландаров П. И., Логунова О. С., Андреев С. М. Научные основы влагометрии. Ташкент: ТИИМСХ, 2021. 174 с.Kalandarov P. I., Logunova O. S., Andreev S. M., Nauchnye osnovy vlagometrii [Scientifi c foundations of moisture measurement], Tashkent, TIIMSH Publ., 2021, 174 p. (In Russ.)Петров Г. П. Современное российское оборудование для определения влажности зерна // Хлебопродукты. 2015. № 12. С. 20–21.Petrov G. P., Modern Russian equipment for determining grain moisture, Bread products, 2015, no.12, pp. 20–21. (In Russ.)Штейнберг Т. С., Леонова Т. А. Система измерения влажности зерна и зернопродуктов // Методы оценки соответствия. 2009. № 9. С. 8–11.Steinberg T. S., Leonova T. A., Sistema izmerenija vlazhnosti zerna i zernoproduktov [System for measuring the moisture content of grain and grain products], Metody ocenki sootvetstvija, 2009, no. 9, pp. 8–11. (In Russ.)Медведевских М. Ю., СергееваА. С., СёминА. А., Белецкий С. Л. Методики определения влажности пищевых продуктов на инфракрасных термогравиметрических влагомерах // Товаровед продовольственных товаров. 2019. № 1. C. 6–12.Medvedevskikh M. Y., Sergeeva A. S., Semin A. A., Beletsky S. L., Techninques for determining moisture content in food products with infrared thermogravimetric moisture analyzers, Food Products Commodity Expert, 2019, no. 1, pp. 6–12. (In Russ.)Запорожец А. С., Парфенова Е. Г., Гущина М. О. Метрологическое обеспечение влагометрии продукции (в рамках требований технических регламентов Таможенного союза) // Методы оценки соответствия. 2013. № 9. С. 19–22.Zaporozhets A. S., Parfenova E. G., Gushchina M. O., Metrologicheskoe obespechenie vlagometrii produkcii (v ramkah trebovanij tehnicheskih reglamentov Tamozhennogo sojuza) [Metrological support of moisture measurement of products (within the requirements of the technical regulations of the Customs Union)], Metody ocenki sootvetstvija, 2013, no. 9, pp. 19–22. (In Russ.)Kalandarov P. I., Mukimov Z. M., Olimov O. N., International Journal of Aquatic Science, 2021, vol. 12, iss. 2, pp. 3035–3041. https://doi.org/10.6084/m9.fi gshare.15156279Kalandarov P. I., Mukimov Z. M., Olimov O. N., International Journal of Aquatic Science, 2021, vol. 12, iss. 2, pp. 3035– 3041. https://doi.org/10.6084/m9.fi gshare.15156279Serdyuk V. M., Progress in Electromagnetics Research, 2008, vol. 84, pp. 379–406. https://doi.org/10.2528/PIER08081103Serdyuk V. M., Progress in Electromagnetics Research, 2008, vol. 84, pp. 379–406. https://doi.org/10.2528/PIER08081103Искандаров Б. П., Каландаров П. И. Анализ влияния факторов на результаты измерений влажности материала на высоких частотах // Измерительная техника. 2013. № 7. С. 64–66.Iskandarov B. P., Kalandarov P. I., Measurement Techniques, 2013, vol. 56 (7), pp. 827–830. https://doi.org: 10.1007/s11018-013-0290-2Kalandarov P. I., Mukimov Z. M., Nigmatov A. M., Lecture Notes in Mechanical Engineering, 2022, pp. 810–817. https://doi.org/10.1007/978-3-030-85230-6_96Kalandarov P. I., Mukimov Z. M., Nigmatov A. M., LectureNarkevich M. Yu., Logunova O. S., Kalandarov P. I., Gazieva R. T., Aralov G. M., Tokmazov G. V., Romanov P. Yu., Khushiev S., IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, IOP Publ., 2021, vol. 939, no. 1, 012031. https://doi.org/10.1088/1755-1315/939/1/012031Notes in Mechanical Engineering, 2022, pp. 810–817. https://doi.org/10.1007/978-3-030-85230-6_96Kalandarov P. I., Mukimov Z., Abdullaev K., Avezov N., Tursunov O., Kodirov D., Toshpulatov N., Khushiev S., IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, IOP Publ., 2021, vol. 939, no. 1, 012091. https://doi.org/10.1088/1755-1315/939/1/012091Narkevich M. Yu., Logunova O. S., Kalandarov P. I., Gazieva R. T., Aralov G. M., Tokmazov G. V., Romanov P. Yu., Khushiev S., IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, IOP Publ., 2021, vol. 939, no. 1, 012031. https://doi.org/10.1088/1755-1315/939/1/012031Голуб Е. Ю., Заболотный А. В. Компенсация «сортовой неопределённости» измерений влажности диэлькометрическими влагомерами. Часть 1. Сравнительный анализ методов определения влажности веществ // Радіоелектронні і комп’ютерні системи. 2015. № 2. С. 28–35.Kalandarov P. I., Mukimov Z., Abdullaev K., Avezov N., Tursunov O., Kodirov D., Toshpulatov N., Khushiev S., IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, IOP Publ., 2021, vol. 939, no. 1, 012091. https://doi.org/10.1088/1755-1315/939/1/012091Буянтуев В. В., Шиян В. П. СВЧ влагометрия зерновых культур // Вестник науки Сибири. 2012. № 5 (6). C. 36–40.Holub K. Yu., Zabolotnyi O. V., Compensation of “uncertainty of substance type” of moisture measurements by capacitive moisture meters, Part 1, Comparative analysis of methods for determination of substances moisture, Radioelectronic and computer systems, 2015, no. 2, pp. 28–35. (In Russ.)Крушевский Ю. В., Бородай Я. А. Влияние массообмена воды на точность измерения влажности зерна // Наукові праці ВНТУ. 2007. № 1. С. 3.Buyantuev V. V., Shiyan V. P., SVCh vlagometrija zernovyh kul’tur [Microwave moisture measurement of grain crops], Vestnik nauki Sibiri, 2012, no. 5 (6), pp. 36–40. (In Russ.)Доненко А. П., Короткова Т. Г. Сравнение результатов анализа влажности зерна риса в процессе сушки по ГОСТ 26312.7-88 и с помощью влагомера зерна Pfeuff er // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2016. № 5–6. С. 70–73.KrushevskyYu. V., Borodai Ya. A., Infl uence of water mass transfer on accuracy of grain humidity measurement introduction, Scientifi c works of Vinnytsia national technical university, 2007, no. 1, p. 3.Каландаров П. И., Искандаров Б. П. Измерения влажности бурого угля Ангренского месторождения и проблемы метрологического обеспечения // Измерительная техника. 2012. № 7. С. 70–72.Donenko A. P., Korotkova T. G., Comparison of analysis results of rice humidity according to GOST 26312.7-88 and using the humidity meter grain Pfeuff er, Izvestiya vuzov. Food technology, 2016, no. 5–6, pp. 70–73. (In Russ.)Каландаров П. И., Макаров А. М., Аралов Г. М. Особенности автоматизированного измерения влажности зерновых культур в полевых условиях // Известия ВолгГТУ. 2021. № 1. С. 60–63. https://doi.org/10.35211/1990-5297-2021-1-248-60-63Kalandarov P. I., Iskandarov B. P., Measurement Techniques, 2012, vol. 55(7), pp. 845–848. https://doi.org/10.1007/s11018-012-0049-1Гуляев В. Г., Гуляев И. В. Способ экспрессного измерения влажности пневмотранспортируемого сыпучего материала в фармацевтическом производстве, основанный на эффекте Поккельса (обзор) // Разработка и регистрация лекарственных средств. 2019. Т. 8. № 3. С.40–43. https://doi.org/10.33380/2305-2066-2019-8-3-40-43Kalandarov, P. I., Makarov, A.M., Aralov, G. M., Izvestia VSTU, 2021, no. 1, pp. 60–63. (In Russ.) https://doi.org/10.35211/1990-5297-2021-1-248-60-63Галушкин С. С. Диэлькометрический измеритель влажности сыпучих сред. // Записки Горного института. Т. 178. 2008. С. 130–134.Gulyaev V. G., Gulyaev I. V., Drug development & registration, 2019, vol. 8, no. 3, pp. 40–43. (In Russ.) https://doi.org/10.33380/2305-2066-2019-8-3-40-43Electromagnetic aquametry. Electromagnetic wave interaction with water and moist substances, Ed. Kupfer K., Berlin, Springer, 2005, 530 p. https://doi.org/10.1007/b137700Galushkin S. S., Diel’kometricheskii izmeritel’ vlazhnosti sypuchikh sred, Journal of Mining Institute, 2008, vol. 178, pp. 130– 134. (In Russ.)Берлинер М. А. Измерение влажности. М.: Энергия, 1973. 400 c.Electromagnetic aquametry. Electromagnetic wave interaction with water and moist substances, Ed. Kupfer K., Berlin, Springer, 2005, 530 p. https://doi.org/10.1007/b137700Насиров Т. З., Исматуллаев П. Р., Жабборов Х. Ш. Математическая модель высокочастотного влагомера хлопковых семян на основе схем замещения // Метрология. 2020. № 3. С. 53–70. https://doi.org/10.32446/0132-4713.2020-3-53-70Berliner M. A., Izmerenie vlazhnosti [Measurement of humidity], Moscow, Energy Publ., 1973, 400 p. (In Russ.)Павлов В. Л. Совершенствование метода и технических средств контроля влажности семян овощных культур / Автореф. дис. канд. сельскохозяйственных наук. (Всерос. науч.-исслед. ин-т селекции и семеноводства овощных культур, Москва, 2009).Nasirov T. Z., Ismatullayev P. R., Jabborov H. S., Measurement Techniques, 2020, vol. 63, pp. 758–764. https://doi.org/10.1007/s11018-021-01851-2Морозов С. М., Кузьмин К. А., Кочеткова Л. И., Балмашнова Е. В. Разработка исходных концепций метрологического обеспечения измерительных и расчетных операций при автоматизации измерений // Аграрный научный журнал. 2019. № 4. С. 87–89. https://doi.org/10.28983/asj.y2019i4pp87-89Pavlov V. L., Extented abstract of candidate’s dissertation in Technical Sciences (VNIISSOC, Moscow, 2009). (In Russ.)Сергеева А. С., Вострикова Н. Л., Медведевских М. Ю. Разработка комплекса метрологического обеспечения пищевой промышленности // Эталоны. Стандартные образцы. 2021. Т. 17. № 1. С. 21–33. https://doi.org/10.20915/2687-0886-2021-17-1-21-33Morozov S. M., Kuzmin K. A., Kochetkova L. I., Balmashnova E. V., Agrarian Scientifi c Journal, 2019, no. 4, pp. 87–89. (In Russ.) https://doi.org/10.28983/asj.y2019i4pp87-89Sergeeva A. S., Vostrikova N. L., Medvedevskikh M. Yu., Measurement Standards. Reference Materials, 2021, vol. 17, no. 1, pp. 21–33. (In Russ.) https://doi.org/10.20915/2687-0886-2021-17-1-21-33Sergeeva A. S., Vostrikova N. L., Medvedevskikh M. Yu., Measurement Standards. Reference Materials, 2021, vol. 17, no. 1, pp. 21–33. (In Russ.) https://doi.org/10.20915/2687-0886-2021-17-1-21-33

The authors declare that there are no conflicts of interest present.