粮食问题研究  2025年06期 43-46   出版日期:2025-11-30   ISSN:1003-2576   CN:51-1058/F
射频信号识别技术在粮食水分快速测定的应用及干扰影响



  水分 粮食收购、加工、储藏、运输 过程中重要监测指标 对粮食流通工作开展 具有重要意义。由于水分检测手段 不完善,每年有达百亿斤的粮食因水分含量过高在储藏与运输过程中 引起质量劣变 造成了 巨大 经济 损失。因此,为了确保粮食安全,粮食水分一直是粮食 收储企业和行政管理部门重点关注的 一项质量指标

  水分快速测定仪是常用于粮食出入库检验过程水分指标的检验仪器 根据原理不同,可以分为快速烘干法、卤素加热、微波干燥、电容法、近红外等。目前,随着无线传感技术的发展,射频信号识别技术( Radio Frequency Identification , RFID)广泛应用于日常生活中。有学者 将其 应用于粮食水分快速检测方法,开发出了相应检测设备,实现了多作物水分等指标的快速测定 其原理是: 射频信号传输时不同水分含量的粮食对电磁波能量的吸收程度不同,通过分析射频信号特征值的变化,可以间接实现水分检 [1] 。本文对 RFID谷物水分快速检测仪与国标方法进行比较分析,验证此原理的检测设备在粮食水分含量快速检测中的应用效果,对影响因素进行分析, 提出相应的解决方案,为 RFID谷物水分快速检测新技术、新设备在基层库点的应用和推广提供相关参考。

  射频信号传输时不同水分含量的粮食对电磁波能量的吸收程度不同,通过分析射频信号特征值的变化,可间接 实现 水分检测。

  一、 材料与方法

  (一) 样品

  选用 苏州市胥口粮食储备 202 4 同批次 不同水分 小麦、稻谷 样品

  (二) 仪器与设备

  RFID谷物水分快速检测仪;电子天平; 电热恒温 干燥箱 V型混匀器
  
  (三) 实验方法

  1. 样品制备 快速检测方法样品制备 RFID谷物水分快速检测仪无需进行样品制备。 国标 法样品制备 分取小麦、稻谷样品 至各 50g,除去杂质,使 1.5mm筛的 样品 不少于 90%,混合均匀 后置于广口瓶备用

  2. 水分测定

  ( 1 快检 选取低、中、高三个梯度的稻谷和小麦样品进行测试, 经充分混匀后分 700 g左右逐步投 入喂料 10s内显示 结果即为当次测试 结果 同时做平行实验

  ( 2) 国标 法。 同步选取( 1)中三个梯度的稻谷和小麦样品进行测试,水分含量低于16%的样品 按照《食品安全国家标准 食品中水分的测定》(GB 5009.3—2016) [2] 的要求进行测定 水分含量 1 6 %的样品按照《粮食、油料水分两次烘干测定法》(GB/T 20264—2006)的要求进行测定, 均按要求进行平行实验 [ 3 ]

  (四) 仪器干扰因素实验

  1. 环境温度 稻谷样品去杂后经充分混匀后,分别在 12℃、16℃、20℃下进行测试6次,温度波动控制在1℃以内,每次平行实验测试时间控制在2min内完成,计算各温度下测试结果的变异系数。

  2. 预热时间 稻谷样品去杂后经充分混匀后,在 20±1℃下,分别在预热时间为0min、10min、20min、30min后进行测试6次,每次平行实验测试时间控制在2min内完成,计算不同预热时间后测试结果的变异系数。

  3. 杂质含量 20±1℃下,预热时间为20min后,选取稻谷样品,对杂质含量进行调整并经充分混匀后,分别测试在0.0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的样品测试6次,每次平行实验测试时间控制在2min内完成,计算不同杂质含量稻谷样品测试结果的变异系数。

  ( 数据处理及统计学方法

  采用 SPSSAU 系统软件 在线数据处理 采用配对 t 检验进行数据的统计学分析检验

  二、 实验结果与分析

  (一) 水分含量的比较测试

  测试 结果如表 1所示,稻谷和小麦水分在低水分梯度和中水分梯度时,绝对偏差在0.1以内,快检法与国标法数据基本一致。在高水分梯度时,稻谷和小麦的水分快检测定结果较国标法略高,可能是由于其籽粒中水分含量增大,模型的偏差也同步增加,且高水分梯度的样品采用GB/T 20264-2006二次烘干法进行测定,实验环节较多,时间消耗 较长 ,误差 也随之增加。 所以快检法测定的绝对偏差较中低水分有所增加,尤其在中高水分测定时,虽然目标样品的数值不断增大,但其快检法绝对误差增大的幅度远远小于检测数据的增幅,测定结果的绝对误差仍然保持在 0.1%以内,且相对偏差仍在1%以内 结果的评价指标不仅优于国标 GB/T 20264—2006对结果允差双实验测定结果绝对差不小于0.2%的要求,与红外检测法0.3%左右和电容法0.5%左右的绝对偏差 [4,5] 相比, RFID快速检测法在检测结果准确度和精密度上拥有绝对比较优势。