[发明专利]薯类作物含水量测定装置及其测定方法

说明书

本发明提供了薯类作物含水量测定装置及其测定方法，利用同一品种马铃薯块茎相对含水量（75‑100%区间）与压碎过程中最大阻力存在正比例关系，从而设计一种采用测定马铃薯块压碎最阻力的装置快速测定马铃薯块茎含水量，特别适用于田间快速、大样本数的测量。

技术领域

本发明涉及一种植物生理学实验装置和方法，具体地说是薯类作物含水量测定装置及其测定方法。

背景技术

植物组织含水量是植物生理状态的一个指标，如水果，蔬菜含水量的多少对其品质有影响，种子含水量对安全贮藏更有意义。利用水遇热蒸发为水蒸气的原理，可用加热烘干法来测定植物组织中的含水量。植物组织含水量的表示方法，常以鲜重或干重的百分比表示，有时也已相对含水量表示。后者更能表示它的生理意义。植物相对含水量可以用以下公式计算：相对含水量（RWC）=（取样时的鲜重－烘干重）/（完全膨胀时的鲜重－干重）×100%。

材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。固体对外界物体入侵的局部抵抗能力，是比较各种材料软硬的指标。由于规定了不同的测试方法，所以有不同的硬度标准。各种硬度标准的力学含义不同，相互不能直接换算，但可通过试验加以对比。硬度分为：①划痕硬度。主要用于比较不同矿物的软硬程度，方法是选一根一端硬一端软的棒，将被测材料沿棒划过，根据出现划痕的位置确定被测材料的软硬。定性地说，硬物体划出的划痕长，软物体划出的划痕短。②压入硬度。主要用于金属材料，方法是用一定的载荷将规定的压头压入被测材料，以材料表面局部塑性变形的大小比较被测材料的软硬。由于压头、载荷以及载荷持续时间的不同，压入硬度有多种，主要是布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和显微硬度等几种。③回跳硬度。主要用于金属材料，方法是使一特制的小锤从一定高度自由下落冲击被测材料的试样，并以试样在冲击过程中储存（继而释放）应变能的多少（通过小锤的回跳高度测定）确定材料的硬度。

硬度的物理意义随实验方法不同，其含义也不同。例如，压入法的硬度代表了材料表面抵抗另一物体压入时所引起塑性变形的能力，刻划法硬度表示材料抵抗表面局部断裂的能力，弹性回跳法硬度是代表金属弹性变形功的大小。所以硬度值实际上不是一个单纯的物理量，它是表征着材料的弹性、塑性、形变强化、强度和韧性等一系列不同物理量组合的一种综合性能指标。

在压入法中，根据加载加载速度不同又分为静载压入法和动载压入法，后者又称弹性回跳法。静载压入法的基本原理是：利用机械装置将标准压头在规定载荷下压入待测材料表面，保持一定时间后卸载，然后测量残留在材料表面的压痕的某一几何量，如压痕面积，压痕深度或压痕对角线长度等来表征材料的软硬。显然，压痕面积或压痕深度愈大，材料硬度愈低。

韧度是物体抗磨损、抗拉伸、抗压入等的能力，也可叫做抗破裂的能力。在弹塑性条件下，当应力场强度因子增大到某一临界值，裂纹便失稳扩展而导致材料断裂，这个临界或失稳扩展的应力场强度因子即断裂韧度。它反映了材料抵抗裂纹失稳扩展即抵抗脆断的能力，是材料的力学性能指标。

现有技术存在的问题：马铃薯块在压碎过程中既体现了马铃薯块的硬度也体现了韧度，现有技术中未见利用硬度和韧性等力学特性的测定转换为相对含水量测定装置和测定方法的报道。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明提供了薯类作物含水量测定装置及其测定方法，利用同一品种马铃薯块茎相对含水量（75-100%区间）与压碎过程中最大阻力存在正比例关系，从而通过测量马铃薯块茎压碎过程中最大阻力，实现快速测定马铃薯块茎含水量。

为了达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

薯类作物含水量测定装置，其包括：大液压缸及安装在大液压缸内的一级活塞和三级活塞，其中一级活塞通过连杆与二级活塞相连，二级活塞安装在小液压缸内；一级活塞上方及二级活塞下方充满液压油；一级活塞上方的液压油通过双向泵实现储备箱和大液压缸间流动；三级活塞下方连接探头，探头下方设有载物台；大液压缸内壁设有压敏电阻，压敏电阻接入恒压直流电路，电路中设有电流表；所述探头一侧还安装有红外线位移探测器。