khảo sát cảm biến đo ẩm độ hạt bằng nguyên lý điện dung

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

KHẢO SÁT CẢM BIẾN ĐO ẨM ĐỘ HẠT
BẰNG NGUYÊN LÝ ĐIỆN DUNG

Sinh viên thực hiện:

Cán bộ hướng dẫn:

Lê Nhựt Tân (MSSV: 1117931)
Nguyễn Khánh Linh (MSSV: 1111568)
Ngành: KTĐK và TĐH K37

ThS. Nguyễn Minh Luân
TS. Võ Minh Trí

Cần Thơ, tháng 05 năm 2015


Đề tài: Luận văn tốt nghiệp

Khảo sát cảm biến đo ẩm độ hạt bằng nguyên lý điện dung

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
Cần Thơ, ngày 23 tháng 05 năm 2015

Nguyễn Minh Luân

Võ Minh Trí

----------------------------------------------------------------------------------------------CBHD: ThS. Nguyễn Minh Luân, TS. Võ Minh Trí

1


Đề tài: Luận văn tốt nghiệp

Khảo sát cảm biến đo ẩm độ hạt bằng nguyên lý điện dung

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN 1
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
Cần Thơ, ngày 23 tháng 05 năm 2015

Nguyễn Văn Khanh

----------------------------------------------------------------------------------------------CBHD: ThS. Nguyễn Minh Luân, TS. Võ Minh Trí

2


Đề tài: Luận văn tốt nghiệp

Khảo sát cảm biến đo ẩm độ hạt bằng nguyên lý điện dung

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN 2
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
Cần Thơ, ngày 23 tháng 05 năm 2015

Lưu Trọng Hiếu

----------------------------------------------------------------------------------------------CBHD: ThS. Nguyễn Minh Luân, TS. Võ Minh Trí

3


Đề tài: Luận văn tốt nghiệp

Khảo sát cảm biến đo ẩm độ hạt bằng nguyên lý điện dung

LỜI CAM ĐOAN

Đề tài “Khảo sát cảm biến đo ẩm độ hạt bằng nguyên lý điện dung” với mong muốn
tìm hiểu về nguyên lý cảm biến điện dung ứng dụng đo độ ẩm lúa, gạo…Đồng thời áp
dụng những kiến thức đã học về Điện tử - Tự động hóa ứng dụng vào thực hiện đề tài.
Với những mục tiêu đó chúng tôi quyết định chọn đề tài này làm luận văn tốt nghiệp
cho mình.
Trong quá trình thực hiện đề tài, có thể còn nhiều thiếu sót do kiến thức hạn chế nhưng
nội dung trình bày trong quyển báo cáo này là những hiểu biết của chúng tôi dưới sự
hướng dẫn của thầy Nguyễn Minh Luân và thầy Võ Minh Trí.
Chúng tôi xin cam đoan rằng: Những nội dung trình bày trong quyển báo cáo luận văn
tốt nghiệp này không phải là bản sao chép từ bất kỳ công trình đã có trước nào. Nếu
không đúng sự thật, chúng tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm trước nhà trường.

Cần Thơ, tháng 5 năm 2015
Sinh viên thực hiện

Lê Nhựt Tân

Nguyễn Khánh Linh

----------------------------------------------------------------------------------------------CBHD: ThS. Nguyễn Minh Luân, TS. Võ Minh Trí

4


Đề tài: Luận văn tốt nghiệp

Khảo sát cảm biến đo ẩm độ hạt bằng nguyên lý điện dung

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành chương trình Đại học cũng như đề tài nghiên cứu này, ngoài cố gắng
của bản thân, chúng tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ. Với hạn chế về kiến thức,
thiếu kinh nghiệm cũng như tài chính hạn hẹp chúng tôi gặp rất nhiều khó khăn. Để
vượt qua tất cả, là nhờ sự quan tâm giúp đỡ, động viên từ phía thầy cô, gia đình và bạn
bè.
Đầu tiên chúng tôi xin gởi lời cảm ơn chân thành đến thầy Nguyễn Minh Luân, thầy
Võ Minh Trí đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và chỉnh sửa những sai sót để chúng tôi có
thể hoàn thành đề tài luận văn tốt nghiệp.
Bên cạnh đó chúng tôi cũng xin gởi lời cảm ơn đến quý thầy cô trong Bộ môn Tự động
hóa đặt biệt thầy Cố vấn học tập Nguyễn Văn Khanh đã định hướng từ khi chúng tôi
mới vào trường và tận tình giảng dạy trang bị cho chúng tôi những kiến thức vô cùng
quý báu trong thời gian theo học tại trường. Từ đó, chúng tôi có thể vận dụng các kiến
thức vào quá trình thực hiện đề tài.
Cuối cùng chúng tôi xin gởi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình đã ủng hộ, lo lắng về vật
chất, tinh thần. Xin gởi lời cảm ơn đến tất cả bạn bè đã giúp đỡ, động viên chúng tôi
trong thời gian qua.

Sinh viên thực hiện.

Lê Nhựt Tân

Nguyễn Khánh Linh

----------------------------------------------------------------------------------------------CBHD: ThS. Nguyễn Minh Luân, TS. Võ Minh Trí

5


Đề tài: Luận văn tốt nghiệp

Khảo sát cảm biến đo ẩm độ hạt bằng nguyên lý điện dung

TÓM TẮT
Tự động hóa hoàn toàn trong các lò sấy là một vấn đề được các doanh nghiệp, nhà
máy chế biến và bảo quản nông sản rất quan tâm. Đo độ ẩm nông sản trực tiếp trong
lò sấy là một giai đoạn rất quan trọng để góp phần đưa lò sấy vào dây chuyền tự động.
Trong nước có rất nhiều máy, thiết bị đo độ ẩm nông sản được bán rộng rãi nhưng chỉ
là những thiết bị đo cầm tay, phải có sự can thiệp của bàn tay con người vào quá trình
đo. Việc nghiên cứu để thiết kế ra một thiết bị có thể tự động đo độ ẩm nông sản trực
tiếp trong lò sấy có thể giải quyết hết những vấn đề trên.
Đề tài “Khảo sát cảm biến đo ẩm độ hạt bằng nguyên lý điện dung” đã và đang được
thực hiện ở nhiều nước trên thế giới. Có nhiều phương pháp để đo độ ẩm bên trong hạt
như: đo bằng điện dung, điện trở, sóng micro,… Nhưng chỉ có phương pháp đo độ ẩm
hạt bằng điện dung là có độ chính xác cao và có thể thực hiện được ở Việt Nam.
Qua quá trình nghiên cứu, đề tài đã giải quyết được những vấn đề đặt ra. Thiết kế
thành công cảm biến điện dung và mạch đọc giá trị cảm biến để chuyển giá trị điện
dung thành độ ẩm với độ chính xác cao (99.47%) trong khoảng đo từ 10% đến 20%.
Từ khóa: Cảm biến điện dung, lý thuyết đo lường độ ẩm bên trong hạt, lấy
đỉnh,…

ABSTRACT

Full automation of rice dryers is a concerned matter of business, processing factories
and storage owner of agricultural product. Moisture content measured directly in
dryers is a very important parameter to contribute to the automated rice production
lines. Currently a lot of devices or equipment to measure moiture content are easily
found in market, but they are such portable measurement devices, need operated by
man. The study is to design a device that can automatically measure the moisture
content of agricultural products which can be applied to drying systems.
The theme "Survey grain moisture sensor based on capacitive measurement" has been
performed in many countries around the world. There are many methods to measure
the moisture content of grain, such as measured by the capacitance, resistance, micro
wave,... In this study, the method of measuring grain moisture content by using
capacitive pribciple is proposed to use.The study result shows that the designed sensor
and its conditioning circuit can measure the rice moisture content with the accuracy of
approximately 99.47% within a range from 10 to 20 percent.
Key words: Capacitive sensors, principle of moisture content measurement,
peak detection,…
----------------------------------------------------------------------------------------------CBHD: ThS. Nguyễn Minh Luân, TS. Võ Minh Trí

6


Đề tài: Luận văn tốt nghiệp

Khảo sát cảm biến đo ẩm độ hạt bằng nguyên lý điện dung

MỤC LỤC
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN --------------------------------------------1
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN 1 --------------------------------------------2

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN 2 --------------------------------------------3
LỜI CAM ĐOAN ----------------------------------------------------------------------------4
LỜI CẢM ƠN ---------------------------------------------------------------------------------5
TÓM TẮT -------------------------------------------------------------------------------------6
MỤC LỤC -------------------------------------------------------------------------------------7
DANH MỤC KÍ HIỆU -------------------------------------------------------------------- 10
DANH MỤC HÌNH ------------------------------------------------------------------------ 11
DANH MỤC BẢNG ----------------------------------------------------------------------- 13
DANH MỤC BIỂU ĐỒ ------------------------------------------------------------------- 14
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ------------------------------------------------------------- 15
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ ---------------------------------------------------------------------------- 15
1.2 LỊCH SỬ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ ---------------------------------------------------- 16
1.3 MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI ĐỀ TÀI--------------------------------------------------- 16
1.4 HƯỚNG GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ ----------------------------------------------------- 17
1.5 CẤU TRÚC BÀI BÁO CÁO ----------------------------------------------------------- 18
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC ----------------------------------------------------- 19
2.1 Ý TƯỞNG KHOA HỌC ---------------------------------------------------------------- 19
2.2 GIỚI THIỆU VỀ TỤ ĐIỆN ------------------------------------------------------------ 19
2.2.1 Cơ sở lý thuyết --------------------------------------------------------------------19
2.2.2 Giá trị điện dung của tụ điện ----------------------------------------------------19

2.3 CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG -------------------------------------------------------------- 20
2.3.1 Cơ sở lý thuyết --------------------------------------------------------------------20
2.3.2 Nguyên lý đo độ ẩm hạt bằng nguyên lý cảm biến điện dung -------------20

2.4 KHÁI NIỆM ĐỘ ẨM TƯƠNG ĐỐI CỦA HẠT ------------------------------------ 21
2.5 TẦM QUAN TRỌNG CỦA ĐỘ ẨM VÀO BẢO QUẢN HẠT LÚA ----------- 21
2.5.1 Phân loại lúa giống và lúa thịt --------------------------------------------------21

----------------------------------------------------------------------------------------------CBHD: ThS. Nguyễn Minh Luân, TS. Võ Minh Trí

7


Đề tài: Luận văn tốt nghiệp

Khảo sát cảm biến đo ẩm độ hạt bằng nguyên lý điện dung

2.5.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng lúa khi bảo quản --------------------21
2.5.3 Những nguyên tắc bảo quản hạt lúa -------------------------------------------21
2.5.4 Kiểm tra và xử lý sự cố của hạt lúa khi bảo quản ----------------------------23

CHƯƠNG 3: NỘI DUNG ---------------------------------------------------------------- 25
3.1 THIẾT KẾ CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG ------------------------------------------------ 25
3.1.1 Yêu cầu của cảm biến điện dung được thiết kế ------------------------------25
3.1.2 Mô hình thiết kế ------------------------------------------------------------------25

3.2 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN 1 ------------------------------------------------------------- 27
3.2.1 Yêu cầu của mạch điện 1 --------------------------------------------------------27
3.2.2 Sơ đồ khối mạch điện 1 chứng minh mối liên quan tần số, tụ điện, điện áp
---------------------------------------------------------------------------------------------27
3.2.3 Thiết kế mạch điện chứng minh mối liên quan tần số, tụ điện, điện áp --27
3.2.4 Ý nghĩa mạch 1 -------------------------------------------------------------------33
3.2.5 Phương pháp thực hiện thí nghiệm --------------------------------------------33

3.3 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN 2 ------------------------------------------------------------- 33
3.3.1 Yêu cầu mạch điện 2 -------------------------------------------------------------33
3.2.2 Sơ đồ khối mạch điện 2 ----------------------------------------------------------33
3.3.3 Thiết kế thí nghiệm mạch chuyển giá trị điện dung thành giá trị điện áp
DC với môi trường điện môi là lúa, gạo ---------------------------------------------33

3.3.4 Sử dụng chức năng ADC của vi điều khiển MSP430G2553 28 chân ----36
3.3.5 Ý nghĩa mạch 2 -------------------------------------------------------------------37
3.3.6 Quá trình thực hiện thí nghiệm -------------------------------------------------38

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ Ý NGHĨA ----------------------------------------------- 40
4.1 KẾT QUẢ MẠCH 1 THỂ HIỆN MỐI LIÊN QUAN GIỮA TỤ ĐIỆN, ĐIỆN ÁP
VÀ TẦN SỐ ----------------------------------------------------------------------------------- 40
4.1.1 Mối liên quan giữa tụ điện và điện áp ngõ ra khi thay đổi tần số ---------40
4.1.2 Mối quan hệ giữa tần số và biên độ ngõ ra khi thay đổi tụ điện -----------42

4.2 KẾT QUẢ MẠCH 2 VỀ MỐI QUAN HỆ GIỮA GIÁ TRỊ ADC VÀ GIÁ TRỊ
ĐỘ ẨM TƯƠNG ỨNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP NỘI SUY KỸ THUẬT ---------- 43
4.2.1 Kết quả về mối liên hệ giữa giá trị ADC và giá trị độ ẩm gạo -------------43

----------------------------------------------------------------------------------------------CBHD: ThS. Nguyễn Minh Luân, TS. Võ Minh Trí

8


Đề tài: Luận văn tốt nghiệp

Khảo sát cảm biến đo ẩm độ hạt bằng nguyên lý điện dung

4.2.2 Kết quả về mối liên hệ giữa giá trị ADC và giá trị độ ẩm lúa--------------46

4.3 Ý NGHĨA --------------------------------------------------------------------------------- 48
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ------------------------------------------------------------ 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO ---------------------------------------------------------------- 50
PHỤ LỤC ------------------------------------------------------------------------------------ 53
Phụ lục A: Giới thiệu MSP430G2553 ----------------------------------------------------- 53

Phụ lục B: Mạch LCD 16x2 ----------------------------------------------------------------- 62
Phụ lục C: Thiết kế mạch nguồn đôi 5V --------------------------------------------------- 63
Phụ lục D: Bàn phím hex -------------------------------------------------------------------- 64
Phụ lục E: Sơ đồ giải thuật của mô hình --------------------------------------------------- 66
Phụ lục F: Chương trình chính -------------------------------------------------------------- 70
Phụ lục G: Chương trình nhận phím ------------------------------------------------------- 71

----------------------------------------------------------------------------------------------CBHD: ThS. Nguyễn Minh Luân, TS. Võ Minh Trí

9


Đề tài: Luận văn tốt nghiệp

Khảo sát cảm biến đo ẩm độ hạt bằng nguyên lý điện dung

DANH MỤC KÍ HIỆU

Kí hiệu

Giải thích

Đơn vị tính

C

Tụ điện

F

S

Diện tích mặt phẳng tụ điện

m2

RH

Độ ẩm

%

d

Khoảng cách 2 bản cực

m

F

Đơn vị điện dung

%

Giá trị phần trăm

kHz

Đơn vị tần số

Vcc

Nguồn điện

V

Mức điện áp chuẩn ( 0V )

V

GND
F

Đơn vị tính giá trị điện dung

nF

Đơn vị tính giá trị điện dung

pF

Đơn vị tính giá trị điện dung

----------------------------------------------------------------------------------------------CBHD: ThS. Nguyễn Minh Luân, TS. Võ Minh Trí

10


Đề tài: Luận văn tốt nghiệp

Khảo sát cảm biến đo ẩm độ hạt bằng nguyên lý điện dung

DANH MỤC HÌNH

Hình 1: Đặc điểm cảm biến điện dung ------------------------------------------------- 20
Hình 2: Quy trình bảo quản lúa ở Việt Nam ----------------------------------------- 24
Hình 3: Ý tưởng thiết kế trên bản vẽ --------------------------------------------------- 25
Hình 4: Mô hình thực tế đề tài nghiên cứu-------------------------------------------- 26
Hình 5: Sơ đồ khối mạch điện 1 --------------------------------------------------------- 27
Hình 6: Mạch dao động [20] ------------------------------------------------------------- 27
Hình 7: Mạch khuếch đại đảo [16]------------------------------------------------------ 28
Hình 8: Mạch tách sóng [21] [22] ------------------------------------------------------- 29
Hình 9: Mạch lọc hạ thông [20] [23] ---------------------------------------------------- 30
Hình 10: Mạch bán cầu điện dung [24] ------------------------------------------------ 31
Hình 11: Mạch thí nghiệm chuyển giá trị điện dung ra giá trị điện áp DC ---- 32
Hình 12: Sơ đồ khối mạch điện 2 ------------------------------------------------------- 33
Hình 13: Mạch khuếch đại không đảo [26] ------------------------------------------- 34
Hình 14: Mạch chuyển đổi giá trị điện dung thành giá trị điện áp DC đo độ ẩm
lúa, gạo [23] ---------------------------------------------------------------------------------- 35
Hình 15: Phần cứng mạch chuyển đổi giá trị điện dung thành giá trị điện áp 36
Hình 16: Mạch chuyển đổi ADC 10bit ------------------------------------------------- 36
Hình 17: Phần cứng mạch chuyển đổi ADC 10bit ----------------------------------- 37
Hình 18: Mẫu gạo thí nghiệm ------------------------------------------------------------ 38
Hình 19: Mẫu lúa làm thí nghiệm------------------------------------------------------- 39
Hình 20: Màn hình hiển thị giá trị ADC----------------------------------------------- 48
Hình 21: Màn hình hiển thị độ ẩm ------------------------------------------------------ 48
Hình 22: Sơ đồ các khối chức năng MSP430G2553 28 chân ---------------------- 53
----------------------------------------------------------------------------------------------CBHD: ThS. Nguyễn Minh Luân, TS. Võ Minh Trí

11

Đề tài: Luận văn tốt nghiệp

Khảo sát cảm biến đo ẩm độ hạt bằng nguyên lý điện dung

Hình 23: Sơ đồ chân MSP430G2553 --------------------------------------------------- 54
Hình 24: Sơ đồ khối module ADC MSP430G2553 ---------------------------------- 55
Hình 25: Sơ đồ quá trình biến đổi và lấy mẫu ADC -------------------------------- 57
Hình 26: Sơ đồ nguyên lý một kênh (Ax) ngõ vào ADC ---------------------------- 58
Hình 27: Chế độ chuyển giao 1 khối ADC -------------------------------------------- 59
Hình 28: Chế độ chuyển giao 2 khối ADC -------------------------------------------- 60
Hình 29: Ngắt ADC10 --------------------------------------------------------------------- 61
Hình 30: Sơ đồ chân LCD 16x2 --------------------------------------------------------- 62
Hình 31: Mạch nguồn đôi 5V ------------------------------------------------------------ 63
Hình 32: Phần cứng mạch nguồn đôi 5V ---------------------------------------------- 64
Hình 33: Bàn phím hex 4x4 -------------------------------------------------------------- 65
Hình 34: Sơ đồ mạch phím hex 4x4 ---------------------------------------------------- 65
Hình 35: Chương trình con nhận bàn phím hex ------------------------------------- 66
Hình 36: Chương trình con ADC 10bit ------------------------------------------------ 67
Hình 37: Chương trình con phím chức năng ----------------------------------------- 68
Hình 38: Giải thuật chương trình chính ----------------------------------------------- 69

----------------------------------------------------------------------------------------------CBHD: ThS. Nguyễn Minh Luân, TS. Võ Minh Trí

12


Đề tài: Luận văn tốt nghiệp

Khảo sát cảm biến đo ẩm độ hạt bằng nguyên lý điện dung

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1 số liệu thu được giữa tụ điện và điện áp ngõ ra khi thay đổi tần số ---- 40
Bảng 2 số liệu lấy mẫu từ máy KETT và mô hình (mẫu gạo) --------------------- 43
Bảng 3 số liệu lấy mẫu từ máy KETT và mô hình (mẫu lúa) --------------------- 46
Bảng 4 đặc điểm cơ bản MSP430G2553 ----------------------------------------------- 54
Bảng 5 chu kỳ thời gian chuyển đổi DCT (ADC) ------------------------------------ 61
Bảng 6 tập thanh ghi ADC --------------------------------------------------------------- 62

----------------------------------------------------------------------------------------------CBHD: ThS. Nguyễn Minh Luân, TS. Võ Minh Trí

13


Đề tài: Luận văn tốt nghiệp

Khảo sát cảm biến đo ẩm độ hạt bằng nguyên lý điện dung

DANH MỤC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 1 mối quan hệ giữa tụ điện với điện áp ngõ ra khi thay đổi tần số ---- 41
Biểu đồ 2 mối quan hệ giữa tần số và biên độ ngõ ra khi thay đổi tụ điện ----- 42
Biểu đồ 3 mối liên hệ giữa ADC từ mô hình và độ ẩm của máy KETT (mẫu gạo)
-------------------------------------------------------------------------------------------------- 45
Biểu đồ 4 mối liên hệ giữa ADC từ mô hình và độ ẩm của máy KETT (mẫu lúa)
-------------------------------------------------------------------------------------------------- 47

----------------------------------------------------------------------------------------------CBHD: ThS. Nguyễn Minh Luân, TS. Võ Minh Trí

14


Đề tài: Luận văn tốt nghiệp

Khảo sát cảm biến đo ẩm độ hạt bằng nguyên lý điện dung

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
- Ở nước ta hiện nay với sản lượng trên dưới 20 triệu tấn lúa và khoảng 13 triệu tấn gạo
trên năm thì Đồng bằng sông Cửu Long được xem là nơi cung cấp lúa chủ yếu của cả
nước [1]. Trong 2 năm trở lại đây mô hình cánh đồng mẫu lớn ở Việt Nam không
ngừng phát triển. Năm 2013, có 369 mô hình cánh đồng mẫu lớn đã được xây dựng ở
13 tỉnh Nam Bộ, tổng diện tích khoảng 120.500 ha. Từ năm 2014 đến nay, xây dựng
cánh đồng mẫu lớn tiếp tục mở rộng trên cả nước, quy mô hàng trăm nghìn ha
[2]…Cùng với sự phát triển của những cánh đồng lúa lớn là sự phát triển của các lò sấy
lúa, chế biến gạo, bảo quản gạo và các máy gặt đập liên hợp…để phát triển đồng bộ
nền sản xuất nông nghiệp. Năm 2013 ước tính ở Đồng bằng sông Cửu Long có 8.500
máy gặt đập liên hợp thu hoạch được khoảng 60% tổng sản lượng lúa [3] và có gần
10.000 máy sấy lúa [4].
- Với số lượng lớn lúa được thu hoạch sau mỗi mùa vụ người nông dân không thể nào
phơi trực tiếp ngoài trời nắng để bảo quản hạt lúa như truyền thống được vì vừa tốn
công, tốn thời gian, phụ thuộc vào thời tiết, hạt lúa không đảm bảo chất lượng về độ
ẩm...Để tiết kiệm được nhân công, đảm bảo chất lượng lúa khi bảo quản, chế biến với
số lượng lớn như hiện nay người nông dân thường đem lúa đi sấy sau khi thu hoạch.
Điều đặc biệt quan tâm hiện nay của người nông dân, doanh nghiệp lúa, gạo là làm thế
nào khi sấy lúa đảm bảo độ ẩm hạt lúa khi bảo quản được chất lượng tốt nhất để cạnh
tranh với lúa gạo nước ngoài. Hiện nay ở các lò sấy lúa hầu hết công nhân phải lấy mẫu
từ lò sấy đem ra bên ngoài rồi dùng các thiết bị cầm tay, hoặc cắn hạt lúa dự đoán độ

ẩm…điều này có thể dẫn tới sấy chưa khô hoặc quá khô làm khâu xay xác, bảo quản
chưa tốt hao hụt nhiều, hậu quả là phẩm chất gạo kém, tăng gạo thứ phẩm (gạo gãy
vụn, lem…), gạo chính phẩm (hay còn gọi là gạo nguyên) chỉ chiếm 40% [1].
- “Khảo sát cảm biến đo ẩm độ hạt bằng nguyên lý điện dung” là đề tài hoàn toàn mới
và chưa có công trình nghiên cứu nào được công bố tại Đại học Cần Thơ. Là đề tài
nghiên cứu có rất nhiều tiềm năng về kinh tế, ứng dụng được vào nhu cầu thực tế hiện
nay. Từ những nhà máy sấy lúa nhỏ đến những công ty sản xuất lúa, gạo đều cần đến
hệ thống đo độ ẩm tự động để điều khiển toàn bộ quá trình với những dòng vi điều
khiển. Như doanh nghiệp tư nhân Đức Thịnh, Huyện Cái Bè, Tỉnh Tiền Giang cần một
hệ thống đo độ ẩm tích hợp sẵn trên hệ thống nhà máy. Vì hiện nay với những dòng
sản phẩm đo độ ẩm trên thị trường không sử dụng được vào điều khiển ẩm độ ở lò sấy
lúa được đa phần sản phẩm sử dụng trực tiếp bằng tay, thô sơ, không sử dụng vào các
mô hình điều khiển ẩm độ tự động. Yêu cầu đặt ra của doanh nghiệp tư nhân Đức
Thịnh là cần một mô hình để lắp ráp vào lò sấy để điều khiển tự động. Chúng ta không
thể lấy một sản phẩm có sẵn trên thị trường mà chế lại được vì hầu như công nghệ của
họ đều dấu kính. Vì thế, “Khảo sát cảm biến đo ẩm độ hạt bằng nguyên lý điện dung”
----------------------------------------------------------------------------------------------CBHD: ThS. Nguyễn Minh Luân, TS. Võ Minh Trí

15


Đề tài: Luận văn tốt nghiệp

Khảo sát cảm biến đo ẩm độ hạt bằng nguyên lý điện dung

là một đề tài nghiên cứu hết sức cần thiết để tiết kiệm được chi phí nhân công làm việc,
thời gian…Có thể kết hợp với các dòng vi điều khiển như PLC để ứng dụng hoàn toàn
tự động trong các mô hình lò sấy, bảo quản lúa, gạo.
1.2 LỊCH SỬ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
Việc khảo sát độ ẩm của hạt được thực hiện ở rất nhiều quốc gia và hầu như khả năng

tự động điều khiển ẩm độ chưa có. Sản phẩm đo độ ẩm hiện nay chỉ là những thiết bị
cầm tay, thô sơ chưa thể tích hợp vào lò sấy để giải quyết được những vấn đề tự động
hóa mà người nông dân, nhà sản xuất, chế biến lúa, gạo trăn trở.
- Tình hình ngoài nước: Hiện nay, trên thế giới máy đo độ ẩm trong hạt lúa phát triển
mạnh mẽ với một số nguyên lý đo cơ bản: Đo bằng điện dung [5], bằng microwave [6]
hay đo bằng điện trở [7]…Đã có rất nhiều thiết bị đo độ ẩm thương mại hóa bán trên
thị trường [8], nhưng những thiết bị này giá cả rất cao [9]. Các thiết bị trên thị trường
hiện nay không sử dụng vào dây truyền sản xuất tự động điều khiển lò sấy được.
- Tình hình trong nước: Phần lớn các sản phẩm bán ở thị trường Việt Nam là nhập các
thiết bị từ nước ngoài như Nhật, Mỹ, Đài Loan,… Các sản phẩm máy đo độ ẩm bán ở
Việt Nam chủ yếu là thao tác thủ công: bằng que đo, nghiền nát,… để phục vụ đo độ
ẩm ở các nhà máy sấy lúa, bảo quản gạo và hầu như chưa có công trình nghiên cứu nào
về máy đo độ ẩm hạt được công bố ở Việt Nam.
1.3 MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI ĐỀ TÀI
- Đề tài được thực hiện: Thiết kế một mạch chuyên dụng chuyển đổi giá trị điện dung
thành giá trị điện áp DC, thiết kế cảm biến xác định giá trị điện dung của lúa, gạo cần
đo độ ẩm.
- Đề tài “Khảo sát cảm biến đo ẩm độ hạt bằng nguyên lý điện dung” với những mục
tiêu, ý nghĩa sau:
+ Thứ nhất: Tạo ra một mô hình đo độ ẩm tự động đặt tại các lo sấy lúa giúp người
nông dân bảo quản tốt lúa sau thu hoạch [10], giúp chủ lò sấy lúa tiết kiệm được nhân
công, quản lý được độ ẩm trong quá trình sấy lúa bằng cách xem giá trị độ ẩm hiển thị
trên màn hình LCD.
+ Thứ hai: Góp phần vào quá trình nâng cao chất lượng hạt gạo Việt Nam khi xuất
khẩu thông qua quy trình sấy lúa chất lượng cao.
+ Thứ ba: Từng bước thay đổi việc bảo quản hạt lúa, gạo của Việt Nam từ truyền
thống hiệu suất thấp, chất lượng kém sang hiện đại hiệu suất cao, chất lượng tốt thông
qua mô hình đo độ ẩm và điều khiển ẩm độ tự động ở các nhà máy sấy lúa, bảo quản
lúa một cách tự động.
- Phạm vi của đề tài đã đạt được:

Do giới hạn về thời gian, tài chính, kiến thức nên đề tài luận văn chỉ dừng lại ở việc
khảo sát và phân tích cảm biến điện dung và các mạch chuyển đổi giá trị điện dung
thành giá trị điện áp.

----------------------------------------------------------------------------------------------CBHD: ThS. Nguyễn Minh Luân, TS. Võ Minh Trí

16


Đề tài: Luận văn tốt nghiệp

Khảo sát cảm biến đo ẩm độ hạt bằng nguyên lý điện dung

1.4 HƯỚNG GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
* Để thực hiện đề tài nhóm thực hiện đã tiến hành qua các công đoạn sau:
- Lập đề cương nghiên cứu, xác định phạm vi của đề tài, ước tính thời gian có thể hoàn
thành, xin ý kiến của giáo viên hướng dẫn. Sau khi được sự góp ý của giáo viên hướng
dẫn, tiến hành sửa chữa và bổ sung để hoàn thiện đề cương nghiên cứu.
- Sưu tầm, lưu trữ và lập danh mục tư liệu phục vụ cho quá trình thực hiện đề tài.
- Dựa vào đề cương nghiên cứu tiến hành từng bước thực hiện có sự phân chia thời
gian một cách hợp lý nhất như:
+ Tìm hiểu cấu tạo, chức năng của cảm biến điện dung.
+ Hiểu về những ứng dụng thực tế của tụ điện, cảm biến điện dung vào đo độ ẩm hạt
lúa, gạo.
+ Tìm hiểu cấu tạo và chức năng của dòng MSP430 cụ thể là MSP430G2553 [11]: Tổ
chức CPU, các thanh ghi, các module ngoại vi tích hợp, các tính năng đặc trưng…
+ Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của mạch chuyển đổi giá trị điện dung thành giá trị
điện áp [12].
* Với những gì tìm hiểu và sưu tầm được từ lý thuyết, đề tài đã dựa vào cơ sở lý thuyết
về tụ điện, về mạch cầu điện dung, mạch tách sóng [11],...để áp dụng vào quá trình

thực nghiệm. Cụ thể, mỗi vấn đề phát sinh chúng tôi dùng lý thuyết phân tích chứng
minh, sau đó dùng phương pháp thực nghiệm thông qua các thí nghiệm để thực tế hóa,
cụ thể hóa vấn đề. Sau quá trình thực nghiệm, đề tài đã tạo ra một cơ sở lý thuyết để
khẳng định vấn đề. Nghiên cứu máy đo độ ẩm tự động tạo ra sản phẩm chuyên dụng có
thể ứng dụng trực tiếp theo yêu cầu nhà máy. Mô hình được thiết kế từng mô-đun riêng
lẽ có thể tích hợp cho nhiều nhà máy sấy lúa, gạo khác nhau.
* Để thực hiện các công việc nêu trên, đề tài còn sử dụng các thiết bị thí nghiệm hỗ trợ
và phần mềm như sau:
- Máy KETT của Nhật dùng làm thiết bị đo độ ẩm chuẩn so sánh kết quả thí nghiệm.
- Máy Oscilloscope xem dạng tín hiệu của mạch dao động, mạch lấy đỉnh, mạch lọc hạ
thông.
- Phần mềm IAR dùng lập trình cho MSP430G2553.
* Đề tài sẽ được thực hiện dưới dạng thí nghiệm thực tế:
- Thí nghiệm chứng minh mối liên quan giữa điện dung và điện áp.
- Thí nghiệm chứng minh liên quan giữa tần số và điện áp.
- Thí nghiệm giải thích mức điện áp ngõ ra so với giá trị điện dung.
- Thí nghiệm giải thích giá trị điện áp DC ngõ ra và giá trị độ ẩm.
- Thí nghiệm hiển thị độ ẩm lên màn hình LCD so sánh với máy KETT.

----------------------------------------------------------------------------------------------CBHD: ThS. Nguyễn Minh Luân, TS. Võ Minh Trí

17


Đề tài: Luận văn tốt nghiệp

Khảo sát cảm biến đo ẩm độ hạt bằng nguyên lý điện dung

1.5 CẤU TRÚC BÀI BÁO CÁO
Phần tiếp theo của bài báo cáo được trình bày như sau:

- Chương 2: Cơ sở khoa học. Chương này chúng tôi tìm cơ sở lý thuyết về cách tính độ
ẩm hạt lúa, cơ sở lý thuyết về tụ điện, cơ sở lý thuyết về cảm biến điện dung, giải thuật
và đưa ra ý tưởng thiết kế mô hình, giới thiệu thiết bị đo độ ẩm chuẩn KETT hỗ trợ đề
tài nghiên cứu.
- Chương 3: Nội dung. Chương này trình bày cách thiết kế cảm biến, xây dựng mô
hình nghiên cứu. Tính toán, thiết kế các mạch điện tử và quá trình làm thí nghiệm lấy
mẫu.
- Chương 4: Kết quả và ý nghĩa. Chương này trình bày kết quả của các mạch điện, mô
hình thí nghiệm và ý nghĩa của đề tài.
- Phần Kết luận và kiến nghị. Kết luận những gì chúng tôi đã làm được và nêu ra
những mục tiêu cải tiến hơn cho đề tài.
Ngoài ra, các phần còn lại bao gồm tài liệu tham khảo và các phụ lục.

----------------------------------------------------------------------------------------------CBHD: ThS. Nguyễn Minh Luân, TS. Võ Minh Trí

18


Đề tài: Luận văn tốt nghiệp

Khảo sát cảm biến đo ẩm độ hạt bằng nguyên lý điện dung

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC
2.1 Ý TƯỞNG KHOA HỌC
Trong những học phần đã học tại trường Đại học Cần Thơ chúng tôi đặc biệt quan tâm
đến học phần cảm biến và chuyển năng do thầy Võ Minh Trí giảng dạy với tài liệu
“Principles of measurement systems” [13] có giới thiệu về cách xác định giá trị điện
dung từ mạch cầu điện dung với tài liệu này chúng tôi thấy nhiều khả năng áp dụng vào
thí nghiệm thực hiện đề tài.
2.2 GIỚI THIỆU VỀ TỤ ĐIỆN

2.2.1 Cơ sở lý thuyết
- Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động được sử dụng rất rộng rãi trong các mạch điện
tử.
- Tụ điện được sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín hiệu xoay
chiều, mạch tạo dao động…
- Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực đặt song song, ở giữa có một lớp cách điện gọi là
điện
môi.
- Người ta thường dùng giấy, gốm, mica, giấy tẩm hoá chất làm chất điện môi của tụ
điện.
- Tụ điện trong thực tế có rất nhiều loại hình dáng khác nhau với nhiều loại kích thước
từ to đến nhỏ. Tùy vào mỗi loại điện dung và điện áp chịu đựng khác nhau nên có
những hình dạng khác nhau.
2.2.2 Giá trị điện dung của tụ điện
- Điện dung lá giá trị của tụ điện một đại lượng nói lên khả năng tích điện của tụ điện,
điện dung của tụ điện phụ thuộc vào diện tích bản cực, vật liệu làm chất điện môi và
khoảng cách giữa hai bản cực theo công thức:
C=ξ.

S
d

(2.1)

Trong đó:
C: Là điện dung tụ điện, đơn vị là Fara (F).
ξ : Hằng số điện môi của lớp cách điện.
d : Khoảng cách giữa 2 bản cực ( điện môi).
S : Diện tích bản cực của tụ điện.
- Đơn vị điện dung của tụ điện là Fara (F), 1F là rất lớn do đó trong thực tế thường

dùng các đơn vị nhỏ hơn như microFara (µF) , nanoFara (nF), picoFara (pF).
1F = 1000.000µF = 1000.000.000nF = 1000.000.000.000pF
----------------------------------------------------------------------------------------------CBHD: ThS. Nguyễn Minh Luân, TS. Võ Minh Trí

19


Đề tài: Luận văn tốt nghiệp

Khảo sát cảm biến đo ẩm độ hạt bằng nguyên lý điện dung

1µF = 1000nF
1nF = 1000pF
2.3 CẢM BIẾN ĐIỆN DUNG
2.3.1 Cơ sở lý thuyết
- Dựa vào lý thuyết về tụ điện chúng tôi thiết kế một cảm biến điện dung gồm hai bản
cực bằng kim loại đồng được áo một lớp chì mỏng để chống oxi hóa.
- Giữa 2 bản cực cách nhau bằng một vật liệu cách điện gọi là điện môi. Môi trường
điện môi ở đây là lúa, gạo.
- Khi môi trường điện môi thay đổi thì giá trị điện dung thay đổi theo.

d

S
Hình 1: Đặc điểm cảm biến điện dung

- Phải luôn luôn cố định d, d ở đây được thiết kế 0,5cm.
- Diện tích bản cực S phải cố định trong khoảng 3cm, và đảm bảo độ dẫn điện tốt.
- Giá trị điện dung C thay đổi tùy thuộc vào môi trường điện môi ξ thay đổi và giá trị ξ
cũng là giá trị độ ẩm thay đổi của hạt.

- Độ dày của bản cực là 0,3mm.
2.3.2 Nguyên lý đo độ ẩm hạt bằng nguyên lý cảm biến điện dung
- Đo bằng nguyên lý cảm biến điện dung: Khi độ ẩm hạt thay đổi (môi trường điện môi
là hạt) thì giá trị điện dung cũng thay đổi theo.
- Từ công thức (2.1) ta cần chú ý: Với phương pháp đo bằng nguyên lý cảm biến điện
dung thì S và d phải luôn luôn là một giá trị khổng đổi để đảm bảo độ chính xác.  là
môi trường điện môi của hạt cần đo,  luôn thay đổi khi độ ẩm hạt thay đổi.
- Dùng cảm biến điện dung đo giá trị độ ẩm của lúa, gạo…ta xác đinh được giá trị điện
dung C.
- Khi xác định được C trong khoảng từ 0pF đến 100pF ta sử dụng mạch chuyển đổi giá
trị điện dung thành điện áp DC để xử lý.

----------------------------------------------------------------------------------------------CBHD: ThS. Nguyễn Minh Luân, TS. Võ Minh Trí

20


Đề tài: Luận văn tốt nghiệp

Khảo sát cảm biến đo ẩm độ hạt bằng nguyên lý điện dung

2.4 KHÁI NIỆM ĐỘ ẨM TƯƠNG ĐỐI CỦA HẠT
- Độ ẩm tương đối là tỷ số của áp suất hơi nước hiện tại của bất kỳ một hỗn hợp khí
nào với hơi nước so với áp suất hơi nước bão hòa tính theo đơn vị là % [14].
- Khi hơi nước bão hoà, hỗn hợp khí và hơi nước đã đạt đến điểm sương.
- Đối với hạt, độ ẩm tương đối là tỷ số giữa khối lượng nước trên một thể tích hiện tại
so với khối lượng nước trên cùng thể tích đó khi bão hòa.

RH =

e
e

p

x 100%

(2.2)

s

RH: Độ ẩm tương đối ( đơn vị %).
e p : Áp suất hơi nước hiện tại.

e

s

: Áp suất hơi nước bão hòa.

Lưu ý: Đối với độ ẩm hạt.
e p : Khối lượng nước trên một thể tích hiện tại.

e

s

: Khối lượng nước trên cùng thể tích đó khi bão hòa.

2.5 TẦM QUAN TRỌNG CỦA ĐỘ ẨM VÀO BẢO QUẢN HẠT LÚA

2.5.1 Phân loại lúa giống và lúa thịt
Lúa sau khi thu hoạch cần phân loại và bảo quản hợp lý theo mục đích sử dụng: Có hai
loại là lúa giống và lúa thịt [15].
- Lúa giống là lúa được giữ lại bảo quản phục vụ cho công tác sản xuất vụ sau.
- Lúa thịt hay là lúa thương phẩm được tách vỏ lấy gạo phân phối trên thị trường làm
lương thực thực phẩm.
2.5.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng lúa khi bảo quản
Khi bảo quản hạt lúa cần chú ý những yếu tố sau:
- Yếu tố thuộc bản thân hạt: Tính di truyền, độ tổn thương khi gặt đập, ẩm độ hạt…
- Yếu tố thuộc môi trường: Nhiệt độ, độ ẩm không khí, thành phần khí tồn trữ…
- Yếu tố thuộc lây nhiễm và phòng trừ: Men mốc, sâu mọt, chuột…
2.5.3 Những nguyên tắc bảo quản hạt lúa
Nguyên tắc bảo quản hạt lúa gồm các bước sau: Thu hoạch -> làm sạch -> phân loại ->
làm khô -> bảo quản.
- Thu hoạch:
+ Kiểm tra tiêu chuẩn: Lúa chín đều thì thu hoạch.
+ Cắt lúa xong nên tuốt lúa và ra hạt trong ngày.
+ Nếu không tuốt được phải bó lại dựng nơi khô mát
----------------------------------------------------------------------------------------------CBHD: ThS. Nguyễn Minh Luân, TS. Võ Minh Trí

21


Đề tài: Luận văn tốt nghiệp

Khảo sát cảm biến đo ẩm độ hạt bằng nguyên lý điện dung

+ Trước khi tuốt phải vệ sinh thùng tuốt, thúng, đệm và bao chứa.
* Lưu ý: Lúa giống trước thu hoạch phải làm sạch không được lộn các loại lúa khác
vào. Sau đó tiến hành thu hoạch nếu ruộng kế bên khác giống, tốt nhất nên bỏ lại 1- 2m

ở cạnh ruộng bên để làm lúa ăn. Trước khi tuốt lúa phải vệ sinh thùng máy tuốt lúa thật
kỹ đảm bảo không còn hạt lúa khác giống lẫn trong lúa giống. Đệm thúng, bao chứa
giống phải giặt sạch, phơi khô, nếu cần thiết phải phun các loại thuốc trừ nấm, mọt.
Bao đựng lúa giống là bao mới, nếu cũ phải lộn ra giũ sạch.
- Làm sạch:
+ Sau khi đập tuốt cần loại bỏ tạp chất vô cơ: Sỏi, cát, đá, kim loại…
+ Loại bỏ các tạp chất hữu cơ: Lá tươi, rơm rạ, phân gia súc…
* Lưu ý: Lúa giống cần rê thật sạch để loại hạt lép, hạt lửng. Vì những hạt này thường
mang mầm bệnh và khi tồn trữ thì nấm bệnh sẽ phát triển vì thế làm giảm sức nảy
mầm.
- Phân loại:
+ Loại bỏ hạt xanh, hạt lép, hạt bị tróc vỏ, hạt vỡ trong quá trình vận chuyển, tuốt,
đập, những hạt sâu bệnh.
+ Phương pháp là sàng hoặc là rây nhờ sức gió của quạt điện, gió trời.
- Làm khô:
Lúa được làm khô bởi các phương pháp sau:
+ Phương pháp phơi nhanh: Lúa được phơi dưới ánh nắng mặt trời nhiệt độ không
khí lên cao có thể lên tới 40 độ. Nhiệt độ sân xi măng có thể lên tới 70 độ. Ưu điểm:
Thời gian phơi nhanh có thể từ 2 đến 3 nắng là đạt. Nhược điểm: Làm giảm khả năng
nảy mầm của hạt giống hoặc làm giảm chất lượng của hạt thóc thương phẩm.
+ Phương pháp phơi lâu: Phơi trong nắng nhẹ hoặc trong bóng râm. Phơi dưới nắng
ngày thứ nhất khoảng 2 giờ, ngày thứ 2 trong 3 giờ, ngày thứ 3 trong 4 giờ. Ưu điểm:
Phương pháp này là đảm bảo độ nảy mầm của giống và chất lượng của lúa thương
phẩm. Nhược điểm: Tốn công sức và thời gian.
* Lưu ý: Lúa giống khi ra hạt xong phải được phơi hoặc sấy ngay trong ngày. Từ khi
cắt đến khi làm khô trong vòng 20 giờ. Nếu thời gian này kéo dài thì dù phơi sấy thật
khô sức sống của hạt bị giảm. Lúa mới gặt độ ẩm thường là 25% - 27%. Phơi trong
nắng nhẹ để rút độ ẩm còn 18% trong nắng thứ nhất, sang nắng thứ hai còn 12% là đạt.
Nên phơi trong nắng nhẹ. Trong trường hợp nắng gắt thì phải có những biện pháp để
làm giảm nhiệt độ sân phơi. Chẳng hạn như phơi ở sàn đất có trải lưới cước thay vì sàn

gạch, xi măng. Vì hạt có thể bị chết khi nhiệt độ lên đến 42- 45 độ C. Khi lúa đạt độ ẩm
12% thì không vô bao liền mà để nguội ít nhất là 6 giờ [16].
- Bảo quản:
+ Lúa có lớp vỏ trấu có tác dụng hạn chế các tác động của ngoại cảnh: Nhiệt độ, độ
ẩm và ngăn cản sự xâm nhiễm của vi sinh vật.
+ Sau khi phơi khô lúa được chế biến sử dụng ngay hoặc được đưa vào bảo quản.
Trong quá trình bảo quản cần đảm bảo lúa không bị ướt, không bị men mốc xâm hại,
không xảy ra hiện tượng bốc nóng, không bị côn trùng, chuột tấn công.
* Lưu ý: Lúa giống trong các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hạt giống, ẩm độ hạt và
nhiệt độ không khí là quan trọng nhất. Hạt càng khô, nhiệt độ không khí càng mát thì
----------------------------------------------------------------------------------------------CBHD: ThS. Nguyễn Minh Luân, TS. Võ Minh Trí

22


Đề tài: Luận văn tốt nghiệp

Khảo sát cảm biến đo ẩm độ hạt bằng nguyên lý điện dung

tuổi thọ giống càng cao. Bảo quản số lượng ít ở nông hộ: Có thể bảo quản trong lu, cót,
bao hoặc thùng tôn có nắp đậy. Lúa phải thật khô 12- 13% ẩm độ. Định kỳ nắng ráo
đem ra phơi lại. Bảo quản số lượng lớn dạng bao trong kho. Nếu là kho lạnh thì rất lý
tưởng, nếu là kho thường thì phải tuân thủ các quy định về thiết kế và xây dựng kho
như: Ở nơi cao ráo, nền đất cứng, chiều dài theo hướng đông tây dễ khử trùng. Nơi để
phải thoáng mát không có nắng chiếu tới. Nếu bảo quản số lượng lớn ta phải bảo quản
dưới dạng đổ xá ra nền. Đặc điểm của phương pháp này là thông gió cưởng bức ở các
nước ôn đới thông gió và không khí lạnh có tác dụng làm nguội hạt.
2.5.4 Kiểm tra và xử lý sự cố của hạt lúa khi bảo quản
- Kiểm tra:
+ Kiểm tra định kì 15 ngày/lần. Độ ẩm dưới 14%, nhiệt độ <35 độ, mật độ côn trùng

10 đến 20 con/kg.
+ Kiểm tra nhiệt độ: Cắn hạt giòn, đanh, cảm giác bàn tay lúa lạo xạo
=> Độ ẩm <14%.
+ Kiểm tra tạp chất: Đưa tay vào đống lúa (khoảng 10cm) rồi rút tay ra xem có bụi
bẩn tạp chất không.
+ Kiểm tra hạt vàng: Lấy 100g lúa đều ở các điểm, bóc vỏ để tìm hạt vàng, tính tỉ lệ
hạt vàng.
+ Kiểm tra tỉ lệ hạt rạng nứt: Lấy 100 hạt ở các điểm bóc vỏ quan sát tính tỉ lệ.
+ Kiểm tra mật độ côn trùng: Đếm côn trùng tính lượng/kg.
- Xử lý sự cố:
+ Hiện tượng bốc nóng: Cần xử lý ngay chỗ bốc nóng cục bộ, cào đảo đống hạt,
thông gió tự nhiên hoặc cưỡng bức để làm nhiệt, làm khô lúa.
+ Hiện tượng động sương: Cào đảo ngay chỗ đọng sương, phơi khô lúa, thông hơi
nước.
+ Hiện tượng nhiễm côn trùng: Cần sàng sẩy, quạt tách côn trùng khỏi đống lúa,
diệt côn trùng và làm khô.

----------------------------------------------------------------------------------------------CBHD: ThS. Nguyễn Minh Luân, TS. Võ Minh Trí

23


Đề tài: Luận văn tốt nghiệp

Khảo sát cảm biến đo ẩm độ hạt bằng nguyên lý điện dung

LÚA THU HOẠCH
ĐÚNG ĐỘ CHÍN KỸ
THUẬT

PHÂN LOẠI, LÀM SẠCH

PHƠI SẤY
(Thủy phần ≤ 13%)

- THẢO MỘC
- BIỆN PHÁP TỔNG HỢP

BẢO QUẢN TRONG THÙNG
KÍN

CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT
KIỂM TRA ĐỊNH KỲ

LÚA BẢO QUẢN

Hình 2: Quy trình bảo quản lúa ở Việt Nam [30]

----------------------------------------------------------------------------------------------CBHD: ThS. Nguyễn Minh Luân, TS. Võ Minh Trí

24