CN103615881A - 基于总重检测的谷物循环干燥水分在线测控方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于总重检测的谷物循环干燥水分在线测控方法，该方法通过检测干燥机内部谷物的实时重量，计算谷物的实时平均水分，实现循环干燥作业的过程控制，该方法包括作业初始化、检测皮重、装粮并测初始总重量W_O、启动循环干燥作业、监测循环干燥过程和控制循环干燥过程等步骤，本发明还涉及基于上述方法的一种基于总重检测的谷物循环干燥水分在线测控系统，该系统具有结构简单、安装方便、操作简单、抗干扰能力强、环境适应性好等优点、适合玉米、水稻、小麦等作物的循环干燥作业等优点。

Description

基于总重检测的谷物循环干燥水分在线测控方法及其系统

技术领域

本发明涉及一种谷物干燥机水分在线测控方法，特别涉及一种适合于循环式谷物干燥机的基于总重监测的水分在线测控方法，本发明还涉及基于上述方法的一种基于总重检测的谷物循环干燥水分在线测控系统。 

背景技术

粮食干燥水分的在线控制方法对粮食干燥的工作至关重要，而现有粮食干燥水分在线测控是基于电容法或电阻法水分在线测控的基础上，采用开关控制、经典PID控制或现代智能预测控制方法进行的。水分的在线测控对干燥过程中水分的控制很关键。 

电阻法水分在线测控原理是利用谷物水分与其电阻值的相关关系来间接测定谷物水分，水分高电阻小，水分低电阻大。循环式谷物干燥机一般使用电阻式水分传感器进行在线检测，一般安装在干燥机的提升机机筒侧壁，从提升机提升畚斗散落下的谷物颗粒不断单粒落入一对相对旋转的滚轮，滚轮是一对电极。当谷粒通过滚轮时被碾碎，测出滚轮电极之间物料的电阻变化曲线；对一定数量的谷物颗粒电阻变化曲线特征值的提取并进行滚动统计，求出其平均值；依据此平均值与水分相关函数关系（事先标定好的），求解出谷物的水分值；最后依据水分值对谷物的干燥过程实施目标控制或过程控制。日本金子、中国台湾三久、日本佐株等知名干燥机企业均采用这种原理的水分在线检测仪；国内华南农业大学李长友开发了这种原理的水分在线检测仪，并取得了发明专利(授权公告号为CN1963478A，申请号为200610123461.3)。电阻法水分在线检测的缺点是：①当谷物水分不均匀，含有较多青粒、未熟粒时，监测值误差较大；②结构复杂，故障多；③当物料有石块等异物时，容易在滚轮处堵塞，损坏滚轮；④只能适应性状、粒度相近的谷物，如稻、麦，谷物类型改变时传感器要作大的更改；⑤是有损检测；⑥高水分谷物水分的检测精度低。 

电容法水分在线测控原理是应用谷物水分和电容之间的相关关系来间接测定谷物水分的，水分高电容大，水分低电容小。目前，循环式谷物自动干燥机采用电容式水分传感器，一般是具有一定容量的筒状物，安装在循环式谷物干燥机的缓苏段内部或出口谷物流中，粮食流经电容极板，根据粮食水分不同其介电特性不同测出含水率的变化。实现对水分的检测，再通过二次仪表或上位机根据谷物水分值调整对谷物干燥的控制。长春吉大科学仪器设备有限公司、上海绿洲等国内企业生产这种形式的在线水分检测仪。其缺点是：①安装和检修不方便；②检测精度受环境和谷物温湿度、谷物密度、谷物流速的影响大，检测精度不高；③当谷物含杂较高时监测误差大。 

发明内容

本发明的目的是克服现有技术及方法中的缺陷，提供一种基于总重检测的谷物循环干燥机水分在线测控方法，本发明的另一目的是提供一种基于总重检测的谷物循环干燥水分在线测控系统。 

本发明提供的谷物循环干燥水分在线控制方法，就是以对干燥机总重传感器组所检测的包含谷物质量、干燥机整体装置质量的检测为基础，结合对干燥作业热介质温湿度、粮食温度的检测，推断干燥过程中谷物总质量和水分的变化及变化趋势，对干燥过程进行等温控制或等速控制。具体步骤如下： 

步骤一，作业初始化：向干燥机的控制显示单元内输入和存储待干燥谷物的初始水分值M₀，目标水分值M_T、热介质温度(≤140℃）、降水速率上限（降水速率V不超过2.5%），干燥作业方式（等温干燥方式或等速干燥方式）； 

步骤二、检测皮重：在干燥机内部无粮的状态下、利用干燥机下部安装的称重传感器组检测到电信号，称重传感器组连接信号检测与转换单元，信号检测与转换单元将电信号转换为重量信号，信号检测与转换单元连接控制显示单元，由控制显示单元检测、读取和存储皮重Wb； 

步骤三、装粮并测初始总重量W_O：启动干燥机进粮装置，向干燥机内输送待干燥高水分谷物，干燥及内部装有料位传感器，输送过程中料位传感器对粮食高度进行控制，未达到设定高度，继续输送，达到设定高度后，进粮装置停止输送。然后通过控制与显示单元检测、读取和存储初始总重量W_O； 

步骤四、启动循环干燥作业：干燥机内部的谷物循环运转，同时启动燃烧器供所需热介质将谷物进行烘干。 

步骤五：监测循环干燥过程：通过控制与显示单元不断检测、读取和存储实时总重量Wi，并根据下述公式进行内部运算最终显示出待干燥谷物实时水分值M_i（i时刻平均水分值）。 

$M_i=\frac{(W_0-W_b)\×M_0-(W_0-W_i)}{W_i-W_b}$

其中，W_O为干燥初始总重量，Wb为皮重（干燥机主体质量），Wi为干燥过程中i时刻总重量，M₀为初始水分，M_i为干燥过程中i时刻干燥机内部粮食平均水分； 

用一定时间间隔的2次计算水分值之差除以时间间隔长度，求出单位时间的降水幅度，即降水速率V. 

$V=\frac{\mathrm{\ΔM}}{\mathrm{\Δt}}$

其中△M为一定时间间隔的2次计算水分值之差，△t为时间间隔长度。 

步骤六、控制循环干燥过程：有两种循环干燥方式可供选择。当选择等温控制方式时，使提供的热介质温度保持在设定温度（一般设定温度在60℃-120℃上下适当波动范围之内（在不超过所设定温度的±20℃）；当选择限速控制方式时，调节热介质温度使实时降水速率控制设定值以内。 

步骤七：当谷物实时水分值M_i尚未进入围绕目标水分值适当波动值范围（如±0.5%）时，返回第五步骤；当谷物实时水分值M_i进入围绕目标水分值适当波动值范围（如±0.5%）时，停止热介质供给；然后将干燥机内部的粮食全部排出,结束循环干燥作业的一个批次。 

所述等温控制就是判定粮食水分是否达到国家标准规定的安全水分，安全水分值为14%，达到安全水分，则停止干燥作业（重点是停止热介质的供给），启动排粮作业，否则继续干燥. 

所述等速控制属于开关量控制，在谷物总重或水分、谷物温度、热介质温湿度、环境温湿度的基础上，进行逻辑判断和模型预测分析，控制热介质的温度和排粮速度，使谷物的降水速度维持或低于某一个数值（如使稻谷的降水速度维持在0.8%，玉米的降水速度低于2.5%），直至达到安全水分。等速控制和限速控制的控制策略采用经典PID方法或采用预测控制方法（模型预测水分变化和PID控制相结合）。 

本发明方法提供的基于总重检测的谷物循环干燥水分在线测控系统主要包括干燥机主体、进出粮提升机、燃烧器、引风机、风道、干燥机总重（含谷物）传感器组、信号检测与转换单元、控制显示单元组成，所述干燥机总重传感器组6设置在干燥机主体1下面，干燥机总重传感器组6连接信号检测与转换单元7，信号检测与转换单元7连接控制显示单元8。在干燥机整体装置中，进出粮提升机可以是一台斗式提升机通过一个流向切换装置分时完成进粮和排粮，也可以用两台斗式提升机分时分别完成进粮和出粮。 

所述的干燥机主体包括上绞龙、缓苏部、干燥部、下本体、装料斗，所述的上绞龙，作用是将进出粮提升机中的粮食输送到缓苏部，上绞龙的下方为缓苏部、缓苏部下面为干燥部，干燥部下方设有下本体，下本体是干燥机整体装置的主体部分，下本体包括排粮机构、下绞龙，作用是将下本体内的粮食再次送入进出粮提升机中，以此完成一个干燥循环，完成一个干燥循环后待干燥粮食通过装料斗再次进入进出粮提升机内，进入下一个循环干燥过程。 

干燥机总重（含谷物）传感器组，由安装在干燥机主体底座的若干称重传感器组成，实现对干燥机内部所装谷物重量变化的检测；温湿度传感器组包括环境温湿度、粮食温度、热介质温度等检测传感器；信号检测与转换单元，将检测到的总重、温湿度等信号放大并转化 为数字信号，传输给控制单元（上位机）；控制单元主要接受系统相关传感器的信号，对信号进行判断和分析后，对干燥机实施水分在线控制。 

所述干燥机总重（含谷物）传感器组与干燥机整体装置的连接采用两种连接方式： 

1）半支撑结构：称重传感器组安装在干燥机底座的支脚下，干燥机主体包含谷物的重量落在传感器上，而进出粮提升机与干燥机主体通过铰连方式连接，热风炉、引风机通过风管软性接头与干燥机主体连接，这样避免提升机、热风炉、引风机的连接、震动和质量影响称重传感器的检测； 

2）全支撑结构：称重传感器组与干燥机通过一个连接底板相互连接，连接底板之上安装干燥机主体和进出粮提升机，热风炉、引风机仍然通过风管软性接头与干燥机主体连接。 

本发明的优点和有益效果是： 

1、本发明通过对干燥机及其内部谷物总重量的检测，来检测干燥过程中谷物水分的变化，并实现对谷物水分的在线控制，替代了传统的电阻法和电容法。克服了电阻法和电容法的温湿度敏感性；提高了水分在线检测的精度和稳定性；扩大了水分在县检测的测量域。电阻法和电容法在谷物的低水分域(13%～18%)的检测精度勉强达到±0.5%、稳定度在80%左右,而称重法在全水分域(13%～35%)能够达到可以轻松达±0.5%、稳定度在80%。 

2、本发明为了避免附属设备的连接、质量等对检测的应用，利用谷物循环干燥机结构和作业的特点，将称重传感器组与干燥机主体及附属部件进行铰连和软性接头连接，或将附属设备全部置于称重传感器组之上。 

3、本发明由于在水分检测全域的精度优于±0.5%，能够保证提供的系统和方法，对干燥过程实施目标控制、限速控制和等速控制，不仅提高了干燥机的自动化程度，而且能够实现节能干燥和保质干燥，有助于提升我国干燥装备的自动化智能化技术水平，并超过日本、加拿大等技术先进国家。 

4、本发明提供的谷物循环干燥水分在线控制系统具有结构简单、安装方便、操作简单、抗干扰能力强、环境适应性好等优点、适合玉米、水稻、小麦等作物的循环干燥作业，避免现有技术的主要缺陷。 

附图说明

图1是本发明方法的示意图。 

图2是本发明系统结构框图。 

图3是本发明结构示意图。 

图4是本发明图3所示干燥机主体及进出粮提升机结构示意图。 

图5是本发明图3中A处干燥机主体与提升机铰连接方式结构示意图。 

图6是本发明称重传感器结构示意图。 

图7是本发明称重传感器局部剖面图。 

图8是本发明称重传感器桥路连接、信号检测与转换、控制与显示流程图。 

图9是本发明控制显示单元外形图。 

图10是本发明方法模式一的控制框图。 

图11是本发明方法模式一的水分变化曲线示意图。 

图12是本发明方法模式二的控制框图。 

图13是本发明方法模式二的水分变化曲线示意图。 

图14是本发明的结构示意图之二。 

图15是本发明的结构示意图之三。 

图16是本发明的结构示意图之四。 

具体实施方式：

结合具体实施例对本发明谷物干燥机水分在线测控方法做进一步说明。以重量为8吨，初始水分为26%的待干燥水稻为例。 

如图1，本发明所述谷物干燥机水分在线测控方法包括以下步骤： 

步骤一，作业初始化：向干燥机的控制显示单元内输入和存储待干燥水稻的初始水分值M₀＝26%，目标水分值M_T＝14%、热介质温度50℃、降水速率上限（降水速率V不超过2.5%），干燥作业方式（等温干燥方式或等速干燥方式）； 

步骤二、检测皮重：在干燥机内部无粮的状态下、利用干燥机下部安装的称重传感器组检测到电信号，称重传感器组连接信号检测与转换单元，信号检测与转换单元将电信号转换为重量信号，信号检测与转换单元连接控制显示单元，由控制显示单元检测、读取和存储皮重，所检测的皮重为1.8吨； 

步骤三、装粮并测初始总重量W_O：启动干燥机进粮装置，向干燥机内输送待干燥高水分水稻，干燥及内部装有料位传感器，输送过程中料位传感器对粮食高度进行控制，未达到设定高度，继续输送，达到设定高度后，进粮装置停止输送。然后通过控制与显示单元检测、读取和存储初始总重量W_O为9.8吨； 

步骤四、启动循环干燥作业：依次启动上搅龙、提升机、下搅龙、排粮机构、燃烧器开始循环干燥作业使干燥机内部的谷物循环起来，同时燃烧器循环干燥提供所需热介质以进行烘干，热介质温度为50℃。 

步骤五：监测循环干燥过程：通过控制与显示单元不断检测、读取和存储实时总重量Wi， 并根据下述公式进行内部运算最终显示出待干燥谷物实时水分值M_i（i时刻平均水分值）。 

$M_i=\frac{(W_0-W_b)\×M_0-(W_0-W_i)}{W_i-W_b}$

其中，W0为干燥初始总重量，Wb为干燥机主体质量（皮重），Wi为干燥过程中i时刻总重量，M₀为初始水分，M_i为干燥过程中i时刻干燥机内部粮食平均水分； 

用一定时间间隔的2次计算水分值之差除以时间间隔长度，求出单位时间的降水幅度，即降水速率V. 

$V=\frac{\mathrm{\ΔM}}{\mathrm{\Δt}}$

其中△M为一定时间间隔的2次计算水分值之差，△t为时间间隔长度。 

步骤六、控制循环干燥过程：有两种循环干燥方式可供选择。当选择等温控制方式时，使提供的热介质温度保持在设定温度50℃；当选择限速控制方式时，调节热介质温度使实时降水速率控制设定值2.5%以内。 

步骤七：当谷物实时水分值M_i尚未进入围绕目标水分值14％适当波动值范围（如±0.5%）时，返回第五步骤；当谷物实时水分值M_i进入围绕目标水分值14%适当波动值范围（如±0.5%）时，停止热介质供给；然后将干燥机内部的粮食全部排出,结束循环干燥作业的一个批次。 

实施例1 

参见图2和图3，是基于本发明方法一种基于总重检测的谷物循环干燥水分在线测控系统案例，但不限于此案例，该系统包括干燥机主体1，排风道2，引风机3，燃烧器4，进出粮提升机5，干燥机总重（含谷物）称重传感器组6，信号检测与转换单元7，控制显示单元8、温湿度探头组9、料位指示器10。作业中，将待干燥谷物装入干燥主体1内，干燥机总重（含谷物）传感器组6置于干燥机主体1下安装的称重传感器组6之上，干燥机总重(含谷物）称重传感器组6与信号检测与转换单元7连接在一起，信号检测与转换单元7与控制显示单元8相连接。上述干燥机主体1，排风道2，引风机3，燃烧器4，进出粮提升机5、干燥机总重（含谷物）称重传感器组6，信号检测与转换单元7，控制显示单元8、温湿度探头组9、料位指示器10就构成了整个基于谷物总重检测的循环干燥水分在线测控系统。 

参见图4：干燥机主体1包括上绞龙11、缓苏部12、干燥部13、下本体14、装料斗17。所述的上绞龙11如图所示，作用是将进出粮提升机5中的粮食输送到缓苏部11。上绞龙11的下方为缓苏部12、缓苏部12下面为干燥部13，干燥部13下方设有下本体14，下本体14是干燥机整体装置的主体部分。下本体14包括排粮机构15、下绞龙16，作用是将下本体14内的粮食再次送入进出粮提升机5中，以此完成一个干燥循环。完成一个干燥循环后待干燥粮食通过装料斗 17再次进入进出粮提升机5内，进入下一个循环干燥过程。 

如图2与图5，A处为铰连接的形式，即干燥机主体1与进出粮提升机5采用铰连接的形式，以避免进出粮提升机5工作时震动对干燥机主体1之下的称重传感器组6产生影响。在铰连接的内部结构中，连接板18将干燥机主体1与进出粮提升机5通过螺栓固定在一起。内卡19和外卡20安装在进出粮提升机5的内，将进出粮提升机5固定，并通过调节内卡19，外卡20的位置来调节进出粮提升机5相对于缓苏部11的位置。 

如图2、图3与图4，引风机3与干燥机主体1的下本体14采用软连接形式连接。即引风机3与排风道2通过软性接头（如皮带）连接在一起。这样实施后，通过进出粮提升机5与干燥机主体1的铰接，引风机3通过软性接头与干燥机主体1的连接，可以避免引风机3、进出粮提升机5的连接和质量影响称重传感器组5的检测。这里燃烧器4是内置的，也可采用外置燃烧器4替代,替代时干燥热介质须通过风管和软性接头与干燥机主体1的下本体14连接。 

如图2、图3与图4，干燥机主体1，排风道2，引风机3，燃烧器4，进出粮提升机5工作时，谷物在装料斗17中经进出粮提升机5将谷物从下向上输送到干燥机主体1的上顶部，经进上绞龙11将送来的谷物均匀撒入干燥机主体1内，谷物靠重力向下分别经过缓苏部12和干燥部13到达下本体14，下本体14设有六叶轮排粮机构15，排粮速度受排粮机构15来控制。干燥机主体1的一侧装燃烧器4，产生热介质来干燥谷物。适当温度的热风通过排风道2，经干燥部13对谷物进行干燥，将干燥后的潮湿空气通过引风机3抽取经排风道2再次排出。谷物经过一次干燥后，通过下本体14的排粮机构15，排入下本体14的下绞龙16，下绞龙16将谷物排出干燥机主体1并进入进出粮提升机5，通过进出粮提升机5谷物再次进入干燥机主体1内继续干燥，从而形成干燥-缓苏-干燥-缓苏的循环干燥过程。循环干燥过程中，粮食水分蒸发，重量减轻，重量的变化令干燥机总重（含谷物）传感器组6测量发生变化。循环干燥的时间或循环干燥的循环次数，取决于粮食的初始水分、热介质的温度、以及最终目标水分。 

如图3、图6和图7所示：所述的干燥机总重（含谷物）称重传感器组6是由若干个称重传感器组成的，置于干燥机主体1的下本体13的支脚下。称重传感器组6以采用原理、结构、尺寸、材质、量程和精度均相同的4支以上的称重传感器组成。这里采用称重传感器包括圆环形隔离垫21、电阻应变片22、通孔23、小通孔24、轮辐弹性体25。其中，圆环形隔离垫21设置在轮辐弹性体25上面，加入圆环形隔离垫21的目的是为了避免灰尘、雨雪等杂质填塞检测仪与干燥机的缝隙，影响测量精度，损害仪器。整个传感器是轮辐式结构，称重传感器中心部位加工为一个轮毂。轮毂部位呈凸台状，在轮毂中心轴向开有通孔23。 轮毂的外侧沿圆周方向加工有环状凹槽，在环状凹槽内均布加工有8个小通孔24，形成8个均布的轮辐，电阻应变片22分布在小通孔24的内部、粘贴在轮辐弹性体25的侧壁。轮辐外侧为轮箍，外加载荷作用于轮毂的顶部和轮箍的底部轮辐承受剪切力，通过该力间接测量载荷。 

如图2图3图7和图8所示当干燥机主体1内粮食水分变化引起重量变化时，轮辐弹性体25承受剪切力产生形变，此时粘贴在轮辐弹性体25侧壁的电阻式应变片22亦产生形变，阻值发生变化，经过电桥电路转化为电压信号，电压信号传输给信号转换和检测单元7。 

如图8所示：所述信号检测和转换单元7将电压信号收集与转换。该单元由放大滤波线路、模数转换电路、看门狗线路、MCU信号处理器、RS485串行通讯线路构成。信号检测和转换单元7实施中可采用长春吉大科学仪器设备有限公司生产的水分检测仪JDAI-Ⅲ型水分检测器。 

本电路的设计是这样的，将放大滤波线路前置，以此消除噪声、放大信号。再与模数转换线路相连接，负责将模拟信号转化为可被上位机接收的数字信号。再将MCU信号处理电路与模数转换线路相连，负责处理所接受的数字信号。看门狗线路与MCU线路相连接，防止程序的锁死、丢失等现象。最后将处理好的信号通过RS485串行通讯线路与控制显示单元7相连接。 

其中电压信号经过滤波放大线路以后，滤除了噪声，消除了干扰信号，信号值放大。滤波放大处理的电压信号仍属于模拟量，还不能被上位机所接收，此时要将信号经过模数转换线路转换为可被上位机接收的数字信号。数字信号经过MCU信号处理线路进行运算。MCU信号处理线路即单片机信号处理电路。可以通过运算建立起重量变化值—电压信号—数字信号—水分含量之间的关系。此外。温湿度探测头组9将环境温湿度、干燥机主体1内的温湿度信号传输给mcu信号处理线路。温湿度探测头组9可采用赛斯特ST800温湿度探头组。将料位指示器10信号与信号检测与转换单元7相连接，以判断干燥机主体1内粮食的高度，以此控制进出粮提升机5的运行。料位指示器10可采用岚熠CX—11B型料位指示器。 

在MCU系统运行的时候，偶尔会有诸如程序跑失、存储失效、外部干扰或者操作不正确等一些现象，造成系统进入死循环而无法正常工作。需增加看门狗电路，看门狗线路的基本功能是在软件运行发生问题和程序紊乱后使程序初始化。这样就可以在系统遇到诸如此类干扰的时候立刻进行复位，这样就很大程度上完善了机器自身的工作稳定性。这时，再将数字化、稳定的、经过运算的信号传输给控制与显示单元8。 

所述的控制显示单元如图8和图9。控制显示单元8可采用长春吉大科学仪器设备有限公司生产的JDAI-Ⅱ型水分传感控制显示器。 

控制显示单元8通过“设置”进入手动或自动模式控制燃烧器4与排粮机构15，通过“品 种”键来选择谷物种类，诸如玉米，水稻等。通过“存储”键来设定期望的水分值。经过运算处理的信号传输给控制显示单元8。在面板上显示实时的水分值，并以此实现对水分的检测与控制，使谷物达到水分的目标值。 

综上所述，通过对基于谷物总重水分检测的循环测控系统的操控完成了基于谷物总重水分检测的循环测控方法的实现。 

如图10、图11、图12和图13，本发明谷物干燥机水分在线测控方法，有等温干燥或限速干燥两种模式，来使谷物达到水分的目标值。 

模式一：等温控制（等介质温度）。等温控制粮食循环干燥过程图10、图11所示。所示在循环干燥作业中，设定和控制热介质温度不变。在干燥初始阶段，粮食的含水率较高，水分扩散速度较快，水分下降速率也较快，粮食的温度显著低于介质温度。随干燥过程的进行，粮食的水分下降逐步变慢，粮食的总重下降的也变缓，粮食的温度逐步升高，趋向介质温度。在此过程中，控制显示单元自动将设定目标水分（总重）与实测水分（总重）比较，其差值小于0.5%水分后，控制循环干燥机停止干燥。 

模式二：等速控制（等降水速率）。等速变温控制粮食循环干燥过程如图12、图13所示。为了克服等温干燥过程存在的开始降水快，后期降水慢，导致的谷物品质下降，本发明提供了等速变温控制，即通过不断调节介质温度，使单位时间内谷物水分降低的数值相同或单位时间内干燥机总重（含谷物）的质量减少相同。同样此过程中控制显示单元自动将设定目标水分（总重）与实测水分（总重）比较，其差值小于0.5%水分后，控制循环干燥机停止干燥。 

实施例2 

参见图14：本实施例中，本发明的基于总重检测的谷物循环干燥水分在线测控系统是在实施例1的基础上的变化，相同之处不再重复，不同之处在于，干燥机主体1和进出粮提升5采用全支撑的方式与干燥机总重（含谷物）称重传感器组6相连接，全支撑方式即干燥机主体1、进出粮提升机5等安装在连接底板26之上，而干燥机总重（含谷物）称重传感器组6安装在连接底板26之下。 

实施例3 

参见图15：本发明的基于总重检测的谷物循环干燥水分在线测控系统是在实施例1的基础上的变化，相同之处不再重复，不同之处在于，干燥部13采取双干燥部模式，将干燥部13由一个变为两个。取消上绞龙11，增加进粮溜管27与缓冲器28，进出粮提升机5内的粮食通过进粮溜管27与缓冲器28进入缓苏部12. 

实施例4 

参见图16：本发明的基于总重检测的谷物循环干燥水分在线测控系统是在实施例1的基 础上的变化，相同之处不再重复。不同之处在于，采用半支撑的连接方式。即取消连接底板26，直接将干燥机总重（含谷物）称重传感器组6安装在下本体14的支角下。 

Claims (5)

1.一种基于总重检测的谷物循环干燥水分在线测控方法，其特征在于:该方法通过检测干燥机内部谷物的实时重量，计算谷物的实时平均水分，实现循环干燥作业的过程控制，该方法包括以下步骤:

步骤一，作业初始化：向干燥机的控制显示单元内输入和存储待干燥谷物的初始水分值M₀，目标水分值M_T、热介质温度、降水速率上限，干燥作业方式，所述干燥作业方式是指等温干燥方式或等速干燥方式；

步骤二、检测皮重：在干燥机内部无粮的状态下、利用干燥机下部安装的称重传感器组检测到电信号，称重传感器组连接信号检测与转换单元，信号检测与转换单元将电信号转换为重量信号，信号检测与转换单元连接控制显示单元，由控制显示单元检测、读取和存储皮重Wb；

步骤三、装粮并测初始总重量W_O：启动干燥机进粮装置，向干燥机内输送待干燥高水分谷物，干燥机内部装有料位传感器，输送过程中料位传感器对粮食高度进行控制，未达到设定高度，继续输送，达到设定高度后，进粮装置停止输送，然后通过控制与显示单元检测、读取和存储初始总重量W_O；

步骤四、启动循环干燥作业：干燥机内部的谷物循环运转，同时启动燃烧器供所需热介质将谷物进行烘干；

步骤五：监测循环干燥过程：通过控制与显示单元不断检测、读取和存储实时总重量Wi，并根据下述公式进行内部运算最终显示出待干燥谷物实时水分值M_i；

$M_i=\frac{(W_0-W_b)\×M_0-(W_0-W_i)}{W_i-W_b}$

其中，W0为干燥初始总重量，Wb为皮重（干燥机主体质量），Wi为干燥过程中i时刻总重量，M₀为初始水分，M_i为干燥过程中i时刻干燥机内部粮食平均水分；

用一定时间间隔的2次计算水分值之差除以时间间隔长度，求出单位时间的降水幅度，即降水速率V

$V=\frac{\mathrm{\ΔM}}{\mathrm{\Δt}}$

其中△M为一定时间间隔的2次计算水分值之差，△t为时间间隔长度；

步骤六、控制循环干燥过程：有两种循环干燥方式可供选择，当选择等温控制方式时，使提供的热介质温度保持在设定温度，波动范围±1℃；当选择等速控制方式时，调节热介质温度使实时降水速率保持不变且在降水速率上限设定值以内；

步骤七：当谷物实时水分值M_i尚未进入围绕目标水分值适当波动值范围时，返回第五步骤；当谷物实时水分值M_i进入围绕目标水分值适当波动值范围时，停止热介质供给；然后将干燥机内部的粮食全部排出,结束循环干燥作业的一个批次。

2.一种基于权利要求1所述方法的谷物循环干燥自动作业系统，该系统包括干燥机主体（1）、风道（2）、引风机（3）、燃烧器（4）、进出粮提升机（5）、温湿度探头组（9）和料位指示器（10），其特征在于：它还包括干燥机总重传感器组（6）、信号检测与转换单元（7）和控制显示单元（8），所述干燥机总重传感器组6设置在干燥机主体（1）下面，干燥机总重传感器组（6）连接信号检测与转换单元（7），信号检测与转换单元（7）连接控制显示单元（8）。

3.根据权利要求2所述的一种谷物循环干燥自动作业系统，其特征在于：所述的干燥机总重传感器组（6）是由均布设置在干燥机主体（1）下面的多个传感器主体构成，当采用半支撑连接结构时，所述传感器主体设置在干燥机主体（10）的每个支脚的下面，进出粮提升机（5）与干燥机主体（1）之间通过铰连方式连接，燃烧器（4）和引风机（3）通过风管软性接头与干燥机主体（1）连接。

4.根据权利要求2所述的谷物循环干燥自动作业系统，其特征在于：所述的干燥机总重传感器组（5）是由均布设置在干燥机主体（1）下面的多个传感器主体构成，当采用全支撑连接结构时，干燥机主体（1）和进出粮提升机（5）的支脚下面设置一个底板（26），在底板（26）的下面均布设置多个传感器主体，燃烧器（4）和引风机（3）通过风管软性接头与干燥机主体（1）连接。

5.根据权利要求2所述的谷物循环干燥自动作业系统，其特征在于：所述多个传感器主体内部电桥电路以并联方式的连接。

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