CN105911114B - 一种利用气辅法的散物料水分在线检测仪的误差消除方法和装置 - Google Patents
一种利用气辅法的散物料水分在线检测仪的误差消除方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105911114B CN105911114B CN201610522631.9A CN201610522631A CN105911114B CN 105911114 B CN105911114 B CN 105911114B CN 201610522631 A CN201610522631 A CN 201610522631A CN 105911114 B CN105911114 B CN 105911114B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- moisture
- scattered
- air
- air inlet
- detector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 103
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 title abstract 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 135
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 28
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract description 25
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 21
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 5
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 43
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 43
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 43
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 43
- 239000003570 air Substances 0.000 description 28
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 21
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 20
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 20
- 210000000582 semen Anatomy 0.000 description 15
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010981 drying operation Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000011897 real-time detection Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000005945 translocation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
- G01N27/221—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance by investigating the dielectric properties
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/359—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using near infrared light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N22/00—Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more
- G01N22/04—Investigating moisture content
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/06—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a liquid
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种利用气辅法的散物料水分在线检测仪的误差消除方法和装置，方法包括将所述散物料从加工设备自动连续取出后，利用适当流速的气流消除散物料颗粒表面水膜后进入水分传感单元。装置包括连接口，其连接所述加工装备的出料口或中间部位；暂储段，其安装在所述连接口和水分传感单元入口之间，所述暂储段用于散物料通过；进风单元，其安装在暂储段的一侧，所述进风单元引入横向或斜向风进入或引出所述暂储段；其中，所述暂储段上相对于所述进风单元的一侧安装通风孔。本发明的误差消除方法和装置能够消除表面水膜引起的水分含量检测误差，可去除加工后散物料颗粒表面及测量传感器表面存在的凝结、吸附水膜，从而提高测量的精度和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种水分在线检测误差消除的技术领域，特别涉及一种利用气辅法的散物料水分在线检测仪的误差消除方法和装置。
背景技术
谷物等散物料在加工装备进行加工时需实时检测散物料的水分，便于散物料加工装备调整加工温度等工艺参数，所以水分在线检测装备对作业质量至关重要。
电测法是常用的散物料水分在线检测方法。其优点是体积小、结构简单、成本低、方便维护、易于实现连续式在线测量。其缺点是测量精度和稳定性，受环境温度、湿度以及自身特性的影响很大。申请者在大量的试验中发现，导致这个严重缺点的主要原因是，待测量物料表面及测量传感器表面都存在吸附水膜，水膜存在影响接触检测的介电常数，从而影响测量的精度和稳定性。
中国专利201410123227.5“一种电容式谷物水分在线检测方法及装置”，其方法是颗粒状谷物自由洒落并堆积在进料控制器的集料斗内，然后电机带动排料滚轮匀速转动把集料斗中的谷物均匀送入基于平行极板浮地电容原理的谷物电容传感器的腔体内部，待装到设定量后，停止往谷物电容传感器的腔体送被测谷物，接着主控器在静止状态下采集此时的谷物温度和电容值，并根据预先标定的回归公式计算出被测谷物的含水率，待测量结束后，主控器启动排粮机构排清谷物电容传感器内的已测谷物，如此循环测量。
中国专利200910007661.6“一种微波在线式粮食水分检测装置及其方法”，公开了一种微波在线式粮食水分检测装置及其方法，其中该装置包括顺次连接的微控制器、接口电路、计算机，其还包括：高频信号发生器，用于产生高频信号；高频信号接收器，用于拾取透射过粮食的高频信号；信号调理与检测电路，用于对高频信号接收器拾取的高频信号、透射粮食前的高频信号进行幅值和相位差分检测，并将获取的水分检测结果通过微控制器、接口电路传送至计算机，由计算机根据密度补偿算法对水分检测结果进行密度补偿。
中国专利200610123461.3“一种检测谷物含水率的方法及其装置”，其检测方法是首先将谷物送入一对作相向转动且施加有电势差的压辊传感器中；并通过转换得到谷物的实时电阻等效电压时序变化曲线；通过解析所述曲线图的特征峰高或峰面积，计算得到谷物含水率；并进行温度补偿，最后得到补偿后的谷物含水率。其检测装置主要包括压辊传感器、温度计、测量电路和输出显示器。
上述发明的水分在线检测仪和方法中因散物料表面存在“水膜”而影响接触检测的介电常数，大大影响在线检测仪测量的精度和稳定性，因“水膜”而导致的相对误差达到10％-50％，从而影响散物料加工设备对散物料的处理。
发明内容
本发明目的是提供一种利用气辅法的散物料水分在线检测仪的误差消除方法，散物料进入水分传感单元前，利用气辅法向散物料表面吹以适当流速的气流以除掉散物料表面的水膜，消除表面水膜引起的散物料水分含量检测误差。
本发明还有一个目的是提供一种气辅法，根据温度和湿度计算散物料表面的水膜厚度，调整散物料表面的气流流速从而精确消除散物料表面的水膜，避免气流过小难以消除水膜或气流过大而带走散物料内部水分，提高检测精度。
本发明还有一个目的是提供一种散物料水分在线检测仪的误差消除装置，进风单元精确去除散物料表面水膜，提高在线检测仪的精度。
本发明还有一个目的是提供散物料水分在线检测仪，其安装有误差消除装置，利用误差消除装置去除散物料表面水膜后再在线测量水分，防止过量脱水或未完全除掉水膜而引起的测量误差，提高检测精度。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种利用气辅法的散物料水分在线检测仪的误差消除方法，所述散物料从加工设备中自动连续取出后，利用气流消除散物料表面水膜后进入水分传感单元。
优选的是，所述气辅法包括：调节进风单元的气流流速消除所述散物料表面的水膜。
优选的是，所述调节进风单元的气流流速的方法包括：
步骤1：根据温度和湿度计算散物料表面的水膜厚度δ：
当Ts＜0，δ＝2.4039×10-7×e0 . 004×ΔT
当0≤Ts＜15，δ＝1.0005×10-7×e0 . 052×ΔT
当15≤Ts＜30，δ＝1.214×10-5×H×e0 . 044×ΔT
其中，Ts为在线检测仪外环境温度；H为环境的相对湿度；ΔT为线检测仪内温度Td与环境温度Ts的差值；
步骤2、根据水膜厚度δ调节进风单元的气流流速vt：
其中，为进风单元的标准通风量，s为进风口面积。
优选的是，所述散物料消除表面水膜后进入水分传感单元检测其水分，所述水分传感单元采用电容法、微波法、射频法或近红外法在线检测所述散物料水分。
本发明的个目的通过一种利用气辅法的散物料水分在线检测仪的误差消除装置来实现，所述误差消除装置安装在散物料加工装备和水分传感单元之间，所述误差消除装置能够消除所述散物料表面水膜。
优选的是，所述误差消除装置包括：
连接口，其连接所述加工装备的出料口；
暂储段，其安装在所述连接口和水分传感单元入口之间，所述暂储段用于散物料通过；
进风单元，其安装在暂储段的一侧，所述进风单元将横向或斜向风引入或引出所述暂储段；
其中，所述暂储段上相对于所述进风单元的一侧安装通风孔。
本发明的目的还可通过一种散物料水分在线检测仪来实现，所述检测仪安装有利用气辅法的误差消除装置。
优选的是，还包括水分传感单元，所述水分传感单元采用电容法、微波法、射频法或近红外法在线检测散物料水分。
优选的是，所述水分传感单元包括：
进料收口，其密封连接所述误差消除装置暂储段的出口，其用于承接流出所述误差消除装置的散物料；
检测单元，其连接进料收口，所述检测单元用于检测所述散物料的水分；
出料收口，其固定连接所述检测单元，所述出料收口为从所述检测单元流出的散物料出口。
优选的是，所述水分传感单元还包括：排料单元或限流闸门
排料单元，其连接所述出料收口，用于将所述散物料等量排出；
限流闸门，其连接所述出料收口，所述限流闸门用于控制所述散物料的流出速度。
本发明至少包括以下有益效果：1、可以用于散物料加工过程中水分在线检测仪检测误差的消除，能适应高湿高粉尘散物料加工环境。2、在暂储段安装风机，对加工和加工后物料进行降温除湿，特别可消除加工后散物料颗粒表面及测量传感器表面存在的凝结、吸附水膜，从而提高测量的精度和稳定性。3、暂储段的风机工作时对散物料产生压力，避免了接触极板紧密程度不确定对采样机构内谷物孔隙率的影响，从而提高了测量精度和重复性。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1是本发明的物料加工装置和水分在线检测仪连接图。
图2是本发明的误差消除装置结构图。
图3是本发明的一种物料水分在线检测仪的实现结构图。
图4是本发明的在线检测仪的水分传感单元结构图。
图5是本发明的在线检测仪的水分传感单元内部结构图。
图6是本发明的图5中限流闸门结构图。
图7是本发明的另一种物料水分在线检测仪的实现结构图。
图8是本发明的在线检测仪的内部结构图。
图9是本发明的在线检测仪的水分传感单元中旋转叶轮结构图。
图10是本发明的另一种物料加工装置和水分在线检测仪连接图。
图11是本发明的另一种物料加工装置和水分在线检测仪连接图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
散物料加工装备100包括干燥机、物料冷却塔，散物料一般为谷物，特别是玉米。
对比例<1>
本对比例示出了现有的谷物干燥机使用电容法在线检测散物料水分的方法。
开启在线检测仪，干燥机将玉米输送至在线检测仪中，检测仪内的电容式传感器根据不同含水量的玉米的介电常数不同来检测玉米水分，其检测的玉米水分含量WS并将水分含量WS反馈至干燥机，之后将玉米输送回干燥机继续进行干燥作业。
同时，手动打开进料口拿取一定量的干燥机中玉米，用烘箱干燥法检测其真实水分含量将在线检测仪检测的水分含量WS、真实水分含量W及其相对误差S汇总于表一：
表一在线检测仪测量玉米水分含量及相对误差
由表一可见，现有的在线检测仪测量的玉米水分含量与真实值之间存在较大的误差，此误差对干燥机的工艺调整影响很大，导致玉米过分干燥。
经过观察取样的谷物，发现谷物表面存在一层“水膜”，经研究发现，“水膜”形成原因是：谷物干燥过程是水分迁移的过程，干燥过程中谷物水分由内部向外部迁移，谷物表面和内部存在温差，使水分容易在谷物表面凝结；而且因粮食主产地在东北等寒冷的北方，这些地区谷物进行干燥时的干燥温度与外界的环境温度相差大于15℃，并且干燥环境往往处于温度低、环境空气湿度大的情况，干燥机内谷物进入在线检测仪后温度迅速降低，表面凝结一层“水膜”。当带有“水膜”的谷物进入在线检测仪检测水分含量时，水膜影响接触检测的介电常数，使测量的谷物水分含量偏差大，影响干燥机内谷物后续干燥工艺。
本发明提供了一种利用气辅法的散物料水分在线检测仪的误差消除方法，散物料从所述散物料从加工设备中自动连续取出后，利用气辅法吹以适当流速的气流消除所述散物料表面水膜后再进入水分传感单元检测散物料的水分含量，此方法能够消除水膜对水分传感单元的影响。
在另一实施例中，所述气辅法的定义为利用适当流速的气流消除散物料表面水膜，并降低散物料的温度使其冷却防止水膜的进一步凝结。所述气辅法包括调节通风量或气流流速消除所述散物料表面的水膜，进一步的是，调节进风单元的进入或引出气流流速从而消除水膜。
在另一实施例中，调节进风单元的通风量或气流流速的方法包括：
步骤1：根据温度和湿度计算散物料表面的水膜厚度δ：
当Ts＜0，δ＝2.4039×10-7×e0 . 004×ΔT
当0≤Ts＜15，δ＝1.0005×10-7×e0 . 052×ΔT
当15≤Ts＜30，δ＝1.214×10-5×H×e0 . 044×ΔT
其中，Ts为在线检测仪外环境温度，℃；H为环境的相对湿度，百分数；ΔT为检测仪内温度Td与环境温度Ts的差值，℃；δ为谷物表面的水膜平均厚度，单位为m；
步骤2、根据水膜厚度δ调节进风单元的通风量Qt或气流流速vt：
vt＝Qt/s
其中，为气辅机构的标准通风量，取值为20m3/min；s为进风口面积，单位为m2。
在另一实施例中，消除散物料颗粒表面水膜后进入水分传感单元检测其内水分，所述水分传感单元采用电容法、微波法、射频法或近红外法在线检测所述散物料水分。电容法是根据不同含水量的散物料其介电常数不同的原理来检测物料水分；根据传感器结构形式不同电容式水分仪有两种类型，即量筒或量杯取样传感器和平板式电容传感器。微波法是利用水对微波能量的吸收和反射，引起微波信号的相位和幅值变化的原理进行水分检测的。微波法常用的两种形式为：微波吸收式以及微波谐振式。前者根据不同水分值的谷物对微波能量的吸收存在差别进行测量，后者则根据微波空腔谐振频率随着谷物水分含量变化的特性进行测量的。射频法是通过射频信号源产生一个射频电压脉冲，电压脉冲在传输线中以电磁波的形式进行传输，在传输的过程中，如果遇到阻抗发生变化的时候，就会产生反射现象，这时就可以利用接收器接收反射的波形，通过比较入射波与反射波之间的波形差就可以得到媒介特性，以此得知物料含水率。红外法又称红外线吸收法，利用物料对红外线特征吸收光谱的吸收量随含水量而变的原理测试水分的，测量散材料时一般采用反射式光学结构。电容法、微波法、射频法和近红外法测量物料水分的装置属于现有技术，本发明对其检测仪不进行详述。
如图1所示，本发明还公开了利用气辅法的散物料水分在线检测仪的误差消除装置210，所述误差消除装置210安装在散物料加工装备100和水分传感单元220之间，用于连接两种设备。其中，所述误差消除装置210和水分传感单元220组成气辅法散物料水分在线检测仪200。气辅法散物料水分在线检测仪200采用侧引流的方式安装于散物料加工装备100上。所述散物料加工装备100包括进料口110和出料口120，其内散物料从出料口120进入气辅法散物料水分在线检测仪200，经在线检测水分后的散物料再从进料口110返回散物料加工装备100。
如图2所示，误差消除装置210包括连接口211、暂储段212、进风单元213和通风孔214。连接口211其为斜向金属材质进料口，其开口大小与散物料加工装备100的出料口120相匹配，工作时，将连接口211与出料口120固定密封连接，保证散物料从出料口120顺利进入连接口211。暂储段212为散物料流通通道，其两端分别连接连接口211和进料收口222，所述散物料从连接口211进入后短暂通过暂储段212，其中，暂储段212的相对两侧安装通风孔214，进风单元213固定在其中一侧通风孔214处，优选的是，所述进风单元213为风机，风机出口与通风孔214相连，将风机的风量从通风孔214引入暂储段212，风与散物料充分接触并将散物料表面的水膜去除掉，再从对侧的通风孔214排出暂储段212。
如图3-4示出了水分在线检测仪的机构，包括误差消除装置210和水分传感单元220，所述水分传感单元220包括壳体221、进料收口222、检测单元223、出料收口224和限流闸门226。所述壳体221为金属材质外壳，其上表面安装支撑筋，用于连接误差消除装置210其内中空用于容纳并支撑水分传感单元220。如图4所示，进料收口222为上宽下窄的方斗结构，宽端连接暂储段212的出口，窄端固定连接检测单元223，所述散物料经过误差消除装置210去除表面水膜后进入进料收口222，再进入检测单元223。如图5所示，所述检测单元223包括拱形外壳和其内的传感器组，拱形外壳两端分别连接进料收口222和出料收口224，散物料经传感器组检测水分值后经出料收口224自动连续排出。出料收口224为上宽下窄的方斗结构，其宽端固定连接检测单元223的拱形外壳，窄端连接限流闸门226，如图5所示限流闸门226下安装有插板226a，通过插板可以调节限流闸门的开口大小控制散物料的排出速度。
如图1-5所述气辅法散物料水分在线检测仪200的工作原理为：散物料从误差消除装置210的连接口211进入，经过暂储段212时，其侧面的进风单元213引入或引出适当流速的气流将散物料表面的水膜消除，散物料再进入水分传感单元220的进料收口222，再经过检测单元223检测散物料的水分，散物料再从出料收口224经过限流闸门226将散物料匀速地排出至散物料加工装备100的进料口110。
图8-10示出了另一种气辅法散物料水分在线检测仪200，其与图1-6所示的散物料在线检测的不同为：排料单元225替代限流闸门226，其安装在水分传感单元220出口和所述进料口110之间，用于将水分传感单元220排出的物料等量排出至所述进料口110。所述排料单元225包括：底座225a与检测单元223的拱形外壳固定连接，散物料从检测单元223排出后进入底座225a；如图9所示，旋转叶轮225b包括旋转轴和滚筒，所示旋转轴两端旋转连接在所述底座225a上，其中一端穿过底座连接电机225c，所述电机225c用于驱动旋转叶轮转动；旋转叶轮225b的滚筒的圆周外壁上轴向布设等体积的凹槽，优选的是，所示凹槽为扇形、方型或梯形中的一种，用于旋转时排出等体积的物料，所述旋转叶轮225b用于盛接检测单元223排出的散物料排入至壳体221。
下面结合气辅法散物料水分在线检测仪200对利用气辅法的散物料水分在线检测仪的误差消除方法进行详述，包括以下步骤：
步骤1、散物料从物料加工装备100的出料口120排入气辅法散物料水分在线检测置200；
步骤2、散物料首先进入误差消除装置210，利用气辅法调节进风单元213的通风量或气流流速消除散物料表面的水膜；所述气辅法包括：
步骤21、所述检测仪220根据温度和湿度信号计算散物料表面的水膜厚度δ：
当Ts＜0时：
δ＝2.4039×10-7×e0 . 004×ΔT (1)
当0≤Ts＜15时：
δ＝1.0005×10-7×e0 . 052×ΔT (2)
当15≤Ts＜30时：
δ＝1.214×10-5×H×e0 . 044×ΔT (3)
其中，Ts为在线检测仪外环境温度，℃；H为环境的相对湿度，百分数；ΔT为检测仪内温度Td与环境温度Ts的差值，℃；δ为谷物表面的水膜平均厚度，单位为m；
步骤22：检测仪220根据散物料表面的水膜厚度δ调节调整误差消除装置210的通风量Qt或气流流速vt：
vt＝Qt/s
其中，为气辅机构的标准通风量，取值为20m3/min；s为进风口面积，单位为m2；经过此步骤，散物料表面的水膜被去除。
去除水膜后的散物料还需进行如下处理：
步骤3、去除水膜的散物料进入水分传感单元220，水分传感单元220检测散物料的实时水分含量Ws，并将水分含量Ws反馈至散物料加工装备；
步骤4、散物料通过水分传感单元220出口返回物料加工装备100的进料口110。
下面示出应用误差消除装置210和利用气辅法的散物料水分在线检测仪的误差消除方法的实施例：
实施例1
步骤1、开启在线气辅法散物料水分在线检测仪200，玉米从物料加工装备100的出料口120排出；
步骤2、玉米进入误差消除装置210，智能调节进风单元213的通风量或气流流速消除玉米表面的水膜；
步骤21、所述检测仪220根据温度和湿度信号计算玉米表面的水膜厚度δ，加工装备100的温度传感器和湿度传感器将测量的参数传输至检测仪220，其中，Ts为6℃，检测仪内温度Td为32℃，相对湿度为42％。根据公式(2)计算水膜厚度δ
δ＝1.0005×10-7×e0 . 052×ΔT (2)
水膜厚度δ＝1.0005×10-7×e0 . 052×26＝3.87×10-7米。
其中，Ts为在线检测仪外环境温度，℃；H为环境的相对湿度，百分数；ΔT为检测仪内温度Td与环境温度Ts的差值，℃；δ为谷物表面的水膜平均厚度，单位为m；
步骤22、检测仪220根据玉米表面的水膜厚度δ调节调整误差消除装置210的通风量Qt或气流流速vt：
vt＝Qt/s
其中，为气辅机构的标准通风量，取值为20m3/min；s为进风口面积，单位为m2，取值为4408cm2；
经计算通风量为Qt＝33.2m3/min，vt＝123.51m/h经取样观察，玉米表面水膜已完全去除。
步骤3、去除水膜的玉米进入检测仪220，水分传感单元220检测玉米的实时水分含量Ws，并将水分含量Ws反馈至玉米加工装备。将在线气辅法散物料水分在线检测仪200检测的水分含量WS、真实水分含量W及其相对误差S汇总于表二：
表二在线检测仪测量玉米水分含量及相对误差
由表二可见，现有的在线气辅法散物料水分在线检测仪200测量的玉米水分含量与真实值之间误差很小。
步骤4、玉米通过检测仪220出口返回物料加工装备100的进料口。
实施例2
本实施例示出了一种干燥设备300，其上端和下端分别安装气辅法散物料水分在线检测仪200。
上端气辅法散物料水分在线检测仪200采用侧引流的方式安装在干燥设备300的第一个缓苏段上，用于检测干燥过程中第一个缓苏段谷物的水分。所述干燥设备300的第一个缓苏段包括进料口310和出料口320，其内谷物从出料口320进入气辅法散物料水分在线检测仪200，经在线检测水分后的谷物再从进料口310返回干燥设备300。
下端气辅法散物料水分在线检测仪200安装在干燥设备300排粮段，用于检测干燥设备300排粮水分。所述干燥设备300的排粮段包括进料口330，其内谷物从出料口330进入气辅法散物料水分在线检测仪200，经在线检测水分后的谷物排出至谷物输送装置400。.
下面结合气辅法散物料水分在线检测仪200对利用气辅法的散物料水分在线检测仪的误差消除方法进行详述，包括以下步骤：
步骤1、谷物从干燥设备300的出料口320排入气辅法散物料水分在线检测置200；
步骤2、谷物首先进入误差消除装置210，利用气辅法调节进风单元213的通风量或气流流速消除散物料表面的水膜；所述气辅法包括：
步骤21、所述检测仪220根据温度和湿度信号计算散物料表面的水膜厚度δ：
当Ts＜0时：
δ＝2.4039×10-7×e0 . 004×ΔT (1)
当0≤Ts＜15时：
δ＝1.0005×10-7×e0 . 052×ΔT (2)
当15≤Ts＜30时：
δ＝1.214×10-5×H×e0 . 044×ΔT (3)
其中，Ts为在线检测仪外环境温度，℃；H为环境的相对湿度，百分数；ΔT为检测仪内温度Td与环境温度Ts的差值，℃；δ为谷物表面的水膜平均厚度，单位为m；
步骤22：检测仪220根据散物料表面的水膜厚度δ调节调整误差消除装置210的通风量Qt或气流流速vt：
vt＝Qt/s
其中，为气辅机构的标准通风量，取值为20m3/min；s为进风口面积，单位为m2；经过此步骤，散物料表面的水膜被去除。
去除水膜后的散物料还需进行如下处理：
步骤3、去除水膜的散物料进入水分传感单元220，上端水分传感单元220检测第一个缓苏段谷物的水分含量Ws1，下端水分传感单元220检测排粮段谷物的实时水分含量Ws2，将水分含量Ws1和Ws2反馈至谷物干燥设备300；
步骤4、第一个缓苏段谷物通过上端水分传感单元220出口返回干燥设备300的进料口，排粮段谷物通过端水分传感单元220出口排出至物料输送装置。
如上所述，本发明具有如下有益效果：1、可以用于散物料加工过程中水分在线检测仪检测误差的消除，能适应高湿高粉尘散物料加工环境。2、在暂储段安装风机，对加工和加工后物料进行降温除湿，特别可去除加工后散物料颗粒表面及测量传感器表面存在的凝结、吸附水膜，从而提高测量的精度和稳定性。3、暂储段的风机工作时对散物料产生压力，避免了接触极板紧密程度不确定对采样机构内谷物孔隙率的影响，从而提高了测量精度和重复性。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (2)
1.一种利用气辅法的散物料水分在线检测仪的误差消除方法，其特征在于，所述散物料从加工设备中自动连续取出后，利用气流消除散物料表面水膜后进入水分传感单元；
所述气辅法包括：调节进风单元的气流流速消除所述散物料表面的水膜；
所述调节进风单元的气流流速的方法包括：
步骤1：根据温度和湿度计算散物料表面的水膜厚度δ：
当Ts＜0，δ＝2.4039×10-7×e0.004×ΔT
当0≤Ts＜15，δ＝1.0005×10-7×e0.052×ΔT
当15≤Ts＜30，δ＝1.214×10-5×H×e0.044×ΔT
其中，Ts为在线检测仪外环境温度；H为环境的相对湿度；ΔT为在线检测仪内温度Td与环境温度Ts的差值；
步骤2、根据水膜厚度δ调节进风单元的气流流速vt：
其中，为进风单元的标准通风量，s为进风口面积。
2.如权利要求1所述的利用气辅法的散物料水分在线检测仪的误差消除方法，其特征在于，所述散物料消除表面水膜后进入水分传感单元检测其水分，所述水分传感单元采用电容法、微波法、射频法或近红外法在线检测所述散物料水分。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610522631.9A CN105911114B (zh) | 2016-07-05 | 2016-07-05 | 一种利用气辅法的散物料水分在线检测仪的误差消除方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610522631.9A CN105911114B (zh) | 2016-07-05 | 2016-07-05 | 一种利用气辅法的散物料水分在线检测仪的误差消除方法和装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105911114A CN105911114A (zh) | 2016-08-31 |
| CN105911114B true CN105911114B (zh) | 2017-05-03 |
Family
ID=56754256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610522631.9A Active CN105911114B (zh) | 2016-07-05 | 2016-07-05 | 一种利用气辅法的散物料水分在线检测仪的误差消除方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105911114B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107121403A (zh) * | 2017-05-09 | 2017-09-01 | 马鞍山新康达磁业有限公司 | 一种软磁铁氧体颗粒料喷雾含水量在线检测装置及方法 |
| CN109099953B (zh) * | 2018-07-04 | 2020-10-30 | 扬州天润传感技术有限公司 | 一种防误测湿度传感器 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08101147A (ja) * | 1994-09-30 | 1996-04-16 | Kaneko Agricult Mach Co Ltd | 穀物の水分測定装置 |
| CN204132288U (zh) * | 2014-09-09 | 2015-02-04 | 滁州奥岚格机械有限公司 | 粮食干燥机在线水分测量仪用清理装置 |
| CN105548287A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-05-04 | 辽宁海帝升机械有限公司 | 谷物水分分析仪、分析方法及谷物干燥系统 |
| CN105716548A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-06-29 | 华北电力大学（保定） | 微波微扰法测量湿度传感器内壁水膜厚度的系统和方法 |
-
2016
- 2016-07-05 CN CN201610522631.9A patent/CN105911114B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08101147A (ja) * | 1994-09-30 | 1996-04-16 | Kaneko Agricult Mach Co Ltd | 穀物の水分測定装置 |
| CN204132288U (zh) * | 2014-09-09 | 2015-02-04 | 滁州奥岚格机械有限公司 | 粮食干燥机在线水分测量仪用清理装置 |
| CN105548287A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-05-04 | 辽宁海帝升机械有限公司 | 谷物水分分析仪、分析方法及谷物干燥系统 |
| CN105716548A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-06-29 | 华北电力大学（保定） | 微波微扰法测量湿度传感器内壁水膜厚度的系统和方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 流动谷物含水率测量模型及其影响因素;李庆中，高玉根;《农业机械学报》;19960930;第27卷(第3期);87-91 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105911114A (zh) | 2016-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105548287B (zh) | 谷物水分分析仪、分析方法及谷物干燥系统 | |
| CN105911114B (zh) | 一种利用气辅法的散物料水分在线检测仪的误差消除方法和装置 | |
| CN204872113U (zh) | 一种智能储米装置 | |
| CN103808766A (zh) | 一种在线电阻式谷物水分测量的装置及方法 | |
| WO2014114038A1 (zh) | 不受环境温、湿度影响的静电收集法测量氡的方法及装置 | |
| CN106153692B (zh) | 一种基于介电参数的谷物含水率在线装置及其测量方法 | |
| CN205910150U (zh) | 一种利用气辅法的散物料水分在线检测仪的误差消除装置 | |
| Watano et al. | On-line monitoring of granule growth in high shear granulation by an image processing system | |
| CN107192479B (zh) | 便携式温湿度校验仪 | |
| CN205246591U (zh) | 谷物水分分析仪及谷物干燥系统 | |
| CN106770504A (zh) | 一种浮地式粮食水分在线检测装置 | |
| CN112557240A (zh) | 一种烟气湿度测试仪校准装置和方法 | |
| Kandala et al. | Moisture content determination for in-shell peanuts with a low-cost impedance analyzer and capacitor sensor | |
| Berbert et al. | Analysis of density-independent equations for determination of moisture content of wheat in the radiofrequency range | |
| CN107167198B (zh) | 确定喷雾降尘系统喷雾量的方法 | |
| CN108762156A (zh) | 一种移动式防止水汽凝结装置 | |
| CN108760613A (zh) | 一种便于调节的盐雾腐蚀性试验箱 | |
| CN105044166B (zh) | 丝带中纺丝油剂的在线检测方法 | |
| CN210376125U (zh) | 一种具有防潮除湿功能的紫外可分光光度计 | |
| CN104048701B (zh) | 一种测量微波真空干燥过程工艺参数的实验装置 | |
| CN208818699U (zh) | 高温气体湿度测试装置 | |
| CN206514638U (zh) | 一种在线粉料水分测定装置 | |
| CN115047146B (zh) | 一种物料动态干燥特性曲线的测量系统及测量方法 | |
| CN206399556U (zh) | 一种粮堆内温、湿、水分一体化测量装置 | |
| CN206275160U (zh) | 一种自动控制式烟叶复烤装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No. 2699 Qianjin Street Changchun city in Jilin Province Co-patentee after: Jida Science Apparatus Co., Ltd., Changchun Patentee after: Jilin University Address before: 130000 Jilin province Changchun Jilin University Nanling campus internship factory (Renmin Street No. 5988) Co-patentee before: Jilin University Patentee before: Jida Science Apparatus Co., Ltd., Changchun |