CN108414364A - 一种粮堆测试装置及采用该装置测量粮堆压缩变形和粮堆界面压力的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粮堆测试装置，可用来测试粮堆压缩变形和粮堆‑仓壁界面压力，包括带有支撑平台的底座，平台上门型支架两侧立柱下端至平台下方通过横向拉杆连为一体；在横向拉杆中部铰连加压杠杆，加压杠杆长、短轴两端均套设有砝码；门型支架下方的支撑平台上放有测试容器，沿测试容器内壁滑动的压板中部设置有定位块，定位块上纵向开设有定位凹坑，旋拧在门型支架顶板上的丝杆下端延伸进定位凹坑中，放置在支撑平台上的磁力架端部固定的竖向位移计的触点与丝杆的上端部接触；靠近测试容器底部的侧壁上开设有进水口，进水口通过注水管与盛水量筒相连通，在注水管上设置有阀门。本发明结构简单，一套设备可测试粮堆中粮食籽粒的多项压缩变形值。

Description

一种粮堆测试装置及采用该装置测量粮堆压缩变形和粮堆界 面压力的方法

技术领域

本发明涉及粮堆的压缩变形测定，尤其是涉及一种粮堆粮堆测试装置，本发明还涉及采用该装置测量粮堆压缩变形和粮堆界面压力的方法。

背景技术

粮食储藏过程中，因外界环境和粮食自身细胞呼吸作用等都会引起粮堆的发热、霉变和虫害，若不及时处理将会导致大量粮食变质。粮仓中常通过机械通风来控制粮食温度、湿度，抑制发热霉变等现象，而粮堆孔隙率是研究粮仓机械通风的关键参数。粮堆孔隙率是指粮堆内孔隙体积与粮堆总体积之比。随着粮堆装粮高度的不同，一段时间后，粮堆因自身重力引起的粮堆孔隙率会发生变化，随着装粮高度的增加，粮堆密度、压应力随之增加，粮食被压实、粮堆总的压缩变形增大，压力不仅使粮堆骨架的孔隙减小，同时也会使粮食籽粒产生压缩变形，致使粮堆孔隙率减小、通风阻力增大，进而影响粮堆的通风效果。粮堆的压缩变形、粮堆中粮食籽粒的压缩变形、粮堆孔隙率等是粮食储存的关键参数。研究压力与粮堆压缩变形、粮堆中粮食籽粒的压缩变形、粮堆孔隙率的关系对确定合理的通风方式、减少储粮损失具有重要意义。

在工程研究中，无论原型观测还是缩尺模型试验，测量诸如孔隙水压力、载荷、位移等物理量都能够达到相当高的精度。但是在仓储粮堆中，粮仓中为大体积粮堆，仓壁侧压力是粮仓设计计算的重要方面，但粮食压力的测量则要困难的多。一方面，传统的土压力盒常用于土压力的测量，土颗粒骨架较小且认为土是不变形的，而粮食是两相物质，粮食籽粒尺寸相比土颗粒较大，粮食作为一种散粒体，籽粒之间粘结力微弱，籽粒离散性较大，压缩过程中粮堆骨架变形较大，粮堆模量与土不同，其刚度较小，压缩过程中粮食籽粒会产生变形；粮食籽粒上的力与变形和位移之间的关系是非线性的，粮食籽粒彼此的接触是在单个的接触点上。这些点或更确切地说这些微小面积上的实际应力，超过以连续介质模型为基础计算得到的平均应力好多倍。另一方面，测量粮堆压力时，粮堆本身尤其是缩尺模型中，粮堆内部应力场原本都有一个分布，将传感器放置其中后，由于传感器本身的存在，它将对原本的应力场尤其是传感器周围粮堆中的应力场产生影响，改变原有的应力分布。并且传感器测量压力的原理是传感器的感应膜在压力作用下产生挠曲变形，通过对挠曲变形的测量实现对粮食压力的测量。然而，受这种膜变形的影响，传感器周围的应力场会出现重分布，同样引起粮食压力测量的不准确。

徐光明（超重力场中界面土压力的测量[J]岩土力学.2007，28（12）:2671-2674）设计了一种用于土与结构物界面土压力测量的微型土压力盒，并进行了水压力、干砂压力和砂土压力三种介质中的标定以及地下连续墙的侧向土压力分布的离心模型试验，获得了侧压力系数。但粮食籽粒比土颗粒更大，籽粒间孔隙也比土颗粒之间的孔隙大的多，与界面粮食压力以及粮堆中压力传感器标定存在较大差异。

发明专利201521042045.1公开了一种室内土压力盒标定罐。其主要是将土压力盒放置在固定钢板砂土上，然后用砂土覆盖土压力盒，通过控压机增加标定罐内的气压，气压再迫使橡胶气囊对砂土产生表面的压力，从而作用在土压力盒上面，通过采集装置把土压力盒反映的电压值收集到，根据压力表读数和土压力盒反映的电压，得到土压力盒在砂土中的标定曲线。该装置较为庞大，且需配置橡胶气囊、加载系统等，成本较高，操作较为复杂，且还没有在粮堆中应用。

发明专利201520317266.9公开了一种砂土介质中嵌入式土压力盒简易标定装置。其主要方法是设计一种模型箱，土压力盒嵌入在底板上，通过反力架对模型箱内的砂土加压，其主要测定的是土中的压力，而非界面压力。

发明专利201710226558.5公开了一种测量筒仓散体物料压力及侧壁摩擦力的试验方法和装置。其主要研究方法是通过在粮堆底部和侧壁埋置压力传感器，通过数据采集和分析系统，测定粮堆压力和侧壁摩擦力。该装置对于压力传感器的标定是采用砝码及传感器自带的标定模块，砝码与粮食散体颗粒引起的压力作用不同，为测量结果带来误差。

发明专利201510527703.4公开了一种粮仓储粮数量的检测方法及压力传感器。其主要是通过设置于一粮仓底面的多个压力传感器采集粮仓内储粮的多个压力值，根据多个压力值获取一侧面压强均值、一底面压强均值及一高度均值从而获得储粮数量值。该方法虽然可以获取粮堆某一面的压力值，但实验所需压力传感器多，检测系统成本较高。

目前在研究仓储粮堆压缩时，相关学者大多仅考虑粮食骨架变形，而忽略了粮食籽粒的变形。实际储粮过程中，随着装粮高度的增加，粮堆自身产生的压力增大，因粮食籽粒较大，籽粒与籽粒之间存在着较大的孔隙，在粮堆自身重力作用下，粮堆产生压缩变形，其变形包括粮堆骨架压缩变形和粮食籽粒压缩变形，现有的研究方法和理论，很难区分粮堆骨架的压缩变形和粮食籽粒的压缩变形。

关于孔隙率的测量方法比较多，主要有比重瓶法、压汞法、浮力法、显微镜法、扫描法、声学法、计算法等。上述方法多用在工程应用（如检测岩土、土壤、勘探作业等）领域，如发明专利201420557419.2就公开了一种受载煤岩孔隙率动态变化的系统，主要通过密封系统中氦气体积的变化来精确测定煤岩孔隙率。该系统需配置氦气瓶、减压阀、气压表等装置，装置气密性要求高，且该系统主要用于受载煤岩孔隙率的动态变化，其测量孔隙率的技术在粮堆中难以适用。

发明专利201620432011.1公开了一种散体物料孔隙率测定仪，主要由抽真空装置把物料容器内物料间的内部气体抽出去，利用液压缸提供动能，通过距离感应器感应到挡块的距离信号传递给处理器，利用处理器计算出物料间的孔隙率。此方法对物料容器的气密性有较高的要求，且挤压板与物料容器内壁接触滑动部位易漏气，影响测量精度，另外该方法需要配置液压加载系统和抽真空系统，装置庞大，不易操作。

田晓红等（粮食孔隙率测定方法探讨[J]粮食加工.2009，34(5):35-37,45）通过自制的孔隙率测定仪对小麦、玉米、大豆、稻谷的孔隙率进行测定，该装置采用两个容积相等的不变型压力容器A和B，在容器B中装满粮食物料，密封。用空气压缩机向容器A中吹入一定压力的气体，根据理想气体状态方程，得出粮食物料孔隙率。

王娟（粮堆孔隙度的试验研究[D]河南工业大学.2016）将杠杆式固结仪进行改装，将试样放在压缩盒内，通过在上部施加荷载，根据试样本身的压缩量，得到粮堆压力与孔隙比的关系。该方法认为粮食压缩是由于孔隙体积变小造成的骨架变形，忽略了粮食颗粒本身的压缩变形，影响了实验的测量精度。

综上，虽然测量变形的方法很多，同时也存在测量粮堆界面压力和土压力盒设计的装置和方法，但：（1）大多数学者认为粮食籽粒不发生变形，散体材料的变形仅因孔隙减小引起，而实际情况是粮食籽粒在压力作用下会产生压缩变形；（2）多数仅考虑到粮堆在自然状态下的孔隙率变化，没有考虑到在实际储粮环境中，因堆粮高度不同粮食自身压力引起的粮堆孔隙率的变化，缺乏实际的应用价值。（3）关于粮堆压缩变形的计算方法，部分学者仅粗略给出了忽略粮食籽粒变形时的计算方法，与实际储粮环境中因大堆高引起的粮堆实际压缩变形不符。（4）粮食籽粒与土颗粒相比较大，籽粒与籽粒之间存在较大的孔隙，与界面土压力的测量以及土压力盒的标定存在很大的不同，且目前仍没有准确测定界面粮食压力以及粮堆中压力传感器标定的装置与方法。（5）粮堆刚度与土刚度差异大，必须设计出与粮堆刚度相匹配的粮堆压力计。（6）已有部分学者设计了用于测定土的压力传感器，但因土颗粒与粮食籽粒相差较大，用于测定粮食压力的传感器还存在很大的不足，严重影响工程实际中对粮食压力的准确测量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粮堆压缩变形和粮堆-仓壁界面压力测试装置，以准确测量不同压力下粮堆总的压缩变形量，达到模拟实际储粮环境中因堆高不同而引起的粮堆内部的变化。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的粮堆压缩变形和粮堆-仓壁界面压力测试装置，包括带有支撑平台的底座，垂直设置在所述支撑平台上的门型支架两侧的立柱下端延伸至所述支撑平台下方，通过横向拉杆连为一体；在所述横向拉杆中部铰连有加压杠杆，所述加压杠杆的长轴端部设置有拉环，悬挂在所述拉环上的吊索底部加载有标准砝码，所述加压杠杆的短轴端部套设有标准砝码；位于门型支架下方的支撑平台上放置有盛装粮食的测试容器，沿所述测试容器内壁上下滑动的压板中部设置有定位块，所述定位块上纵向开设有定位凹坑，旋拧在所述门型支架顶板上的丝杆下端延伸进所述定位凹坑中，放置在所述支撑平台上的磁力架端部固定的竖向位移计的触点与所述丝杆的上端部接触；靠近所述测试容器底部的侧壁上开设有进水口，所述进水口通过注水管与盛水量筒相连通，在所述注水管上设置有阀门。

所述压板的四角分别开设有透水孔。

所述测试容器的前后侧壁为透明板，在所述透明板外部设置有工业相机。

所述盛水量筒与所述测试容器处于同一水平线上。

所述测试容器的底部放置有活动底板，在所述活动底板的中心位置处设置有凹槽，所述凹槽内放置有压力计，靠近所述压力计引出线的凹槽侧壁上倾斜开设有引线穿孔，与所述引线穿孔位置相对应的压板侧壁上设置有出线凹槽。

本发明所述的粮堆压缩变形的测试方法，采用上述的粮堆测试装置，其具体步骤为：

第一步，测量测试容器的内部尺寸，求得横截面面积A，将粮食籽粒倒入测试容器内距侧板顶边缘5mm位置处，摊平；

第四步，打开阀门，将水注入测试容器，通过有机玻璃透明板观察液面上升情况，待液面上升至压板下边缘处，通过透水孔观察液面，至刚好接触压板下底边时，关闭阀门，记录注入水的体积V ₁；通过计算和图像处理技术，分别得出该压力下粮堆总的压缩变形、粮堆骨架压缩变形、粮堆中粮食籽粒的压缩变形、粮堆孔隙率；

第五步，改变加载值，重复上述实验，得出不同压力作用下的不同种类（小麦、稻谷、玉米、大豆等）粮堆压缩变形及孔隙率。

本发明所述的粮堆-仓壁界面压力的测试方法，同样采用本发明的粮堆测试装置，其具体步骤为：

第一步，按待测粮食籽粒的尺寸选择适配的压力计放置于活动底板的凹槽内，压力计与活动底板上表面平齐；

第二步，将压力计引线自引线穿孔穿出，沿活动底板引至测量容器边侧，然后向上从压板侧壁上开设的出线凹槽引出，接入数据采集系统；

第三步，将粮食籽粒倒入测试容器内距侧板顶边缘5mm位置处，摊平；将压板放置于粮食籽粒上；将竖向位移计固定于平台上，竖向位移计的触头与丝杆顶部接触，丝杆下触头放置于定位块的纵向定位凹坑内，观察竖向位移计的读数；

第四步，按实验要求，在加压杠杆的长轴吊索底部加载标准砝码，在短轴端部套设配重用标准砝码，使系统处于加载状态，稳定后读取竖向位移计的数值，同时记录数据采集系统上的值，得出待测粮食的界面压力。

更换不同开槽尺寸的活动底板，重复上述实验，即可得出粮食介质中不同尺寸嵌入式压力计的标定，其目的是为了在不同粮堆（小麦、稻谷、玉米、大豆等）的试验中选用不同感应膜直径、膜厚度指标，以准确测得粮堆压力。

本发明的测试装置结构简单，成本低廉，操作方便，利用同一套设备不但可以测试粮堆总的压缩形变、粮堆中粮食籽粒的压缩变形、粮堆骨架的压缩变形，不同压力下粮堆的孔隙率变化，还可以测试不同粮种与结构物界面粮食压力的测定，同时还可以对不同粮食介质所用的不同尺寸嵌入式压力计的标定。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的左视图。

图3是测定界面压力时的使用状态图。

图4是图3中活动底板的结构图。

图5是图4中压力计的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做更加详细的说明。

实施例1

如图1-2所示，本发明所述的测试装置，包括带有支撑平台1的底座，垂直设置在支撑平台1上的门型支架两侧的立柱2下端延伸至支撑平台1的下方，通过横向拉杆3连为一体；在横向拉杆3中部铰连有加压杠杆4，加压杠杆4的长轴端部设置有拉环，悬挂在拉环上的吊索5底部加载有标准砝码6.1，在加压杠杆4的短轴端部同时套设有配重用标准砝码6.2，用以控制实验的压力值；位于门型支架下方的支撑平台1上放置有盛装粮食的测试容器7，沿测试容器7内壁上下滑动的压板8中部设置有定位块9，定位块9上纵向开设有定位凹坑，旋拧在门型支架顶板上的丝杆10（采用抗拉性能较好的钢质丝杆）下端延伸进定位凹坑中，保证中心加压；放置在支撑平台1上的磁力架11端部固定的竖向位移计12的触点与丝杆10的上端部接触，记录不同压力时压板8的位移量；靠近测试容器7底部的侧壁上开设有进水口（口径10mm），进水口通过注水管（管径5mm）与盛水量筒13（容积为500mL）密封连通，在注水管上设置有带有滤网的阀门14，注意，盛水量筒13与测试容器7的底面应处于同一水平线上。实际制作时，阀门14与测试容器7进水口之间的管径为10mm，阀门14与盛水量筒13之间的管径为5mm。

实际制作时，测试容器7的底壁和左、右侧壁可采用10mm厚的铝合金板，前、后侧壁采用10mm厚的有机玻璃透明板，相邻板面之间采用螺栓连接，中间垫有橡胶垫，接缝处用703胶密封，保证测试容器7的密闭性；在有机玻璃透明板外设置CCD工业相机，CCD工业相机固定于测试容器7的透明有机玻璃板一侧前500mm位置处，调整使有机玻璃板（视窗）的前垂面全部置于相机的视野中心范围内。沿测试容器7内壁上下滑动的压板8（10mm厚的铝合金板）的外形尺寸较测试容器7略小，既方便压板8的滑动，也要保证粮食颗粒不至于漏出；在压板8的四角位置处分别开设有直径2mm的透水孔15，用以透气及观察液面。

选定粮堆压力计的参数及测定粮食界面压力和对粮食介质中不同尺寸嵌入式压力计进行标定时，可以在测试容器7的底部放置一个活动底板16，如图3、图4所示，在活动底板16的中心位置处设置凹槽，凹槽内放置压力计17，压力计17的形状略小于凹槽，保证其中间留缝处不至过大，不能使粮食颗粒进入，当然也不能过小，以免影响压力计的埋设和拆卸；凹槽深度和盒体压力计高度相等，即上表面与活动底板16齐平；压力计17采用侧边出线的方式，故在靠近压力计17引出线的凹槽侧壁上倾斜开设有直径3mm的引线穿孔18（倾斜45°），与引线穿孔18位置相对应的压板8侧壁上开设有出线凹槽19；压力计17的引线从引线穿孔18穿出，沿活动底板16引至测量容器7的边侧，然后向上从压板8侧壁上开设的出线凹槽19引出，接入数据采集系统。

本发明所用的压力计17的具体结构如图5所示，包括呈U形结构且外径为D、厚度为h的盒体， 在盒体底部铺设有直径D₀、厚度t的传感器感应膜。设定粮食籽粒的直径为d，因为粮食籽粒尺寸相对于感应膜直径尺寸较大，故d/D₀对粮堆压力测试不可忽略。当d/D过大，测得的粮食压力不准确，当d/D过小，传感器感应膜面积过大，存在过大传感器感应膜与粮食相互作用，影响压力测试结果，因此，粮仓压力中，对传感器感应膜尺寸的优选极为重要。本发明可以通过测试粮食数据，并据此进行压力计的设计。

实施例2

不同荷载作用下粮堆总的压缩变形、粮堆骨架的压缩变形、粮堆中粮食籽粒的压缩变形、粮堆孔隙率测试试验：

第一步，用游标卡尺量取测试容器7的内部尺寸，求得横截面面积A，将粮食籽粒小心倒入测试容器7内，使粮食籽粒装粮至距侧板顶边缘5mm位置处，将粮食颗粒摊平；

第二步，将压板8放置于粮食籽粒上；将竖向位移计12通过磁力架11固定于支撑平台1上，竖向位移计12的触头与丝杆10顶部接触，丝杆10下触头放置于压板8上定位块9的纵向定位凹坑内，观察竖向位移计12的读数h ₀；关闭阀门14，在盛水量筒13内装入足量的滴有颜色（如红色）清水，记录盛水量筒13内初始水的体积V ₀；将CCD工业相机固定于测试容器7的透明有机玻璃板前500mm位置处，调整视角，使有机玻璃视窗的前垂面全部置于相机的视野中心范围内，拍照，通过图像处理技术，得出粮堆骨架面积S ₀，粮食籽粒面积，粮食籽粒长轴轴长a ₀、短轴轴长b ₀；

第四步，打开阀门14，将水注入测试容器7，通过透明的有机玻璃观察液面上升情况，待液面上升至压板8的下边缘处，通过透水孔15观察液面，至刚好接触压板8下底边时，关闭阀门14，记录注入水的体积V ₁；通过计算和图像处理技术分别得出该压力下粮堆总的压缩变形、粮堆骨架压缩变形、粮堆中粮食籽粒的压缩变形、粮堆孔隙率；

第五步，改变加载值（改变标准砝码6.1和6.2的重量），重复上述实验，即可得出不同压力作用下的粮堆压缩变形及孔隙率。

运用图像处理技术可得出不同压力作用下粮堆总的压缩变形、粮堆骨架压缩变形、粮堆中粮食籽粒的压缩变形、粮堆孔隙率：

粮堆试验单元总的变形

试样单元的应变

粮堆中骨架的应变

粮堆中粮食籽粒的应变

粮堆骨架的压缩模量

粮食籽粒的压缩模量

粮堆总的变形

粮堆的孔隙率。

实施例3

实施例3

粮食界面压力测定和粮食介质中不同尺寸嵌入式压力计的标定试验：

第一步，将相应尺寸的压力计17放置于活动底板16的凹槽内，压力计17与活动底板16上表面平齐；

第二步，压力计17引线自引线穿孔18穿出，沿活动底板16引至测量容器7的边侧，然后向上从压板8侧壁上开设的出线凹槽19引出，接入数据采集系统；

第三步，将粮食籽粒小心倒入测量容器7内，使粮食籽粒装粮至距侧板顶边缘5mm位置处，将粮食籽粒摊平；将压板8放置于粮食籽粒上；将竖向位移计12通过磁力架11固定于平台上，竖向位移计12的触头与丝杆10顶部接触，丝杆10下触头放置于压板8上定位块9的纵向定位凹坑内，观察竖向位移计12的读数；

第四步，根据实验加载要求，在加压杠杆4的长轴吊索5底部加载标准砝码6.1，在加压杠杆4的短轴端部同时套设配重用标准砝码6.2，系统处于加载状态，待稳定后，读取竖向位移计12的数值，同时记录数据采集系统上的值，得出粮食界面压力。

如果更换不同开槽尺寸的活动底板16，重复上述实验，即可得出粮食介质中不同尺寸嵌入式压力计17的标定。

实施例4

粮食压力计17的设计试验：

通过对小麦、玉米、稻谷、大豆等粮食压力的测定，根据不同粮堆籽粒粒径、粮堆模量等因素对粮食压力的影响，确定粮堆压力传感器的膜直径、膜厚度、传感器材料等，完成粮堆压力计的设计，也就是说，根据不同的粮食特性，设计不同的感应膜直径、感应膜厚度以及感应膜材料，使得压力计能够反映粮食籽粒粒径的特性，反映粮食籽粒压缩性以及粮堆与感应膜的相对变形。

如：通过实验测定，测试小麦粮堆压力时，传感器采用铝合金材质，传感器的直径设定28mm,膜厚度设定0.4mm，其弹性模量为70 MPa，加载实验中压力呈线性增长。测得的小麦压力最为准确。

如果测定玉米或大豆等粮食时，传感器的直径和膜厚度可相应进行调整即可。

Claims (7)

1.一种粮堆测试装置，其特征在于：包括带有支撑平台的底座，垂直设置在所述支撑平台上的门型支架两侧的立柱下端延伸至所述支撑平台下方，通过横向拉杆连为一体；在所述横向拉杆中部铰连有加压杠杆，所述加压杠杆的长轴端部设置有拉环，悬挂在所述拉环上的吊索底部加载有标准砝码，所述加压杠杆的短轴端部套设有标准砝码；位于门型支架下方的支撑平台上放置有盛装粮食的测试容器，沿所述测试容器内壁上下滑动的压板中部设置有定位块，所述定位块上纵向开设有定位凹坑，旋拧在所述门型支架顶板上的丝杆下端延伸进所述定位凹坑中，放置在所述支撑平台上的磁力架端部固定的竖向位移计的触点与所述丝杆的上端部接触；靠近所述测试容器底部的侧壁上开设有进水口，所述进水口通过注水管与盛水量筒相连通，在所述注水管上设置有阀门。

2.根据权利要求1所述的粮堆测试装置，其特征在于：所述压板的四角分别开设有透水孔。

3.根据权利要求1所述的粮堆测试装置，其特征在于：所述测试容器的左右两侧壁为铝合金板，前后侧壁为有机玻璃透明板，在所述透明板外部设置有工业相机。

4.根据权利要求1所述的粮堆测试装置，其特征在于：所述盛水量筒与所述测试容器处于同一水平线上。

5.根据权利要求1所述的粮堆测试装置，其特征在于：所述测试容器的底部放置有活动底板，在所述活动底板的中心位置处设置有凹槽，所述凹槽内放置有压力计，靠近所述压力计引出线的凹槽侧壁上倾斜开设有引线穿孔，与所述引线穿孔位置相对应的压板侧壁上设置有出线凹槽。

6.一种粮堆压缩变形的测试方法，其特征在于：采用权利要求1所述的粮堆测试装置，具体步骤为：

第一步，测量测试容器的内部尺寸，求得横截面面积A，将粮食籽粒倒入测试容器内距侧板顶边缘5mm位置处，摊平；

第二步，将压板置于粮食籽粒上；将竖向位移计固定于支撑平台上，竖向位移计的触头 与丝杆顶部接触，丝杆下触头放置于定位块的纵向定位凹坑内，观察竖向位移计的读数h ₀； 关闭阀门，在盛水量筒内装入足量的有色清水，记录盛水量筒内初始水的体积V ₀；将工业相 机固定于测试容器的透明有机玻璃板前拍照，通过图像处理技术，得出粮堆骨架面积S ₀，粮 食籽粒面积，粮食籽粒长轴轴长a ₀、短轴轴长b ₀；

第三步，按实验要求，在加压杠杆的长轴吊索底部加载标准砝码，在短轴端部套设配重 用标准砝码，使系统处于加载状态，压力值为P ₁，稳定后读取竖向位移计的数值h ₁，数字图像 技术提取粮堆骨架面积S ₁，粮食籽粒面积，粮食籽粒长轴轴长a ₁、短轴轴长b ₁，得出籽粒变 形量；

第四步，打开阀门，将水注入测试容器，通过有机玻璃透明板观察液面上升情况，待液面上升至压板下边缘处，通过透水孔观察液面，至刚好接触压板下底边时，关闭阀门，记录注入水的体积V ₁；通过计算和图像处理技术，分别得出该压力下粮堆总的压缩变形、粮堆骨架压缩变形、粮堆中粮食籽粒的压缩变形、粮堆孔隙率；

第五步，改变加载值，重复上述实验，得出不同压力作用下的粮堆压缩变形及孔隙率。

7.一种粮堆-仓壁界面压力的测试方法，其特征在于：采用权利要求5所述的粮堆测试装置，具体步骤为：

第一步，按待测粮食籽粒的尺寸选择适配的压力计放置于活动底板的凹槽内，压力计与活动底板上表面平齐；

第二步，将压力计引线自引线穿孔穿出，沿活动底板引至测量容器边侧，然后向上从压板侧壁上开设的出线凹槽引出，接入数据采集系统；

第三步，将粮食籽粒倒入测试容器内距侧板顶边缘5mm位置处，摊平；将压板放置于粮食籽粒上；将竖向位移计固定于平台上，竖向位移计的触头与丝杆顶部接触，丝杆下触头放置于定位块的纵向定位凹坑内，观察竖向位移计的读数；

第四步，按实验要求，在加压杠杆的长轴吊索底部加载标准砝码，在短轴端部套设配重用标准砝码，使系统处于加载状态，稳定后读取竖向位移计的数值，同时记录数据采集系统上的值，得出待测粮食的界面压力。