CN111536910A - 一种基于超声波的粮食输送机物料横截面积检测计算方法 - Google Patents

一种基于超声波的粮食输送机物料横截面积检测计算方法 Download PDF

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张立新
叶天迟
于静
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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Abstract

本发明涉及粮食输送机技术领域，尤其涉及一种基于超声波的粮食输送机物料横截面积检测计算方法，包括以下步骤：S1、在输送机传送带上方安装传感器安装支架；S2、记录传感器安装支架的水平杆体与输送机传送带底面之间的最小距离；S3、初步计算承载物料的高度；S4、计算出粮食输送机的物料横截面积S，该检测计算方法相对简单、精度较高、易于实现，适用于粮库带式输送机运送玉米、大豆、水稻等颗粒状物料时的横截面积检测与计算，为带式输送机的瞬时流量测算和运行节能控制奠定了理论基础，具有较高的实用价值。

Description

一种基于超声波的粮食输送机物料横截面积检测计算方法
技术领域
本发明涉及粮食输送机技术领域，尤其涉及一种基于超声波的粮食输送机物料横截面积检测计算方法。
背景技术
带式输送机是现代化生产过程中能连续运送物料的常用机械设备，由于具有运量大、运距远、能耗小、运费低、效率高等优点在粮食烘干、加工等行业中得到了广泛应用。由于输送机生产计量和节能控制的需求，瞬时流量自动检测意义重大。目前，带式输送机的物料瞬时流量检测通常技术手段有三种：接触式电子皮带秤、激光扫描测距仪和CCD照相机成像仪。采用电子皮带秤检测带式输送机粉体物料流量方法的优点是：在物料质量分布均匀时，瞬时流量测量精度较高，但在输送带颠簸、物料分布不均匀、超载或轻载时，瞬时流量测量精度会显著下降。利用激光扫描测距仪检测带式输送机物料流量的方法，能够获得较高的测量精度，但由于激光测距系统结构复杂、价格昂贵、不易于推广使用。利用CCD照相机成像仪检测带式输送机物料流量的方法，测量精度高达95％，但是易受粉尘影响，对工作环境要求较高，不适合粮食行业的现场作业。
超声波技术属于一种非接触测量方法，具有较好的方向性和穿透性，广泛应用于探伤、测厚、测距、成像及流量检测等技术领域。本发明专利涉及一种基于超声波测距原理，采用三个超声波传感器检测输送带上的物料轮廓，通过构建的数学模型即可计算出物料的横截面积，再结合物料的运送速度就可计算出粮食输送机上的谷物瞬时流量。该方法具有测量精度较高、抗干扰能力强、成本造价低、易于安装维护等特点，适用于粮库带式输送机运送玉米、大豆、水稻等颗粒状物料时的流量测算和节能控制。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于超声波的粮食输送机物料横截面积检测计算方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于超声波的粮食输送机物料横截面积检测计算方法，包括以下步骤：
S1、在输送机传送带上方安装传感器安装支架，然后在传感器安装支架的水平杆体上安装超声波收发一体化传感器，将超声波收发一体化传感器分别记作TR1、TR2和TR3，其中TR1位于输送机传送带的中心轴线上，TR2和TR3依次等距安装在TR1的左侧或者右侧；
S2、将传感器安装支架的水平杆体与输送机传送带底面之间的最小距离记作H0，将TR1与承载物料上端面之间的最小距离记作H1，将TR2与承载物料上端面之间的最小距离记作H2，将TR3与承载物料上端面之间的最小距离记作H3；
S3、初步计算承载物料的高度，其中h1为TR1正下方承载物料的计算高度：h1＝H0-H1，其中h2为TR2正下方承载物料的计算高度：h2＝H0-H2，其中h3为TR3正下方承载物料的计算高度：h3＝H0-H3；
S4、计算出粮食输送机的物料横截面积S：
Figure BDA0002470949530000031
其中，
Figure BDA0002470949530000032
Figure BDA0002470949530000033
Figure BDA0002470949530000034
优选的，所述S4中，θ为谷物运行堆积角，λ为输送机侧部托辊与输送机底部托辊的水平夹角。
优选的，所述S4中，当承载物料的种类固定时，θ和λ均为常数。
优选的，所述S2中，H0为超声波在输送机传送带无料时的探测距离。
本发明的有益效果是：该检测计算方法相对简单、精度较高、易于实现，适用于粮库带式输送机运送玉米、大豆、水稻等颗粒状物料时的横截面积检测与计算，为带式输送机的瞬时流量测算和运行节能控制奠定了理论基础，具有较高的实用价值。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于超声波的粮食输送机物料横截面积检测计算方法的原理示意图；
图2为本发明提出的一种基于超声波的粮食输送机物料横截面积检测计算方法的物料横截面积的几何图形。
图中：1超声波收发一体化传感器、2传感器安装支架、3输送机侧部托辊、4输送机底部托辊、5输送机传送带、6承载物料。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-2，一种基于超声波的粮食输送机物料横截面积检测计算方法，包括以下步骤：
S1、在输送机传送带5上方安装传感器安装支架2，然后在传感器安装支架2的水平杆体上安装超声波收发一体化传感器1，将超声波收发一体化传感器1分别记作TR1、TR2和TR3，其中TR1位于输送机传送带5的中心轴线上，TR2和TR3依次等距安装在TR1的左侧或者右侧；
S2、将传感器安装支架2的水平杆体与输送机传送带5底面之间的最小距离记作H0，将TR1与承载物料6上端面之间的最小距离记作H1，将TR2与承载物料6上端面之间的最小距离记作H2，将TR3与承载物料6上端面之间的最小距离记作H3；
S3、初步计算承载物料6的高度，其中h1为TR1正下方承载物料6的计算高度：h1＝H0-H1，其中h2为TR2正下方承载物料6的计算高度：h2＝H0-H2，其中h3为TR3正下方承载物料6的计算高度：h3＝H0-H3；
S4、计算出粮食输送机的物料横截面积S：
Figure BDA0002470949530000051
其中，
Figure BDA0002470949530000052
Figure BDA0002470949530000053
Figure BDA0002470949530000054
进一步的，S4中，θ为谷物运行堆积角，λ为输送机侧部托辊3与输送机底部托辊4的水平夹角。
进一步的，S4中，当承载物料的种类固定时，θ和λ均为常数，即玉米、大豆、水稻等颗粒状物料的谷物运行堆积角θ和输送机侧部托辊3与输送机底部托辊4的水平夹角λ基本为固定的，通过测量后可以重复使用。
进一步的，S2中，H0为超声波在输送机传送带5无料时的探测距离。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于超声波的粮食输送机物料横截面积检测计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在输送机传送带上方安装传感器安装支架，然后在传感器安装支架的水平杆体上安装超声波收发一体化传感器，将超声波收发一体化传感器分别记作TR1、TR2和TR3，其中TR1位于输送机传送带的中心轴线上，TR2和TR3依次等距安装在TR1的左侧或者右侧；
S2、将传感器安装支架的水平杆体与输送机传送带底面之间的最小距离记作H0，将TR1与承载物料上端面之间的最小距离记作H1，将TR2与承载物料上端面之间的最小距离记作H2，将TR3与承载物料上端面之间的最小距离记作H3；
S3、初步计算承载物料的高度，其中h1为TR1正下方承载物料的计算高度：h1＝H0-H1，其中h2为TR2正下方承载物料的计算高度：h2＝H0-H2，其中h3为TR3正下方承载物料的计算高度：h3＝H0-H3；
S4、计算出粮食输送机的物料横截面积S：
Figure FDA0002470949520000011
其中，
Figure FDA0002470949520000012
Figure FDA0002470949520000013
Figure FDA0002470949520000014
2.根据权利要求1所述的一种基于超声波的粮食输送机物料横截面积检测计算方法，其特征在于，所述S4中，θ为谷物运行堆积角，λ为输送机侧部托辊与输送机底部托辊的水平夹角。
3.根据权利要求2所述的一种基于超声波的粮食输送机物料横截面积检测计算方法，其特征在于，所述S4中，当承载物料的种类固定时，θ和λ均为常数。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于超声波的粮食输送机物料横截面积检测计算方法，其特征在于，所述S2中，H0为超声波在输送机传送带无料时的探测距离。
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