CN113075079A - 基于不同运输里程颗粒饲料产生粉化率的预测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于不同运输里程颗粒饲料产生粉化率的预测方法，计算回转装置的转速n₀和测量时间t₀；称取重量为M₀的颗粒饲料放入回转装置内，并根据计算得到的转速n₀和测量时间t₀，设置回转装置的计数器及转速，待测量时间t₀完成后取出回转装置内的物料进行筛分，记录筛分后不含粉的颗粒饲料重量m₀，计算粉化率值即为运输里程K下颗粒饲料产生粉化率的预测值；能准确测算颗粒饲料在不同运输里程下产生的粉化率，简单快捷、预测准确率高。

Description

基于不同运输里程颗粒饲料产生粉化率的预测方法

技术领域

本发明属于饲料检测技术领域，具体涉及一种基于不同运输里程颗粒饲料产生粉化率的预测方法。

背景技术

饲料是养殖业的物质基础，能够保证动物健康、促进动物生长。饲料加工需经过除杂、粉碎、配料计量、混合、热处理、成形等工序。颗粒饲料主要通过制粒机将粉状饲料原料经机械或化学方法聚合成型。但目前饲料厂生产的成品颗粒饲料普遍存在因运输环节的摩擦、碰撞等机械作用而产生粉化的实际问题，颗粒饲料在实际不同运输里程下产生的粉化率差异较大，粉化会造成营养成分的流失、降低饲料品质。目前主要采用回转箱体装置对颗粒饲料的粉化率进行测定，但现有测定方法单一，仅测定颗粒饲料在某固定转速(强度)下产生的粉化率，不能准确预测颗粒饲料在不同运输里程下产生的粉化率，所测定的粉化率数值难以反映实际运输状况。

发明内容

本发明的目的在于针对上述技术的不足，提供一种基于不同运输里程颗粒饲料产生粉化率的预测方法，能准确测算颗粒饲料在不同运输里程下产生的粉化率。

为实现上述目的，本发明所设计的基于不同运输里程颗粒饲料产生粉化率的预测方法，所述预测方法为：

1)根据公式一计算回转装置的转速n₀和测量时间t₀；

公式一：

其中，K为运输里程，n_H为合理测量转速，X为粉化率，i、j取从1到n的整数且i≠j；

2)称取重量为M₀的颗粒饲料放入回转装置内，并根据步骤1)计算得到的转速n₀和测量时间t₀，设置回转装置的计数器及转速，待测量时间t₀完成后取出回转装置内的物料进行筛分，记录筛分后不含粉的颗粒饲料重量m₀，按公式二计算粉化率值即为运输里程K下颗粒饲料产生粉化率的预测值；

公式二：

进一步地，所述步骤1)中公式一的推导过程为：

11)称取重量为M的颗粒饲料放入回转装置内，并设置回转装置的测量时间为t；分别按回转装置转速为n₁、n₂......n_n进行测量，待测量时间t后取出回转装置内的物料进行筛分，记录筛分后不含粉的颗粒饲料重量为：m₁、m₂......m_n，并按公式二计算粉化率值；

转速n_n时产生的粉化率

记录在n₁、n₂......n_n转速下测得的粉化率分别为x_t1、x_t2......x_tn；

12)将粉化率值x_t1、x_t2......x_tn按从小到大排序，将该组数据中，粉化率值中小于最大值60％的剔除(即x<x_max×60％)，剔除后保留的粉化率值所对应的转速即为合理测量转速，合理测量转速记为n_H1、n_H2......n_Hn；

13)称取重量为M的颗粒饲料放入回转装置内，测量在转速为n_H1时，时间分别为t₁、t₂......t_n时产生的粉化率值，计算方式与步骤11)一致，粉化率值记为[x₁₁,x₁₂,......x_1n]；同理可得，测量在转速为n_H2、n_H3......n_Hn时，时间分别为t₁、t₂......t_n时产生的粉化率值，分别记为[x₂₁,x₂₂,......x_2n]、[x₃₁,x₃₂,......x_3n]、......、[x_n1,x_n2,......x_nn]；

14)应用二维插值方法，将步骤13)测得的数据按如下步骤处理：

a将数据[t₁,t₂......t_n]与[x₁₁,x₁₂,......x_1n]一一映射进行插值，得转速为n_H1时，颗粒饲料粉化率随时间的变化函数关系为：

其中i≠j

同理，转速为n_H2、n_H3......n_Hn时，颗粒饲粉化率随时间的变化函数关系分别为：

其中i≠j

......

其中i≠j

b将数据[n_H1,n_H2,n_H3......n_Hn]与函数[f_H1(t),f_H1(t),......f_Hn(t)]一一映射进行插值，得颗粒饲料粉化率X与转速、时间对应的关系函数为：

其中i≠j

15)抽样统计实际平均运输里程为k₁、k₂......k_n时，颗粒饲料产生的平均粉化率值为X₁、X₂、......X_n；将平均粉化率值X₁、X₂、......X_n按从小到大排序，将该数值与前一数值之差小于0.5的数据剔除(即：x-x_前<0.5，则x剔除)，剔除后保留的平均粉化率值所对应的实际平均运输里程为合理实际平均运输里程，将合理实际平均运输里程与剔除后保留的平均粉化率值一一映射进行插值，得在运输里程K与粉化率X之间函数关系为：

其中i≠j

16)联立函数：K＝G(X)、X＝F(n,t)可得，运输里程与测量转速、测量时间之间的函数关系为：

其中，i≠j。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明基于不同运输里程颗粒饲料产生粉化率的预测方法，能准确测算颗粒饲料在不同运输里程下产生的粉化率，简单快捷、预测准确率高。

附图说明

图1为回转装置立体结构示意图；

图2为时间一定时粉化率随转速的变化规律图；

图3为粉化率随转速、时间变化的函数图；

图4为运输里程与颗粒饲料粉化率对应关系的函数图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的描述，以便本领域技术人员理解。

实施例

(1)，如图1所示，称取500g的某饲料厂生产的蛋鸭饲料放置于回转装置的箱体4内，设置时间计数器1的测量时间为8min。分别通过调节变频器3设定回转装置电机2的转速为30r/min、40r/min、50r/min、60r/min、70r/min、80r/min、90r/min进行测量，粉化率结果如表1所示。

表1

(2)结合表1和图2的数据，转速为30r/min、40r/min、80r/min、90r/min时对应的粉化率值明显较小，故剔除上述几组数据。保留转速为50r/min、60r/min、70r/min时对应的数据。

(3)称取500g的蛋鸭饲料放置于回转箱体内，测量当转速分别为50r/min、60r/min、70r/min，时间分别为0.5min、1min、1.5min、2min时产生的粉化率，结果如表2所示。

表2

(4)应用二维插值方法，将表2测得数据按如下步骤处理：

①将转速为50r/min时的数据[0.8,4.1,6.1,7.8]与[2,4,6,8]一一映射进行插值，得：

将转速为60r/min时的数据[1.4,5.2,7.8,9.3]与[2,4,6,8]一一映射进行插值，得：

将转速为70r/min时的数据[1.1,4.6,6.4,7.2]与[2,4,6,8]一一映射进行插值，得：

②将转速数据[50,60,70]与函数[f_H1(t),f_H2(t),f_H3(t)]一一映射进行插值，得颗粒饲料粉化率X与转速、时间对应的关系函数为：

X＝F(n,t)＝(-0.0002t³+0.004t²-0.032t+0.044)n²

+(0.019t³-0.491t²+3.847t-5.33)n

-0.604t³+14.9t²-114.083t+157.7

(5)抽样统计实际运输里程与蛋鸭饲料产生的粉化率关系如表3所示。

表3

选取合理实际平均运输里程51.3km、109.2km、154.2km、214.1km对应的均值数据[2.4,4.8,7.3,8.6]，并将[2.4,4.8,7.3,8.6]与[51.3,109.2,154.2,214.1]，一一映射进行插值，得运输里程K与蛋鸭饲料粉化率X之间函数关系为：

K＝G(X)＝1.393X³-21.453X²+122.41X-138.174

本实施例拟对运输里程为82km、119km、202km时蛋鸭饲料产生的粉化率进行测量。结合图3、图4所示，联立函数G(X)、F(n,t)进行计算：

①将运输里程K为82、119、202分别代入函数K＝G(X)，可对应解得X分别为3.3、5.6、8.4。

②在允许测量误差在5％范围内，将X为3.3±0.1、5.6±0.2、8.4±0.4分别代入X＝F(n,t)，取时间t为数组[2,2.5,3,3.5,4,4.5,5,5.5,6,6.5,7,7.5,8]中的最小值，可解得：

当X＝3.3±0.1时，n＝56～59r/min，t＝3min；

当X＝5.6±0.2时，n＝56～58r/min，t＝4.5min；

当X＝8.4±0.4时，n＝56～64r/min，t＝7min。

③将函数解设置为回转装置对应的工作转速和时间参数，并测量对应参数下蛋鸭饲料产生的粉化率，即为对应运输里程下蛋鸭饲料产生粉化率的预测值(如表4所示)。预测值与实测值误差在5％以内，表明本发明方法可准确对不同运输里程下颗粒饲料产生粉化率进行预测。

表4

Claims (2)

1.一种基于不同运输里程颗粒饲料产生粉化率的预测方法，其特征在于：所述预测方法为：

1)根据公式一计算回转装置的转速n₀和测量时间t₀；

公式一：

其中，K为运输里程，n_H为合理测量转速，X为粉化率，i、j取从1到n的整数且i≠j；

2)称取重量为M₀的颗粒饲料放入回转装置内，并根据步骤1)计算得到的转速n₀和测量时间t₀，设置回转装置的计数器及转速，待测量时间t₀完成后取出回转装置内的物料进行筛分，记录筛分后不含粉的颗粒饲料重量m₀，按公式二计算粉化率值即为运输里程K下颗粒饲料产生粉化率的预测值；

公式二：

2.根据权利要求1所述基于不同运输里程颗粒饲料产生粉化率的预测方法，其特征在于：所述步骤1)中公式一的推导过程为：

11)称取重量为M的颗粒饲料放入回转装置内，并设置回转装置的测量时间为t；分别按回转装置转速为n₁、n₂......n_n进行测量，待测量时间t后取出回转装置内的物料进行筛分，记录筛分后不含粉的颗粒饲料重量为：m₁、m₂......m_n，并按公式二计算粉化率值；

转速n_n时产生的粉化率

记录在n₁、n₂......n_n转速下测得的粉化率分别为x_t1、x_t2......x_tn；

12)将粉化率值x_t1、x_t2......x_tn按从小到大排序，将该组数据中，粉化率值中小于最大值60％的剔除，剔除后保留的粉化率值所对应的转速即为合理测量转速，合理测量转速记为n_H1、n_H2......n_Hn；

13)称取重量为M的颗粒饲料放入回转装置内，测量在转速为n_H1时，时间分别为t₁、t₂......t_n时产生的粉化率值，计算方式与步骤11)一致，粉化率值记为[x₁₁,x₁₂,......x_1n]；同理可得，测量在转速为n_H2、n_H3......n_Hn时，时间分别为t₁、t₂......t_n时产生的粉化率值，分别记为[x₂₁,x₂₂,......x_2n]、[x₃₁,x₃₂,......x_3n]、......、[x_n1,x_n2,......x_nn]；

14)应用二维插值方法，将步骤13)测得的数据按如下步骤处理：

a将数据[t₁,t₂......t_n]与[x₁₁,x₁₂,......x_1n]一一映射进行插值，得转速为n_H1时，颗粒饲料粉化率随时间的变化函数关系为：

其中i≠j

同理，转速为n_H2、n_H3......n_Hn时，颗粒饲粉化率随时间的变化函数关系分别为：

b将数据[n_H1,n_H2,n_H3......n_Hn]与函数[f_H1(t),f_H1(t),......f_Hn(t)]一一映射进行插值，得颗粒饲料粉化率X与转速、时间对应的关系函数为：

15)抽样统计实际平均运输里程为k₁、k₂......k_n时，颗粒饲料产生的平均粉化率值为X₁、X₂、......X_n；将平均粉化率值X₁、X₂、......X_n按从小到大排序，将该数值与前一数值之差小于0.5的数据剔除，剔除后保留的平均粉化率值所对应的实际平均运输里程为合理实际平均运输里程，将合理实际平均运输里程与剔除后保留的平均粉化率值一一映射进行插值，得在运输里程K与粉化率X之间函数关系为：

其中i≠j

16)联立函数：K＝G(X)、X＝F(n,t)可得，运输里程与测量转速、测量时间之间的函数关系为：

其中，i≠j。

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