CN204422004U - 粮仓粮食传感装置、粮仓储粮数量的测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及检测装置技术领域，是一种粮仓粮食传感装置、粮仓储粮数量的测量装置，该粮仓粮食传感装置包括标尺本体，标尺本体上沿高度方向等间距固定安装有不少于两个的位置传感器。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其由人工操作转变为自动化操作，减少了人为主观因素，确保数据客观公正；由实地现场实施测量转变为远程操作，减少了人工操作工作量和人工成本；由人工测量、部分抽查到利用远程监测技术进行全面核查；减少现场实施方式的库存检查，对远程监测出现问题的库点再进行现场检查；在监测结果标准可靠的情况下，减少大量人力、财力、物力的投入；传输非涉密数据，提高了安全保密水平。
Description
技术领域
本实用新型涉及检测装置技术领域，是一种粮仓粮食传感装置、粮仓储粮数量的测量装置。
背景技术
目前，粮食行政管理部门开展粮食库存检查的方法是:利用人工测量方法得到库存检查的基础数据，由基础数据按照一定计算方式测算的库存数量，与台账数据进行比较来判断实际储粮数量是否与台账相符。使用的工具主要有：皮尺、激光测距仪、深层扦样器、粮食水分测定仪、容重器、检验筛等。以平房仓为例，具体操作步骤是：第一步：人工操作皮尺或激光测距仪测量仓房的长度和宽度；第二步：再利用深层扦样器测量仓房储存粮食的实际高度；第三步：计算粮堆体积；第四步：扣除仓房内设备设施占用粮堆体积；第五步：根据已知粮食的容重测算粮食库存数量；第六步：根据水分、杂质、保管年限等数据计算出保管自然损耗、水分减量、杂质减量等粮食保管损耗；第七步：由第五步计算的粮食库存数量加上粮食保管损耗数量得出最终测算数量；第八步：将最终测算数量与库存台账数量比较，若实际测算数量与台账数量误差在±3%以内，则判定其账实相符；第九步：对实虚仓进行判断。
上述现有人工测量方法存在如下不足：1.查库区域广，以新疆地区为例，新疆全区14个地州、88个县市、粮食收储企业120多家，仓储规模500万吨，有储备粮的库点400多个，分布点多面广，交通线长，县库平均间距达140公里，其中伊犁、塔城、喀什、阿克苏等粮食主产区与首府间距达700-1500公里；2.人工测量成本较高，人工测量的方式必须采取现场实施的方式进行，以容量2500吨和5000吨的仓房为例，每栋库人工测量基础数据取样需要1小时，具体检测计算整理数据需要1小时，从基础数据测量到计算出实际数量至少2小时才能完成测量一栋库房，例如检查4个地州及所属4个县市粮食库存企业，其中每个地州各一个州直企业计4个企业，4地州各1个县，每个县2个企业计10个企业，按执法要求和监督的六项内容，每个企业需检查人员14人，每个企业检查时间20天，14个企业合计196人/次，差旅费为196（人/次）×464元（标准）×20（天）＝1818880元，交通费为4个地州，4个组，需4辆车，每个组车辆费用3万元，合计12万元；按照传统的人工测量计算的方式，现有的人员情况只能完成全区粮食收储抽查工作，如全区库点都查到，需检查资金2千万元左右，得不偿失；3.人工测量速度缓慢，耗时耗资耗人力，不可能做到全面检查，只能按比例抽查，人工操作的测量方式，存在诸多的不稳定因素，关键是速度缓慢，若产生有疑问的计算结果，复核更是无法在规定的时间内完成，如果全面对粮食库存自查结果进行核查，比例只能占全部粮食库存的20%，部分粮食主产区只能占到10%；4.库存检查涉密数据的传输问题，在库存检查的过程中，将产生大量的涉粮数据，部分数据为涉密数据，按照保密管理规定，涉密数据必须严格按照相关规定进行传输和管理，目前库存检查数据基本依靠人工的方式来传输，成本高昂且数据的传输存在泄密隐患，省级粮食部门及地区、市以及县级粮食部门也没有充足的粮食监督检查队伍，无法保证监督检查的全面性和完整性，且人工测量的方式，无法保证数据保存的安全和传输的安全。
发明内容
本实用新型提供了一种粮仓粮食传感装置、粮仓储粮数量的测量装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有粮食库存检查存在的人工测量成本高、测量速度缓慢、无法实现全面检查、无法保证数据保存的安全和传输的安全的问题。
本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种粮仓粮食传感装置，包括标尺本体，标尺本体上沿高度方向等间距固定安装有不少于一个以上的位置传感器。
下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：
上述位置传感器为压力传感器。
上述相邻两个位置传感器之间的距离小于等于240mm；或/和，标尺本体上沿高度方向设有刻度线；或/和，位置传感器为电容式压力传感器。
本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其由人工操作转变为自动化操作，减少了人为主观因素，确保数据客观公正；由实地现场实施测量转变为远程操作，减少了人工操作工作量和人工成本；由人工测量、部分抽查到利用远程监测技术进行全面核查；减少现场实施方式的库存检查，对远程监测出现问题的库点再进行现场检查；由定期、集中人工检查到远程、常态化检查，增加了检查的频率以及随机性，提高检查结果的准确性，防止人为干预检查结果；在监测结果标准可靠的情况下，减少大量人力、财力、物力的投入；传输非涉密数据，与传输涉密数据相比，减少了网络及系统建设的投入，提高了安全保密水平，具有安全、省力、简便、高效的特点。
附图说明
附图1为本实用新型第一实施例的俯视剖视结构示意图。
附图2为附图1中所示结构的主视剖视结构示意图。
附图3为附图2中A处的放大结构示意图。
附图4为附图2中B-B向剖视结构示意图。
附图5为附图4中粮仓侧壁受到粮食侧压力的结构示意图。
附图6为本实用新型第二实施例粮仓储粮数量的测量方法的流程示意图。
附图中的编码分别为：1为标尺本体，2为位置传感器，3为粮仓本体，4为第一粮仓粮食传感装置，5为第二粮仓粮食传感装置，6为第三粮仓粮食传感装置，7为第四粮仓粮食传感装置，8为第五粮仓粮食传感装置，9为第六粮仓粮食传感装置，10为第七粮仓粮食传感装置，11为第八粮仓粮食传感装置，箭头C、箭头D、箭头E所指为堆粮线，f为相邻两个压力传感器之间的距离。
具体实施方式
本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：
如附图1、2、3、4、5所示，该粮仓粮食传感装置包括标尺本体1，标尺本体1上沿高度方向等间距固定安装有不少于一个以上的位置传感器2。
可根据实际需要，对上述粮仓粮食传感装置作进一步优化或/和改进：
如附图1、2、3、4、5所示，上述位置传感器2为压力传感器。
如附图1、2所示，上述位置传感器2为电容式压力传感器。
如附图1、2所示，上述相邻两个位置传感器2之间的距离f≤240mm。
优选地，上述标尺本体1上沿高度方向可设有刻度线。
该粮仓粮食传感装置选择电容式压力传感器作为位置传感器2，实现起来比较容易，成本也不高。
电容式压力传感器中的测量元件为电容，电容在其它条件不变的情况下，当改变极板间的距离时电容会随之变化，距离越小电容越大，距离越大电容越小。根据粮食压力特性选择变极距型电容式压力传感器作为测量元器件比较合适，它由两个导体电极组成，通过电极间待测粮食料位高度的变化导致静电容的变化来进行测量的。它的敏感元件形状可做成有棒状、线状和板状。粮仓粮食传感装置为设有电容式压力传感器作为刻度的测量尺，主要功能是判断压力存在的高度值，在标尺刻度上每50 mm设置一个条状的变极距型电容式压力传感器作为压力测量刻度线。每个刻度线都具有单独判断压力是否存在的功能，当某一刻度有来自粮食的侧压力时，对应刻度的电容极板受到挤压，电容就会增大，通过电容值测量电路即可得知该处粮食压力“有”或者“无”，并直接对应粮面高度。这种粮仓粮食传感装置测量不需要计算压力值的大小，为定性测量而非定量测量，这样实现起来就非常容易。
电容式压力传感器主要具备以下优点：1.高阻抗、小功率，电容式压力传感器因带电极板间静电引力极小，因而所需的输入电力很小，输入能量也很低，所以特别适宜用来解决输入能量低的测量问题，例如测量极低或者不够敏感的压力；2.温度稳定性好，传感器的电容值一般与电极材料无关，有利于选择温度系数低的材料，又因本身发热极小，对稳定性影响甚微；3.结构简单，适应性强，待测体是导体或半导体均可，可在恶劣环境中工作，电容式传感器结构简单，易于制造，可做得非常小巧。
当然，位置传感器2还可以采用红外线测距仪、激光测距仪、雷达测距仪等，采用这些位置传感器2的粮仓粮食传感装置也应当包含在本实用新型的保护范围之内。
实施例一：如附图1、2、3、4、5所示，该采用上述粮仓粮食传感装置的粮仓储粮数量的测量装置，包括粮仓本体3，粮仓本体3的侧板内壁上固定安装有粮仓粮食传感装置。
如附图1、2、3、4、5所示，上述粮仓本体3的内腔呈长方体形，粮仓本体3的侧板内壁的四个拐角处分别固定安装有一个粮仓粮食传感装置。内腔呈长方体形的粮仓本体即下文所述的平房仓。
如附图1、2、3、4、5所示，上述粮仓本体3的左侧板内壁上等间距地固定安装有不少于两个的粮仓粮食传感装置，粮仓本体3的右侧板内壁上对应地固定安装有不少于两个的粮仓粮食传感装置。
采用上述粮仓粮食传感装置的粮仓储粮数量的测量装置的特点是：1.两两对比压力值确定位置：通过电容值测量电路即可得知该处粮食压力“有”或者“无”，通过两两对比的方式，当两两对比中一个有压力值、另一个无压力值时，以“有”压力值的高度作为粮面高度；2.每间隔50mm设置一个压力传感器。
根据“粮仓粮食传感装置”的属性，判断具体的储粮面高度，例如在第80刻度值范围h80内有压力数据，第81刻度值h81无压力传感数据，则储粮面高度h可以通过公式计算获得，h=hn×50mm=80×50mm=4000mm=4.0m。
(1)布置方式
根据粮仓仓型确定“粮仓粮食传感装置”的布置，为测量准确性及经济性两方面考虑，布置粮仓粮食传感装置，包括第一粮仓粮食传感装置4、第二粮仓粮食传感装置5、第三粮仓粮食传感装置6、第四粮仓粮食传感装置7、第五粮仓粮食传感装置8、第六粮仓粮食传感装置9、第七粮仓粮食传感装置10、第八粮仓粮食传感装置11，平房仓具体布置位置方式如附图1、2、3、4、5所示。
如附图6所示，采用上述实施例测量装置的粮仓储粮数量的测量方法，按照以下步骤进行：
步骤101，数据采集和传输；
步骤102，粮面高度测量；
步骤103，粮食测量计算数；
步骤104，粮食总损耗计算；
步骤105，粮食检查计算数；
步骤106，粮食库存账实数量判定。
本实用新型实施例二的具体使用过程如下：以15m×52m跨小麦平房仓为例，其中长度为52m，跨度为15m，地笼风道以固定形式排列，总长度为184m，地笼断面形状为r=250mm的半圆，所占体积为固定值。
步骤101，粮仓粮食传感装置获得相应数据，在平房仓内利用线缆将8个粮仓粮食传感装置的数据集中采集到粮仓数据终端，再以无线或有线的方式将数据传输至企业管理终端（PC机或服务器）。
步骤102，粮面高度测量：利用粮仓粮食传感装置得到的数值计算粮面高度的算术平均值：
h=（h 1 +h 2 +h 3 +……+h n ）/n；这里n=8，其中h为粮食平堆高度(m)，h n 为第n个粮仓粮食传感装置测得的粮面高度(m)；
步骤103，粮食测量计算数；
步骤1031，粮食平均密度计算：ρ=ρ r ×k x ×1000‰，式中ρ为粮食平均密度(kg/m 3 )，ρ r 为入仓实测容重(g/l)，k x 为修正系数(1.03-1.05)，假设ρ r =750g/l；k x =1.04，代入ρ=750×1.04×1000‰kg/m 3 =780 kg/m 3 。
步骤1032，粮堆测量体积计算：V=l 0 b 0 h，式中V为粮堆测量体积(m 3 )，l 0 平方仓长度(m)，b 0 为平房仓宽度(m)，h为粮食平堆高度(m)，h由压力粮仓粮食传感装置测量并计算得出。赋值l 0 =52m；b 0 =15m；h=4m，代入V=52×15×4 m 3 =3120m 3 。
步骤1033，地笼占用体积计算：V d =πr 2 h d /2
式中，V d 为地笼占用体积(m 3 )；
r为地笼半径(m)；
h d 为地笼风道总长(m)；
赋值r=0.25m；h d =184m；
代入V d =π×0.25 2 ×184/2m 3 =18.07m 3 ；
步骤1034，粮食测量计算数计算：Q c =ρ(V-V d )
式中，Q c为粮食测量计算数(kg)；
ρ为粮食平均密度(kg/m 3 )；
V为粮堆测量体积(m 3 )；
V d 为地笼占用体积(m 3 )；
赋值ρ=780 kg/m 3 ；V=3120m 3 ；V d = 18.07m 3 ；
代入Q c =780×(3120-18.07) kg=2419505.4kg。
步骤104，粮食总损耗计算：
步骤1041，保管自然损耗计算：
Q
z
=Q
b
×0.2%×Y
式中，Q z 为保管自然损耗(kg)；
Q b 为粮食保管账数量(kg)；
Y为粮食储存年数；
赋值，Q b =2502350kg (假设)；Y=2 (假设)，
代入Q z =2502350×0.2%×2 kg =10009.4 kg。
步骤1042，水分减量计算：
Q
w
=k
j
×Q
b
×Y
式中，Q w 为水分减量(kg)；
Q b 为粮食保管账数量(kg)；
k j 为减量系数(统计经验值，分地区不同，按国粮局测算方法，分地区确定不同数值）
Y为粮食储存年数；
赋值Q b =2502350kg(假设)；k j =0.6%(假设)；Y=2(假设)，
代入Q w =2502350×0.6%×2kg=30028.2kg。
步骤1043，粮食总损耗计算：
Q
s
=Q
z
+Q
w
式中，Q s 为粮食总损耗(kg)；
Q z 为保管自然损耗(kg)；
Q w 为水分减量(kg)；
赋值Q z =10009.4kg；Q w =30028.2kg；
代入Q s =10009.4+30028.2kg =40037.6kg。
步骤105，粮食检查计算数，该数值代表对被查仓粮食入库原始数量的估算结果。
Qj=Qc+Qs
式中，Q j 为粮食检查计算数(kg)；
Q c 为粮食测量计算数(kg)；
Q s 为粮食总损耗(kg)；
赋值Q c =2419505.4kg；Q s =40037.6kg；
代入Q j =2419505.4+40037.6kg =2459543kg。
步骤106，粮食库存账实数量判定。
根据以上计算可得粮食检查计算数Q j ，即代表被查粮仓粮食入库原始数量的估算结果，Q b 为粮食保管账数量。
账实相符情况判断：
S=(Q b -Q j )/Q b ×100%
若S≤±3%认定为账实相符；
式中，S为差率；
Q b 为粮食保管账数量(kg)；
Q j 为粮食检查计算数(kg)；
赋值Q b =2502350kg(假设)；Q j =2459543kg；
代入S=(2502350-2459543)/2502350×100%=1.71%；
S=1.71%≤3%，据此可判断为账实相符，即粮仓中的粮食保管账数量与粮仓中的实际库存相符。
否则，可判断为账实不相符，即粮仓中的粮食保管账数量与粮仓中的实际库存不相符。
实施例二：立筒仓为直径和高度均一定的圆柱体，即内腔呈圆柱体形的粮仓本体为立筒仓，粮仓粮食传感装置垂直于地面并固定安装在立筒仓的内壁上，并且粮仓粮食传感装置的高度大于装粮高度，粮仓粮食传感装置的安装数量为一个以上。如附图6所示，下面以立筒仓为例，说明采用上述实施例一所述的测量装置的粮仓储粮数量的测量方法，按照以下步骤进行：
步骤101，数据采集和传输；
步骤102，粮面高度测量；
步骤103，粮食测量计算数；
步骤104，粮食总损耗计算；
步骤105，粮食检查计算数；
步骤106，粮食库存账实数量判定。
上述在步骤101中，利用粮仓粮食传感装置采集粮面高度数据，并将反映粮面高度数据的电信号利用线缆集中收集到粮仓数据终端，再以无线或/和有线的方式将数据传输至企业管理终端；
在步骤102中，利用粮仓粮食传感装置测得的数值计算粮面高度的算术平均值h=（h 1 +h 2 +h 3 +……+h n ）/n，式中，h为粮食平堆高度(m)，h n 为第n个粮仓粮食传感装置测得的粮面高度(m)；
在步骤103中，按照以下步骤进行：
步骤1031，粮食平均密度计算ρ=ρ r ×k x ×1000‰，式中，ρ为粮食平均密度(kg/m 3 )；ρ r 为入仓实测容重(g/l)；k x 为修正系数(1.03-1.05)；假设ρ r =750g/l；k x =1.04；代入ρ=750×1.04×1000‰kg/m 3 =780 kg/m 3 ；
步骤1032，粮堆测量体积计算V=πr 2 h，式中，V为粮堆测量体积(m 3 )；r为立筒仓半径(m)；h为粮食平堆高度(m)；假设r=4 m，h=17.5 m，代入V=π×4 2 ×17.5 m 3 =879.2m 3 ；
步骤1033，粮食测量计算数计算Q c =ρV，式中，ρ为粮食平均密度(kg/m 3 )；V为粮堆测量体积(m 3 )；将ρ=780 kg/m 3 ，V=1004.8m 3 代入Q c =780×879.2 kg= 685776kg；
在步骤104中，按照以下步骤进行：
步骤1041，保管自然损耗计算Q z =Q b ×0.2%×Y
式中，Q z 为保管自然损耗(kg)；
Q b 为粮食保管账数量(kg)；
Y为粮食储存年数；
赋值Q b =701522kg (假设)；Y=2 (假设)；
代入Q z =701522×0.2%×2 kg =2806 kg；
步骤1042，水分减量计算Q w = k j ×Q b ×Y
式中，Q w 为水分减量(kg)；
Q b 为粮食保管账数量(kg)；
k j 为减量系数(统计经验值，分地区不同)；
Y为粮食储存年数；
赋值Q b =701522kg (假设)；k j =0.6% (假设)；Y=2 (假设)；
代入Q w =701522×0.6%×2 kg =8418.26kg；
步骤1043，粮食总损耗计算Q s =Q z +Q w ；
式中，Q s 为粮食总损耗(kg)；
Q z 为保管自然损耗(kg)；
Q w 为水分减量(kg)；
赋值Q z =2806kg；Q w =8418.26kg；
代入Q s =2806+8418.26kg =11224.26kg；
在步骤105中，粮食检查计算数计算公式Q j =Q c +Q s
式中，Q j 为粮食检查计算数(kg)；
Q c 为粮食测量计算数(kg)；
Q s 为粮食总损耗(kg)；
数值Q c =685776kg；Q s =11224.26kg；
代入Q j =685776+11224.26kg =697000.26kg；
在步骤106中，账实相符情况判断公式S=(Q b - Q j )/ Q b ×100%；
若S≤±3%，则认定为账实相符；
式中，S为差率；
Q b 为粮食保管账数量(kg)；
Q j 为粮食检查计算数(kg)；
数值Q b =701522kg (假设)；Q j =697000.26kg；
代入S=(701522-697000.26)/ 701522×100%=0.64%；
S=0.64%≤3%，据此可判断为帐实相符，即粮仓中的粮食保管账数量与粮仓中的实际库存相符。
否则，可判断为账实不相符，即粮仓中的粮食保管账数量与粮仓中的实际库存不相符。
以上技术特征构成了本实用新型的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
根据上述实施例可知：本实用新型的粮仓粮食传感装置及粮仓储粮数量的测量装置具有结构合理而紧凑的特点。本实用新型粮仓储粮数量的测量方法，其由人工操作转变为自动化操作，减少了人为主观因素，确保数据客观公正；由实地现场实施测量转变为远程操作，减少了人工操作工作量和人工成本；由人工测量、部分抽查到利用远程监测技术进行全面核查；减少现场实施方式的库存检查，对远程监测出现问题的库点进行现场检查；由定期、集中人工检查到远程、常态化检查，增加了检查的频率以及随机性，提高检查结果的准确性，防止人为干预检查结果；在监测结果标准可靠的情况下，减少大量人力、财力、物力的投入；传输非涉密数据，与传输涉密数据相比，减少了网络及系统建设的投入，提高了安全保密水平，具有安全、省力、简便、高效的特点。
Claims (6)
1.一种粮仓粮食传感装置，其特征在于包括标尺本体，标尺本体上沿高度方向等间距固定安装有不少于一个以上的位置传感器。
2.根据权利要求1所述的粮仓粮食传感装置，其特征在于位置传感器为压力传感器。
3.根据权利要求2所述的粮仓粮食传感装置，其特征在于相邻两个位置传感器之间的距离小于等于240mm；或/和，标尺本体上沿高度方向设有刻度线；或/和, 位置传感器为电容式压力传感器。
4.一种采用如权利要求1或2或3所述的粮仓粮食传感装置的粮仓储粮数量的测量装置，其特征在于包括粮仓本体，粮仓本体的侧板内壁上固定安装有粮仓粮食传感装置。
5.根据权利要求4所述的粮仓储粮数量的测量装置，其特征在于粮仓本体的内腔呈长方体形或圆柱体形，长方体形的粮仓本体的侧板内壁的四个拐角处分别固定安装有一个粮仓粮食传感装置。
6.根据权利要求5所述的粮仓储粮数量的测量装置，其特征在于长方体形的粮仓本体的左侧板内壁上等间距地固定安装有不少于两个的粮仓粮食传感装置，长方体形的粮仓本体的右侧板内壁上对应地固定安装有不少于两个的粮仓粮食传感装置。
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|---|---|---|---|
| CN201520056195.1U CN204422004U (zh) | 2015-01-27 | 2015-01-27 | 粮仓粮食传感装置、粮仓储粮数量的测量装置 |
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| CN201520056195.1U CN204422004U (zh) | 2015-01-27 | 2015-01-27 | 粮仓粮食传感装置、粮仓储粮数量的测量装置 |
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| CN (1) | CN204422004U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104729618A (zh) * | 2015-01-27 | 2015-06-24 | 新疆维吾尔自治区粮油科学研究所 | 粮仓粮食传感装置、粮仓储粮数量的测量装置和测量方法 |
| US20230184575A1 (en) * | 2021-12-14 | 2023-06-15 | Cnh Industrial America Llc | Systems and methods for detecting fill-levels in crop transport receptacles using capacitance-based sensor assemblies |
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2015
- 2015-01-27 CN CN201520056195.1U patent/CN204422004U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN104729618A (zh) * | 2015-01-27 | 2015-06-24 | 新疆维吾尔自治区粮油科学研究所 | 粮仓粮食传感装置、粮仓储粮数量的测量装置和测量方法 |
| US20230184575A1 (en) * | 2021-12-14 | 2023-06-15 | Cnh Industrial America Llc | Systems and methods for detecting fill-levels in crop transport receptacles using capacitance-based sensor assemblies |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |