谷物干燥水分在线测量系统设计

为了实现谷物干燥过程中水分值的精确控制,建立了一种适用于干燥机的谷物干燥水分在线测量系统。该系统基于电阻法测量原理,采用具有碾碎、挤压、测阻多重作用的螺旋式测阻机构采集信号,通过温度补偿与电路环境温度恒定相结合的方法避免温度对测量精度的影响,并以STC89C52单片机为核心完成数据采集、运算、显示及干燥机工作状态的控制。     

水分在线测量仪器在谷物干燥过程中的应用

谷物干燥过程的自动控制对保证谷物烘后品质,降低干燥作业成本及提高生产率具有重要意义,而快速、准确地测量谷物水分是实现谷物干燥过程自动控制的关键。谷物水分测量的主要方法可分为直接测量和间接测量两大类。直接法是通过干燥或化学反应直接测得谷物绝对水分含量的一种方法,其测量精度高,但测量时间长,可作为基准法用于谷物水分测定仪的检验和标定;间接法是通过测量与谷物水分变化相关的物理量的变化,来间接测量谷物水分含量的方法,特点是测量速度快,适用于干燥过程中谷物的在线检测。     

流动谷物含水率测量模型及其影响因素

对影响电容法测量流动谷物含水率的主要因素进行了试验研究，提出了消除影响因素的方法，并建立了物料含水率动态测量的数学模型，对小麦的试验结果表明：与标准烘箱法相比，测量误差小于０．３０％     

谷物干燥过程中的在线测水

论述了在线测水在大、中型谷物干燥机生产过程中所起的重要作用，并分析了几种常见测水装置的性能和特点。     

谷物含水率在线测试系统的研究

从理论上分析了利用电容法进行谷物含水率测量时，所测电容量与其影响因素之间的定量关系，研制成功了一种不受谷物堆积密度变化影响的谷物含水率在线测试系统，并利用该系统对小麦、玉米做了研究试验，建立了测量频率与谷物含水率之间的数学关系模型。试验数据表明：与标准烘箱法相比，该系统的最大测量误差小于０．７０％。此系统为谷物含水率在线测试提供了可行方法。     

谷物在线水分传感器的研究

在利用干燥机进行长时间、高降水率谷物干燥过程中,如何进行不同环境条件下、不同谷物含水率的精确在线测量,对于及时和准确地调整干燥机的工作状态、实现谷物合理干燥和粮食储藏具有重要意义。为此,以谷物含水率测量为核心,对常用的含水率测量原理和方法进行归纳和总结,并结合我国谷物干燥条件和传感器的发展趋势,指出我国谷物含水率测量传感器未来应向高精度、大测量范围、自动化、微型化、多功能化及智能化方向发展。     

谷物干燥机自动监测系统的研究

根据谷物干燥机的结构、工作状态和工作环境等特点，对谷物干燥机内谷物的温度及水分进行在线监测，完成了监测系统硬件系统的设计，实现了干燥机的实时数据采集及控制。     

谷物干燥过程参数在线检测与智能预测控制

在分析了谷物干燥过程热工特性及影响干燥机出口谷物含水量的关键因素基础上，提出了谷物含水量在线检测和模糊神经网络预测控制方法，开发了谷物参数在线检测与智能预测控制软件，解决了谷物干燥过程含水量预测控制问题。     

谷物干燥机自动控制系统的设计

根据谷物烘干的基本原理，对谷物干燥机内谷物的温度和水分进行在线监测，完成了监控系统的硬件和软件设计，实现了系统的自动控制。     

谷物干燥仿人智能控制系统

针对具有非线性、大滞后和复杂性等特点的谷物干燥过程,研究了一种连续式谷物干燥机的仿人智能控制系统。利用出机粮食含水率偏差以及偏差的变化率作为控制器输入,控制器可根据含水率偏差的极值在线调整比例增益,进而输出排粮电动机期望转速。应用虚拟仪器开发平台LabVIEW和数据采集卡并结合传感器,设计出了该智能控制器的软件和硬件系统。试验结果基本符合仿人智能控制规则,表明该控制器的实时有效性较好。     

基于平衡水分模型的稻谷含水率实时监测系统

基于静力学谷物平衡水分模型,利用无线传感器网络及嵌入式技术设计了仓储中稻谷含水率实时监测系统.通过试验验证改进Henderson、改进Chung-Pfost和改进Owin模型及对应参数的稻谷含水率预测误差和精度,结果表明改进Chung-Pfost模型具有准确预测的精度,且当参数A=363.06、B=0.1804、C=26.674时该模型的预测精度较高.通过测试传感器节点的传输质量,表明系统能够实现数据稳定的传输.     

主动屏蔽式平面探头水分在线传感器研究

设计了一种主动屏蔽的平面探头水分在线电容传感器.硬件方面设计了主动屏蔽式极板,从敏感区域聚集电场,减小了杂散电容对传感器测量精度的影响;平面探头及其传感器振荡电路避免了屏蔽极板对驱动极板的影响.有限元法分析表明,主动屏蔽极板的采用提高了传感器测量精度和灵敏度.软件方面由谷物含水率测量试验装置进行了一系列试验,实现了测试水分时温度自动补偿,其含水率测试的相对误差由传统传感器的5%降低到1%. 鉴定结果表明,此谷物含水率传感器相对误差在±1%范围内,含水率测量范围6%～36%,适用温度范围-10～80℃,基本克服了传统国产电容水分传感器精度低、温度影响大、安装困难等缺点.     

种子含水率在线测量系统

根据种子含水率的测量要求，研制了一种可同时测量电容、质量和温度3个参量的装置和测量电路。该测量系统的机械装置由2个同心圆筒组成，内筒的旋转运动实现被测种子的动态喂料。采用抗寄生电容效应的开关电容电路测量上、下极板之间的电容；下极板同时也是称量平台；温度传感器测量种子的温度。3个测量值经A／D转换电路以数字量输出。分别用3个电路单独测量已知的电容、质量和温度，以及不同温度和相对湿度条件下对电容测量值的影响，并据此分析了各测量单元的精度、可靠性和可行性。     

高湿稻谷多段逆流干燥缓苏解析模型研究

为了获得高湿稻谷逆流干燥层内的水分分布,实现干燥过程动态跟踪和调控,基于干燥水分扩散模型和深层干燥质量平衡方程,在线解析稻谷逆流干燥水分变化,给出了稻谷多段逆流干燥、缓苏复杂工艺条件下,层内含水率分布及干燥速率解析式,验证了风量谷物比为4,温度50℃的热风流过0.5 m厚的逆流层后,仍具有较强的干燥能力,解析结果与实测的干燥机出粮口水分偏差在±0.5%范围内,证实了解析模型的可靠性。     

热泵干燥过程中竹荚鱼水分迁移特性

以竹荚鱼为试验材料,对热泵干燥过程中鱼片的内部温度分布和水分迁移特性进行了研究.结果表明:热泵干燥过程的大部分时段中(干燥中、后期),竹荚鱼片内部温度分布比较均匀,基本未呈现出整体性的温度梯度.干燥过程中,竹荚鱼片沿厚度方向存在含水率梯度,并且随着干燥温度、风速的变化而变化.热泵干燥前期,鱼体干燥速度取决于鱼体表面水分蒸发的速度;干燥后期,干燥速度取决于鱼体内部水分移动的速度.热泵干燥过程中,竹荚鱼片的水分迁移主要是含水率梯度的作用.     

基于电容式湿度传感器的植物粉料含水率测量

提出了一种基于电容式湿度传感器的植物粉料含水率测量方法。由电容式湿度传感器和数据采集卡组成的测量系统获取植物粉料含水率数据,应用一阶差分法剔除奇异值后,通过惯性滤波法处理数据。由菊花粉含水率的13个测量值与烘干法测得的真值对比试验结果可知,测量值与真值之间的最大相对误差为1.61%,平均相对误差为0.76%,均小于5%(测量样品数为5时置信区间为95%),表明该方法能够用于测量低水分植物粉料的含水率。     

基于电容法的稻谷含水率检测

为快速准确测量稻谷含水率,设计了一种单一平面电容传感器探头,并应用电容数字转换芯片AD7150设计转换电路.传感器探头将稻谷含水率转换成电容,转换电路将电容模拟量转换成数字量,经单片机处理后获得稻谷含水率.对传感器进行了标定试验和温度特性试验,结果表明稻谷含水率在8％ ～ 23％的范围里,含水率预测误差为±0.8％;温度在12 ～33℃范围内,稻谷含水率为12.86％时,温度漂移量为0.2％/℃.     

基于分形理论的马铃薯干燥过程水分输运特征分析

基于马铃薯内部结构的异质性和分布随机性,利用分形特性模拟了在干燥过程中的水分输运过程。结果发现结合收缩和分形现象的模型呈无收缩现象连续介质模型更接近实验值,且分形模型的内部压力分布没有出现像连续模型呈比例逐层下降的现象。包括收缩的分形模型与孔的连通性、孔隙率、面积分形维数和孔最小最大直径比值成正比,与迂曲分形维数和迂曲度成反比。     

牧草固定深层太阳能干燥的试验

在由太阳能集热器、干燥塔、鼓风机和测试系统组成的试验台上进行了实时天气状态下的紫花苜蓿太阳能深层干燥试验。试验中将牧草分3层,每层高度1．2m,以便获得不同干燥介质状态,研究了介质状态与牧草温度、含水率的关系。结果表明,太阳能实时干燥过程中干燥介质状态受天气因素影响,而牧草温度及含水率变化与介质温度、相对湿度及牧草所处的位置有关。沿气流方向离介质入口近处温度高,在同一截面处,距干燥塔墙体近处温度高,中线附近温度低。深层干燥过程中不同部位牧草干燥速率不同,草堆边缘干燥速度快,草堆深处干燥速度缓慢;在相同空气流量情况下．介质温度高、相对湿度低时．牧草与介质温差大．有利于干燥。