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粮食水分在线检测控制系统的研究

林国栋  
【摘要】: 粮食问题是涉及到每一个国家国计民生的重大课题,解决这一问题的方法除去扩大耕地面积、提高单位面积产量外,粮食的安全储藏显得尤为重要。 粮食干燥是粮食安全储藏的重要环节,它是一个连续的生产过程。其流程是首先将原粮经处理后送入干燥塔,再经过预热、干燥、缓苏,待冷却至常温,达到安全水分14%左右后排出干燥塔。在此过程中,粮食水分在线检测和控制是制约粮食干燥系统的核心技术。由于影响因素复杂,常规方法难以实现在线快速测量。 目前粮食水分测试的方法除去相对比较落后的人工检测外,多依赖于进口设备。综合分析粮食水分的测试仪器的研制与开发过程可以发现,相关产品实验室测试仪器及便携式测试仪器占较大比例,包括袖珍式粮食水分快速测定仪、微波式粮食水分测定仪。但是在线测试仪器相对很少,而且至今还没有一种可以实现粮食干燥过程自动控制的检测系统。 现有国内相关专利均为传感器、测试仪等分立产品,其水分检测方法分为间接法和直接法,测量原理包括电阻式、电容式、微波式、中子源法、称重法等。现有这些方法中,离线式测量精度较高,适用于实验室测量;在线式测量均未提供数据采集及控制功能。 针对目前的粮食水分测试方法及干燥设备的具体情况,本文对颗粒状粮食水分在线检测方法制定、粮食水分检测传感器、数据采集控制器、计算机软件和数据库系统等进行了研究。 通过对实际测量系统的性能测试比较,确定了一种用于颗粒状粮食水分在线检测控制系统。该系统将圆柱型结构的粮食水分检测传感器置于干燥设备的出口、入口处,粮食水分变化导致传感器电容量变化,经过精密的信号采集、转换与处理,完成粮食水分的在线实时检测。该传感器还借助微处理器对测量信号的非线性与温度漂移进行了数字化的修正和补偿。反馈信号输出控制变频器,从而实现控制排粮机构运行转速。根据需 沈阳_「业大学硕士学位论文 要,该系统还可以增加打印千燥机的多个工作参量,实现对料位及热风温度的控制等辅 助功能以及自动报警功能。 本文己经与铁岭市粮食科学研究所合作,组建起适合我国国情的谷物类粮食水分在 线检测控制系统,使之与干燥塔等粮食干燥设备联合使用,实现了粮食干燥过程的实时 自动控制,极大提高了粮食干燥的效率,提高储藏粮食的品质,确保粮食储备安全,最 终实现替代进口产品、占领国内市场的目标。 本课题阶段主要进行了粮食水分在线检测方法制定和传感器研究,数据采集控制和 软件是下一步深入研究内容。


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