一種利用氣輔法的散物料水分在線檢測儀的誤差消除方法和裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用氣輔法的散物料水分在線檢測儀的誤差消除方法和裝置，方法包括將所述散物料從加工設(shè)備自動連續(xù)取出后，利用適當(dāng)流速的氣流消除散物料顆粒表面水膜后進(jìn)入水分傳感單元。裝置包括連接口，其連接所述加工裝備的出料口或中間部位；暫儲段，其安裝在所述連接口和水分傳感單元入口之間，所述暫儲段用于散物料通過；進(jìn)風(fēng)單元，其安裝在暫儲段的一側(cè)，所述進(jìn)風(fēng)單元引入橫向或斜向風(fēng)進(jìn)入或引出所述暫儲段；其中，所述暫儲段上相對于所述進(jìn)風(fēng)單元的一側(cè)安裝通風(fēng)孔。本發(fā)明的誤差消除方法和裝置能夠消除表面水膜引起的水分含量檢測誤差，可去除加工后散物料顆粒表面及測量傳感器表面存在的凝結(jié)、吸附水膜，從而提高測量的精度和穩(wěn)定性。
【專利說明】
一種利用氣輔法的散物料水分在線檢測儀的誤差消除方法和 裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種水分在線檢測誤差消除的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用氣輔法的 散物料水分在線檢測儀的誤差消除方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 谷物等散物料在加工裝備進(jìn)行加工時需實(shí)時檢測散物料的水分，便于散物料加工 裝備調(diào)整加工溫度等工藝參數(shù)，所以水分在線檢測裝備對作業(yè)質(zhì)量至關(guān)重要。
[0003] 電測法是常用的散物料水分在線檢測方法。其優(yōu)點(diǎn)是體積小、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、 方便維護(hù)、易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)式在線測量。其缺點(diǎn)是測量精度和穩(wěn)定性，受環(huán)境溫度、濕度以及 自身特性的影響很大。申請者在大量的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致這個嚴(yán)重缺點(diǎn)的主要原因是，待測 量物料表面及測量傳感器表面都存在吸附水膜，水膜存在影響接觸檢測的介電常數(shù)，從而 影響測量的精度和穩(wěn)定性。
[0004] 中國專利201410123227.5"一種電容式谷物水分在線檢測方法及裝置"，其方法是 顆粒狀谷物自由灑落并堆積在進(jìn)料控制器的集料斗內(nèi)，然后電機(jī)帶動排料滾輪勻速轉(zhuǎn)動把 集料斗中的谷物均勻送入基于平行極板浮地電容原理的谷物電容傳感器的腔體內(nèi)部，待裝 到設(shè)定量后，停止往谷物電容傳感器的腔體送被測谷物，接著主控器在靜止?fàn)顟B(tài)下采集此 時的谷物溫度和電容值，并根據(jù)預(yù)先標(biāo)定的回歸公式計(jì)算出被測谷物的含水率，待測量結(jié) 束后，主控器啟動排糧機(jī)構(gòu)排清谷物電容傳感器內(nèi)的已測谷物，如此循環(huán)測量。
[0005] 中國專利200910007661.6"一種微波在線式糧食水分檢測裝置及其方法"，公開了 一種微波在線式糧食水分檢測裝置及其方法，其中該裝置包括順次連接的微控制器、接口 電路、計(jì)算機(jī)，其還包括:高頻信號發(fā)生器，用于產(chǎn)生高頻信號；高頻信號接收器，用于拾取 透射過糧食的高頻信號;信號調(diào)理與檢測電路，用于對高頻信號接收器拾取的高頻信號、透 射糧食前的高頻信號進(jìn)行幅值和相位差分檢測，并將獲取的水分檢測結(jié)果通過微控制器、 接口電路傳送至計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)根據(jù)密度補(bǔ)償算法對水分檢測結(jié)果進(jìn)行密度補(bǔ)償。
[0006] 中國專利200610123461.3"一種檢測谷物含水率的方法及其裝置"，其檢測方法是 首先將谷物送入一對作相向轉(zhuǎn)動且施加有電勢差的壓輥傳感器中；并通過轉(zhuǎn)換得到谷物的 實(shí)時電阻等效電壓時序變化曲線;通過解析所述曲線圖的特征峰高或峰面積，計(jì)算得到谷 物含水率;并進(jìn)行溫度補(bǔ)償，最后得到補(bǔ)償后的谷物含水率。其檢測裝置主要包括壓輥傳感 器、溫度計(jì)、測量電路和輸出顯示器。
[0007] 上述發(fā)明的水分在線檢測儀和方法中因散物料表面存在"水膜"而影響接觸檢測 的介電常數(shù)，大大影響在線檢測儀測量的精度和穩(wěn)定性，因"水膜"而導(dǎo)致的相對誤差達(dá)到 10%-50%，從而影響散物料加工設(shè)備對散物料的處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明目的是提供一種利用氣輔法的散物料水分在線檢測儀的誤差消除方法，散 物料進(jìn)入水分傳感單元前，利用氣輔法向散物料表面吹以適當(dāng)流速的氣流以除掉散物料表 面的水膜，消除表面水膜引起的散物料水分含量檢測誤差。
[0009] 本發(fā)明還有一個目的是提供一種氣輔法，根據(jù)溫度和濕度計(jì)算散物料表面的水膜 厚度，調(diào)整散物料表面的氣流流速從而精確消除散物料表面的水膜，避免氣流過小難以消 除水膜或氣流過大而帶走散物料內(nèi)部水分，提高檢測精度。
[0010] 本發(fā)明還有一個目的是提供一種散物料水分在線檢測儀的誤差消除裝置，進(jìn)風(fēng)單 元精確去除散物料表面水膜，提高在線檢測儀的精度。
[0011] 本發(fā)明還有一個目的是提供散物料水分在線檢測儀，其安裝有誤差消除裝置，利 用誤差消除裝置去除散物料表面水膜后再在線測量水分，防止過量脫水或未完全除掉水膜 而引起的測量誤差，提尚檢測精度。
[0012] 為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種利用氣輔法的散物料水 分在線檢測儀的誤差消除方法，所述散物料從加工設(shè)備中自動連續(xù)取出后，利用氣流消除 散物料表面水膜后進(jìn)入水分傳感單元。
[0013] 優(yōu)選的是，所述氣輔法包括:調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)單元的氣流流速消除所述散物料表面的水 膜。
[0014] 優(yōu)選的是，所述調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)單元的氣流流速的方法包括：
[0015] 步驟1:根據(jù)溫度和濕度計(jì)算散物料表面的水膜厚度S :
[0016] 當(dāng) Ts<0，S = 2 ? 4039 X 10-7 X e。.0()4XAT
[0017] 當(dāng)0彡Ts< 15，S = 1 ? 〇〇〇5 X 10-7 X e0.052XAT
[0018] 當(dāng) 15 彡 Ts<30，S = 1.214X10-5XHXe0.044XAT
[0019] 其中，Ts為在線檢測儀外環(huán)境溫度;H為環(huán)境的相對濕度；AT為線檢測儀內(nèi)溫度Td 與環(huán)境溫度Ts的差值；
[0020 ]步驟2、根據(jù)水膜厚度5調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)單元的氣流流速Vt:
[0022]其中，總為進(jìn)風(fēng)單元的標(biāo)準(zhǔn)通風(fēng)量，s為進(jìn)風(fēng)口面積。
[0023]優(yōu)選的是，所述散物料消除表面水膜后進(jìn)入水分傳感單元檢測其水分，所述水分 傳感單元采用電容法、微波法、射頻法或近紅外法在線檢測所述散物料水分。
[0024]本發(fā)明的個目的通過一種利用氣輔法的散物料水分在線檢測儀的誤差消除裝置 來實(shí)現(xiàn)，所述誤差消除裝置安裝在散物料加工裝備和水分傳感單元之間，所述誤差消除裝 置能夠消除所述散物料表面水膜。
[0025]優(yōu)選的是，所述誤差消除裝置包括：
[0026]連接口，其連接所述加工裝備的出料口；
[0027] 暫儲段，其安裝在所述連接口和水分傳感單元入口之間，所述暫儲段用于散物料 通過；
[0028] 進(jìn)風(fēng)單元，其安裝在暫儲段的一側(cè)，所述進(jìn)風(fēng)單元將橫向或斜向風(fēng)引入或引出所 述暫儲段；
[0029] 其中，所述暫儲段上相對于所述進(jìn)風(fēng)單元的一側(cè)安裝通風(fēng)孔。
[0030] 本發(fā)明的目的還可通過一種散物料水分在線檢測儀來實(shí)現(xiàn)，所述檢測儀安裝有利 用氣輔法的誤差消除裝置。
[0031] 優(yōu)選的是，還包括水分傳感單元，所述水分傳感單元采用電容法、微波法、射頻法 或近紅外法在線檢測散物料水分。
[0032] 優(yōu)選的是，所述水分傳感單元包括：
[0033] 進(jìn)料收口，其密封連接所述誤差消除裝置暫儲段的出口，其用于承接流出所述誤 差消除裝置的散物料；
[0034] 檢測單元，其連接進(jìn)料收口，所述檢測單元用于檢測所述散物料的水分；
[0035] 出料收口，其固定連接所述檢測單元，所述出料收口為從所述檢測單元流出的散 物料出口。
[0036] 優(yōu)選的是，所述水分傳感單元還包括:排料單元或限流閘門
[0037] 排料單元，其連接所述出料收口，用于將所述散物料等量排出；
[0038] 限流閘門，其連接所述出料收口，所述限流閘門用于控制所述散物料的流出速度。
[0039] 本發(fā)明至少包括以下有益效果：1、可以用于散物料加工過程中水分在線檢測儀檢 測誤差的消除，能適應(yīng)高濕高粉塵散物料加工環(huán)境。2、在暫儲段安裝風(fēng)機(jī)，對加工和加工后 物料進(jìn)行降溫除濕，特別可消除加工后散物料顆粒表面及測量傳感器表面存在的凝結(jié)、吸 附水膜，從而提高測量的精度和穩(wěn)定性。3、暫儲段的風(fēng)機(jī)工作時對散物料產(chǎn)生壓力，避免了 接觸極板緊密程度不確定對采樣機(jī)構(gòu)內(nèi)谷物孔隙率的影響，從而提高了測量精度和重復(fù) 性。
[0040] 本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本 發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【附圖說明】
[0041 ]圖1是本發(fā)明的物料加工裝置和水分在線檢測儀連接圖。
[0042]圖2是本發(fā)明的誤差消除裝置結(jié)構(gòu)圖。
[0043]圖3是本發(fā)明的一種物料水分在線檢測儀的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)圖。
[0044]圖4是本發(fā)明的在線檢測儀的水分傳感單元結(jié)構(gòu)圖。
[0045]圖5是本發(fā)明的在線檢測儀的水分傳感單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
[0046] 圖6是本發(fā)明的圖5中限流閘門結(jié)構(gòu)圖。
[0047] 圖7是本發(fā)明的另一種物料水分在線檢測儀的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)圖。
[0048] 圖8是本發(fā)明的在線檢測儀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
[0049]圖9是本發(fā)明的在線檢測儀的水分傳感單元中旋轉(zhuǎn)葉輪結(jié)構(gòu)圖。
[0050] 圖10是本發(fā)明的另一種物料加工裝置和水分在線檢測儀連接圖。
[0051] 圖11是本發(fā)明的另一種物料加工裝置和水分在線檢測儀連接圖。
【具體實(shí)施方式】
[0052] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文 字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0053]應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如"具有"、"包含"以及"包括"術(shù)語并不配出一個或多 個其它元件或其組合的存在或添加。
[0054] 散物料加工裝備100包括干燥機(jī)、物料冷卻塔，散物料一般為谷物，特別是玉米。
[0055] 對比例〈1>
[0056] 本對比例示出了現(xiàn)有的谷物干燥機(jī)使用電容法在線檢測散物料水分的方法。
[0057] 開啟在線檢測儀，干燥機(jī)將玉米輸送至在線檢測儀中，檢測儀內(nèi)的電容式傳感器 根據(jù)不同含水量的玉米的介電常數(shù)不同來檢測玉米水分，其檢測的玉米水分含量Ws并將水 分含量Ws反饋至干燥機(jī)，之后將玉米輸送回干燥機(jī)繼續(xù)進(jìn)行干燥作業(yè)。
[0058]同時，手動打開進(jìn)料口拿取一定量的干燥機(jī)中玉米，用烘箱干燥法檢測其真實(shí)水 分含量爐。將在線檢測儀檢測的水分含量Ws、真實(shí)水分含量W及其相對誤差S匯總于表一： [0059]表一在線檢測儀測量玉米水分含量及相對誤差
[0061] 由表一可見，現(xiàn)有的在線檢測儀測量的玉米水分含量與真實(shí)值之間存在較大的誤 差，此誤差對干燥機(jī)的工藝調(diào)整影響很大，導(dǎo)致玉米過分干燥。
[0062] 經(jīng)過觀察取樣的谷物，發(fā)現(xiàn)谷物表面存在一層"水膜"，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，"水膜"形成原 因是:谷物干燥過程是水分迀移的過程，干燥過程中谷物水分由內(nèi)部向外部迀移，谷物表面 和內(nèi)部存在溫差，使水分容易在谷物表面凝結(jié);而且因糧食主產(chǎn)地在東北等寒冷的北方，這 些地區(qū)谷物進(jìn)行干燥時的干燥溫度與外界的環(huán)境溫度相差大于15°C，并且干燥環(huán)境往往處 于溫度低、環(huán)境空氣濕度大的情況，干燥機(jī)內(nèi)谷物進(jìn)入在線檢測儀后溫度迅速降低，表面凝 結(jié)一層"水膜"。當(dāng)帶有"水膜"的谷物進(jìn)入在線檢測儀檢測水分含量時，水膜影響接觸檢測 的介電常數(shù)，使測量的谷物水分含量偏差大，影響干燥機(jī)內(nèi)谷物后續(xù)干燥工藝。
[0063] 本發(fā)明提供了一種利用氣輔法的散物料水分在線檢測儀的誤差消除方法，散物料 從所述散物料從加工設(shè)備中自動連續(xù)取出后，利用氣輔法吹以適當(dāng)流速的氣流消除所述散 物料表面水膜后再進(jìn)入水分傳感單元檢測散物料的水分含量，此方法能夠消除水膜對水分 傳感單元的影響。
[0064] 在另一實(shí)施例中，所述氣輔法的定義為利用適當(dāng)流速的氣流消除散物料表面水 膜，并降低散物料的溫度使其冷卻防止水膜的進(jìn)一步凝結(jié)。所述氣輔法包括調(diào)節(jié)通風(fēng)量或 氣流流速消除所述散物料表面的水膜，進(jìn)一步的是，調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)單元的進(jìn)入或引出氣流流速 從而消除水膜。
[0065] 在另一實(shí)施例中，調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)單元的通風(fēng)量或氣流流速的方法包括：
[0066] 步驟1:根據(jù)溫度和濕度計(jì)算散物料表面的水膜厚度S :
[0067] 當(dāng) Ts<0，S = 2 ? 4039 X 10-7 X e。.0()4XAT
[0068] 當(dāng)0彡Ts< 15，S = 1 ? 〇〇〇5 X 10-7 X e0.052XAT
[0069] 當(dāng) 15 彡 Ts<30，S = 1.214X10-5XHXe().()44XAT
[0070]其中，Ts為在線檢測儀外環(huán)境溫度，°C ; H為環(huán)境的相對濕度，百分?jǐn)?shù)；A T為檢測儀 內(nèi)溫度Td與環(huán)境溫度Ts的差值，°C;S為谷物表面的水膜平均厚度，單位為m;
[0071 ]步驟2、根據(jù)水膜厚度5調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)單元的通風(fēng)量Qt或氣流流速Vt:
[0072] Q =0.766xe-00C,000xJxg
[0073] vt = Qt/s
[0074] 其中，泛為氣輔機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)通風(fēng)量，取值為20m3/min; s為進(jìn)風(fēng)口面積，單位為m2。
[0075] 在另一實(shí)施例中，消除散物料顆粒表面水膜后進(jìn)入水分傳感單元檢測其內(nèi)水分， 所述水分傳感單元采用電容法、微波法、射頻法或近紅外法在線檢測所述散物料水分。電容 法是根據(jù)不同含水量的散物料其介電常數(shù)不同的原理來檢測物料水分;根據(jù)傳感器結(jié)構(gòu)形 式不同電容式水分儀有兩種類型，即量筒或量杯取樣傳感器和平板式電容傳感器。微波法 是利用水對微波能量的吸收和反射，引起微波信號的相位和幅值變化的原理進(jìn)行水分檢測 的。微波法常用的兩種形式為:微波吸收式以及微波諧振式。前者根據(jù)不同水分值的谷物對 微波能量的吸收存在差別進(jìn)行測量，后者則根據(jù)微波空腔諧振頻率隨著谷物水分含量變化 的特性進(jìn)行測量的。射頻法是通過射頻信號源產(chǎn)生一個射頻電壓脈沖，電壓脈沖在傳輸線 中以電磁波的形式進(jìn)行傳輸，在傳輸?shù)倪^程中，如果遇到阻抗發(fā)生變化的時候，就會產(chǎn)生反 射現(xiàn)象，這時就可以利用接收器接收反射的波形，通過比較入射波與反射波之間的波形差 就可以得到媒介特性，以此得知物料含水率。紅外法又稱紅外線吸收法，利用物料對紅外線 特征吸收光譜的吸收量隨含水量而變的原理測試水分的，測量散材料時一般采用反射式光 學(xué)結(jié)構(gòu)。電容法、微波法、射頻法和近紅外法測量物料水分的裝置屬于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明對 其檢測儀不進(jìn)行詳述。
[0076] 如圖1所示，本發(fā)明還公開了利用氣輔法的散物料水分在線檢測儀的誤差消除裝 置210,所述誤差消除裝置210安裝在散物料加工裝備100和水分傳感單元220之間，用于連 接兩種設(shè)備。其中，所述誤差消除裝置210和水分傳感單元220組成氣輔法散物料水分在線 檢測儀200。氣輔法散物料水分在線檢測儀200采用側(cè)引流的方式安裝于散物料加工裝備 100上。所述散物料加工裝備100包括進(jìn)料口 110和出料口 120，其內(nèi)散物料從出料口 120進(jìn)入 氣輔法散物料水分在線檢測儀200，經(jīng)在線檢測水分后的散物料再從進(jìn)料口 110返回散物料 加工裝備100。
[0077] 如圖2所示，誤差消除裝置210包括連接口 211、暫儲段212、進(jìn)風(fēng)單元213和通風(fēng)孔 214。連接口211其為斜向金屬材質(zhì)進(jìn)料口，其開口大小與散物料加工裝備100的出料口 120 相匹配，工作時，將連接口 211與出料口 120固定密封連接，保證散物料從出料口 120順利進(jìn) 入連接口 211。暫儲段212為散物料流通通道，其兩端分別連接連接口 211和進(jìn)料收口 222，所 述散物料從連接口 211進(jìn)入后短暫通過暫儲段212,其中，暫儲段212的相對兩側(cè)安裝通風(fēng)孔 214,進(jìn)風(fēng)單元213固定在其中一側(cè)通風(fēng)孔214處，優(yōu)選的是，所述進(jìn)風(fēng)單元213為風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī) 出口與通風(fēng)孔214相連，將風(fēng)機(jī)的風(fēng)量從通風(fēng)孔214引入暫儲段212,風(fēng)與散物料充分接觸并 將散物料表面的水膜去除掉，再從對側(cè)的通風(fēng)孔214排出暫儲段212。
[0078] 如圖3-4示出了水分在線檢測儀的機(jī)構(gòu)，包括誤差消除裝置210和水分傳感單元 220，所述水分傳感單元220包括殼體221、進(jìn)料收口 222、檢測單元223、出料收口 224和限流 閘門226。所述殼體221為金屬材質(zhì)外殼，其上表面安裝支撐筋，用于連接誤差消除裝置210 其內(nèi)中空用于容納并支撐水分傳感單元220。如圖4所示，進(jìn)料收口 222為上寬下窄的方斗結(jié) 構(gòu)，寬端連接暫儲段212的出口，窄端固定連接檢測單元223，所述散物料經(jīng)過誤差消除裝置 210去除表面水膜后進(jìn)入進(jìn)料收口 222，再進(jìn)入檢測單元223。如圖5所示，所述檢測單元223 包括拱形外殼和其內(nèi)的傳感器組，拱形外殼兩端分別連接進(jìn)料收口 222和出料收口 224，散 物料經(jīng)傳感器組檢測水分值后經(jīng)出料收口 224自動連續(xù)排出。出料收口 224為上寬下窄的方 斗結(jié)構(gòu)，其寬端固定連接檢測單元223的拱形外殼，窄端連接限流閘門226,如圖5所示限流 閘門226下安裝有插板226a，通過插板可以調(diào)節(jié)限流閘門的開口大小控制散物料的排出速 度。
[0079]如圖1-5所述氣輔法散物料水分在線檢測儀200的工作原理為:散物料從誤差消除 裝置210的連接口 211進(jìn)入，經(jīng)過暫儲段212時，其側(cè)面的進(jìn)風(fēng)單元213引入或引出適當(dāng)流速 的氣流將散物料表面的水膜消除，散物料再進(jìn)入水分傳感單元220的進(jìn)料收口 222,再經(jīng)過 檢測單元223檢測散物料的水分，散物料再從出料收口 224經(jīng)過限流閘門226將散物料勻速 地排出至散物料加工裝備100的進(jìn)料口 110。
[0080] 圖8-10示出了另一種氣輔法散物料水分在線檢測儀200,其與圖1-6所示的散物料 在線檢測的不同為:排料單元225替代限流閘門226,其安裝在水分傳感單元220出口和所述 進(jìn)料口 110之間，用于將水分傳感單元220排出的物料等量排出至所述進(jìn)料口 110。所述排料 單元225包括:底座225a與檢測單元223的拱形外殼固定連接，散物料從檢測單元223排出后 進(jìn)入底座225a;如圖9所示，旋轉(zhuǎn)葉輪225b包括旋轉(zhuǎn)軸和滾筒，所示旋轉(zhuǎn)軸兩端旋轉(zhuǎn)連接在 所述底座225a上，其中一端穿過底座連接電機(jī)225c，所述電機(jī)225c用于驅(qū)動旋轉(zhuǎn)葉輪轉(zhuǎn)動； 旋轉(zhuǎn)葉輪225b的滾筒的圓周外壁上軸向布設(shè)等體積的凹槽，優(yōu)選的是，所示凹槽為扇形、方 型或梯形中的一種，用于旋轉(zhuǎn)時排出等體積的物料，所述旋轉(zhuǎn)葉輪225b用于盛接檢測單元 223排出的散物料排入至殼體221。
[0081] 下面結(jié)合氣輔法散物料水分在線檢測儀200對利用氣輔法的散物料水分在線檢測 儀的誤差消除方法進(jìn)行詳述，包括以下步驟：
[0082] 步驟1、散物料從物料加工裝備100的出料口 120排入氣輔法散物料水分在線檢測 置200;
[0083]步驟2、散物料首先進(jìn)入誤差消除裝置210,利用氣輔法調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)單元213的通風(fēng)量 或氣流流速消除散物料表面的水膜;所述氣輔法包括：
[0084] 步驟21、所述檢測儀220根據(jù)溫度和濕度信號計(jì)算散物料表面的水膜厚度S:
[0085] 當(dāng) Ts<0 時：
[0086] 5 = 2.4039X10-7Xe〇._XAT (1)
[0087] 當(dāng)0彡Ts<15 時：
[0088] 8 = l.〇〇〇5X10_7Xe°-052XAT (2)
[0089] 當(dāng) 15 彡 Ts<30 時：
[0090] 6 = 1.214X10-5XHXe0.044XAT (3)
[0091 ]其中，Ts為在線檢測儀外環(huán)境溫度，°C ; H為環(huán)境的相對濕度，百分?jǐn)?shù)；A T為檢測儀 內(nèi)溫度Td與環(huán)境溫度Ts的差值，°C;S為谷物表面的水膜平均厚度，單位為m;
[0092] 步驟22:檢測儀220根據(jù)散物料表面的水膜厚度S調(diào)節(jié)調(diào)整誤差消除裝置210的通 風(fēng)量Qt或氣流流速vt:
[0093] 0.766 x--OOQOO°^xg
[0094] vt = Qt/s
[0095] 其中，g為氣輔機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)通風(fēng)量，取值為20m3/min;s為進(jìn)風(fēng)口面積，單位為m2;經(jīng) 過此步驟，散物料表面的水膜被去除。
[0096]去除水膜后的散物料還需進(jìn)行如下處理：
[0097] 步驟3、去除水膜的散物料進(jìn)入水分傳感單元220,水分傳感單元220檢測散物料的 實(shí)時水分含量Ws，并將水分含量^反饋至散物料加工裝備；
[0098] 步驟4、散物料通過水分傳感單元220出口返回物料加工裝備100的進(jìn)料口 110。
[0099] 下面示出應(yīng)用誤差消除裝置210和利用氣輔法的散物料水分在線檢測儀的誤差消 除方法的實(shí)施例：
[0100] 實(shí)施例1
[0101] 步驟1、開啟在線氣輔法散物料水分在線檢測儀200,玉米從物料加工裝備100的出 料口 120排出；
[0102] 步驟2、玉米進(jìn)入誤差消除裝置210,智能調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)單元213的通風(fēng)量或氣流流速消 除玉米表面的水膜；
[0103] 步驟21、所述檢測儀220根據(jù)溫度和濕度信號計(jì)算玉米表面的水膜厚度8,加工裝 備100的溫度傳感器和濕度傳感器將測量的參數(shù)傳輸至檢測儀220,其中，Ts為6°C，檢測儀 內(nèi)溫度Td為32°C，相對濕度為42%。根據(jù)公式(2)計(jì)算水膜厚度S
[0104] 6 = 1.0005X10-7Xe0.052XAT (2)
[0105] 水膜厚度S = 1 ? 〇〇〇5 X 10-7 X eQ.QMMLS ? 87 X 10-7米。
[0106] 其中，Ts為在線檢測儀外環(huán)境溫度，°C;H為環(huán)境的相對濕度，百分?jǐn)?shù)；AT為檢測儀 內(nèi)溫度Td與環(huán)境溫度T s的差值，°C;S為谷物表面的水膜平均厚度，單位為m;
[0107] 步驟22、檢測儀220根據(jù)玉米表面的水膜厚度S調(diào)節(jié)調(diào)整誤差消除裝置210的通風(fēng) 量Qt或氣流流速vt:
[0108] 總=0_766xxg
[0109] vt = Qt/s
[0110] 其中，(】,為氣輔機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)通風(fēng)量，取值為20m3/min; s為進(jìn)風(fēng)口面積，單位為m2，取 值為4408cm2;
[0111 ] 經(jīng)計(jì)算通風(fēng)量為Qt = 33.2m3/min，vt = 123.5 lm/h經(jīng)取樣觀察，玉米表面水膜已完 全去除。
[0112] 步驟3、去除水膜的玉米進(jìn)入檢測儀220,水分傳感單元220檢測玉米的實(shí)時水分含 量Ws，并將水分含量Ws反饋至玉米加工裝備。將在線氣輔法散物料水分在線檢測儀200檢測 的水分含量Ws、真實(shí)水分含量W及其相對誤差S匯總于表二：
[0113] 表二在線檢測儀測量玉米水分含量及相對誤差
[0115] 由表二可見，現(xiàn)有的在線氣輔法散物料水分在線檢測儀200測量的玉米水分含量 與真實(shí)值之間誤差很小。
[0116] 步驟4、玉米通過檢測儀220出口返回物料加工裝備100的進(jìn)料口。
[0117] 實(shí)施例2
[0118] 本實(shí)施例示出了一種干燥設(shè)備300,其上端和下端分別安裝氣輔法散物料水分在 線檢測儀200。
[0119] 上端氣輔法散物料水分在線檢測儀200采用側(cè)引流的方式安裝在干燥設(shè)備300的 第一個緩蘇段上，用于檢測干燥過程中第一個緩蘇段谷物的水分。所述干燥設(shè)備300的第一 個緩蘇段包括進(jìn)料口 310和出料口 320，其內(nèi)谷物從出料口 320進(jìn)入氣輔法散物料水分在線 檢測儀200,經(jīng)在線檢測水分后的谷物再從進(jìn)料口 310返回干燥設(shè)備300。
[0120]下端氣輔法散物料水分在線檢測儀200安裝在干燥設(shè)備300排糧段，用于檢測干燥 設(shè)備300排糧水分。所述干燥設(shè)備300的排糧段包括進(jìn)料口 330,其內(nèi)谷物從出料口 330進(jìn)入 氣輔法散物料水分在線檢測儀200,經(jīng)在線檢測水分后的谷物排出至谷物輸送裝置400。.
[0121 ]下面結(jié)合氣輔法散物料水分在線檢測儀200對利用氣輔法的散物料水分在線檢測 儀的誤差消除方法進(jìn)行詳述，包括以下步驟：
[0122] 步驟1、谷物從干燥設(shè)備300的出料口 320排入氣輔法散物料水分在線檢測置200;
[0123] 步驟2、谷物首先進(jìn)入誤差消除裝置210,利用氣輔法調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)單元213的通風(fēng)量或 氣流流速消除散物料表面的水膜;所述氣輔法包括：
[0124] 步驟21、所述檢測儀220根據(jù)溫度和濕度信號計(jì)算散物料表面的水膜厚度S:
[0125] 當(dāng) Ts<0 時：
[0126] 5 = 2.4039X10-7Xe0._XAT (1)
[0127] 當(dāng)0彡Ts<15 時：
[0128] 6 = 1.0005X10-7Xe0.052XAT (2)
[0129] 當(dāng) 15 彡 Ts<30 時：
[0130] 6 = 1.214X10-5XHXe0.044XAT (3)
[0131] 其中，Ts為在線檢測儀外環(huán)境溫度，°C;H為環(huán)境的相對濕度，百分?jǐn)?shù)；AT為檢測儀 內(nèi)溫度Td與環(huán)境溫度T s的差值，°C;S為谷物表面的水膜平均厚度，單位為m;
[0132] 步驟22:檢測儀220根據(jù)散物料表面的水膜厚度S調(diào)節(jié)調(diào)整誤差消除裝置210的通 風(fēng)量Qt或氣流流速vt:
[0133] Q =0.766xe2(m000xS xQ
[0134] vt = Qt/s
[0135] 其中4為氣輔機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)通風(fēng)量，取值為20m3/min;s為進(jìn)風(fēng)口面積，單位為m2;經(jīng) 過此步驟，散物料表面的水膜被去除。
[0136] 去除水膜后的散物料還需進(jìn)行如下處理：
[0137] 步驟3、去除水膜的散物料進(jìn)入水分傳感單元220,上端水分傳感單元220檢測第一 個緩蘇段谷物的水分含量Wsl，下端水分傳感單元220檢測排糧段谷物的實(shí)時水分含量W s2， 將水分含量WsjPWs2反饋至谷物干燥設(shè)備300;
[0138] 步驟4、第一個緩蘇段谷物通過上端水分傳感單元220出口返回干燥設(shè)備300的進(jìn) 料口，排糧段谷物通過端水分傳感單元220出口排出至物料輸送裝置。
[0139] 如上所述，本發(fā)明具有如下有益效果：1、可以用于散物料加工過程中水分在線檢 測儀檢測誤差的消除，能適應(yīng)高濕高粉塵散物料加工環(huán)境。2、在暫儲段安裝風(fēng)機(jī)，對加工和 加工后物料進(jìn)行降溫除濕，特別可去除加工后散物料顆粒表面及測量傳感器表面存在的凝 結(jié)、吸附水膜，從而提高測量的精度和穩(wěn)定性。3、暫儲段的風(fēng)機(jī)工作時對散物料產(chǎn)生壓力， 避免了接觸極板緊密程度不確定對采樣機(jī)構(gòu)內(nèi)谷物孔隙率的影響，從而提高了測量精度和 重復(fù)性。
[0140] 盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列 運(yùn)用。它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域。對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地 實(shí)現(xiàn)另外的修改。因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限 于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用氣輔法的散物料水分在線檢測儀的誤差消除方法，其特征在于，所述散物 料從加工設(shè)備中自動連續(xù)取出后，利用氣流消除散物料表面水膜后進(jìn)入水分傳感單元。2. 如權(quán)利要求1所述的利用氣輔法的散物料水分在線檢測儀的誤差消除方法，其特征 在于，所述氣輔法包括:調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)單元的氣流流速消除所述散物料表面的水膜。3. 如權(quán)利要求2所述的利用氣輔法的散物料水分在線檢測儀的誤差消除方法，其特征 在于，所述調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)單元的氣流流速的方法包括： 步驟1:根據(jù)溫度和濕度計(jì)算散物料表面的水膜厚度S: 當(dāng) Ts <0，S = 2.4039 X 1〇-7 X e。' OMXAT 當(dāng)0《Ts<15，S = l.〇〇〇5Xl〇-7Xe〇'〇52XAT 當(dāng)15《Ts<30,S = 1.214X IQ-Sxhxe°'M4XAT 其中，Ts為在線檢測儀外環(huán)境溫度;H為環(huán)境的相對濕度；A T為線檢測儀內(nèi)溫度Td與環(huán) 境溫度Ts的差值； 步驟2、根據(jù)水膜厚度S調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)單元的氣流流速Vt:其中，易為進(jìn)風(fēng)單元的標(biāo)準(zhǔn)通風(fēng)量，S為進(jìn)風(fēng)口面積。4. 如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的利用氣輔法的散物料水分在線檢測儀的誤差消除方 法，其特征在于，所述散物料消除表面水膜后進(jìn)入水分傳感單元檢測其水分，所述水分傳感 單元采用電容法、微波法、射頻法或近紅外法在線檢測所述散物料水分。5. -種利用氣輔法的散物料水分在線檢測儀的誤差消除裝置，使用權(quán)利要求1-4所述 的誤差消除方法，其特征在于，所述誤差消除裝置安裝在散物料加工裝備和水分傳感單元 之間，所述誤差消除裝置能夠消除所述散物料表面水膜。6. 如權(quán)利要求5所述的利用氣輔法的散物料水分在線檢測儀的誤差消除裝置，其特征 在于，所述誤差消除裝置包括： 連接口，其連接所述加工裝備的出料口； 暫儲段，其安裝在所述連接口和水分傳感單元入口之間，所述暫儲段用于散物料通過； 進(jìn)風(fēng)單元，其安裝在暫儲段的一側(cè)，所述進(jìn)風(fēng)單元將橫向或斜向風(fēng)引入或引出所述暫 儲段； 其中，所述暫儲段上相對于所述進(jìn)風(fēng)單元的一側(cè)安裝通風(fēng)孔。7. -種散物料水分在線檢測儀，其特征在于，所述檢測儀安裝有利用氣輔法的誤差消 除裝置。8. 如權(quán)利要求7所述的散物料水分在線檢測儀，其特征在于，還包括水分傳感單元，所 述水分傳感單元采用電容法、微波法、射頻法或近紅外法在線檢測散物料水分。9. 如權(quán)利要求7或8所述的散物料水分在線檢測儀，其特征在于，所述水分傳感單元包 括： 進(jìn)料收口，其密封連接所述誤差消除裝置暫儲段的出口，其用于承接流出所述誤差消 除裝置的散物料； 檢測單元，其連接進(jìn)料收口，所述檢測單元用于檢測所述散物料的水分； 出料收口，其固定連接所述檢測單元，所述出料收口為從所述檢測單元流出的散物料 出口。10.如權(quán)利要求9所述的散物料水分在線檢測儀，其特征在于，所述水分傳感單元還包 括:排料單元或限流閩口 排料單元，其連接所述出料收口，用于將所述散物料等量排出； 限流閩口，其連接所述出料收口，所述限流閩口用于控制所述散物料的流出速度。
【文檔編號】G01N22/04GK105911114SQ201610522631
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年7月5日
【發(fā)明人】吳文福, 劉哲, 韓峰, 張亞秋, 徐巖, 吳玉柱, 吳新怡
【申請人】長春吉大科學(xué)儀器設(shè)備有限公司, 吉林大學(xué)