Способ определения засоренности зерна легкими примесями

 

Изобретение относится к исследованию состава зернового вороха и направлено на сокращение времени определения засоренности зерна. В отсобранной пробе зерна измеряют диэлект .рическзто проницаемость до и после ее уплотнения. Количество легких примесей устанавливают по cootнoшeнию измеренных величин по расчетной формуле . 1 з.п. ф-лы, 3 шт., 1 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕтСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3596051/28-13 ,(22) 19.05.83 (46) 23s11 86. Бюл. В 43 (71) Сибирский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства (72) В.С.Козаченко, С.И.Чемоданов и А.В.Кузнецов (53) 664.726.7(088.8) (56) Машков Б.М. и Хазина 3.И. Справочник по качеству зерна и продуктов его переработки. М.: Колос, 1980, с.. 161.

Тиц 3.Л. и-др. Машины для послеуборочной поточной обработки семян.

M.: Машиностроение, 1967, с. 88.

„„SU„„1272239 (50 4 С О1 N 33/10 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАСОРЕННОСТИ

ЗЕРНА ЛЕГКИМИ ПРИМЕСЯМИ (57) Изобретение относится к исследованию состава зернового вороха и направлено на сокращение времени определения засоренности зерна. В особ раиной пробе зерна измеряют диэлект.рическую проницаемость до и после ее уплотнения. Количество легких примесей устанавливают по соотношению измеренных величин по расчетной формуле.t з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

1272239

1О

55

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при уборке и в послеуборочной обработке зернового вороха.

Цель изобретения — сокращение времени определения.

На фиг. 1 схематично изображено устройство для осуществления способа, на фиг. 2 — .график зависимости соотношений диэлектрических проницаемостей навески зерна до и после уплотнения от засоренности зерна легкими примесями; на фиг. 3 — график зависимости относительной усадки на(ah) вески зерна - — от давления (Р).

При осуществлении способа опреде ления засоренности зерна легкими примесями выделяют навеску зерна и измеряют диэлектрическую проницаемость последней. Затем навеску зерна уплотняют и измеряют диэлектрическую проницаемость в уплотненной навеске зерна и устанавливают соотношение измеренных величин с последующим определением засоренности в, зерне легкими примесями по формуле где С вЂ” диэлектрическая проницае1 мость навески зерна;

С вЂ” диэлектрическая проницае2 мость навески зерна в уплотненном состоянии; т

К вЂ” коэффициент пропорциональности, Поскольку зерновая навеска состоит из собственно зерна и различных примесей, в состав которых входят и легкие примеси, состоящие из половы, обмолоченных колосков, частиц соломы и т.д., то плотность такой зерновой смеси в свободном состоянии мала и соответственно значение диэлектрической проницаемости мало, при этом диэлектрическая проницаемость тем меньше, чем больше легких примесей находится в зерне. Если же подвергнуть эту смесь сжатию до значения, не превышающего начало наступления деформации зерен и измерить ее диэлектрическую проницаемость, то значение диэлектрической проницаемости такой смеси выше значения диэлектрической проницаемости зерновой смеси в свободном состоянии. Эта разница

45 тем больше, чем большее количество легких примесей находится в зерновой смеси. Это объясняется тем, что легкие примеси более подвержены деформации и уплотнению, чем само зерно. Отнесение разницы значений диэлектрической проницаемости зерновой смеси, находящейся под давлением, и диэлектрической проницаемости зерновой смеси в свободном состоянии к диэлектрической проницаемости смеси в свободном состоянии пропорциональ- но процентному содержанию легких примесей в зерне, Устройство для определения засоренности зерна легкими примесями состоит из цилиндрического емкостного датчика, в котором дно 1 и верхняя часть 2 цилиндра выполнены из изоляционного материала, а в центре нижней части, представляющей собой электрод 3, расположен второй электрод 4. Сверху цилиндр закрывает съемный поршень 5, изготовленный из изоляционного материала. Электроды соединены с измерителем 6 емкости. Поршень 5, испытывая давление Р, сжимает зерновую смесь и подвергает ее деформации.

Устройство работает следующим образом.

Емкостный датчик полностью засыпают зерном и измеритель 6 емкости фиксирует его диэлектрическую проницаемость С (зерно находится в свободном состоянии и испытывает давление собственного веса). Затем к поршню 5 прикладывают давление Р = сопв „ под действием которого он перемещается вниз, сжимает и уплотняет зерно и в это время измеряют диэлектрическую проницаемость зерна С с помощью измерителя 6 емкости. По соотношению показаний С> и С, измерителя 6 судят о процентном содержании легких примесей в зерне.

Диэлектрическая проницаемость зерновой смеси зависит от многих факторов. Эту зависимость зерновой смеси в свободной насыпке можно представить функцией общего вида, например:

Е,= й(Ъ7, ЛП,. ЗФ, й, Ст, Н,...) (2) где M — влажность;

ЛП вЂ” легкие примеси, зерновая фракция (ЗФ), 1272239

4 ном значении давления Р, что и необ— ходимо для реализации способа.

Выбор величины давления Р,прикладываемой при уплотнении к навеске зерна, осуществляют в широком интервале, так как зависимость (3) для г зерна влажностью 10-20Х, поступающего на предварительную очистку, удовлетворительно сохраняется при различ(3) 10 ных давлениях вплоть до давлений, вызывающих смятие и разрушение зерна.

Однако с точки зрения наибольшей чувствительности и простоты реализации предлагаемого способа удельное давление для зерна пшеницы, в частности "Новосибирская-67", предпочтительно выбирать в интервале (30-50)х х10 кг/см, когда деформация легких примесей уже прекращается, а дещ формация зерна еще не существенна (около 1 ). Причем такое давление; можно создать при помощи груза массой 2-5 кг.

Для предлагаемого датчика удельное давление около 40 10 з кг/см создают при помощи поршня весом 3,2 кг.

Изменение показателя засоренности

f.r -Fr зерна легкими примесями (В= — " — -1 -з

Р) ° (5)

Ег, 30 где К вЂ” коэффициент пропорциональнос. ти, принятый равным единице) в зависимости от содержания в зерновой смеси представлено в таблице. С повышением содержания легких примесей увеличивается и показатель засоренности.

4,= С,(1 + Р), где P — - давление.

231

С = E — — ——

R Ф

1п — g.

К1

231 ЛП

С, =E,-- — -(1 + г К, ЗФ

1п

2 Д ЛП вЂ” — - h(1 + — P)К )

1п

В=К

2У1

Е

1n —

К, 2Р-1 35

6 — —— к

1n-- (6) 40

В = (1 + P) "

ЛП

ЗФ

3 — температура

Ст — состав (сорт)

Н вЂ” навеска.

Тогда после сжатия при тех же неизменных параметрах Ст, Н, W, ЛП, ЗФ, t диэлектрическая проницаемость в линейном приближении может быть представлена в виде

Емкость С, цилиндрического датчика, заполненного испытуемой смесью до сжатия, устанавливают приближенно по формуле где 1 - длина центрального электрода.

Емкость С этого же датчика после 5 сжатия смеси, учитывая формулу (4) .можно представить в виде

Подставляя (4) и (5) в выражение (1), получим

Из формулы (6) видно, что диэлект45 рическая проницаемость 1, которая является функцией влажности и многих других факторов, не влияет на результаты определения засоренности легкими

50 примесями, поскольку она в результате преобразования (6) сокращается (взаимокомпенсируется).

Таким образом, показатель В засоренности зерна легкими примесями является однозначной функцией отноше: ния легких примесей (ЛП) к зерновой фракции (ЗФ) при постоянном извест(Как видно иэ таблицы, изменение диэлектрической проницаемости чистого зерна (нулевое содержание легких примесей) до и после сжатия незначительно (на 1 ), так как данный материал почти не увеличивает своей плотности при оказании на него давления 0,045 кг/см из-за отсутствия легко деформируемых компонентов легких примесей. Когда же в межэлектродное пространство прибора, реализующего способ, поместим смесь легких примесей (100X-е их содержание), то показатель засоренности В принимает максимальное значение вследствие максимального увеличения плотности данного материала после операции сжатия.

Относительное увеличение плотности зерновой смеси с 20Х-ным содержанием легких примесей меньше, чем смеси легких примесей, поэтому показа1272239

С - С

 = K — — - 100K

С1

Ф вЂ” диэлектрическая проницаемость навески зерна в уплотненном состоянии;

- диэлектрическая проницаемость навески зерна, — коэффициент пропорциональности. где С, Относительная диэлектричес-! кая проницаемость

Содержание легких примесей в зерновой смеси, % до сжатия Р=О после сжатия

Р=0,045 кг/см

4,65

4,60

1,0

3,90

4,49

20 15 1

40 2,1

100

1,5

«Коэффициент пропорциональности для анализа принят равным единице. тель засоренности данного материала принимает промежуточное значение.

При выборе геометрических размеров датчика, реализующего способ, необход»»мо руководствоваться тем, 5 что основным определяющим размером является диаметр цилиндрического электрода, который должен составлять

90-120 мм с целью достаточной предствительностью выборки и исключения 10 свободообразования зерновой смеси, исходя из максимальных размеров час-. тиц легких примесей. Высота цилиндрического электрода для более равномер" ного распространения зоны сжатия в зерновой смеси равна радиусу, а высота центрального электрода, учитывая форму электрического поля в межэлектродном пространстве, — половине радиуса. Полная высота цилиндричес- 20 кой части прибора (высота насыпки зерновой смеси) в 1,7-2 раза больше высоты цилиндрического электрода, чтобы поршень при максимальной относительной усадке зерновой смеси не 25 вошел в зону межэлектродного простраства.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Способ определения засоренности зерна легкими примесями, предусматривающий выделение навески зерна, отличающийся тем, что, с.: целью сокращения времени, измеряют диэлектрическую проницаемость навески зерна, затем последнюю уплотняют и измеряют диэлектрическую проницаемость в уплотненной навеске зерна, а засоренность зерна легкими примесями определяют по соотношению измеренных величин.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что засоренность В зерна легкими примесями определяют по формуле

1272239

Й- l

С1

OP

О

О fO 20 За М Ы 60 Ю 80 9п пЮ

Засаренность зерна легкими примесями, /.

Фиг. Z

1272239

27

f2

Составитель Н.Арцыбашева

Редактор А.Козориз Техред Л.Кравчук Корректор Г. Решетина

Заказ 6333/43 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4