Способ автоматического контроля влажности зерна в потоке зерносушилки и устройство для его осуществления
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к технологии и техническим средствам измерения влажности зерна в потоке зерносушилки, преимущественно при автоматическом регулировании и контроле процесса сушки зерна путем измерения электрической емкости. Способ автоматического контроля влажности зерна в потоке зерносушилки характеризуется измерением емкостным датчиком-влагомером текущей влажности зерна, корректировкой показателей влажности в зависимости от влияния внешних воздействующих факторов и при достижении кондиционной влажности -выгрузкой зерна из зерносушилки, а при превышении влажности зерна кондиционного значения прекращением выгрузки зерна и продолжением его сушки, причем текущее значение влажности зерна фиксируют путем определения текущего значения аналогового сигнала по данной зерновой культуре по формуле Vi=K·(Wi-Wmin), где Vi - текущее значение аналогового сигнала, В; К - коэффициент перевода влажности в аналоговый сигнал, В/%; Wi - текущее значение влажности измеряемой культуры, %; Wmin - минимальное значение влажности измеряемой культуры, %. Устройство автоматического контроля влажности зерна в потоке зерносушилки содержит корпус с емкостным датчиком-влагомером, соединенным с измерительной схемой индикаторного блока, микропроцессор и блок коррекции, обратные связи микропроцессора, связанные с приводом зерносушилки, и дисплей с блоком выбора контролируемой зерновой культуры, связанный с микропроцессором. Достигнутый изобретением технический результат заключается в повышении точности измерения влажности в потоке зерна без запаздывания сигнала о влажности, точности регулирования процесса сушки зерна, производительности за счет интенсификации процесса сушки, а также качества высушенного продукта, снижении удельных затрат и повышении экологической эффективности процесса. 2 с.п.ф-лы, 3 ил., 1 табл.
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к технологии и техническим средствам измерения влажности зерна в потоке зерносушилки, преимущественно при автоматическом регулировании и контроле процесса сушки зерна путем измерения электрической емкости.
Известны способ автоматического регулирования процесса сушки зерна и устройство для его осуществления. Способ включает дополнительное изменение скорости потока теплоносителя на входе сушильной камеры, в зависимости от скорости регулируют подачу теплоносителя в сушильную камеру, а также корректируют подачу в зависимости от влажности зерна и экспозиции сушки, кроме того, корректируют теплопроизводительность теплогенератора в зависимости от скорости теплоносителя, влажности зерна и экспозиции сушки.
Устройство содержит сушильную камеру с подводящим диффузором, соединенную с теплогенератором, оснащенным регулирующим органом теплопроизводительности, и с отводящим диффузором, соединенным с выпускным воздуховодом, вытяжной вентилятор, датчик температуры теплоносителя, задатчик температуры теплоносителя, элемент сравнения, регулирующий орган, датчик и задатчик влажности зерна (прототип, патент РФ №2135917, 1997).
Недостаток известной технологии и устройства заключается в том, что для их реализации требуются дополнительные средства, усложняющие и удораживающие конструкцию устройства, делающие ее недостаточно надежной и увеличивающие инерционность всей системы.
Достигнутый изобретением технический результат заключается в повышении точности измерения влажности в потоке зерна без запаздывания сигнала о влажности, повышении точности регулирования процесса сушки зерна, повышении производительности за счет интенсификации процесса сушки, а также повышении качества высушенного продукта, снижении удельных затрат и повышении экологической эффективности процесса.
Сущность изобретения.
Способ автоматического контроля влажности зерна в потоке зерносушилки характеризуется измерением емкостным датчиком-влагомером текущей влажности зерна, корректировкой показателей влажности в зависимости от влияния внешних воздействующих факторов и при достижении кондиционной влажности - выгрузкой зерна из зерносушилки, а при превышении влажности зерна кондиционного значения прекращением выгрузки зерна и продолжением его сушки, причем текущее значение влажности зерна фиксируют путем определения текущего значения аналогового сигнала по данной зерновой культуре по формуле
Vi=K×(Wi-Wmin),
где Vi - текущее значение аналогового сигнала, В;
К - коэффициент перевода влажности в аналоговый сигнал, В/%;
Wi - текущее значение влажности измеряемой культуры, %;
Wmin - минимальное значение влажности измеряемой культуры, %.
Устройство автоматического контроля влажности зерна в потоке зерносушилки содержит корпус с емкостным датчиком-влагомером, соединенным с измерительной схемой индикаторного блока, микропроцессор и блок коррекции, обратные связи микропроцессора, связанные с приводом зерносушилки, и дисплей с блоком выбора контролируемой зерновой культуры, связанный с микропроцессором.
Изобретение поясняется чертежами, где на Фиг 1 представлена блок-схема автоматического контроля влажности зерна в потоке зерносушилки; Фиг 2 представлена компоновка датчика-влагомера, отсекателя и выгрузного шнека; Фиг 3 - сечение по А-А на Фиг 2.
Блок-схема содержит микропроцессор 1, измеритель 2, блок коррекции 3, дисплей 4, блок 5 выбора контролируемой зерновой культуры, индикаторный блок 6, помещенный в шкаф (на чертеже не показан), и емкостный датчик-влагомер 7. Приводная звездочка 8 карусели 9, 10 - воздуховод теплогенератора (на чертеже не показан), 11 - отсекатель, ограничивающий слой зерна на карусели 9, 12 - выгрузное устройство, 13 - привод карусели и 14 - загрузочное устройство.
Способ автоматического контроля влажности зерна в потоке зерносушилки характеризуется измерением емкостным датчиком-влагомером текущей влажности зерна, корректировкой показателей влажности в зависимости от наименования культуры (зерна) и при достижении кондиционной влажности - выгрузкой зерна из зерносушилки, а при превышении влажности зерна кондиционного значения прекращением выгрузки зерна и продолжением его сушки, причем текущее и кондиционное значения влажности зерна фиксируют путем определения текущего и кондиционного значения аналогового сигнала по данной зерновой культуре по формуле
Vi=K·(Wi-Wmin),
где Vi - текущее значение аналогового сигнала, В;
К - коэффициент перевода влажности в аналоговый сигнал, В/%;
Wi - текущее значение влажности измеряемой культуры, %;
Wmin - минимальное значение влажности измеряемой культуры, %.
Устройство автоматического контроля влажности зерна в потоке зерносушилки содержит корпус с емкостным датчиком-влагомером 7, соединенный с измерительной схемой и индикаторным блоком 6, микропроцессор 1, блок коррекции 3, обратные связи микропроцессора с приводом зерносушилки и дисплей 4 с блоком 5 выбора контролируемой зерновой культуры, связанный с микропроцессором 1.
Устройство работает следующим образом: датчик-влагомер 7 устанавливается на зерносушилке в зоне выгрузки и кабелем соединяется с индикаторным блоком 6, который закрепляется на пульте управления зерносушилкой. Зерносушилка заполняется зерном, а на дисплее устанавливается наименование культуры (зерна). Устройство входит в режим измерения влажности установленной культуры в районе датчика-влагомера 7. Для компенсации внешних воздействующих факторов на точность показаний устройства вводится коррекция. Значение введенной коррекции определяется по разности показаний между контрольными измерениями влажности проб зерна, отобранных на выходе из зерносушилки другим датчиком-влагомером, и значением влажности на дисплее датчика-влагомера сушилки. Задается кондиционное значение влажности зерна. При достижении этого значения начинается выгрузка зерна из зерносушилки, а при превышении влажности выше кондиционного значения прекращается выгрузка зерна и продолжается его сушка. Устройство автоматического контроля влажности зерна позволяет далее работать зерносушилке в автоматическом режиме.
Датчик-влагомер закреплен в зерносушилке, при этом необходимо обеспечить плотное соприкосновение потока зерна с поверхностью чувствительных элементов датчика-влагомера и отсутствие застойных зон зерна в его полости.
Для уменьшения погрешности измерений рекомендуется датчик-влагомер устанавливать в местах, где наилучшим образом обеспечивается постоянство потока зерна и его плотность.
Установить индикаторный блок на пульте управления сушилки так, чтобы он был легко доступен оператору при эксплуатации.
Для контрастности свечения дисплея рекомендуется обеспечить отсутствие прямого попадания на него освещения.
Соединить кабелем датчик-влагомер с индикаторным блоком. Исключить возможность повреждения кабеля механически, грызунами и атмосферными осадками.
Проверить наличие сетевого предохранителя и подключить шнур питания к розетке сети.
Соединить сигнальным кабелем аналоговый выход индикаторного блока с внешним устройством (например, автоматического регулирования режима сушки зерна), входное сопротивление которого не менее 1,0 кОм.
Включить тумблер питания. Через 15 минут устройство готово к работе.
Последовательно нажимая кнопку "Выбор", установить необходимую культуру (зерно), название которой будут отображаться на дисплее. Устройство при этом выходит в режим измерения влажности установленной культуры в районе датчика-влагомера. Если измеренное значение влажности окажется больше верхнего предела диапазона измерений, на дисплее будут индексироваться символы "≫>" или значение верхнего предела измерений, а при влажности меньше нижнего уровня предела диапазона измерений - "≪<".
Для компенсации внешних воздействующих факторов на точность показаний устройства, обусловленных скоростью потока зерна через полость датчика-влагомера, его сорностью, сортностью, зараженностью и др., ввести корректировку нажатием кнопок "Коррекция", "+" или "-". Значение введенной коррекции определяют по разности показаний между контрольными измерениями влажности проб зерна, отобранных на выходе из сушилки другим датчиком-влагомером, например типа "Фауна", и значением влажности на дисплее датчика-влагомера сушилки.
Процедуру ввода коррекции рекомендуется проводить при достижении кондиционной влажности зерна на выходе из зерносушилки и только в установившемся режиме работы сушилки, когда кондиционная влажность (Wmin) стабилизировалась и не изменяется в течение 10 мин.
Установленное название культуры и значение введенной коррекции автоматически заносятся в "память" устройства, и при последующих включениях зерносушилки на той же культуре в тех же условиях (режиме работы сушилки) операции выбора культуры и коррекции на датчике-влагомере осуществлять не требуется.
| Таблица диапазона измерений влажности зерновых культур | ||||
| Культура | Диапазон измерений влажности W | |||
| W min | показания вольтметра | W max | показания вольтметра | |
| [%] | [В] | [%] | [В] | |
| Пшеница | 8 | 0 | 20 | 1,00 |
| Ячмень | 10 | 0 | 22 | 1,00 |
| Рожь | 9 | 0 | 21 | 1,00 |
| Овес | 12 | 0 | 24 | 1,00 |
| Гречиха | 8 | 0 | 20 | 1,00 |
| Подсолнечник | 7 | 0 | 18 | 0,91 |
| Рапс | 8 | 0 | 20 | 1,00 |
| Соя | 9 | 0 | 21 | 1,00 |
| Лен (долгунец) | 7 | 0 | 17,5 | 0,87 |
| Лен (масличный) | 6 | 0 | 16 | 0,83 |
По заказу потребителя перечень зерновых культур или сыпучих веществ может быть увеличен до 13 или заменен другими видами, а диапазоны измерений смещены в сторону минимального или максимального предела.
Текущее значение аналогового сигнала по каждой культуре рассчитывается по формуле
Vi=K·(Wi-Wmin),
где Vi - текущее значение аналогового сигнала, В;
К - коэффициент перевода влажности в аналоговый сигнал, равный 0,08333 В/%;
Wi - текущее значение влажности измеряемой культуры, %;
Wmin - минимальное значение влажности измеряемой культуры, взятое из приведенной выше таблицы.
Символ превышения верхнего предела измерений "≫>" индексируется только на тех культурах, у которых верхний предел измерений равен или превышает 20%.
1. Способ автоматического контроля влажности зерна в потоке зерносушилки, характеризующийся измерением емкостным датчиком-влагомером текущей влажности зерна, корректировкой показателей влажности в зависимости от влияния внешних воздействующих факторов и при достижении кондиционной влажности выгрузкой зерна из зерносушилки, а при превышении влажности зерна кондиционного значения прекращением выгрузки зерна и продолжением его сушки, причем текущее значение влажности зерна фиксируют путем определения текущего аналогового сигнала по данной зерновой культуре по формуле
Vi=K·(Wi-Wmin),
где Vi - текущее значение аналогового сигнала, В;
К - коэффициент перевода влажности в аналоговый сигнал, В/%;
Wi - текущее значение влажности измеряемой культуры, %;
Wmin - минимальное значение влажности измеряемой культуры, %.
2. Устройство автоматического контроля влажности зерна в потоке зерносушилки, содержащее корпус с емкостным датчиком-влагомером, соединенным с измерительной схемой индикаторного блока, микропроцессор и блок коррекции, обратные связи микропроцессора, связанные с приводом зерносушилки, и дисплей с блоком выбора контролируемой зерновой культуры, связанный с микропроцессором.
