浮地式粮食水分在线检测装置设计与试验

基于非接触式平行极板浮地电容测量原理,设计了一种适用于恶劣环境的电容式粮食水分检测装置,结合静态批次测量法,以提高测量的重复精度;设计了定位充料器,消除了因堆积方式不同引起空隙率变化对测量造成的误差。采用无线通信技术,实现传感器与计算机客户端的实时数据传输,克服了干燥现场恶劣工况对数据信号传输的影响,适用于干燥机干燥过程中的粮食水分在线实时检测。在连续式干燥机上,在线检测玉米的试验结果显示,温度在15～50℃,相对湿度在80%～100%,玉米含水率范围在14%～21%动态变化的条件下,在线检测结果与国标规定的烘箱法测量相比,最大偏差小于±0.4%。采用定位充料,批次稳态测量,无线通讯保证了在线检测的精度和可靠性,为实现粮食干燥过程自适应控制提供了含水率在线检测技术手段。

瓜果动力学特性的研究

同传统的瓜果品质检测技术相比,瓜果无损检测技术能对每个瓜果进行品质鉴定,鉴定结果更加准确。从Cooke理论出发,采用自行研制的微型压电加速度计构建试验平台,对不同品种、同一品种不同品质、同一水果不同部位的苹果和橙子的脉冲响应特性进行了初步研究,试验结果表明:不同品质的水果具有不同的冲击响应频率,由此提出了瓜果品质脉冲响应特性检测系统的构想。

高湿稻谷节能干燥工艺系统设计与试验

为了降低高湿稻谷干燥耗能、提高干燥系统作业效率,基于高湿稻谷干燥特性和干燥传递理论,绘制出了高湿稻谷贮存干燥仓内通风去湿降温过程状态参数变化图,设计出了高湿稻谷贮存干燥仓,能够利用常温自然空气实现高湿稻谷干燥和有效回收干燥系统的烟气余热。应用结果显示,在风量谷物比为149 m3/(h·t)时,每间隔1 h,通风2 h,累计贮藏干燥18 h,可使初始含水率31.3%的稻谷平均含水率降低11.36%,回收烟气废热55.3%。针对南方高温高湿的气候特点,设计出了5HNH-15型稻谷逆流热风干燥机和节能干燥工艺系统。试验结果表明,系统的单位耗热量为2 939 kJ/kg,与国标≤7 400 kJ/kg相比,最高节能可达60%。该文指出了实现高湿稻谷优质、高效节能干燥,合理的工艺系统设计应以客观能势的利用为主,人为提供主观热能消耗为辅。研究结果为粮食干燥设计指明了高效节能途径,为大型粮食集中干燥工艺系统设计提供了参考。

粮食水分结合能与热风干燥动力解析法

为揭示粮食中水分蒸发耗能特征,基于不可逆热力学分析方法,把水分迁移的现象看作是一定数量的能量迁移,建立水分结合能解析模型,给出了水分结合能随温度、含水率变化规律,清晰地呈现了粮食在高水分段水分蒸发受物料的限制作用很小,而在低水分段水分结合能随温度升高显著降低的特征,研究结果为解析粮食二段降速干燥过程、合理匹配干燥温度提供了依据和分析方法,为揭示干燥质驱动机理,制订科学的能效评价标准,合理的干燥装备系统设计补充了技术基础理论。

种子循环干燥系统设计与试验

基于种子的物性特征和干燥系统客观能势的利用,设计了一种小型种子循环干燥机及引风干燥工艺系统,给出了消除干燥机热惯性的准则数烟气热风比,设计了比例阀,依照种子的含水率和干燥历程开发了自适应控制系统;为保证干燥机清种的可靠性,设计了可在360°范围内旋转的排粮翻板,不仅清种彻底,还能实现无级排粮。试验结果表明,在同样的干燥速率下,可使种子的干燥温度较传统的鼓风干燥低9℃,干燥效率提高20%,排粮结束后,干燥机内没有残留种子。

高湿粮食贮藏干燥机设计与试验

在对高湿粮食干燥状态参数和水分结合能变化特征理论分析的基础上,设计了一种高湿粮食贮藏干燥机,从理论和试验两方面证实了干燥系统客观能势的利用效果,图解了高湿粮食在贮藏干燥机内的温度及其含水率状态变化过程。试验结果显示,温度在30℃、相对湿度40%时,利用自然空气可将粮食的温度降至低于环境温度10℃、降水速率在0.76%/h以上。研究结果为粮食干燥工艺系统设计指明了高效节能的途径,为大型粮食集中干燥设施提供了高效节能的预干燥设备。

粮食热风干燥含水率在线模型解析

为了揭示粮食在深床动态干燥过程中的含水率变化规律,指导干燥工艺设计,实现干燥过程实时跟踪与调控,提高干燥品质,降低能耗。基于薄层干燥水分扩散模型、深层干燥质量守恒原理、态函数和不可逆热力学分析方法,建立并求解了粮食深床干燥基础方程,获得了顺流、逆流、横流和静置层干燥方式下粮食含水率和干燥速率分布解析式,解析出了粮食在顺流层内经历持续降速干燥的过程,逆流层内存在干燥速率的极值点,在通风温度、湿度、送风量相同的干燥条件下,逆流干燥速率明显高于顺流,表明了逆流干燥能量利用效果优于顺流;粮食在横流和静置层内的干燥特性相同,进风侧和出风侧的干燥速率相差很大,在层厚度0.5 m、粮食含水率20%以上时,出风侧的干燥速率几乎为0,干燥的均匀性较差。在5HP-3.5型循环式缓苏干燥机上的试验结果显示,深层干燥解析值与实测值间的最大偏差为0.69%,极差范围为-0.27%-0.69%,从粮食干燥的惯性特征推断,产生偏差的原因主要是仪器检测误差。解析方法对实现粮食深床干燥过程动态跟踪和调控,指导干燥设计,降低干燥能耗、提高干燥效率和干燥机产能等具有重要意义。

稻谷摩擦特性研究

为研究稻谷的摩擦特性,以3个稻种为研究对象,测定其在各种含水率下的三轴尺寸(长径、宽径、高径)、谷粒和谷粒碎末的最大静摩擦角,为水分在线检测装置采样器设计提供参数依据。研究结果表明,稻谷的三轴尺寸随着含水率的增加而增大,其中长径变化最小,宽径次之,高径变化最大;同一品种同一含水率的稻谷的三轴尺寸无显著性差异,不同稻种之间则均有显著性差异;稻谷、稻谷碎末与塑料板(ABS)、铁板的摩擦因数均受含水率显著影响,且其摩擦因数随着含水率的增大均呈线性增加,稻谷与铁板的摩擦因数大于与塑料板的摩擦因数。

基于μC/OS-Ⅱ的粮仓多点温湿度无线采集系统的设计与测试

【目的】基于粮仓环境对温度和湿度的控制特点及数据无线传送的要求,构建实时嵌入式粮仓多点温湿度无线采集系统.【方法】本设计利用多点单总线数字温度传感器DS18B20以及湿度传感器HIH3605检测粮仓环境,移植了典型的实时嵌入式操作系统μC/OS-II到LPC2103高性能处理器平台,采用JZ877进行无线数据传送.【结果和结论】实践证明系统可实现对粮仓内部多点温湿度的有效实时采集和监控(报警),具有无线数据传送、数据存储和处理等功能,人机操作界面简洁,易于网络扩展.

基于平板结构的电容式粮食水分检测仪的设计

设计了一种用于快速检测、低能耗的电容式粮食水分检测仪。该检测仪结构简单,由1个电容传感器和检测电路两部分组成。电容传感器采用平行板电容器,配置边缘效应消除装置,消除边缘效应带来的附加电容的影响,提高检测精度;检测电路采用高精度电容数字转换芯片AD7745结合高速、低功耗、超强抗干扰的STC12 LE5201 AD单片机采集处理电容信号,外围电路简洁,应用灵活。通过实验数据分析,该电容式粮食水分检测仪可以满足粮食水分检测的需要。

散体物料孔隙率测定装置设计与试验

为了提高散体物料孔隙率检测精度及可靠性,基于理想气体状态方程,按照气体置换法,研制了一种定容型散体物料孔隙率的快速测定装置,开发了自动检测控制系统。在设定的0.1～0.4 MPa测量范围内,采用可精确测得其体积且形态各异的标准不锈钢球体、塑料四棱柱体、鹅卵石以及细石子的试验结果发现,系统的充气压力越高,测量误差相对越小且重复性越好。采用标准不锈钢球体与圆柱体,在孔隙率分别为16.02%、25.14%、35.57%、49.05%、58.42%、67.79%、76.57%、85.36%、94.14%的标准条件下,给出了补偿系数的计算式。在样品填充率分别为25%、50%、75%、100%,充气上限压力为0.4 MPa的试验条件下,检测湿基含水率为13.5%的稻谷的试验结果显示,测量误差极差为0.3%,证实了测量结果的可靠性。

基于PLC及组态软件的粮食集中干燥监控系统

粮食集中干燥控制是解决粮食干燥过程控制困难的前沿技术。系统综合了计算机和PLC的各自特点,融合了组态监控软件技术,集过程解析、专家咨询和远程控制于一体,具有数字化、可视化、操作便捷、响应速度快、处理能力强、抗干扰性强、可靠性和稳定性好的特点。控制系统的成功运用,提高了粮食干燥的生产效率和粮食品质,降低了能耗和干燥成本,为我国粮食安全提供了重要的技术保障。

荔枝果壳摩擦系数测量试验研究

依据自行设计的农业物料摩擦系数自动测量装置，针对不同品种、取样方向荔枝果壳以及不同斜面倾角，测得荔枝果壳-橡胶板、果壳-尼龙板之间的摩擦系数．结果表明，荔枝果壳-橡胶板的静摩擦系数为0．8202～O．8683，滑动摩擦系数为0．8184～O．8738；果壳-尼龙板之间的滑动摩擦系数为0．407～0．474；荔枝品种和取样方向对果壳静摩擦系数存在一定影响，对滑动摩擦系数影响不大．因此，在建模的时候可近似将荔枝果壳当成各向同性材料，这些为荔枝收获、加工、储运等设备的设计提供了参数依据．

面向山区农村小型脱粒机的设计

谷物脱粒是谷物生产机械化中薄弱的"瓶颈"环节,解决谷物脱粒问题具有重要的实际意义。为此,针对广东省山区农村的具体情况,提出了谷物脱粒机的机械化工艺,并在Pro/E环境下运用虚拟开发技术对脱粒机进行了三维建模、运动仿真以及强度校核,为谷物脱粒样机的设计提供了依据。

一种农业物料滑动摩擦系数测量装置的设计

依据斜面力学原理和光电测试技术,设计一种农业物料滑动摩擦系数自动测量装置,并以荔枝为例,测得荔枝果皮与橡胶板和尼龙板之间的滑动摩擦系数,结果表明:该装置能够快速、准确、方便的测定农业物料的滑动摩擦系数.

温度势差驱动玉米去水试验研究

从能势转换的角度探讨谷物节能干燥工艺,即利用自然界自身存在的温度势差驱动谷物水分气化、迁移和扩散,达到去除高水分玉米水分和提高粮温的目的,并通过试验验证了该方法的可行性,为烘干机高效节能设计提供基础数据。

故障电弧断路器核心实验及电弧波形

故障电弧断路器的市场表现不尽理想,主要原因在于研发单位没有完全按照UL 1699标准对产品进行测试,导致产品出现误脱扣问题和电弧检测性能差等情况。本文根据UL1699搭建实验设备,通过示波器抓取各实验中的负载电流,最后分析并终结出正常负载电流波形、正常操作电弧电流波形和故障电弧电流波形的具体特征。实验结果显示,故障电弧电流波形夹杂高频成分,而且高频成分随机大量重复出现。可以根据该特征设计故障电弧检测算法,生产出性能可靠的故障电弧断路器。

线缆式故障电弧断路器行业进展

美国NEC机构研究表明故障电弧现象是导致供电线路起火和电器设备起火的主要原因。近几年来,国内外多个知名电器厂家的产品在北美地区发生了起火事件,导致巨额赔款和产品召回。为此,美国政府和UL认证机构计划把线缆式故障电弧断路器加入到除湿机整机认证标准中,并逐步推广至其他电器产品上。

一种高效的太阳能空调控制方案

该控制方案是在变频空调的控制基础上,利用高效的谐振DC-DC变换器,实现太阳能电能变换。由于该方案中省去了逆变控制,所以电能变换效率高、成本低。实验结果显示该方案的电能变换效率大于98%,电能利用率达到100%以上,且太阳能的电能转换的控制器成本下降达50%。

电机变频控制节能技术和运用探析

随着社会的发展,人们对节能减排的意识不断提高。电机作为制造业的主要动力设备,深入研究其节能技术,对提高能效有非常显著的意义。本文对电机变频控制的节能技术和运用方式进行了探讨。