基于总重检测的循环式谷物干燥过程在线测控方法及系统

本发明属于谷物干燥，具体涉及一种基于总重检测的循环式谷物干燥过程在线测控方法及系统。

背景技术：

1、谷物干燥的基本目标是保持干燥过程稳定的前提下，以最低的干燥成本和能耗去除谷物中的水分。在此基础上，干燥作业的关键在于对干燥过程中谷物状态的精确把控，干燥时间不足则出机含水率不均匀，无法安全储藏；干燥时间过长则谷物爆腰率增加，降低了谷物的品质。因此，谷物干燥过程中的精确控制对谷物干燥工作至关重要。

2、现有的谷物干燥整体重量检测一般是采用称重式和测体积两种方法，称重式设备改装极为困难且耗资大，不利于大面积应用；测体积多采用桨轮式传感器，其检测精度受谷物密度和谷物流速影响很大，且只能检测进出粮时刻的重量。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种基于总重检测的循环式谷物干燥过程在线测控方法及系统，可精准控制的谷物干燥过程。

2、本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

3、一种基于总重检测的循环式谷物干燥过程在线测控方法：

4、启动进出粮提升机完成上粮作业，再依次启动热风机、燃烧室与排粮机构，对干燥机主体内待干燥的谷物进行干燥；

5、在对待干燥的谷物进行干燥时，计算第i轮干燥循环后的谷物料位预计下降高度，比较预计料位下降高度滚动累加平均δξhi与目标料位下降高度δh，进而控制干燥机主体下一轮干燥循环的料位下降高度：当δh-δξhi＞δ时，则增加下一轮干燥循环的料位下降高度，即δhi+1＝δhi+δhsmall；当δh-δξhi＝δ时，则控制下一轮干燥循环的料位下降高度不变，即δhi+1＝δhi；当δh-δξhi＜δ时，则减少下一轮干燥循环的料位下降高度，即δhi+1＝δhi-δhsmall；其中：δ为高度偏差，δhi为第i轮干燥循环料位预计下降高度，δhi+1为第i+1轮干燥循环料位预计下降高度，δhsmall为单次最小料位调整高度。

6、进一步地，所述单次最小料位调整高度通过以下方式获取：

7、

8、其中：δhlarge为单次最大料位调整高度，l为小步慢调的步数，δξwi为第i轮干燥循环累计去除水分质量，δξhi为第i轮干燥循环累计料位下降高度，m为累加次数。

9、进一步地，所述第i轮干燥循环累计去除水分质量满足：

10、

11、其中：wij为第i轮干燥循环谷物总重量wi的第j次累加，wij+1为第i轮干燥循环谷物总重量wi的第j+1次累加。

12、更进一步地，所述第i轮干燥循环累计料位下降高度满足：

13、

14、其中：mj为第i轮干燥循环的谷物平均水分值的第j次累加，mj+1为第i轮干燥循环的谷物平均水分值的第j+1次累加，tij为第i轮干燥循环谷物温度ti的第j次累加，tij+1第i+1轮干燥循环谷物温度ti的第j次累加，k为校正系数，f()表示含水率预测分部参数方程，s为干燥机主体的横截面面积，θ为休止角校正系数，ρi表示谷物第i轮干燥循环的容重。

15、更进一步地，所述第i轮干燥循环料位预计下降高度满足：

16、

17、其中：wi表示第i轮干燥循换谷物总重量，表示第i轮干燥循环的谷物平均水分值。

18、更进一步地，当|δh-δξhi+1|≤δ或下搅龙处的电阻式水分仪检测值达到目标干燥水分时，停止高度调整，其中δξhi+1表示前i+1轮干燥循环中m次料位下降高度累加平均。

19、一种基于总重检测的循环式谷物干燥过程在线测控系统，包括：

20、上料甩盘，安装在干燥机主体内部顶端，用于将进出粮提升机输送的谷物平整的洒在储粮段表面；

21、雷达料位传感器组，安装在干燥机主体顶部，用于对干燥机主体内部的谷物料位高度进行检测；

22、电阻式水分仪，设置在缓苏段和下搅龙处。

23、上述技术方案中，所述上料甩盘的电机转速由上料甩盘变频器控制。

24、本发明的有益效果为：

25、(1)本发明采用雷达料位传感器组，可以全方位识别干燥机主体内料位高度，避免单个激光料位传感器无法准确测得干燥机主体内料位高度，提高料位测量精度。

26、(2)本发明采用可变频的上料甩盘，对谷物进料进行控制，避免料位的检测受谷物料堆形状不确定等因素影响，克服了传统称重法的动态稳定性差以及安装复杂程度高等缺点，提高了粮食重量在线检测的精度和稳定性。

27、(3)本发明通过料位高度变化来检测干燥过程，将干燥高度细分化，采用小步慢调的方式进行干燥过程调整，从而控制干燥后谷物水分与目标水分在误差范围内，精准控制的谷物干燥水分。

28、(4)本发明通过对谷物干燥前后粮位高度变化来核算干燥的降水幅度，大范围宏观判断谷物干燥降水幅度，克服了传统干燥作业中依据局部谷物水分仪数据的局限性，避免因谷物含水率不均匀而造成的过干燥和欠干燥。

技术特征：

1.一种基于总重检测的循环式谷物干燥过程在线测控方法，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的基于总重检测的循环式谷物干燥过程在线测控方法，其特征在于，所述单次最小料位调整高度通过以下方式获取：

3.根据权利要求2所述的基于总重检测的循环式谷物干燥过程在线测控方法，其特征在于，所述第i轮干燥循环累计去除水分质量满足：

4.根据权利要求3所述的基于总重检测的循环式谷物干燥过程在线测控方法，其特征在于，第i轮干燥循环累计料位下降高度满足：

5.根据权利要求4所述的基于总重检测的循环式谷物干燥过程在线测控方法，其特征在于，所述第i轮干燥循环料位预计下降高度满足：

6.根据权利要求5所述的基于总重检测的循环式谷物干燥过程在线测控方法，其特征在于，当|δh-δξhi+1|≤δ或下搅龙(7)处的电阻式水分仪检测值达到目标干燥水分时，停止高度调整，其中δξhi+1表示前i+1轮干燥循环中m次料位下降高度累加平均。

7.一种实现权利要求1-6任一项所述的基于总重检测的循环式谷物干燥过程在线测控方法的系统，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述上料甩盘(2)的电机转速由上料甩盘变频器(3)控制。

技术总结
本发明公开了一种基于总重检测的循环式谷物干燥过程在线测控方法及系统，启动进出粮提升机完成上粮作业，再依次启动热风机、燃烧室与排粮机构，对干燥机主体内待干燥的谷物进行干燥；在对待干燥的谷物进行干燥时，计算第i轮干燥循环后的谷物料位预计下降高度，比较预计料位下降高度滚动累加平均与目标料位下降高度，进而控制干燥机主体下一轮干燥循环的料位下降高度：通过若干步小幅度调整，控制干燥后实际料位高度与目标料位高度在误差范围之内。本发明能精准控制谷物的干燥过程，同时避免单次调整幅度过大造成调节过度。

技术研发人员：魏新华,张永杰,宋琦,孙卫红,吉鑫,章少岑,邓屹,王晔飞,杨家鑫,王庆壮
受保护的技术使用者：江苏大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14