一种粮仓、储粮重量检测系统、方法及传感器布置方法
【专利摘要】本发明涉及一种粮仓、储粮重量检测系统、方法及传感器布置方法，提出了一种基于底面两圈传感器布置的粮仓重量检测方法。核心技术包括内外两圈底面压力传感器布置、基于底面压强和侧面压强均值估计的粮堆重量检测模型、系统标定与建模方法等技术。所提出方法具有检测精度高，对传感器性能要求低、适用性强、设备简单，使用和维护方便，便于远程在线粮仓数量检测和粮仓状态监测等特点，可满足通常使用粮仓储粮数量远程在线检测的需要。由于本发明所提出的检测方法适应于多种粮仓结构类型的储量数量检测，具有巨大的应用价值，为保障国家粮食数量安全提供了新的技术手段。
【专利说明】一种粮仓、储粮重量检测系统、方法及传感器布置方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于粮仓储粮重量检测的压力传感器布置方法，储粮重量检测方 法、系统，以及采用该系统的粮仓。
【背景技术】
[0002] 粮食安全包括数量安全和质量安全。粮食数量在线检测技术与系统研究应用是国 家粮食数量安全的重要保障技术，开展这方面的研究与应用事关国家粮食安全，具有重要 的意义，并将产生巨大的社会经济效益。
[0003] 由于粮食在国家安全中的重要地位，要求粮堆数量在线检测准确、快速和可靠。同 时由于粮食数量巨大，价格低，要求粮堆数量在线检测设备成本低、简单方便。因此检测的 高精度与检测系统的低成本是粮仓数量在线检测系统开发必须解决的关键问题。
[0004] 专利"基于压力传感器的粮库储粮数量检测方法"（专利授权号： ZL201010240167. 7)，该发明专利的核心技术包括基于粮仓底面、侧面压力传感器输出均值 的粮仓储粮数量的计算模型与具体系统标定方法。
[0005] 上述专利的方案需求的传感器很多，成本较高。为了解决该问题，并提高检测精 度，本发明给出了另一种基于底面和侧面压强估计的储粮重量检测思路。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种用于粮仓储粮重量检测的压力传感器布置方法，储粮重 量检测方法、系统，以及采用该系统的粮仓，用以解决现有检测需要传感器多、成本高的问 题。
[0007] 为实现上述目的，本发明的方案包括：
[0008] 用于粮仓储粮重量检测的压力传感器布置方法，压力传感器至少分为两组，一组 为内圈传感器，另一组为外圈传感器；外圈传感器紧贴侧面墙间隔布置，内圈传感器均距离 侧面墙设定距离且间隔布置。
[0009] 内圈传感器距离侧面墙距离为d，d = 1-3米。
[0010] 内圈传感器之间的间隔不小于lm，均匀或不均匀布置，内圈传感器个数为6?10 ; 外圈传感器之间的间隔不小于lm，均匀或不均匀布置，外圈传感器个数为6?10。
[0011] 粮仓储粮重量检测方法，步骤如下：
[0012] 1)检测所布置压力传感器的测量值，得到内圈传感器测量值均值&(4_.)和外圈 传感器测量值均值;
[0013] 2)带入
[0014]
【权利要求】
1. 用于粮仓储粮重量检测的压力传感器布置方法，其特征在于，压力传感器至少分为 两组，一组为内圈传感器，另一组为外圈传感器；外圈传感器紧贴侧面墙间隔布置，内圈传 感器均距离侧面墙设定距离且间隔布置。
2. 根据权利要求1所述的用于粮仓储粮重量检测的压力传感器布置方法，其特征在 于，内圈传感器距离侧面墙距离为d，d = 1-3米。
3. 根据权利要求1所述的用于粮仓储粮重量检测的压力传感器布置方法，其特征在 于，内圈传感器之间的间隔不小于lm，均匀或不均匀布置，内圈传感器个数为6?10 ;外圈 传感器之间的间隔不小于lm，均匀或不均匀布置，外圈传感器个数为6?10。
4. 应用权利要求1所述布置方法的粮仓储粮重量检测方法，其特征在于，步骤如下： 1)检测所布置压力传感器的测量值，得到内圈传感器测量值均值&(?_.)和外圈传感 器测量值均值&(%_.);
粮重量，#为储粮重量估计；a(l、a2、a3和a4为标定系数；式（14)为基于底面压强和侧面 压强均值估计的储粮重量检测模型。
5. 根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，在标定过程中，记录进粮重量和压力 传感器值，对于每个压力传感器Si建立式（15)所示的压强与进粮重量的关系模型 Qb (Si) = bo+biff+b^2 (15) 其中，V V b2为回归所获的系数；QB(Si)为压力传感器Si的压强估计值；W为整个粮 仓储粮重量；利用式（15)，计算出各压力传感器Si在不同重量值时的估计值，获得实验数 据样本，每个样本点表示为（1 1，〇"81山〇"82山...，，〇以811111))，其中，111为传感器数，11为样 本数；根据这些样本数据，利用多元回归方法，建立式（14)所示的基于底面压强和侧面压 强均值估计的粮堆重量检测模型。
6. -种粮仓储粮重量检测系统，其特征在于，压力传感器至少分为两组布置，一组为内 圈传感器，另一组为外圈传感器；外圈传感器紧贴侧面墙间隔布置，内圈传感器均距离侧面 墙设定距离且间隔布置。
7. -种粮仓，包括粮仓重量检测系统，其特征在于，压力传感器至少分为两组布置，一 组为内圈传感器，另一组为外圈传感器；外圈传感器紧贴侧面墙间隔布置，内圈传感器均距 离侧面墙设定距离且间隔布置。
【文档编号】G01G17/00GK104296847SQ201410134610
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年4月3日 优先权日:2014年4月3日
【发明者】张德贤, 张苗, 张元 , 张庆辉, 樊超, 杨卫东, 杨铁军, 傅洪亮, 王洪群, 王贵财, 许伟涛, 金广峰, 王高平, 王珂, 刘灿, 堵世良 申请人:河南工业大学