粮堆多参数监测装置的研究

发布时间：2020-04-13 03:19

【摘要】：粮情测控技术是利用现代计算机和电子技术对粮情进行检测、存储数据并进行数据分析,是四项储粮新技术之一。它对储粮设施进行适时控制,具有粮情检测、粮情分析和粮情控制功能。其中粮情检测是基础,粮情分析是依据,粮情控制是手段。我国粮情检测技术的研究起步较晚,目前大部分粮情检测系统功能简单,仅能检测粮食温度以及空气相对湿度参数,少数系统能检测虫害、气体、粮食水分等参数。但此类系统间并不相互兼容,若需检测多种粮情参数,则需要安装对应几种功能的检测系统,增加安装、维修成本。针对上述问题,本文研究了一种集检测粮食温度、相对湿度、粮食含水率于一体的实时粮堆多参数监测装置,并能计算出粮食平衡水分,与上位机进行通信。且通过试验验证了本装置满足粮情多参数检测的需求。本文主要研究内容如下:1、针对储粮仓环境及粮食储藏特性,分析了装置的整体需求,确定了以粮食水分检测仪为主体的设计方案,选取电容法作为粮食水分检测方式。2、在结构上,对一种电容式传感器的机械结构进行了改进,使之更实用于粮堆内环境。在采样容器的上端加装了恒压保护壳,通过半封闭的保护壳保护采样容器内的粮食免受外界压力,使容器中粮粒间孔隙率保持恒定,并消除了时间累积效应对孔隙率的影响,保证检测结果的准确性。3、设计并实现了基于STC89C52单片机为核心的粮情多参数监测装置,硬件采用了模块化方法设计,实现了水分测量模块和温湿度测量模块的融合。使用差分数据线收发器将数据共模发送形式转换为差模发送,提高了数据传输距离与稳定性。4、实现了下位机对粮食水分、温度、相对空气湿度检测、计算实时粮食平衡水分功能,并且每个下位机都被赋予了地址,上位机采用巡检方式实现粮情各参数的采集。此外,上位机能对接收到的数据进行简单的处理、校正和显示。5、结合国家测量粮食水分的标准方法,通过多次试验,采用单因素标定法,建立了相应的温度补偿粮食水分数学模型。6、提出了一种无粮快速微调监测装置的方法,使所有装置在一定的使用范围内,对粮食水分、温湿度参数检测都充分近似,消除了装置间由于硬件电路焊接及机械结构安装对检测结果带来的偏差,实现了装置间互换性功能。7、利用小型通风储粮仓进行了长期试验,对系统的稳定度及精度等系统静态特性进行了试验验证。通过对分析试验数据,得出了系统稳定度较好,各参数检测的精确度符合相关误差要求的结论。
【学位授予单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S379
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本文编号：2625523