散装粮堆密度与深度变化关系及压力传感器研究

发布时间：2022-04-23 10:30

　　粮仓内散装粮食属于颗粒之间没有粘结力的理想散体,物理性质介于固体和液体之间。由于重力的影响,散装粮食的粮面高度会随着时间降低,从而引起散装粮整体体积、密度（容重）的变化。将粮仓内粮食进行分层分析,随着粮层的堆积,粮面的升高,某层粮食自进仓之后受其上部各层粮食压力的作用,该层粮食会产生一定的压缩量,从而引起该层粮食密度的改变。且由于各层粮食上部粮食数量的不同,导致各层的压缩量也不同,因此各层的密度也就不同。由于缺乏科学合理的散状粮食密度的计算模型,直接影响到准确核算粮库储粮数量。再加上储存时间等其他因素的影响,粮食密度必然发生一定的变化,因此用某一深度的粮层密度代替目标粮堆的整体密度是不合理的。本文通过多种尝试挑战传感器制作难关,自制一类压力传感器,并在仿真模拟平房仓中实仓布设,并同时布设多类成品传感器作参照,通过模拟仓全自动倒粮,共同监测一个完整进出粮过程中粮堆底部压力的变化。实仓试验验证了自制压力传感器具有一定实用价值,为以后粮食内部专用压力传感器的研制打下基础。粮面沉降的过程也是粮堆自密实的过程,实仓试验另一目的是期望通过找到粮堆自密实过程中底部压力变化,以期通过粮堆压力反推粮堆密... 

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 国内外粮食密实度随深度变化的研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
        1.2.3 国内外研究小结
    1.3 传感器发展现状以及研制意义
        1.3.1 类似传感器的特点与适用范围
        1.3.2 传感器研究小结
    1.4 本文研究主要内容及方法
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 研究方法
        1.4.3 本文的主要工作与意义以及创新点
第二章 专用压力传感器的制作
    2.1 制作传感器的核心思想
        2.1.1 制作传感器的要求
        2.1.2 思路及方向
    2.2 前期试验及探索
        2.2.1 陶瓷压力变送器配合弹性气囊
            2.2.1.1 原理及样品制作
            2.2.1.2 样品的试验效果与分析
            2.2.1.3 试验分析及结论
        2.2.2 大气压力传感器配合气囊
            2.2.2.1 原理及样品分析
            2.2.2.2 样品的试验效果及分析
            2.2.2.3 试验分析及结论
    2.3 大气压力传感器与气囊组合的加工制作
    2.4 大气压力传感器配合金属密封
        2.4.1 原理及样品制作
        2.4.2 内部弹簧选取的计算
        2.4.3 内部介质的选取
        2.4.4 标定及检验
        2.4.5 组装注意事项
        2.4.6 传感器长期稳定性的观测
    2.5 本章小结
第三章 模拟仓实仓试验
    3.1 试验概况
    3.2 试验过程
        3.2.1 仓体标定
        3.2.2 传感器的选取及布设
        3.2.3 传感器的标定
            3.2.3.1 应变式压力传感器标定
            3.2.3.2 振弦式压力传感器标定
            3.2.3.3 光纤式压力传感器标定
            3.2.3.4 薄膜式压力传感器标定
            3.2.3.5 传感器布设
        3.2.4 进粮过程及数据采集与分析
        3.2.5 进粮完毕数据采集与分析
            3.2.5.1 传感器数据采集及分析
            3.2.5.2 沉降数据采集及分析
        3.2.6 卸粮过程数据采集与分析
    3.3 本章小结
第四章 颗粒流数值模拟
    4.1 散体力学和颗粒流软件简介
        4.1.1 散体力学
        4.1.2 颗粒流软件简介
        4.1.3 颗粒流接触本构模型
        4.1.4 颗粒流方法基本假定
    4.2 散储粮模拟仓数值模拟
        4.2.1 模型概况
        4.2.2 模型计算
        4.2.3 数据分析
        4.2.4 颗粒Z向轨迹
    4.3 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
个人简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]粮食储藏容重与粮堆高度关系试验研究[J]. 王录民,戚迎花,许启铿,张世杰,孙景辉.  粮食储藏. 2014(01)
[2]FBG椭圆边孔封装的静水压力增敏技术研究[J]. 孙崇峰,焦素敏,李智慧,王学梅,徐晓光,金广锋,王彩红,王胜轩.  半导体光电. 2011(04)
[3]散体力学研究的现状及其发展[J]. 孙利民,杨阳,梁江涛.  开封大学学报. 2011(02)
[4]粮仓储粮数量探测新方法探讨[J]. 杨雷东,吴炳方,李强子,孙卫东,方广有,左晓戎,甄彤,张爱武,吴方明,蒙继华.  粮食储藏. 2010(05)
[5]储粮平房仓的“三温”年变化规律研究[J]. 钟天华,吴建河,刘平,时凤云,田国卫,蔡书言.  中国农学通报. 2010(15)
[6]粮仓储量信息无损探测技术研究[J]. 秦瑶,陈洁,方广有.  中国粮油学报. 2010(04)
[7]颗粒离散元方法中接触模型的开发[J]. 王涛,吕庆,李杨,李宏明.  岩石力学与工程学报. 2009(S2)
[8]MEMS耐高温压力传感器封装工艺[J]. 孟超,赵玉龙,赵立波,王新波,刘元浩.  仪表技术与传感器. 2009(09)
[9]振弦式传感器的原理及校准方法[J]. 张勇.  计量技术. 2008(06)
[10]压力传感器温度漂移补偿的RBF网络模型[J]. 何平,潘国峰,孙以材,赵红东,张银慧.  仪器仪表学报. 2008(03)

硕士论文
[1]散装粮平房仓不同工况下粮堆底部压力试验研究与颗粒流模拟[D]. 刘永超.河南工业大学 2013
[2]陶瓷压阻式压力传感器的研究及应用[D]. 陈平易.西安电子科技大学 2012
[3]固体介电常数测量方法的对比研究[D]. 陈琦.哈尔滨工业大学 2012



本文编号：3646999