[發明專利]一種原位測量糧倉單元裝置

有效

• 申請號: 201610311156.0
• 申請日: 2016-05-11
• 公開（公告）號: CN106017546B
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發明（設計）人: 吳文福;吳玉柱;吳子丹;張忠杰;尹慧敏;張亞秋;韓峰;陳龍;秦驍;陳思羽;劉哲;吳新怡;王小萌;尹君
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙)11369
• 代理人: 史霞

技術領域

本發明涉及谷物倉儲試驗裝置領域。更具體地說，本發明涉及一種原位測量糧倉單元裝置，具體為一種不改變糧倉單元裝置內糧食環境來監測谷物倉儲狀態的糧倉單元裝置。

背景技術

糧食作為生命體，在儲藏過程中，儲糧生態系統的影響因素多，而研究單一因素已無法精確描述糧堆狀態的變化過程，其中結露是威脅安全儲糧的重要因素。溫度、濕度、微氣流和糧食平衡水分是結露的重要影響因素。因此為了揭示糧食在糧倉中的變化規律，通過構建糧倉單元裝置對倉內的溫度、濕度及氣流等多場耦合對儲糧狀態變化的影響，以便制定有效的調控措施、實現儲糧安全。

糧食作為生命體，收獲后到儲藏環節則形成了儲糧生態系統。該系統主要由糧堆生態子系統和環境生態子系統構成，各子系統中的因素相互交錯共同影響整個系統狀態，如糧堆自身的變化易受到蟲霉侵害故保質保鮮儲藏難度增大，環境生態子系統多區域性特點也加大了安全儲糧的難度。因此糧堆生態子系統中的溫度、濕度、微氣流等非生物因子和微生物滋長、蟲害活動等生物因子均是影響儲糧生態系統安全狀態的重要因素。儲糧實踐也表明，因糧堆結露而引起局部霉變、發熱是破壞儲糧安全狀態的重大威脅之一。

糧食結露有以下幾種類型：1、以通風道為軸心呈“V”型結露；2、沿倉墻內壁和地皮呈“U”型結露；3、在糧堆的某一層呈斷面的層狀結露；4、在糧堆內部某一個部位呈窩狀結露；5、在糧堆的內部呈斜面結露；6、通風口或通風道的附近局部結露。溫差的出現是糧堆產生結露的根本原因。而溫差的出現通常有三方面的原因，一是工藝設計不合理；二是技術操作不當；三是糧質不均，松緊程度不一。在現代儲量技術中，通常采用以下方法解決結露問題，一是合理設計通風系統；二是嚴格技術管理；三是確保糧質均勻一致，盡量做到糧堆松散程度一致。但是現有的糧倉儲藏卻沒有有效的結露探測及報警系統，提前預估或及時探測到結露產生并及時報警。

發明內容

本發明目的是提供利用原位測量糧倉單元裝置判斷倉儲狀態的方法，根據傳感器組探測的溫度、濕度、水分和品質參數分布場，控制單元判斷倉儲狀態和結露問題，并發出相應預警或警報。

本發明目的是提供一種原位測量糧倉單元裝置，采集糧倉單元裝置各部位的溫度、濕度、水分等參數，將參數傳輸至控制單元，控制單元根據溫度、濕度、水分等參數提前預估或探測到結露產生并及時報警。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種利用原位測量糧倉單元裝置判斷倉儲狀態的方法，包括以下步驟：

步驟1、傳感器組探測糧倉單元裝置內的谷物的溫度、濕度和水分信號，并將信號通過數據采集單元傳輸至控制單元；

步驟2、控制單元根據信號計算結露影響因子p：

p＝p₁×ΔT+p₂×ΔH+p₃×ΔC

其中，p₁為溫控系數；p₂為濕控系數；p₃為水控系數；ΔT為累積谷物溫差；ΔH為累積谷物濕度差；ΔC為累積谷物水分差；

步驟3：當0＜p≤0.25，谷物倉儲狀態優；

當0.25＜p≤0.45，谷物倉儲狀態良，加大通風量；

當0.45＜p≤0.75，谷物倉儲狀態中，加大通風量，發出預警；

當0.75＜p≤0.85，谷物倉儲狀態差，控制單元判斷是否結露，發出相應的預警或結露警報；

當0.85＜p≤1，谷物倉儲狀態極差，控制單元判斷是否結露，發出相應的預警或結露警報。

優選的是，所述步驟3中控制單元通過糧食平衡絕對濕度等溫線曲線判斷是否結露，當發生結露時，控制單元發出警報；當沒有發生結露時，控制單元發出預警。

優選的是，所述步驟2中

累積谷物溫差ΔT計算公式如下：

其中，i為溫度傳感器的層數，a為溫度傳感器的最大層數；j為溫度傳感器的行數，b為溫度傳感器的最大行數；k為溫度傳感器的列數，n為溫度

傳感器的最大列數；T_ijk為第i層j行k列的溫度傳感器探測的溫度值。

優選的是，所述累積谷物濕度差ΔH計算公式如下：

其中，i為濕度傳感器的層數，a為濕度傳感器的最大層數；j為濕度傳感器的行數，b為濕度傳感器的最大行數；k為濕度傳感器的列數，n為濕度傳感器的最大列數；H_ijk為第i層j行k列的濕度傳感器探測的相對濕度。