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一種實時檢測散裝糧堆糧食儲藏狀態(tài)的系統(tǒng)及方法與流程

文檔序號:12809837閱讀:593來源:國知局
一種實時檢測散裝糧堆糧食儲藏狀態(tài)的系統(tǒng)及方法與流程

一種實時檢測散裝糧堆糧食儲藏狀態(tài)的系統(tǒng)及方法,用于實時監(jiān)測糧食的儲存狀態(tài),屬于糧食儲藏技術領域。



背景技術:

我國是目前世界上最大的產(chǎn)糧國,僅小麥、玉米、水稻三種主要糧種每年的產(chǎn)量即達5億余噸,其中約80%需經(jīng)過長期或較長期(通常指半年以上)的堆裝儲藏過程。由于糧食屬季節(jié)性產(chǎn)出,分時分散消耗的人類基本消費物資,其大規(guī)模集中處理、儲藏、運輸?shù)冗^程也是我們必不可少的工作內(nèi)容之一。

對于大多數(shù)糧食,在收獲后至加工處理之間的一段時間內(nèi),在整個儲、運過程均保持為生物種籽狀態(tài),且絕大部分處于散裝、散運、散儲狀態(tài),因此糧食的安全性指標即包括物理性質(zhì)指標,也包括生物特性指標。面對散裝儲運過程中的大規(guī)模散裝糧堆(通??蛇_數(shù)百噸、數(shù)千噸、甚至上萬噸),如何快速掌握糧食的物理與生物特性指標,如堆裝體積、重量、堆積形狀、散裝糧堆的溫度、水分含量、雜質(zhì)含量、有害生物及微生物活動狀態(tài)等,都是工作過程中必須要解決的問題。

目前實際生產(chǎn)過程中對上述有關問題的解決狀況是,大部分靠現(xiàn)場人力觀察,重量靠一車車、一磅磅稱量計數(shù)累計;進出倉等作業(yè)的實時狀況靠有經(jīng)驗的人現(xiàn)場觀察和估量;水分、雜質(zhì)、有害生物及微生物活動狀態(tài)等指標靠人工抽樣檢測;糧溫只對需長期儲藏的散裝糧堆進行預埋測溫電纜的方式進行定點監(jiān)測等。而大規(guī)模糧食儲運過程中,現(xiàn)場的惡劣環(huán)境,如灰塵、噪音、密閉等,更使上述監(jiān)控糧食流通過程的方法成為不可能或缺乏可靠性。



技術實現(xiàn)要素:

本發(fā)明針對上述技術缺陷之處提供了一種實時檢測散裝糧堆糧食儲藏狀態(tài)的系統(tǒng)及方法,解決現(xiàn)有技術中在對糧食收獲后至加工處理之間的一段時間內(nèi),因無法快速掌握糧食的物理與生物特性指標,從而無法實時監(jiān)控糧食的儲存和運輸狀態(tài)的問題。

為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術方案如下:

一種實時檢測散裝糧堆糧食儲藏狀態(tài)的系統(tǒng),其特征在于,包括;

現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊:用于采集被檢測散裝糧堆表面的任意點與所設現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊之間的距離、散裝糧堆表面多點的溫度、氣體成分、散裝糧堆的影像和被檢測點進行數(shù)據(jù)采集時對應的旋轉角度信息;

后臺信息分析與控制模塊:用于控制和接收現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊采集的信息,并用于計算、分析被檢測散裝糧堆的堆高、體積、重量、溫度分布狀態(tài)和氣體分布狀態(tài),顯示計算、分析的結果和現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊采集的信息;

網(wǎng)絡模塊:用于后臺信息分析與控制模塊接收現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊采集的信息以及傳遞對現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊的運行指令信息。

進一步,所述現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊包括:

測距傳感模塊:用于以非接觸方式精確測量被測散裝糧堆表面任意點與測距傳感模塊之間的距離信息;

測溫傳感模塊:用于以非接觸方式測量被測散裝糧堆表面任意點的實時溫度信息;

影像信息采集模塊:用于采集被測散裝糧堆的影像信息;

氣體成分檢測模塊:用于檢測被測散裝糧堆表面的氣體成分信息,即測量散裝糧堆表面氣體中的h2o、o2、co和co2;

云臺:用于安裝測距傳感模塊、測溫傳感模塊和影像信息采集模塊,并采集被檢測點進行數(shù)據(jù)采集時對應的旋轉角度信息;

發(fā)送模塊:用于發(fā)送測距傳感模塊、測溫傳感模塊、影像信息采集模塊、氣體成分檢測模塊和云臺采集的數(shù)據(jù)信息;

基座:用于安裝云臺和氣體成分檢測模塊。

進一步,所述云臺包括橫向軸旋轉部分和縱向軸旋轉部分,測距傳感模塊、測溫傳感模塊和影像信息采集模塊安裝于橫向軸旋轉部分,橫向軸旋轉部分以橫向軸作為旋轉軸做0°-180°旋轉;縱向軸旋轉部分以縱向軸作為旋轉軸做0°-360°旋轉。

進一步,所述后臺信息分析與控制模塊包括:

接收模塊:用于接收發(fā)送模塊發(fā)送的測距傳感模塊、測溫傳感模塊、影像信息采集模塊、氣體成分檢測模塊和云臺采集的數(shù)據(jù)信息;

計算模塊:用于計算被測散裝糧堆的堆高、體積和重量,以及被測散裝糧堆表面任意被測點位置的坐標;

分析模塊:用于判斷被測散裝糧堆的體積、堆高、重量是否超限,判斷被測散裝糧堆的表面溫度、氣體成份是否存在整體或局部異常狀況,是否符合糧食的安全儲藏要求;

存儲模塊:用于存儲接收模塊接收的數(shù)據(jù)信息、被測散裝糧堆的邊界數(shù)據(jù)信息和計算模塊、分析模塊得到的結果信息;

顯示模塊:用于顯示存儲模塊存儲的數(shù)據(jù)信息;

控制模塊:用于發(fā)出對現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊的運行控制指令,以及控制各模塊之間的信息傳遞。

進一步,還包括用于在被測散裝糧堆體積、堆高、重量超限時,糧溫和氣體成分達不到規(guī)定的安全范圍時進行報警的報警模塊。

進一步,所述網(wǎng)絡模塊包括有線網(wǎng)絡模塊和無線網(wǎng)絡模塊;所述測距傳感模塊為激光或紅外測距傳感模塊;測溫傳感模塊為紅外測溫傳感模塊。

一種實時檢測散裝糧堆糧食儲藏狀態(tài)的方法,其特征在于,如下步驟:

(1)獲取被測散裝糧堆的邊界數(shù)據(jù)信息;

(2)獲取現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊與被測散裝糧堆表面連續(xù)分布點的距離、散裝糧堆表面連續(xù)分布點的溫度、氣體成分信息、散裝糧堆的影像和被檢測點進行數(shù)據(jù)采集時對應的旋轉角度信息;

(3)根據(jù)步驟(1)至步驟(2),計算被測散裝糧堆的堆高、體積、重量、溫度分布狀態(tài)和氣體分布狀態(tài);

(4)根據(jù)步驟(3)分析判斷被測散裝糧堆的堆高、體積、重量是否超限;判斷被測散裝糧堆的溫度和氣體成分分布、變化狀態(tài)是否符合安全儲藏要求,如果不符合,則進行報警提示,并給出問題區(qū)域的坐標位置;

(5)顯示步驟(2)、步驟(3)和步驟(4)得到的結果。

進一步,所述步驟(2)中現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊包括:

用于以非接觸方式精確測量被測散裝糧堆表面任意點與測距傳感模塊之間的距離信息的測距傳感模塊;

用于以非接觸方式測量被測散裝糧堆表面任意點的實時溫度信息的測溫傳感模塊;

用于采集被測散裝糧堆的影像信息的影像信息采集模塊;

用于檢測被測散裝糧堆表面的氣體成分信息的氣體成分檢測模塊;

用于安裝測距傳感模塊、測溫傳感模塊、影像信息采集模塊,并采集被檢測點進行數(shù)據(jù)采集時對應的旋轉角度信息的云臺;

用于發(fā)送測距傳感模塊、測溫傳感模塊、影像信息采集模塊、氣體成分檢測模塊和云臺采集的數(shù)據(jù)信息的發(fā)送模塊;

用于安裝云臺和氣體成分檢測模塊的基座。

進一步,所述步驟(2)中現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊旋轉的角度是通過云臺的橫向軸旋轉部分和縱向軸旋轉部分進行旋轉確定,其中測距傳感模塊、測溫傳感模塊和影像信息采集模塊安裝于橫向軸旋轉部分,橫向軸旋轉部分以橫向軸作為旋轉軸做0°-180°旋轉;縱向軸旋轉部分以縱向軸作為旋轉軸做0°-360°旋轉。

進一步,所述步驟(3)中計算散裝糧堆體積的計算公式為:

即對被測散裝糧堆表面連續(xù)區(qū)域近似體積的累積求和即為總體近似體積,式中:

v為所測散裝糧堆體積計算值,n為有效檢測點的個數(shù),與現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊的數(shù)據(jù)記錄頻率和程序設定的有效檢測點取舍條件有關,△s為每個采樣點所代表的單位面積,檢測區(qū)域確定后可設為一常數(shù),為采樣點散裝糧堆高度計算值;公式為:

式中,為散裝糧堆表面任意點與測距傳感模塊(4)之間的距離檢測值,∠α為對應時,橫向軸旋轉部分旋轉的角度檢測值,h為測距傳感模塊(4)距糧堆底面的距離,為一常數(shù);

所采用的散裝糧堆重量計算公式為:

式中:w為所測散裝糧堆重量計算值,g為容重,僅與糧食種類和純凈度有關。

綜上所述,由于采用了上述技術方案,本發(fā)明的有益效果是:

1、本發(fā)明采用非接觸測溫、非接觸測距、氣體成分檢測、視像等,在有限的空間范圍內(nèi),實現(xiàn)對儲運過程中散裝糧堆表面關鍵信息指標的自動非人工采集,并進行后臺專業(yè)化分析,實現(xiàn)現(xiàn)場實時和全方位連續(xù)跟蹤觀察、收集關鍵指標信息,給出數(shù)據(jù)、圖形、圖像等獨立或結合的直觀分析結果,用以隨時了解散裝糧堆狀態(tài),以便及時指導、調(diào)整作業(yè)方式和進程,更加有效的確保糧食在整個儲運流通過程中的安全;

2、本發(fā)明采用激光傳感器測遠距離物體時響應頻率高,受外界因素的影響小,檢測精度高的特性,確保檢測與分析結果適合實際應用中對可靠性的要求;

3、本發(fā)明采用可旋轉定向的云臺,可在一個有限空間內(nèi)(如一間倉房內(nèi))對被測散裝糧堆設置一個相應的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊,對應的每種指標的測量傳感器只設置一個,可進行大范圍的信息采集,即可大大降低成本,又可避免多個傳感器造成的檢測誤差;

4、本發(fā)明在直線光波射線所及范圍內(nèi)通過一個距離檢測傳感器檢測獲得數(shù)百個甚至數(shù)千個、數(shù)萬個處于散裝糧堆表面連續(xù)點與檢測器之間的距離數(shù)據(jù),同時計算出各個點糧食的堆高,再通過多點累計估算出整體被測散裝糧堆的體積、堆高、重量等,散裝糧堆即使處于自然堆積狀態(tài)(表面不平整)也不影響檢測結果,即可以實現(xiàn)在堆積儲存或進出倉作業(yè)過程中的實時、準確、跟蹤檢測;

5、本發(fā)明通過測距傳感器獲得的距離信息和同步運行的云臺獲得的直線光波與垂直的縱向軸線和水平的橫向軸線之間的角度信息,可以計算出被測散裝糧堆表面任意被檢測點的相對坐標位置,可以準確確定出被測散裝糧堆可能的問題(如堆高不足或超限,溫度、氣體成分異常等)區(qū)域的位置和區(qū)域范圍,可在生產(chǎn)應用中發(fā)揮準確的參考和指導作用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的框架示意圖;

圖2為本發(fā)明中現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊的結構示意圖;

圖3為本發(fā)明中對于被測散裝糧堆某點高度測量的一種實施方式的示意圖;

圖4為本發(fā)明中對于有邊墻的倉房內(nèi)散裝糧堆表面被測點坐標測算的一種實施方式示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白,以下結合附圖及實施例,對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。

一種檢測散裝糧堆表面物理指標判斷糧食儲藏狀態(tài)的系統(tǒng),如圖1所示,包括:

現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊1:用于采集被檢測散裝糧堆表面的任意點與所設現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊1之間的距離、散裝糧堆表面多點的溫度、氣體成分、散裝糧堆的影像和被檢測點(檢測散裝糧堆表面的點)進行數(shù)據(jù)采集時對應的旋轉角度信息;

所述現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊1包括:

測距傳感模塊4:用于以非接觸方式精確測量被測散裝糧堆表面任意點與測距傳感模塊4之間的距離信息;

測溫傳感模塊5:用于以非接觸方式測量被測散裝糧堆表面任意點的實時溫度信息;

影像信息采集模塊6:用于采集被測散裝糧堆的影像信息;

氣體成分檢測模塊7:用于檢測被測散裝糧堆表面的氣體成分信息,即測量散裝糧堆表面氣體中的h2o、o2、co和co2;

云臺9:用于安裝測距傳感模塊4、測溫傳感模塊5和影像信息采集模塊6,并采集被檢測點進行數(shù)據(jù)采集時對應的旋轉角度信息;所述云臺9包括橫向軸旋轉部分11和縱向軸旋轉部分12,測距傳感模塊4、測溫傳感模塊5和影像信息采集模塊6安裝于橫向軸旋轉部分11,橫向軸旋轉部分11以橫向軸作為旋轉軸做0°-180°旋轉;縱向軸旋轉部分12以縱向軸作為旋轉軸做0°-360°旋轉,其中,橫向軸與縱向軸垂直相交,就云臺結構來說,縱向軸旋轉部分旋轉時,橫向軸旋轉部分跟著一起做繞縱向軸的旋轉,但可以不做繞橫向軸的旋轉;橫向軸旋轉部分繞橫向軸旋轉時,縱向軸旋轉部分不跟著一起做旋轉,具體如圖2所示。如圖4所示,如需對某點進行檢測時,橫向軸旋轉部分11和縱向軸旋轉部分12將分別旋轉一定角度后進行數(shù)據(jù)的采集;

發(fā)送模塊8:用于發(fā)送測距傳感模塊4、測溫傳感模塊5、影像信息采集模塊6、氣體成分檢測模塊7和云臺9采集的數(shù)據(jù)信息;

基座10:用于安裝云臺9和氣體成分檢測模塊7。基座可分為固定式和移動式兩種,固定式為固定安裝于倉房墻體、房頂、支撐桿或架之上的裝置結構;移動式為與輪式軌道、輪式或履帶式驅動車或空間懸浮裝置相聯(lián)接的可操控位置移動的裝置結構。

后臺信息分析與控制模塊2:用于控制和接收現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊1采集的信息,并用于計算、分析被檢測散裝糧堆的堆高、體積、重量、溫度分布狀態(tài)和氣體分布狀態(tài),顯示計算、分析的結果和現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊1采集的信息;所述后臺信息分析與控制模塊2包括:

接收模塊13:用于接收發(fā)送模塊發(fā)送的測距傳感模塊4、測溫傳感模塊5、影像信息采集模塊6、氣體成分檢測模塊7和云臺9采集的數(shù)據(jù)信息;

計算模塊15:用于計算被測散裝糧堆的堆高、體積和重量,以及被測散裝糧堆表面任意被測點位置的坐標;

分析模塊16:用于判斷被測散裝糧堆的體積、堆高、重量是否超限,判斷被測散裝糧堆的表面溫度、氣體成份是否存在整體或有局部異常狀況,是否符合糧食的安全儲藏要求;

存儲模塊14:用于存儲接收模塊13接收的數(shù)據(jù)信息、被測散裝糧堆的邊界數(shù)據(jù)信息和計算模塊15、分析模塊16得到的結果信息;

顯示模塊17:用于顯示存儲模塊14存儲的數(shù)據(jù)信息;

控制模塊19:用于發(fā)出對現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊1的運行控制指令,以及控制各模塊之間的信息傳遞。

還包括用于在被測散裝糧堆體積、堆高、重量超限時,糧溫和氣體成分達不到規(guī)定的安全范圍時進行報警的報警模塊18。

本發(fā)明用于分析和整理現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊收集到的多項信息,對之進行篩選、整理、分類記錄、專業(yè)性單項和綜合分析,進而給出適合糧食流通領域專業(yè)人員應用的數(shù)據(jù)、圖形等結果。如作業(yè)進程中的堆裝數(shù)量(包括堆高、體積、重量),安全性,溫度、水分、雜質(zhì)分布狀態(tài),散裝糧堆有害生物活動狀態(tài)等。用以切實有效的指導生產(chǎn)作業(yè)進程,確保糧食在儲運過程中的安全。其中:

專業(yè)分析系統(tǒng)確定動態(tài)散裝糧堆有效邊界的方法是:

對于寬闊場地自然堆積的散裝糧堆和倉房內(nèi)未堆至邊墻的散裝糧堆邊緣,根據(jù)所測點散裝糧堆高度為0做為界定。

對于有邊墻的倉房內(nèi)散裝糧堆,則根據(jù)實測倉房邊墻范圍做為界定。

專業(yè)分析系統(tǒng)確定動態(tài)散裝糧堆溫度分布狀態(tài)的方法是:

根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊中測溫傳感模塊和測距傳感模塊同步、同點掃描在同一時間點采集到的數(shù)據(jù),以測距數(shù)據(jù)確定采集點在實倉中的坐標位置,分析測算原理如圖4所示,圖中g為檢測設備位置,a為被檢測點,aos所形成的平面為a點所在的水平截面,l、m為測距傳感模塊到倉房墻邊的距離,當測得距a點的距離值時,∠α為云臺橫向軸旋轉部分對應的角度值、∠β為云臺縱向軸旋轉部分對應的角度值,∠α和∠β都為確定值,計算可得a、b,即為a點所在的位置坐標;當檢測器g為固定形式時,os、oa、sa、∠β均可做為a點所在的位置坐標參數(shù);再以連續(xù)測溫點的溫度差異,確定可能的不同溫度區(qū)域,以相同區(qū)域范圍不同時期的溫度變化記錄比較,判斷儲糧的生物穩(wěn)定狀態(tài)。

專業(yè)分析系統(tǒng)確定動態(tài)散裝糧堆體積和重量的方法是:

根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊中測距傳感模塊收集記錄到的基礎數(shù)據(jù),分析計算出散裝糧堆所有有效記錄點(排除散裝糧堆邊緣以外點)的散裝糧堆高度,分析測算原理如圖3所示,圖中,g為檢測器所在位置,a為被檢測點,h為測距傳感模塊至散裝糧堆底面的距離,∠α為對應時,橫向軸旋轉部分與縱向軸之間形成的夾角角度檢測值,當測得值時,即可得a點的散裝糧堆高度h值。根據(jù)上述參數(shù)累計計算出散裝糧堆體積,并根據(jù)不同糧種不同時期的容重,即可估算出所測散裝糧堆的重量。

專業(yè)分析系統(tǒng)確定動態(tài)散裝糧堆綜合儲藏穩(wěn)定性的分析方法是:

根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊收集到的基礎數(shù)據(jù),結合安全指標等綜合判斷散裝糧堆堆裝物理狀態(tài),如估算體積、數(shù)量(重量)、堆裝是否平整、超限等,及生物性儲藏穩(wěn)定狀態(tài),如給出是否整體或局部存在溫度過高、水分過高、雜質(zhì)過高、有害生物活動狀態(tài)等指標性分析結果;并設置超限指標報警,如堆裝體積超限、重量超重、糧溫整體或局部超限等。

實現(xiàn)本發(fā)明方法的系統(tǒng)工作原理為:

通過操控現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊的基座移動和云臺旋轉,實現(xiàn)遠距離實時情況監(jiān)控和檢測現(xiàn)場指標信息數(shù)據(jù)的采集。對于氣體成分檢測過程,固定式基座的結構系統(tǒng),將可以檢測到固定檢測點處的氣體狀態(tài)數(shù)據(jù);移動式基座結構系統(tǒng)上的氣體成分檢測模塊,可以檢測到若干點的氣體分布狀態(tài)數(shù)據(jù),通過可控機械臂聯(lián)接基座與氣體成分檢測模塊可以進一步增加氣體成分檢測點的數(shù)量。通過程序化控制基座移動和云臺旋轉,可以實現(xiàn)對有限空間范圍內(nèi)不確定形狀散裝糧堆表面數(shù)據(jù)信息的全面采集。通過程序化操控現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊的運行,其中的測距傳感模塊可以實現(xiàn)對散裝糧堆表面連續(xù)點數(shù)據(jù)信息的實時、逐點全面采集,從而計算出各檢測點散裝糧堆距地面的高度,通過積分運算,可推算出現(xiàn)場散裝糧堆的近似理論體積及重量,用于實時性分析、指導糧食的進出倉等作業(yè)進程;計算出各時間段對應的散裝糧堆各檢測點在糧倉中的方位坐標并加以記錄,用于對被測糧堆狀態(tài)分析的基礎數(shù)據(jù)。通過程序化操控現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊的運行,可以實現(xiàn)非接觸測溫傳感器對散裝糧堆表面若干點的溫度數(shù)據(jù)信息的實時、逐點全面采集;結合測距傳感模塊采集的坐標定位,即可獲得散裝糧堆表面溫度分布狀態(tài)情況,進而用以指導倉儲生物穩(wěn)定性狀態(tài)分析和指導現(xiàn)場作業(yè)措施調(diào)整與實施。

本發(fā)明的實現(xiàn)將由多種現(xiàn)代技術設備系統(tǒng)與專門開發(fā)的糧食流通專業(yè)技術分析軟件系統(tǒng)共同組成的成套設備系統(tǒng)結合運行并加以完成。

具體步驟如下:

(1)獲取被測散裝糧堆的邊界數(shù)據(jù)信息;通過后臺信息分析與控制模塊端輸入或現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊1的實地采集,獲得所在有限空間和被測散裝糧堆的邊界數(shù)據(jù)信息,如所在倉房的長、寬、高,或所在場地的自然邊界距離和現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊1距糧堆底面的距離;

(2)獲取現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊1與散裝糧堆表面連續(xù)分布點的距離、散裝糧堆表面連續(xù)分布點的溫度、氣體成分信息、散裝糧堆的影像和對應的旋轉角度信息;即通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊1中的測距傳感模塊4采集測距傳感模塊4與被測散裝糧堆表面的距離,并同步采集被測散裝糧堆表面的溫度、氣體成分以及散裝糧堆的影像信息;

(3)根據(jù)步驟(1)至步驟(2),計算被測散裝糧堆的堆高、體積、重量、溫度分布狀態(tài)、氣體分布狀態(tài);

所述步驟(3)中計算散裝糧堆體積的計算公式為:

即對被測散裝糧堆表面連續(xù)區(qū)域近似體積的累積求和即為總體近似體積,式中:

v為所測散裝糧堆體積計算值,n為有效檢測點的個數(shù),與現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊的數(shù)據(jù)記錄頻率和程序設定的有效檢測點取舍條件有關,△s為每個采樣點所代表的單位面積,檢測區(qū)域確定后可設為一常數(shù),為采樣點散裝糧堆高度計算值;如圖3所示,公式為:

式中,為散裝糧堆表面任意點a與測距傳感模塊4(g點)之間的距離檢測值,∠α為對應檢測時,橫向軸旋轉部分與縱向軸之間形成的夾角角度檢測值,h為檢測點g距被測糧堆底面的距離,為一常數(shù);

所采用的散裝糧堆重量計算公式為:

式中:w為所測散裝糧堆重量計算值,g為容重,僅與糧食種類和純凈度有關。

(4)根據(jù)步驟(3)分析判斷被測散裝糧堆的堆高、體積、重量是否超限;判斷被測散裝糧堆的溫度和氣體成分分布、變化狀態(tài)是否符合安全儲藏要求,如果不符合,則進行報警提示,并給出問題區(qū)域的坐標位置。通過測距數(shù)據(jù)確定采集點在實倉中的坐標位置的具體方式如下:

在糧倉中確定被檢測點a點所在區(qū)域的準確位置,可以a點距臨近兩面?zhèn)}壁的距離a、b為坐標(參見圖4),

由:

而,

故,

其中:∠α、∠β均為設備檢測值,m、l為檢測點g距兩面?zhèn)}壁的距離。

(5)顯示步驟(2)、步驟(3)和步驟(4)得到的結果。

本發(fā)明也可應用于與糧食類似的堆裝散粒體,如煤炭、礦石、灰沙等領域。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等,均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

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