【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及粮食重量检测，尤其涉及一种基于粮仓仓壁压强的粮食重量检测装置及方法。
技术介绍
1、粮食重量检测技术作为一项至关重要的工具，依托物理与电子原理的深度融合，实现对粮食体积或其他相关特性的精确测量，进而准确计算出粮食的实际重量。此技术在粮食收购、储存、加工与贸易等诸多环节中均发挥着不可或缺的作用。
2、粮仓粮食重量检测技术现在仍然是粮食入库时通过大型磅秤分散测重，记下总的重量值再入库；而入库之后好长时间不再移动，在该期间可能造成粮库粮食不能受到上级监管，粮库管理人员可能因为私利而作弊。
3、现在急需一种粮库粮食重量监管测试系统，如果在粮食入库后，可以随时测出当前库中粮食重量并上报管理部门，将解决当前库中粮食缺少监管的问题，为国家粮食仓储安全保驾护航。
4、国内部分高校及研究所也做了相关实验，例如：中国专利cn201510766195.5，公开(公告)日：2016-03-23，公开了一种基于粮堆高度与底面压强关系的粮仓重量检测装置及方法，在粮仓底部安装部分压力传感器，粮食入库后，传感器不易移动，采用相关算法，实时监管粮食重量，起到了很好的作用；但是，该方法在粮仓底部安装压力传感器，会使粮食入库、出库很不方便，工人不愿意接受该方法，因为每次粮食入库之前，安装传感器，粮食出库后收回传感器，极大地增加了工人的工作量，粮库管理人员也有抵触情绪，该方案推行难度大。
技术实现思路
1、本专利技术提出的一种基于粮仓仓壁压强的粮食重量检测装置及方法，采用
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术提供了一种基于粮仓仓壁压强的粮食重量检测装置，所述粮仓为圆筒仓或平房仓，在所述粮仓的侧壁安装多个压力传感器，所述压力传感器包括传感器支架，所述传感器支架外形为梯形，所述传感器支架内部安装有垂直测量传感器、斜面测量传感器。
4、优选的，所述斜面测量传感器与所述粮仓底面的夹角α的度数为25--45度。
5、优选的，多个所述压力传感器分层布置在在所述粮仓的侧壁，且每一层只布置一个压力传感器。
6、优选的，最底层的所述压力传感器与所述粮仓地面的距离为10--30厘米，每一层的所述压力传感器之间的距离为1--2米。
7、本专利技术还提供了基于粮仓仓壁压强的粮食重量检测方法，包括以下步骤：
8、步骤1.检测粮仓侧面设置的多层压力传感器的输出值；
9、步骤2.利用多层压力传感器输出值qf⊥1(1)、qf⊥2(2)、.......、qf⊥n(n)；qf∠1(1)、qf∠2(2)、......、qf∠n(n)，计算出粮堆底面压强值qb1(1)、qb2(2)、........、qbn(n)，构建垂直传感器、斜面传感器输出值与同一水平面垂直压强的关系:
10、公式1：qb1(1)＝l1qf∠1(1)*cos(α)
11、公式2：qb2(2)＝l2qf∠2(2)*cos(α)
12、..........
13、公式3：qbn(n)＝lnqf∠n(n)*cos(α)
14、其中qbn(n)第n个水平面的垂直压强值，qf∠n(n)、qf⊥n(n)分别为第n层斜面压力传感器及垂直传感器的值；ln为修正系数；
15、由力学分解原理，qf∠n(n)、qf⊥n(n)有以下关系：
16、公式4：qf⊥1(1)＝l1qf∠1(1)*sin(α)
17、公式5：qf⊥2(2)＝l2qf∠2(2)*sin(α)
18、..........
19、公式6：qf⊥n(n)＝lnqf∠n(n)*sin(α)
20、步骤3.粮仓粮食数量检测过程：
21、第一层传感器以下的粮食重量检测：
22、公式7：w(0)＝abh0ρ
23、第1→2层之间的粮食重量检测：
24、公式8：w(1)＝ab(qb1(1)-qb2(2))+abj1ffhnqf⊥1(1)
25、第2→3层之间的粮食重量检测：
26、公式9：w(2)＝ab(qb2(2)-qb3(3))+abj2ffh(n-1)qf⊥2(2)
27、..........
28、第n-1→n层之间的粮食重量检测：
29、公式10：w(n)＝ab(qbn(n)-qb(n+1)(n+1))+abjnffh1qf⊥n(n)
30、粮仓粮食的总重量：
31、公式11：
32、其中w(0)、w(1)、w(2)、......、w(n)为各层检测的粮食重量，为总重量，ab为粮仓底面积；h0为0.1--0.3米，ρ为粮食密度；j1、j2、.....、jn为修正系数，hn≤2，h(n-1)＝2*(n-(n-1))+hn，......，h1≤2*n+hn，ff为粮堆侧面与粮仓侧面之间的评价摩檫力系数。
33、优选的，所述步骤3中，粮仓储粮数量理论检测模型为：
34、公式12：
35、
36、将式公式1、公式2、公式3、公式7代入公式12，得：
37、公式13：
38、
39、由式公式4、公式5、公式6可得公式14：
40、
41、其中hn-(n-1)为第n个传感器的高度。
42、优选的，所述检测模型中对各个参数进行优化与学习，具体为公
43、式15：
44、
45、其中，k为样本点号，k＝1，2，3，...，m，m为样本个数；wk为实际粮仓粮食重量；通过样本学习，获取参数的最佳值：
46、当时，使得误差e(jk)最小，为系数jn的最佳值。
47、优选的，参数的最佳值计算方法为：
48、步骤101.检测得到仓1号样本数据k＝1，将已知数据代入公式式14，得到：
49、第一层之下的粮食重量数据：
50、w(0)＝abh0ρ可以由实际数据计算得到；
51、第1→2层之间的粮食重量检测：
52、令n＝1可得公式16：
53、w(1)＝ab(qf⊥1(1)-qf⊥2(2))cot(α)+abj1ffhnqf⊥1(1)
54、第2→3层之间的粮食重量检测：
55、令n＝2可得公式17：
56、w(2)＝ab(qf⊥2(2)-qf⊥3(3))cot(α)+abj2ffh(n-1)qf⊥2(2)
57、..........
58、令n＝n可得公式18：
59、w(n)＝abqf⊥n(n)cot(α)+abjnffh1q本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于粮仓仓壁压强的粮食重量检测装置，所述粮仓为圆筒仓或平房仓，其特征在于，在所述粮仓的侧壁安装多个压力传感器，所述压力传感器包括传感器支架，所述传感器支架外形为梯形，所述传感器支架内部安装有垂直测量传感器、斜面测量传感器。
2.根据权利要求1所述的一种基于粮仓仓壁压强的粮食重量检测装置，其特征在于，所述斜面测量传感器与所述粮仓底面的夹角α的度数为25--45度。
3.根据权利要求1所述的一种基于粮仓仓壁压强的粮食重量检测装置，其特征在于，多个所述压力传感器分层布置在所述粮仓的侧壁，且每一层只布置一个压力传感器。
4.根据权利要求3所述的一种基于粮仓仓壁压强的粮食重量检测装置，其特征在于，最底层的所述压力传感器与所述粮仓地面的距离为10--30厘米，每一层的所述压力传感器之间的距离为1--2米。
5.一种基于粮仓仓壁压强的粮食重量检测方法，利用权利要求1-4提供的检测装置，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种基于粮仓仓壁压强的粮食重量检测方法，其特征在于，所述步骤3中，粮仓储粮数量理论检测模型为
7.根据权利要求6所述的一种基于粮仓仓壁压强的粮食重量检测方法，其特征在于，所述检测模型中对各个参数进行优化与学习，具体为公式15：
8.根据权利要求7所述的一种基于粮仓仓壁压强的粮食重量检测方法，其特征在于，参数的最佳值计算方法为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于粮仓仓壁压强的粮食重量检测装置，所述粮仓为圆筒仓或平房仓，其特征在于，在所述粮仓的侧壁安装多个压力传感器，所述压力传感器包括传感器支架，所述传感器支架外形为梯形，所述传感器支架内部安装有垂直测量传感器、斜面测量传感器。
2.根据权利要求1所述的一种基于粮仓仓壁压强的粮食重量检测装置，其特征在于，所述斜面测量传感器与所述粮仓底面的夹角α的度数为25--45度。
3.根据权利要求1所述的一种基于粮仓仓壁压强的粮食重量检测装置，其特征在于，多个所述压力传感器分层布置在所述粮仓的侧壁，且每一层只布置一个压力传感器。
4.根据权利要求3所述的一种基于粮仓仓壁压强的粮食重量检测装置，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘自力，金广锋，丁卫东，
申请(专利权)人：郑州贝博电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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