测定干颗粒重量流率的方法和装置的制作方法
专利名称：测定干颗粒重量流率的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测定干颗粒重量流率的方法和装置，重量流率是指颗粒从某一高位向下掉落而几乎无干扰时的数据，它的进一步续加是为了得到最终总重量。此外，其中有一个工作实施例公开了某些参数的测定，而这些参数的测量用别的方法则是不易获得的。
本发明的方法和步骤是基于实际经济需要，因为某些地方缺乏台秤(因台秤是固定的而且价钱昂贵)或因没有将物料聚集到储存箱或大漏斗中但需要连续测量干颗粒的重量流率。
这种装置特别适用于称量(诸如小麦、豆、玉蜀黍等)谷物的重量，因而用本发明的方法和装置可解决农业生产者关心的问题，能“就地”称量所生产的谷物，费用很低且无需昂贵的贮存设施。
本发明的优点是装置容易搬运和组装、重量轻、成本较低。无需聚集干颗粒，因而无论多少均可称量，装置大小并不决定于待称物料的总重。
操作原理经典的物理学对操作原理已有阐明。应用于旋转物体的牛顿第二定律规定“一个轴上的转矩之和，是等于旋转物体惯性动量与其角加速度之积”。因此，有转矩时总是有力施加于旋转物体上，后者以可变的角速度旋转，角速度正比于所说的转矩，换句话说，如果产生的动量为零，则角加速度也为零，同时运动的物体保持它的角速度恒定不变。
本发明的测定方法和装置是基于上述原理。一方面存在驱动转矩，这种转矩是由掉落到旋转轮叶片上的干颗粒所引起。这时如果施加一种正比于转轮角速度的反向转矩，则速度便变为两种转矩相等，因其符号相反，则合成的力为零；因而在此点上，角速度如上所述保持恒定不变，(进一步还可注意到，在任何实际系统中，还存在第三种转矩，这是由摩擦所引起的，电子计算系统已考虑到这一事实并对其影响给予补偿)。
因轮子的旋转速度为驱动转矩的函数，而驱动转矩则决定于干颗粒掉落到转轮叶片上的瞬时重量流率，故通过测量瞬时角速度即可得到干颗粒经过转轮瞬间的重量流率值。
正比于角速度的反向动量是利用一个涡流电磁制动器来获得的。
角速度测量的分支系统，重量流率的计算和综合以及结果显示，均包含在一个电路中，其主元件是一个大规模集成电子微计算机。
支持上述构思的物理数学推导如下将牛顿第二定律应用于旋转，则∑Ci＝Ixα式中Ci表示不同的驱动转矩，I为运动元件的惯性动量，α为角速度Cm为谷粒掉落引起的驱动转矩；Cr是轴承上摩擦所产生的转矩，以及Cf为由涡轮所产生的制动转矩，在此特定情况下，Cm－Cr－Cf＝Ixα
如果ω是角速度，则ω=Cte→α=dωdt=0.]]>因而Cm－Cr＝Cf因此，涡流制动器所提供的反向转矩为Cf＝Kfα式中Kf是比例常数，它决定于元件尺寸和磁体的电磁感应；摩擦转矩可认为是与这些流率的转速无关；以及根据叶片涡轮和转轮理论，可认为是足够接近的，即Cm=Qpg·(Nte-Nts)·r]]>式中Qp是干颗粒重量流率，g是重力加速度，Nte是入口切线速度、Nts为出口切线速度和r是转轮的有效半径；因而Qpg·(Nte-Nts)·r-Cr=Kf·ω]]>经数学计算，和考虑到如下情况Qpg·Nte·r-Qpg·ω·r2-Kf·ω-Cr=0]]>ω=Qpg·Nte·r-CrQpg·r2+Kf]]>故可得出结果 ω＝f(Qp)因此，测量叶轮的瞬时角速度(这种测量是容易获得的)，便可计算出与干颗粒掉落瞬间重量流率相应的值，利用计算机和进行简单的积分运算，使可算出经过叶轮的干颗粒总重量。
因为制动常数Kf决定于制造磁盘材料的电阻率(当然还取决于其它参数)，而电阻率的变化又与温度有关(室温及操作产生的温度)，按照所希望的精确度，装置包括温度电子测量系统并由微控制器在计算中对其进行自动补偿。
所述的装置是实施例之一，其中采用了这种电子计算处理，如附图所示，但装置并不限于一个实施例。
本发明的装置或设备包括四个基本分支系统1.干颗粒通道化分支系统。
2.在干颗粒掉落影响下叶轮的旋转系统。
3.正比于叶轮所获得角速度的制动系统。
4.用于读出参数、结果计算和显示的电子系统。
图1是测量设备的一个正视图，示出其简单而完整的构造。
图2是按图1的A—A线所取的装置截面图。
图3是实施例之一涡流制动器的一个示意图，因其容易构造和调整而被采用。
图4是电子系统的一个方块图，采用完全标准组件，易从市场上购得。
图5是软件流程图，是在“微控制器芯片”中记录的，该芯片控制装置的所有操作。
在这些附图中，相同的件号均对应于相同的组成元件。
在图1中可以看到，构成该设备的是一个外壳1，内装叶轮2，该轮在干颗粒掉落产生的动力驱使下转动，干颗粒是流经贮箱3，布料器4及一个均化孔5而被导向该处的。当干颗粒掉落到叶片上时，便将其动能传递给装置并经由出口孔6自由落下，在单轴7的另一端，该轴是由密封球轴承10固定于外壳上的，设有一个铜盘8，转动连接于所述轴上，并被永久磁体9产生的磁场正交其端缘，该磁体用来引起正比于叶轮旋转的反向转矩，这是由于铜盘中感应电流与感应器磁场之间的相互作用、称为“涡流制动”所致。更详细的示于图3，图中可以看到校准磁体径向距离的运动情况(由双箭头K所示)，就使制动常数值可作初调。
铜盘还可以用来提供角速度信号，即由一个光学或磁性传感器11来提供，该传感器11起着各角矩发生器的作用，这种信号被传送给电子微型计算机，将信号处理成获取流率值的信号，最终重量值，或者这两种值(在温度补偿以后，如果需要的话)，并将结果显示于数字显示器上。图4表示装置这部分的方块图。图5说明在该装置开动以后对应于软件的流程图，随后便是微控制器(它是在其固定存储器中录制的)。
干颗粒重量流率的功能是通过实际试验达到的，这就保证完全适应于机械和电子系统的容差，即任何实际系统的固有容差。
权利要求
1.一种测定干颗粒重量流率和或其总重量的方法，其特征在于利用下落的干颗粒来引起一个可动构件旋转，这时一个正比于该转动速度的反向转矩施加于该构件，以便计算干颗粒的流率和/或其总重量，测量所说的速度，因为在这些条件下流率是速度的一个函数。
2.一种测定干颗粒重量流率和/或其总重量的装置，其特征在于由于干颗粒下落引起旋转的可动构件是一个叶轮，正比于该轮角速度的反向转矩是由一个涡流制动器形成的；一个微型计算机和一些电子传感器用于测量角速度、室温和制动温度、经过叶轮的干颗粒流率和/或总重量及其数字显示。
全文摘要
本发明涉及一种测量干颗粒重量流率的方法和装置。可连续测定干颗粒的流率和/或总重量，测量干颗粒掉落在其上而引起可动构件旋转的速度。
文档编号G01F3/00GK1118873SQ9510042
公开日1996年3月20日 申请日期1995年2月27日 优先权日1994年3月1日
发明者波亚诺·温贝托·爱德华多, 孔蒂·奥马·爱德华多 申请人:波亚诺·温贝托·爱德华多, 孔蒂·奥马·爱德华多
技术领域：
本发明涉及一种测定干颗粒重量流率的方法和装置，重量流率是指颗粒从某一高位向下掉落而几乎无干扰时的数据，它的进一步续加是为了得到最终总重量。此外，其中有一个工作实施例公开了某些参数的测定，而这些参数的测量用别的方法则是不易获得的。
本发明的方法和步骤是基于实际经济需要，因为某些地方缺乏台秤(因台秤是固定的而且价钱昂贵)或因没有将物料聚集到储存箱或大漏斗中但需要连续测量干颗粒的重量流率。
这种装置特别适用于称量(诸如小麦、豆、玉蜀黍等)谷物的重量，因而用本发明的方法和装置可解决农业生产者关心的问题，能“就地”称量所生产的谷物，费用很低且无需昂贵的贮存设施。
本发明的优点是装置容易搬运和组装、重量轻、成本较低。无需聚集干颗粒，因而无论多少均可称量，装置大小并不决定于待称物料的总重。
操作原理经典的物理学对操作原理已有阐明。应用于旋转物体的牛顿第二定律规定“一个轴上的转矩之和，是等于旋转物体惯性动量与其角加速度之积”。因此，有转矩时总是有力施加于旋转物体上，后者以可变的角速度旋转，角速度正比于所说的转矩，换句话说，如果产生的动量为零，则角加速度也为零，同时运动的物体保持它的角速度恒定不变。
本发明的测定方法和装置是基于上述原理。一方面存在驱动转矩，这种转矩是由掉落到旋转轮叶片上的干颗粒所引起。这时如果施加一种正比于转轮角速度的反向转矩，则速度便变为两种转矩相等，因其符号相反，则合成的力为零；因而在此点上，角速度如上所述保持恒定不变，(进一步还可注意到，在任何实际系统中，还存在第三种转矩，这是由摩擦所引起的，电子计算系统已考虑到这一事实并对其影响给予补偿)。
因轮子的旋转速度为驱动转矩的函数，而驱动转矩则决定于干颗粒掉落到转轮叶片上的瞬时重量流率，故通过测量瞬时角速度即可得到干颗粒经过转轮瞬间的重量流率值。
正比于角速度的反向动量是利用一个涡流电磁制动器来获得的。
角速度测量的分支系统，重量流率的计算和综合以及结果显示，均包含在一个电路中，其主元件是一个大规模集成电子微计算机。
支持上述构思的物理数学推导如下将牛顿第二定律应用于旋转，则∑Ci＝Ixα式中Ci表示不同的驱动转矩，I为运动元件的惯性动量，α为角速度Cm为谷粒掉落引起的驱动转矩；Cr是轴承上摩擦所产生的转矩，以及Cf为由涡轮所产生的制动转矩，在此特定情况下，Cm－Cr－Cf＝Ixα
如果ω是角速度，则ω=Cte→α=dωdt=0.]]>因而Cm－Cr＝Cf因此，涡流制动器所提供的反向转矩为Cf＝Kfα式中Kf是比例常数，它决定于元件尺寸和磁体的电磁感应；摩擦转矩可认为是与这些流率的转速无关；以及根据叶片涡轮和转轮理论，可认为是足够接近的，即Cm=Qpg·(Nte-Nts)·r]]>式中Qp是干颗粒重量流率，g是重力加速度，Nte是入口切线速度、Nts为出口切线速度和r是转轮的有效半径；因而Qpg·(Nte-Nts)·r-Cr=Kf·ω]]>经数学计算，和考虑到如下情况Qpg·Nte·r-Qpg·ω·r2-Kf·ω-Cr=0]]>ω=Qpg·Nte·r-CrQpg·r2+Kf]]>故可得出结果 ω＝f(Qp)因此，测量叶轮的瞬时角速度(这种测量是容易获得的)，便可计算出与干颗粒掉落瞬间重量流率相应的值，利用计算机和进行简单的积分运算，使可算出经过叶轮的干颗粒总重量。
因为制动常数Kf决定于制造磁盘材料的电阻率(当然还取决于其它参数)，而电阻率的变化又与温度有关(室温及操作产生的温度)，按照所希望的精确度，装置包括温度电子测量系统并由微控制器在计算中对其进行自动补偿。
所述的装置是实施例之一，其中采用了这种电子计算处理，如附图所示，但装置并不限于一个实施例。
本发明的装置或设备包括四个基本分支系统1.干颗粒通道化分支系统。
2.在干颗粒掉落影响下叶轮的旋转系统。
3.正比于叶轮所获得角速度的制动系统。
4.用于读出参数、结果计算和显示的电子系统。
图1是测量设备的一个正视图，示出其简单而完整的构造。
图2是按图1的A—A线所取的装置截面图。
图3是实施例之一涡流制动器的一个示意图，因其容易构造和调整而被采用。
图4是电子系统的一个方块图，采用完全标准组件，易从市场上购得。
图5是软件流程图，是在“微控制器芯片”中记录的，该芯片控制装置的所有操作。
在这些附图中，相同的件号均对应于相同的组成元件。
在图1中可以看到，构成该设备的是一个外壳1，内装叶轮2，该轮在干颗粒掉落产生的动力驱使下转动，干颗粒是流经贮箱3，布料器4及一个均化孔5而被导向该处的。当干颗粒掉落到叶片上时，便将其动能传递给装置并经由出口孔6自由落下，在单轴7的另一端，该轴是由密封球轴承10固定于外壳上的，设有一个铜盘8，转动连接于所述轴上，并被永久磁体9产生的磁场正交其端缘，该磁体用来引起正比于叶轮旋转的反向转矩，这是由于铜盘中感应电流与感应器磁场之间的相互作用、称为“涡流制动”所致。更详细的示于图3，图中可以看到校准磁体径向距离的运动情况(由双箭头K所示)，就使制动常数值可作初调。
铜盘还可以用来提供角速度信号，即由一个光学或磁性传感器11来提供，该传感器11起着各角矩发生器的作用，这种信号被传送给电子微型计算机，将信号处理成获取流率值的信号，最终重量值，或者这两种值(在温度补偿以后，如果需要的话)，并将结果显示于数字显示器上。图4表示装置这部分的方块图。图5说明在该装置开动以后对应于软件的流程图，随后便是微控制器(它是在其固定存储器中录制的)。
干颗粒重量流率的功能是通过实际试验达到的，这就保证完全适应于机械和电子系统的容差，即任何实际系统的固有容差。
权利要求
1.一种测定干颗粒重量流率和或其总重量的方法，其特征在于利用下落的干颗粒来引起一个可动构件旋转，这时一个正比于该转动速度的反向转矩施加于该构件，以便计算干颗粒的流率和/或其总重量，测量所说的速度，因为在这些条件下流率是速度的一个函数。
2.一种测定干颗粒重量流率和/或其总重量的装置，其特征在于由于干颗粒下落引起旋转的可动构件是一个叶轮，正比于该轮角速度的反向转矩是由一个涡流制动器形成的；一个微型计算机和一些电子传感器用于测量角速度、室温和制动温度、经过叶轮的干颗粒流率和/或总重量及其数字显示。
全文摘要
本发明涉及一种测量干颗粒重量流率的方法和装置。可连续测定干颗粒的流率和/或总重量，测量干颗粒掉落在其上而引起可动构件旋转的速度。
文档编号G01F3/00GK1118873SQ9510042
公开日1996年3月20日 申请日期1995年2月27日 优先权日1994年3月1日
发明者波亚诺·温贝托·爱德华多, 孔蒂·奥马·爱德华多 申请人:波亚诺·温贝托·爱德华多, 孔蒂·奥马·爱德华多
最新回复(0)