基于壓力傳感器的糧倉(cāng)儲(chǔ)糧數(shù)量在線檢測(cè)方法

張德賢 楊鐵軍 傅洪亮 樊 超 張 元

(河南工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院1，鄭州 450001)

(糧食信息處理與控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2，鄭州 450001)

糧倉(cāng)儲(chǔ)糧數(shù)量在線檢測(cè)是國(guó)家糧食數(shù)量安全的重要保障技術(shù)，是糧食庫(kù)存檢查的一項(xiàng)重要內(nèi)容。現(xiàn)有的糧倉(cāng)儲(chǔ)糧數(shù)量檢測(cè)方法主要包括稱(chēng)重法和測(cè)量計(jì)算法［1－2］，稱(chēng)重法效率低、工作量大、成本高，難以廣泛應(yīng)用，而測(cè)量計(jì)算法具有較大的不確定性，因此開(kāi)發(fā)方便、快捷、準(zhǔn)確地在線及網(wǎng)絡(luò)化國(guó)家糧食儲(chǔ)藏?cái)?shù)量監(jiān)測(cè)技術(shù)勢(shì)在必行。近年來(lái)，基于三維激光掃描［3－8］、圖像處理技術(shù)［9－10］、電磁波探測(cè)技術(shù)［11－16］的儲(chǔ)糧數(shù)量檢測(cè)方法得到了初步研究，但仍處于初期研究階段，存在設(shè)備復(fù)雜、檢測(cè)精度低等問(wèn)題，難以大規(guī)模推廣應(yīng)用。由于糧食在國(guó)家安全中的重要地位，要求糧堆數(shù)量在線檢測(cè)準(zhǔn)確、快速和可靠。一般要求檢測(cè)誤差小于3%，連續(xù)監(jiān)測(cè)時(shí)間大于3年。同時(shí)由于糧食數(shù)量巨大，價(jià)格低，要求糧堆數(shù)量在線檢測(cè)設(shè)備成本低、安裝維護(hù)簡(jiǎn)便、操作方便。因此檢測(cè)的高精度與檢測(cè)系統(tǒng)的低成本是糧倉(cāng)數(shù)量在線檢測(cè)系統(tǒng)研制必需滿足的基本要求。本研究結(jié)合國(guó)家儲(chǔ)糧數(shù)量在線檢測(cè)的戰(zhàn)略需求，著重研究糧倉(cāng)壓強(qiáng)分布特性、糧倉(cāng)壓力傳感器網(wǎng)絡(luò)布置模型、糧堆底面與側(cè)面壓力分布隨機(jī)性消除和側(cè)面摩擦力影響補(bǔ)償、糧倉(cāng)儲(chǔ)糧數(shù)量計(jì)算模型等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，為開(kāi)發(fā)通用性好、測(cè)量精度高、實(shí)用性強(qiáng)、檢測(cè)成本低的國(guó)家儲(chǔ)糧數(shù)量在線檢測(cè)系統(tǒng)提供基礎(chǔ)。

1 糧倉(cāng)壓強(qiáng)分布特性

1.1 試驗(yàn)糧倉(cāng)形狀與壓力傳感器布置

試驗(yàn)采用陶瓷電容式壓力傳感器，精度為0.5%，量程為100 kPa。試驗(yàn)糧倉(cāng)幾何形狀與壓力傳感器的布置情況如圖1所示，圖1a、圖1b分別為試驗(yàn)糧倉(cāng)底面和側(cè)面壓力傳感器布置示意圖。根據(jù)壓力傳感器的布置情況，將傳感器布置分為6區(qū)域，除BC區(qū)外，糧倉(cāng)底面各區(qū)域均由通風(fēng)地籠分割而成，各區(qū)域壓力傳感器編號(hào)如表1所示。試驗(yàn)糧倉(cāng)門(mén)和進(jìn)糧口位于區(qū)域B1、B2之間的上下兩端處。

圖1 試驗(yàn)糧倉(cāng)壓力傳感器布置示意圖

表1 試驗(yàn)糧倉(cāng)區(qū)域劃分

1.2 糧倉(cāng)底面壓強(qiáng)分布特性

由于糧堆糧食分布密度的不均勻性和糧堆的有限流動(dòng)性，勢(shì)必導(dǎo)致糧堆底面壓力的分布不均勻性和受側(cè)面摩擦力影響的顯著性，同時(shí)，糧堆的有限流動(dòng)性也將影響糧堆與各壓力傳感器接觸的一致性。這些特性將顯著影響糧堆各壓力傳感器輸出的一致性。

圖2為B1區(qū)域各傳感器壓強(qiáng)測(cè)量值與糧堆質(zhì)量關(guān)系的試驗(yàn)結(jié)果?？梢钥闯?，由于此區(qū)域靠墻，墻的摩擦力影響大，造成傳感器壓強(qiáng)測(cè)量值與糧堆質(zhì)量具有明顯的非線性關(guān)系，具體表現(xiàn)在隨著糧堆質(zhì)量增加，傳感器壓強(qiáng)測(cè)量值的增加量有所減少;靠進(jìn)糧口，進(jìn)糧的沖擊作用對(duì)壓力傳感器與糧食的接觸應(yīng)力影響大，造成傳感器壓強(qiáng)測(cè)量值的波動(dòng)大;在400～500 t之間，進(jìn)糧間隔1周，進(jìn)糧沖擊作用有所緩解，造成傳感器壓強(qiáng)測(cè)量值有所減少。

圖2 B1區(qū)域壓強(qiáng)測(cè)量值與糧堆質(zhì)量的關(guān)系

圖3為B2區(qū)域各傳感器壓強(qiáng)測(cè)量值與糧堆質(zhì)量的關(guān)系的試驗(yàn)結(jié)果?？梢钥闯觯捎诖藚^(qū)域離墻有一定距離，受墻摩擦力的影響相對(duì)變小，傳感器壓強(qiáng)測(cè)量值與糧堆質(zhì)量關(guān)系的線性程度有所提高，但靠進(jìn)糧口，進(jìn)糧的沖擊作用對(duì)壓力傳感器影響大，傳感器壓強(qiáng)測(cè)量值的變化波動(dòng)仍較大。

圖4為B3區(qū)域各傳感器壓強(qiáng)測(cè)量值與糧堆質(zhì)量的關(guān)系的試驗(yàn)結(jié)果。此區(qū)域遠(yuǎn)離進(jìn)糧口，離墻有一定距離，傳感器壓強(qiáng)測(cè)量值與糧堆質(zhì)量關(guān)系的線性程度明顯提高，壓強(qiáng)測(cè)量值變化平穩(wěn)。

圖3 B2區(qū)域壓強(qiáng)測(cè)量值與糧堆質(zhì)量的關(guān)系

圖4 B3區(qū)域壓強(qiáng)測(cè)量值與糧堆質(zhì)量的關(guān)系

圖5為B4區(qū)域各傳感器壓強(qiáng)測(cè)量值與糧堆質(zhì)量的關(guān)系的試驗(yàn)結(jié)果。此區(qū)域靠墻，墻的摩擦力影響大，隨著糧堆質(zhì)量增加，傳感器壓強(qiáng)測(cè)量值增加變慢，壓強(qiáng)測(cè)量值與糧堆質(zhì)量關(guān)系的線性程度變低。從試驗(yàn)結(jié)果可以得出:

1)傳感器的壓強(qiáng)測(cè)量值與糧堆質(zhì)量具有明顯的線性關(guān)系。但由于糧堆糧食分布密度的不均勻性和糧堆的有限流動(dòng)性，導(dǎo)致糧堆底面壓強(qiáng)分布的不均勻性、側(cè)面摩擦力影響的顯著性以及傳感器與糧堆接觸的不一致性，從而導(dǎo)致糧堆底面壓力傳感器輸出的明顯差別，具有一定的隨機(jī)性。

2)底面壓強(qiáng)分布受側(cè)面摩擦力影響顯著，離側(cè)面墻越近，隨糧堆質(zhì)量增加，傳感器的壓強(qiáng)測(cè)量值的增加量會(huì)減少，即傳感器的壓強(qiáng)測(cè)量值與糧堆質(zhì)量的非線性程度會(huì)增大。

圖5 B4區(qū)域壓強(qiáng)測(cè)量值與糧堆質(zhì)量的關(guān)系

3)進(jìn)糧的沖擊作用對(duì)壓力傳感器與糧食的接觸狀態(tài)影響大，會(huì)造成壓力傳感器輸出值波動(dòng)。同時(shí)試驗(yàn)也表明，遠(yuǎn)離進(jìn)糧口則可顯著減少進(jìn)糧沖擊作用的影響。

圖6為B2、B3和BC 3個(gè)區(qū)域的壓強(qiáng)測(cè)量值均值與糧堆質(zhì)量的關(guān)系。其中，BC區(qū)域包含B2和B3區(qū)域中靠近糧倉(cāng)中部編號(hào)為 11、13、15、17、22、24、26、28的傳感器。顯然，區(qū)域BC為糧倉(cāng)的中部，遠(yuǎn)離糧倉(cāng)側(cè)面墻，而區(qū)域B2和區(qū)域B3分布在區(qū)域BC兩邊，離糧倉(cāng)側(cè)面墻相對(duì)較近。由圖6所表示的三區(qū)域壓力傳感壓強(qiáng)測(cè)量值均值與糧堆質(zhì)量的關(guān)系，可以看出:

1)從總體上來(lái)說(shuō)，各區(qū)域壓力傳感器壓強(qiáng)測(cè)量值均值具有很好的一致性，且和糧堆質(zhì)量具有顯著的線性關(guān)系，由于各區(qū)域傳感器獨(dú)立，這種結(jié)果表明區(qū)域具有可替代性，糧堆底面壓強(qiáng)具有可檢測(cè)性和檢測(cè)的可重復(fù)性。由此可以利用具有一定區(qū)域分布的壓力傳感器壓強(qiáng)測(cè)量值均值來(lái)檢測(cè)糧堆底面的壓強(qiáng)，進(jìn)而預(yù)測(cè)糧堆的質(zhì)量。

2)在糧堆高度較低時(shí)，圖6中350 t以下，各區(qū)域壓強(qiáng)測(cè)量值均值的一致性明顯高于糧堆高度較高時(shí)。同時(shí)，在糧堆高度較高時(shí)，BC區(qū)域的壓力傳感壓強(qiáng)測(cè)量值均值明顯高于區(qū)域B2和B3區(qū)域，這是由于糧倉(cāng)側(cè)面墻的摩擦力所致。說(shuō)明在糧堆高度較高時(shí)，應(yīng)補(bǔ)償糧倉(cāng)側(cè)面墻的摩擦力的影響。

3)BC區(qū)域壓力傳感器壓強(qiáng)測(cè)量值均值與糧堆質(zhì)量關(guān)系的線性程度明顯高于區(qū)域B2和區(qū)域B3，這表明為了保證糧堆質(zhì)量監(jiān)測(cè)的有效性，壓力傳感應(yīng)盡量遠(yuǎn)離進(jìn)糧口，應(yīng)盡可能靠近糧堆的中部。以降低進(jìn)糧沖擊和糧倉(cāng)側(cè)面墻的摩擦力對(duì)壓力傳感器均值的影響。

圖6 區(qū)域壓強(qiáng)測(cè)量值均值與糧堆質(zhì)量的關(guān)系

1.3 糧倉(cāng)側(cè)面壓強(qiáng)分布特性

圖7和圖8為糧倉(cāng)墻上安裝的WR區(qū)域和WL區(qū)域的側(cè)面壓力傳感器壓強(qiáng)測(cè)量值與糧堆質(zhì)量的關(guān)系的試驗(yàn)結(jié)果，可以看出:

1)由于糧堆糧食分布密度的不均勻性和糧堆的有限流動(dòng)性，導(dǎo)致糧堆側(cè)面壓力傳感器壓強(qiáng)測(cè)量值具有明顯的隨機(jī)性。

2)隨著糧堆高度的增加，側(cè)面壓強(qiáng)和摩擦力將顯著增大，對(duì)底面壓強(qiáng)的影響也顯著增大。因此在糧堆高度達(dá)到一定值時(shí)，在糧堆質(zhì)量預(yù)測(cè)時(shí)應(yīng)考慮糧倉(cāng)側(cè)面墻的摩擦力。

圖7 WR區(qū)域壓強(qiáng)測(cè)量值與糧堆質(zhì)量的關(guān)系

圖8 WL區(qū)域壓強(qiáng)測(cè)量值與糧堆質(zhì)量的關(guān)系

2 糧倉(cāng)糧堆質(zhì)量檢測(cè)方法

在不考慮糧堆的側(cè)壁摩擦效應(yīng)，并將糧堆視為均勻連續(xù)介質(zhì)條件下，則有

式中:qB為糧倉(cāng)底面壓強(qiáng);AB為糧倉(cāng)底面面積。因此，如果可獲得糧倉(cāng)底面均勻壓強(qiáng)估計(jì)B，則可計(jì)算出糧倉(cāng)儲(chǔ)糧數(shù)量估計(jì)值=AB。

根據(jù)上述試驗(yàn)分析可以看出，由于糧食的有限流動(dòng)性、糧食入倉(cāng)方式以及糧堆與壓力傳感器接觸應(yīng)力的影響，導(dǎo)致糧倉(cāng)底面與側(cè)面壓強(qiáng)分布具有明顯隨機(jī)性。同時(shí)由于糧倉(cāng)側(cè)面摩擦力的作用，越接近側(cè)面，糧倉(cāng)底面的壓強(qiáng)會(huì)逐漸變小;從糧堆底面到糧堆頂面，側(cè)面壓強(qiáng)會(huì)逐漸變小?；诩Z倉(cāng)糧堆壓強(qiáng)分布的這些特點(diǎn)，本試驗(yàn)提出基于底面均勻壓強(qiáng)估計(jì)^qB的糧倉(cāng)糧堆質(zhì)量預(yù)測(cè)思路，其核心技術(shù)包括糧倉(cāng)側(cè)面摩擦力作用的補(bǔ)償和糧倉(cāng)底面壓強(qiáng)分布隨機(jī)性的消除等。

2.1 糧倉(cāng)壓力傳感器布置模型

由于糧食數(shù)量巨大，價(jià)格低，要求糧堆數(shù)量在線檢測(cè)設(shè)備成本低、簡(jiǎn)單方便，因此，傳感器的布置應(yīng)滿足:

1)經(jīng)濟(jì)性原則，即傳感器數(shù)量應(yīng)盡可能少。

2)可行性原則，滿足通常進(jìn)糧方式的要求，方便出進(jìn)糧并避免損壞傳感器。

基于這些考慮，本項(xiàng)目提出的糧倉(cāng)底面壓力傳感器布置模型如圖9所示，側(cè)面壓力傳感器布置模型如圖10所示。

圖9 糧倉(cāng)底面壓力傳感器布置模型

圖10 糧倉(cāng)側(cè)面壓力傳感器布置模型

對(duì)于圖9所示的糧倉(cāng)底面壓力傳感器布置，各傳感器距側(cè)面墻距離d應(yīng)相等，以便于側(cè)面摩擦力作用的補(bǔ)償，擴(kuò)大糧倉(cāng)數(shù)量檢測(cè)模型的適用范圍;在保證不影響糧倉(cāng)進(jìn)糧等操作的情況下，傳感器距側(cè)面墻距離d應(yīng)盡可能大，以盡可能降低其臨近側(cè)面摩擦力作用。由于小平方倉(cāng)寬度一般在7 m左右，因此d=2～3.5 m為妥。各個(gè)傳感器間距應(yīng)不小于2 m，以便于消除底面壓強(qiáng)的隨機(jī)性。傳感器應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離進(jìn)糧口，以避免進(jìn)糧沖擊造成傳感器損壞，降低傳感器輸出值的波動(dòng)。

對(duì)于圖10所示的糧倉(cāng)側(cè)面壓力傳感器布置，壓力傳感器按2列多行布置，應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離進(jìn)糧口，列間距L應(yīng)大于1.5 m，各行依裝糧高度沿上下均勻分布，行間距h應(yīng)大于1.5 m，以便于消除底面壓強(qiáng)的隨機(jī)性。底部壓力傳感器距地面為h/2，頂部壓力傳感器距糧堆頂部應(yīng)大于1 m，以保證側(cè)面壓強(qiáng)檢測(cè)的有效性。

對(duì)于圓形等形狀的糧倉(cāng)，可采用與上述類(lèi)似的方式布置相應(yīng)的壓力傳感器。同時(shí)為了保證檢測(cè)系統(tǒng)的適用范圍，檢測(cè)系統(tǒng)標(biāo)定糧倉(cāng)與檢測(cè)糧倉(cāng)的壓力傳感器布置型式與參數(shù)應(yīng)相同。

2.2 糧倉(cāng)側(cè)面摩擦力計(jì)算

對(duì)于圖10所示的糧倉(cāng)側(cè)面壓力傳感器布置，側(cè)面摩擦力可采用逐層計(jì)算法估計(jì)。對(duì)于圖10所示的2列4行的8個(gè)壓力傳感器，假設(shè)第j層第1列傳感器為S1j，第2列傳感器為S2j，則第j層壓力傳感器的平均值為

每層的側(cè)面平均摩擦力估計(jì)值為

式中:fS為糧食與側(cè)面的摩擦系數(shù);CB為糧倉(cāng)沿底面的周長(zhǎng)，對(duì)于底面為長(zhǎng)方形的糧倉(cāng)，CB=2(LL+LW)，對(duì)于圓形倉(cāng)，CB=πD，其中D為圓形倉(cāng)底面的直徑。因此，糧倉(cāng)側(cè)面摩擦力估計(jì)值為

令

則有

從糧倉(cāng)糧食數(shù)量檢測(cè)的角度考慮，底面壓力傳感器測(cè)量值僅受其臨近糧倉(cāng)側(cè)面墻的摩擦力的影響，而不是受所有側(cè)面摩擦力的影響。為此，引入沿底面周長(zhǎng)的單位長(zhǎng)度側(cè)面摩擦力如式(7)所示。

式(7)所示單位長(zhǎng)度側(cè)面摩擦力可更準(zhǔn)確衡量側(cè)面摩擦力對(duì)底面壓力傳感器測(cè)量值的影響，顯然，根據(jù)圖10所示的糧倉(cāng)側(cè)面壓力傳感器布置模型，對(duì)于給定的側(cè)面壓力傳感器行間距h和給定的糧倉(cāng)和糧食種類(lèi)，單位長(zhǎng)度側(cè)面摩擦力顯然僅與各列壓力傳感器輸出值的總和S有關(guān)。

2.3 糧倉(cāng)數(shù)量檢測(cè)模型

對(duì)于圖9和圖10所示的壓力傳感器布置，則糧倉(cāng)底面壓力傳感器輸出均值為

在不考慮糧堆的側(cè)壁摩擦效應(yīng)，并將糧堆視為均勻連續(xù)介質(zhì)條件下，則底面壓強(qiáng)的理想值qB為W/AB。由于糧倉(cāng)側(cè)面摩擦力的存在，將會(huì)在一定程度上使底面壓力傳感器的輸出均值小于底面壓強(qiáng)的理想值qB。顯然，對(duì)于圖9和圖10所示的糧倉(cāng)壓力傳感器布置，若各傳感器與側(cè)面墻距離d相等，則各傳感器受側(cè)面摩擦力的影響程度基本相同。同時(shí)，由式(6)可以看出，對(duì)于給定的側(cè)面壓力傳感器行間距h和給定的糧食種類(lèi)和糧倉(cāng)，單位長(zhǎng)度側(cè)面摩擦力僅與側(cè)面壓力傳感器輸出值總和有關(guān)。實(shí)際糧倉(cāng)試驗(yàn)表明，底面壓強(qiáng)的理想值qB與底面壓力傳感器的輸出均值之差和側(cè)面壓力傳感器輸出值總和S具有如圖11所示的關(guān)系。顯然，兩者具有很強(qiáng)的線性關(guān)系。

因此，根據(jù)圖9和圖10所示的糧倉(cāng)壓力傳感器布置模型，對(duì)于給定的側(cè)面壓力傳感器行間距h和給定的糧食種類(lèi)和糧倉(cāng)，在糧倉(cāng)糧堆頂面整倉(cāng)攤平的情況下，糧倉(cāng)底面壓強(qiáng)qB的估計(jì)值可采用式(9)所示的形式。

由式(9)則可得糧倉(cāng)儲(chǔ)糧數(shù)量檢測(cè)模型為

由式(10)所示的糧倉(cāng)儲(chǔ)糧數(shù)量檢測(cè)模型可以看出:

1)模型通過(guò)引入糧倉(cāng)底面壓力傳感器輸出均值以消除糧倉(cāng)底面壓力傳感器壓強(qiáng)測(cè)量值的隨機(jī)性，通過(guò)引入側(cè)面壓力傳感器輸出值總和，不僅實(shí)現(xiàn)了糧倉(cāng)側(cè)面摩擦力作用的補(bǔ)償，也有助于消除糧堆側(cè)面壓力傳感器壓強(qiáng)測(cè)量值的隨機(jī)性。

2)模型給出了糧倉(cāng)底面壓力傳感器布置模型，直接引入糧倉(cāng)底面壓力傳感器輸出均值和側(cè)面壓力傳感器輸出值總和，并通過(guò)系統(tǒng)標(biāo)定避免了側(cè)面摩擦系數(shù)等參數(shù)的檢測(cè)，適合現(xiàn)有各種糧倉(cāng)型式和糧食種類(lèi)的糧倉(cāng)糧堆質(zhì)量的在線檢測(cè)，具有很強(qiáng)的通用性。

圖11 側(cè)面摩擦力對(duì)底面壓強(qiáng)測(cè)量均值的影響

3 糧倉(cāng)糧堆質(zhì)量檢測(cè)試驗(yàn)

本研究選擇了2種平房倉(cāng)進(jìn)行糧食數(shù)量檢測(cè)建模與驗(yàn)證試驗(yàn)，其中一種為長(zhǎng)23.2 m、寬7.3 m小型糧倉(cāng)，另一種為長(zhǎng)35.143 m、寬23.2 m的中型糧倉(cāng)。試驗(yàn)采用陶瓷電容式壓力傳感器，精度為0.5%，量程為100 kPa。根據(jù)圖9和圖10所示的糧倉(cāng)壓力傳感器布置模型，2種糧倉(cāng)均沿寬度為23.2 m的側(cè)面強(qiáng)布置了8個(gè)壓力傳感器，壓力傳感器與側(cè)面強(qiáng)的距離d為2 m，同時(shí)在此側(cè)面墻上依圖10所示的方式布置了2列4行的8個(gè)壓力傳感器，行間距h為1.5 m。

檢測(cè)試驗(yàn)的糧食種類(lèi)為小麥，采用小型糧倉(cāng)作為系統(tǒng)標(biāo)定糧倉(cāng)，所建立的糧倉(cāng)儲(chǔ)糧數(shù)量檢測(cè)模型如式(11)所示。

2種平房倉(cāng)的儲(chǔ)糧數(shù)量檢測(cè)結(jié)果如表2和表3所示。

表2 小型糧倉(cāng)儲(chǔ)糧數(shù)量檢測(cè)結(jié)果

表3 大型糧倉(cāng)儲(chǔ)糧數(shù)量檢測(cè)結(jié)果

從表2可以看出，對(duì)于試驗(yàn)所采用的小型糧倉(cāng)，式(10)所示的糧倉(cāng)儲(chǔ)糧數(shù)量檢測(cè)模型平均預(yù)測(cè)誤差為1.13%，最大誤差為1.97%。對(duì)于試驗(yàn)所采用的中型糧倉(cāng)，從表3可以看出，式(10)所示的糧倉(cāng)儲(chǔ)糧數(shù)量檢測(cè)模型平均預(yù)測(cè)誤差為0.697%，最大誤差為1.21%。以上結(jié)果表明，本研究所提出的糧倉(cāng)儲(chǔ)糧數(shù)量檢測(cè)模型的檢測(cè)精度遠(yuǎn)小于3%，可以滿足國(guó)家糧食檢測(cè)的要求。

4 結(jié)論

由于糧堆糧食分布密度的不均勻性、糧堆的有限流動(dòng)性以及糧倉(cāng)進(jìn)糧沖擊作用等因素的影響，導(dǎo)致糧堆底面與側(cè)面壓力分布不均勻性和隨機(jī)性，如何克服這種隨機(jī)性是糧倉(cāng)儲(chǔ)量數(shù)量在線檢測(cè)的關(guān)鍵問(wèn)題。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，研究了基于一定分布的糧倉(cāng)底面和側(cè)面壓力傳感器的糧倉(cāng)儲(chǔ)量數(shù)量在線檢測(cè)方法。

本研究根據(jù)具體的試驗(yàn)結(jié)果，分析了糧倉(cāng)底面和側(cè)面壓強(qiáng)分布特性，證明了基于底面和側(cè)面壓力傳感器的糧倉(cāng)儲(chǔ)量數(shù)量在線檢測(cè)的可檢測(cè)性和檢測(cè)的可重復(fù)性，從而為基于壓力傳感器的糧倉(cāng)儲(chǔ)量數(shù)量在線檢測(cè)提供了依據(jù)。

根據(jù)糧倉(cāng)底面和側(cè)面壓強(qiáng)分布特性，針對(duì)糧倉(cāng)儲(chǔ)量數(shù)量在線檢測(cè)精度與檢測(cè)系統(tǒng)的成本要求，提出了糧倉(cāng)壓力傳感器布置模型。在此基礎(chǔ)上，提出了側(cè)面摩擦力逐層計(jì)算估計(jì)方法，根據(jù)底面壓強(qiáng)檢測(cè)均值與側(cè)面摩擦力估計(jì)值的關(guān)系，提出了基于底面壓力傳感器檢測(cè)值均值和側(cè)面壓力傳感器檢測(cè)值和的糧倉(cāng)儲(chǔ)量數(shù)量在線檢測(cè)模型，給出了糧堆底面與側(cè)面壓力分布隨機(jī)性消除、側(cè)面摩擦力影響的補(bǔ)償方法。試驗(yàn)結(jié)果表明，所提出的糧倉(cāng)儲(chǔ)糧數(shù)量檢測(cè)模型的檢測(cè)精度遠(yuǎn)小于3%，證明了模型的有效性，可以滿足國(guó)家糧食檢測(cè)的要求。

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