螺旋不连续加料出料段颗粒填充率检测方法及系统研究

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1、分类号TP89密级公开UDC620编号10299S1303094硕士学位论文螺旋不连续加料出料段颗粒填充率检测方法及系统研究Studyondetectionmethodandsystemoftheparticlefillingrateoffeedingsectionofthespiraldiscontinuousfeeding指导教师张西良教授作者姓名孙祥申请学位级别硕士专业名称精密仪器及机械论文提交日期2016年4月论文答辩日期2016年6月学位授予单位和日期江苏大学2016年6月答辩委员会主席________

2、_评阅人______________2016年6月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊（光盘版）电子

3、杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布（包括刊登）授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日分类号TP89密级公开UDC620编号10299S130

4、3094硕士学位论文螺旋不连续加料出料段颗粒填充率检测方法及系统研究Studyondetectionmethodandsystemoftheparticlefillingrateoffeedingsectionofthespiraldiscontinuousfeeding指导教师张西良教授作者姓名孙祥申请学位级别硕士专业名称精密仪器及机械论文提交日期2016年4月论文答辩日期2016年6月学位授予单位和日期江苏大学2016年6月答辩委员会主席_________评阅人______________2016年6月江苏大

5、学硕士学位论文摘要在工农业生产中有大量粉粒物料需要通过螺旋不连续定量加料的方式实现定量配料和定量包装。螺旋不连续加料属于气/固两相流体系，与传统单相流体相比，固相流体在管道中发生着不可预测的变化，大大增加了参数测量的难度，其中颗粒填充率是颗粒流动中常测量的参数之一。尤其在螺旋不连续定量加料过程中，颗粒填充率是衡量螺旋不连续加料效果的重要指标，颗粒填充率的获取对提高工农业中生产定量配料和包装的质量和效率等均有重要意义。本文结合实际螺旋加料装置结构，采用基于电容法测量技术的颗粒填充率检测方法，开展螺旋不连续加料管体内

6、出料端颗粒填充率检测方法及应用试验研究。具体工作如下：首先，综合分析国内外关于颗粒填充率检测的方法，结合课题要求，选择电容法测量技术测量颗粒填充率；理论分析其检测原理，建立数学模型，在已有螺旋加料机输送管道结构基础上设计传感器结构模型；探讨分析主要因素包括螺旋电极张角、屏蔽罩、径向电极及待检测区域周围物料填充情况对填充率检测性能的影响。其次，基于有限元仿真软件COMSOLMultiphysics4.3a，确定传感器输出性能仿真内容及步骤，对传感器二维有限元仿真建模，并设置仿真参数，仿真探讨了屏蔽罩、径向电极以及传

7、感器的不同结构参数大小对传感器输出性能的影响，通过分析对比得到较优传感器结构参数，为制作实际传感器提供了理论依据。然后，根据仿真分析结果，结合实际情况，制作了填充率检测传感器。采用MSP430F149单片机和MS3110电容转换芯片，设计了检测系统硬件及主要软件，在IAR集成软件开发环境下进行了检测系统软硬件联合调试，实现了微弱电容的测量。最后，以直径1mm的西米作为填充物料，开展填充率传感器输出性能试验、标定试验和颗粒填充率测量性能试验。试验结果表明，颗粒填充率检测的实际值与理论值之间的相对误差在-6.28%~

8、5.66%之间。关键词:颗粒填充率，电容法，有限元分析，微弱电容检测I螺旋不连续加料出料段颗粒填充率检测方法及系统研究AbstractTherearealotofparticlematerialneedsbydiscontinuousspiralfeedingquantitativewaytorealizequantitativebatchingandquantitati