粮堆声传播参数测量系统的研究

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1、粮油食品科技第20卷2012年第5期仓储物流粮堆声传播参数测量系统的研究12111左晓戎，李晓东，张林，朱德鹏，李伟(1．国家粮食局科学研究院，北京100037;2．中国科学院声学所，北京100190)摘要:通过对颗粒介质的特征参数与堆积参数的测量，建立粮堆中声传播参数的测量系统，证实了粮堆中波动参数与粮堆密度、容重等堆积参数和水分、粒重等粮食的籽粒参数有密切关系，得到了小麦中声传播参数与小麦及其堆积参数与粮堆密度的回归模型。关键词:颗粒介质;粮堆密度;小麦;声传播中图分类号:TS210．2文献标识码:B文章编号:10

2、07－7561(2012)05－0047－03影响粮堆密度的参数有籽粒密度、容重、粮食水1．2实验仪器分、籽粒的大小、硬度等储藏过程中缓慢变化的物理容重仪:GHCS－1000型谷物容重器，吉林中谷参数，同时，又与粮堆形成过程的孔隙度、堆积时间、工程有限公司;粮堆所处的环境等因素相关。缓变参数可以由常规硬度仪:JYDB100×40小麦硬度指数测定仪，的采样方式测量，而过程影响参数则无法通过取样测中国无锡锡粮制造有限公司;量，需要研究保持粮堆所处状态的非扰动测量方法。密度天平:XS105高精度天平，瑞士ToleDo公司;物

3、体中声与振动的传播过程能够反映物体的结水分测定仪:PM－8188谷物水分测定仪;［1－2］孔隙度测定装置:LKY－1型粮食孔隙度仪，南构与密度，粮堆是典型的颗粒体，理论上粮堆的声传播参数可以反映粮堆的状态。然而，颗粒体物京土壤仪器厂有限公司;理性质的研究方法与理论［3］，属于目前物理学领域千分尺:电子数显卡尺，北京北量机电工量具有的难题之一。目前对于颗粒堆积体的声传播参数测限责任公司;量，要得到较为准确的颗粒堆积密度估计，尚缺乏精实验天平:SB16001，梅特勒－托利多公司;确的理论与方法研究［4－5］。振动实验台:D

4、－100－2电动振动试验系统，苏本研究从影响粮堆密度的各个因素出发，建立州苏试实验仪器有限公司;自制阻抗管:截面100mm×100mm，壁厚10了粮堆声学参数的测量系统，开展了粮堆密度的声mm有机玻璃管，测量段长度2000mm，前后空气段与振动参数测量研究，通过参数的相关性分析和逐2000mm，尾端消声。步回归，建立了较为准确的粮堆密度与声传播参数，［6］自制数据采集装置:以及其他物理参数的回归模型。经检验，模型的拾音器，MPA201、MPA416，北京声望声电有限估计误差在3%以内的概率在98%以上。公司;1材料与方

5、法扬声器，YD106－822P－S140W8Ω，上海长风1．1实验材料电子元件厂;根据《GB1351小麦》和《GB/T5493粮食、油料声频放大器，GZ022－A，Beijing797AudioCo．检验类型及互混检验法》规定的参数选择3等以上Ltd;试验用小麦，硬质红小麦两种、软质白小麦和混合小数据采集与处理系统，NIPXI美国NationalIn-麦各一种，40kg，简单去杂，低温贮藏;验证用实验strument公司;小麦4种:仓储小麦取样，国产硬质混合白小麦3数据采集与处理系统，NIPXI6189，PXI4461

6、，种、进口红硬小麦1种。PXI4462，NationalInstruments;校准器，CA－106声压校准器，北京声望声电有收稿日期:2011－12－09限公司(BSWATechnologyCo．Ltd);基金项目:国家十一五支撑项目(2006BAD08B01和2008BADA8B00－1)自制拾音器相位校准板，170mm×170mm×20作者简介:左晓戎，男，1954年出生，北京人，教授级高级工程师．mm有机玻璃。瑒瑧仓储物流粮油食品科技第20卷2012年第5期1．3方法2实验过程小麦常规物理参数测定2．1常规参

7、数测量实验根据《GB/T21304—2007小麦硬度测定》、按照1．3方法测定小麦容重、水分、籽粒密度、《GB/T5497粮食、油料检验水分测定法》、《GB/T千粒重等各项常规物理参数。5498粮食、油料检验容重测定法》，文献《粮食孔隙2．2水分调节实验与实验温度度测量装置》，《粮食籽粒密度测量装置》，测量实验取同品种小麦采用着水、混匀、低温保存方用小麦的容重、水分、孔隙度、密度、硬度和籽粒密式，将水分调节至所需范围;不同温度实验时，除度、千粒重、籽粒大小等参数。保持样品温度外，亦需维持实验室环境温度在设1．4实验数据

8、处理定温度。数据统计与处理系统SAS9．1。实验与验证用小麦参数见表1。表1实验与验证用小麦参数水分容重温度真密度孔隙度体积硬度千粒重密度序号类型/%/(g/L)/℃/(g/L)/%/(mL/100粒)/HI/g/(g/L)1硬红11．7830181391．8944．7025．9970．9534．938302软白11．277123