[发明专利]一种谷物孔隙率测量装置及其测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及孔隙率检测技术领域，具体涉及一种谷物孔隙率测量装置及其测量方法。

背景技术

孔隙率是谷物重要的物理特性，是谷物干燥、加工、贮藏、通风系统设计和研究气流和热流运动时的重要参数。它是谷物之间的孔隙体积与包含孔隙的整个谷物所占体积之比，它与谷物形状、堆积或充填方式、谷物尺寸分布、含杂质的种类及数量、表面性质和含水量等诸多因素有关。散体物料孔隙率的大小，通常根据散粒物料的容重、物料的相对密度与孔隙率的关系计算得出，计算公式为其中ε为孔隙率，ρ_ω为物料的相对密度，ρ为物料的容重。

上述的方法操作程序复杂，工作量大，需要测量散粒物料容重和相对密度，而且测量结果的误差大。如相对密度的测量方法目前有量筒法、比重瓶法和天平密度组件法。1.量筒法简单、快速，但得到的结果误差大，只适合于粗略测量；2.而天平密度组件法，需要有十万分之一天平，对环境要求也很严格，所以应用得不多；3.比重瓶法相对较简单，但比重瓶法与上述的两种方法都要基于阿基米德定律来确定样品的体积，即都必须把测试样品浸入到液体当中测量。由于谷物具有吸湿性，用水做溶剂时，则测量结果存在很大误差；而采用有机溶剂时，因有机溶剂存在挥发性强，尤其在温度比较高的情况下，挥发得比较快，不仅可靠性且测量结果同样误差很大。

发明内容

本发明为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种操作简单、合理，测量结果准确的谷物孔隙率测量装置；同时还提供了一种谷物孔隙测量方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：本谷物孔隙率测量装置，包括空气压缩机、管道、进气阀、气缸、排气阀、谷物容器、气压测量器和控制显示装置，所述气缸通过管道分别与空气压缩机和谷物容器连接，所述进气阀安装于空气压缩机与气缸之间的管道，所述排气阀安装于谷物容器与气缸之间的管道；所述气压测量器安装于气缸，且所述气压测量器与控制显示装置连接；所述进气阀和排气阀均与控制显示装置连接。

为方便谷物容器装入谷物，所述谷物容器包括用于装载谷物的主体和密封顶盖，所述主体的顶部设有开口，所述密封顶盖密封连接于主体的开口。

所述控制显示装置包括触摸屏、单片机和气阀控制单元；所述触摸屏与单片机连接，所述气压测量器与单片机连接；所述进气阀和排气阀均通过气阀控制单元与单片机连接。

所述气压测量器为气压变送器。

为实现自动控制，所述进气阀为进气电磁阀，所述排气阀为排气电磁阀。

所述气缸的容积与谷物容器的容积相等。

所述的一种谷物孔隙率测量装置的测量方法，包括下述步骤：

a、当谷物容器的主体装满谷物后，然后将密封顶盖与主体的开口密封连接，此时，进气阀和排气阀均为打开状态；通过气压测量器检测气缸中的气压大小，待气缸内的气压稳定后，气压测量器将此稳定气压的值P₁传送到单片机中；

b、关闭排气阀后，开启空气压缩机，外界的空气通过空气压缩机进入气缸，从而使气缸内的气压增大；当气压中的气缸达到一定气压值P₀后，关闭进气阀，待气缸内的气压再次稳定后，气压测量器将再次稳定后的气压值P₂传送到单片机中；

c、打开排气阀，气缸中的气体通过管道进入谷物容器中，从而令气缸和谷物容器中的气压再一次平衡，气压测量器将此次平衡后的气压值P₃传送到单片机中；

d、所述气缸容积为V₁，所述进气阀与排气阀之间的管道的容积为V₂，所述谷物容器与排气阀之间的管道的容积为V₃，所述谷物的孔隙体积为V₀，谷物的孔隙率为ε，根据理想气体状态方程PV=MRT及孔隙率计算公式ϵ=V0V1×100%,]]>则单片机通过公式：