[00131864]电磁波粮仓储粮密度测量装置

本课题为“十二五”国家科技支撑计划“数字化粮食物流关键技术研究与集成”项目的“粮食储备数量监测技术及设备研究开发（2013BAD17B05）”,课题任务是建立在粮食管理部门和粮食储藏企业对储粮数量检测精度、数量、速度的迫切需求之上的。 本课题的研究目标是,采用数字传感器技术、物联网技术等监测技术,研制粮仓监测传感器控制设备、便携式“清仓查库”光电检测设备等仪器,并进行轻小型化研制、集成与应用;建立我国粮食和油脂数量的数字化、智能化、标准化、精准化和可视化的测控体系。使得国家粮食储备数量随时可查、数据真实准确,杜绝信息失真和库存不实现象,提升国家粮食主管部门对粮食储备的监管水平,加强国家粮食宏观调控能力,用技术手段保障国家粮食安全。 课题成果电磁波粮仓储粮密度测量装置是利用粮食的介电常数与其堆积密度变化关系来测量粮食堆积密度：在粮仓储粮的品种、含水量和温度固定的情况下,当其堆积密度变化时,其介电常数也将随之变化。粮食的介电常数可以通过测量装置测量电磁波信号在粮堆中的传播速度来计算得到。测量装置已经进行了小批量生产,并在北京、陕西等地安装应用,长期稳定性、抗熏蒸性能良好,在解决行业关键技术问题上取得了突破。 电磁波粮仓储粮密度测量装置由天线、传感节点、路由节点、网关节点和平板电脑组成。其中,传感器节点实现数据的测量、采集和传输;路由节点实现路由管理、数据转发以及信号发生器的控制功能;网关节点连接ZigBee和WiFi两个无线网络,将接收的数据包进行协议转换。平板电脑通过网关节点读取所有传感器的测量数据,并通过粮食密度计算模型,计算得出被测粮堆的密度数据。 电磁波粮仓储粮密度测量装置在粮仓中测量时,把收、发天线相隔一定的距离平行插入粮堆之中,使其位于粮面以下一定的位置,并保持上、下端平齐,记录两根接收天线距发射天线的距离。发射天线发射出路由节点产生的特定频率的电磁波信号,经粮堆传播到接收天线。传感节点测量出信号到达两根接收天线的时间差。在控制设备中,通过距离差和时间差计算出粮堆的介电常数。根据粮食密度与介电常数关系模型计算出测量区域范围内的粮堆密度。 电磁波粮仓储粮密度测量装置通过在粮仓中多个区域进行测量,并计算平均值,可以得到该粮仓中粮食的平均堆积密度值,结合清仓查库测量出的粮堆体积可以计算出粮仓储粮数量。对于监管部门,可以利用电磁波粮仓储粮密度测量装置对粮仓进行现场清仓查库,保证测量结果的真实性。