Способ определения расхода сыпучих материалов по частоте вращения элекродвигателя с использованием оптического датчика

Abstract

Одним из основных элементов автоматизированной системы управления технологическим процессом на зерноперерабатывающих предприятиях является расходомер сыпучих материалов. К расходомерам предъявляются требования информационной и энергетической обеспеченности процесса измерения. Одновременное удовлетворение перечисленным требованиям ограничивается влиянием физико-механических свойств измеряемого материала, динамического и статического коэффициентов трения на результат измерения. Известные датчики-расходомеры, основанные на механическом принципе действия, предъявляемым требованиям удовлетворяют не в полной мере, в частности по точности измерения расхода. Исключением являются центробежные расходомеры с осевой загрузкой. Цель – оценка погрешности измерения расхода сыпучих материалов центробежных датчиков с осевой загрузкой в технологических процессах дозирования сыпучих материалов с использованием оптического датчика. Объектом исследования является центробежный датчик расхода и дозирования сыпучих материалов с осевой загрузкой. Датчики измерения угловой скорости или частоты вращения, такие как механические контактные тахометры, и бесконтактные стробоскопического и индуктивного принципа действия обладают рядом достоинств и недостатков, основным из которых является невозможность цифровой обработки измеренного сигнала. В связи с вышесказанным целесообразно для измерения расхода сыпучих продуктов использовать безконтактный оптический способ, выходной сигнал которого является цифровым. Разработана программа для платы Arduino Nano для определения расхода и массы сыпучих сельскохозяйственных материалов, реализующая зависимость расхода от угловой скорости рабочего органа-крыльчатки. Погрешность измерения частоты вращения с помощью Arduino Nano не превышает 1%, что свидетельствует о работоспособности предлагаемого способа измерения и делает предлагаемый способ вполне конкурентоспособным. Применение оптического датчика для определения расхода сельскохозяйственных сыпучих материалов с использованием платы Arduino Nano и разработанного программного обеспечения позволяет упростить обработку сигнала, расчет расхода материала, что характеризуется погрешностью измерения, не превышающей 4%.