[实用新型]散粒物料摩擦角或休止角测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种散粒物料摩擦角或休止角测量装置。

背景技术

为了合理地设计各种农业机械、农产品加工机械、谷仓及其它存储设备，必须了解散粒物料的力学特性，如摩擦特性等，而摩擦特性可以用摩擦角和休止角等来表述。散粒物料与不同材料的接触面之间的摩擦角和休止角，一般都是通过斜面仪简单地进行手动测量，误差大，不准确，不直观。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提出一种散粒物料摩擦角或休止角测量装置，该散粒物料摩擦角或休止角测量装置测量速度快、精度高、自动化程度高。

本实用新型的技术解决方案如下：

一种散粒物料摩擦角或休止角测量装置，转轴呈水平方向设置在2块侧板上，电机驱动转轴旋转；物料盘固设在该转轴上，物料盘的两侧分别设有一个红外对射管；2个红外对射管的连线为放置谷粒的基准线；

在物料盘或转轴上设有倾角传感器，倾角传感器的输出端与微处理器连接；

电机的控制端、存储器和红外对射管均与微处理器连接。

液晶显示器与微处理器连接。

物料盘为槽型。

倾角传感器用于测量绝对角度。与绝对参考系的零度角相关的都要用到倾角传感器。

物料盘的前端或后端设有用于收集谷粒的物料漏斗。

采用前述的散粒物料摩擦角或休止角测量装置测量散粒物料摩擦角或休止角的方法如下：

步骤1：将物料盘调到水平位置，将一颗谷粒放置在物料盘上2个红外对射管的连线位置上；

步骤2：控制电机转动带动物料盘倾斜；

步骤3：随着物料盘的倾斜角度加大，谷粒离开2个红外对射管的连线的一瞬间，红外对射管光路不再被谷粒阻挡的状态被微处理器捕获，微处理器记录该瞬间的物料盘的倾斜角，该倾斜角即为散粒物料的摩擦角或休止角。

有益效果：

对于散体物料来说，物料的内摩擦是不容忽视的，因而农业及食品物料的摩擦特性要比工程材料之间或固体干摩擦复杂得多。众所周知，在计算贮存仓仓壁的散体压力时，应用最广的是Jarssen X在1895年提出的公式。该公式要用到壁面摩擦系数f，和侧压力系数ξ_a，而ξ_a＝(1一sinφ)/(1+sinφ)(式中φ为内摩擦角)；

此外，在计算槽轮式播种机的排种量时。有一个带动层的问题。带动层的速度分布，既与物料的内摩擦有关.也与物料与箱壁的摩擦有关。种子在变截面管道输送中，如果渐变倾斜面的角度、排料口的尺寸等选择不当，则会由于形成“拱”而发生堵塞。

要研究上述现象的摩擦特性，普通的测量摩擦角的方法一般都是通过斜面仪简单地进行手动测量。这种方法存在滞后现象，误差大，不准确，不直观，不利于力学特性的研究。本实用新型中，红外对射管的运用解决了滞后的问题；单片机和倾角传感器的运用，实现了角度的精确测量；液晶显示使得测量更加直观。因此，本实用新型可广泛应用于研究散粒物料的力学特性，为食品收获，加工，包装，贮存，装运机械的设计提供了准确的理论依据。

只要将一个单位的散粒物料置于物料盘上，按下开始按钮，电机转动，并且带动物料盘慢速旋转，当散粒物料开始下滑，红外对射管检测到之后将此信息反馈给单片机，单片机将检测到的角度通过液晶显示屏显示出来。短短几秒钟就可以测量出来，并且红外检测比肉眼更精确，更智能化。

附图说明

图1是本实用新型的原理图；

图2是本实用新型的电路原理图；

图3是物料盘、红外对射管部分的结构示意图(图a、b、c分别为主视图、侧视图和仰视图，其中物料漏斗和物料盘直接通过丙酮粘合)；

图4是实施例1的结构示意图；

图5是基准电压电路的电路原理图。

标号说明：1-谷粒，2-红外对射管，3-物料漏斗，4-物料盘，5-转轴，6-电机，7-液晶显示模块，8-显示模块，9-控制按钮，10-右侧板，11-电源模块，12-USB接口，13-存储模块，14-通讯模块，15-底板，16-变压器，17-后挡板，18-主模块，19-液晶屏，20-左侧板，21-采集模块。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明：

实施例1：

如图1所示，散粒物料摩擦角或休止角测量装置的结构为：电机的控制端、存储器和红外对射管均与微处理器连接。液晶显示器与微处理器连接。在物料盘或转轴上设有倾角传感器，倾角传感器的输出端与微处理器连接。