[发明专利]一种散体颗粒碰撞落点分布和碰撞恢复系数测量装置及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及农业领域，尤其是一种散体颗粒测试装置。

本发明涉及农业领域，尤其是一种散体颗粒碰撞测试方法。

背景技术

散体颗粒恢复系数可以用撞击后的反弹速度与撞击前的速度的比值来定义，即e＝V_R/V，颗粒碰撞恢复系数的物理意义在于描述碰撞前后的能量损失大小。在农业播种器(如小麦播种器、大豆播种器)的数值模拟过程中，散体物料颗粒(如水稻种、大豆种、小麦种)的碰撞恢复系数是描述颗粒运动的关键参数之一，利用这一参数，可以方便的计算出颗粒碰撞接触后的速度大小。

现有技术多采用高速摄像机追踪颗粒碰撞前后的运动轨迹或检测碰撞产生的信号后计算碰撞恢复系数，如Kharaz A H，Gorham D A，Salman A D.在An experimental study of the elastic rebound of spheres([J].Powder Technology，2001，120(3)：281-291.)中提供了一种用高速摄像机单个测量圆形颗粒恢复系数的方法；Wang L，Zhou W，Ding Z，et al.在Experimental determination of parameter effects on the coefficient of restitution of differently shaped maize in three-dimensions([J].Powder Technology，2015，284(10)：187-194.)中提供了一种高速摄像机单个测量玉米颗粒恢复系数的方法；东南大学在申请号：201410491912.3、名称：一种燃料颗粒热态碰撞恢复系数测量装置及测量方法、公开日：2015.1.21的发明专利中公开了一种燃料颗粒热态碰撞恢复系数测量装置及测量方法，燃烧系统和碰撞系统被置于一个密封腔内，密封腔与气源相连，可通过流量阀调节燃烧气氛；燃烧反应装置为具有温度控制功能的管式电加热炉，实现燃料颗粒的加温；燃料颗粒温度的追踪使用红外热成像仪，实现非接触测量颗粒碰撞时的温度；使用高速摄像机对燃料颗粒碰撞前后的运动图像进行捕捉，利用图像分析，获得颗粒碰撞前后的速度，计算获得碰撞恢复系数。本装置在高温热态条件下测得的颗粒碰撞恢复系数，对热态流化床的数理建模具有重要的实际价值；同时区别于冷态实验，热态工况更加接近流化床中燃料燃烧真实环境，因此得到的实验数据可以用来分析判别燃料燃烧中的聚团、结块趋势。华侨大学和福建南方路面机械有限公司在申请号：201610696850.9、名称：一种确定金属材料接触碰撞中恢复系数的试验装置、公开日：2016.11.16的发明专利中公开了一种确定金属材料接触碰撞中恢复系数的试验装置，包括金属球、金属板、速度传感器和采集卡，所述金属球位于金属板上方，且金属球与金属板距离固定，速度传感器放置在金属板上，采集卡与速度传感器电连接。华侨大学在申请号：201610887586.7、名称：一种基于声波传感测定材料碰撞恢复系数的装置、公开日：2017.01.04的发明专利中公开了一种基于声波传感测定材料碰撞恢复系数的装置，装置包括底座、支架、横梁、碰撞球、碰撞板、声音传感器、采集卡和计算机；所述碰撞板和支架固定在底座上，横梁安装在支架上，且横梁位于碰撞板上方，碰撞球嵌在横梁上，声音传感器设置在碰撞板旁边且靠近碰撞球下落的位置，所述声音传感器、采集卡与计算机依次连接；所述碰撞球与碰撞板分别采用不同的碰撞材料制成。杨明金、李伟清、李庆东在包衣稻种弹性特性试验研究([J].西南大学学报自然科学版，2001，23(1)：87-88.)提供了一种简易测量包衣道种碰撞恢复系数平均值得测量装置和方法。这种测量方法只能测量颗粒碰撞恢复系数的平均值，不能测量分布值。采用高速摄像机单个追踪颗粒碰撞前后的运动轨迹，测量过程中测量精度高，但测量成本高，而且单个测量想要得到大量颗粒的测量值时测量效率低；通过检测碰撞产生的信号，从而精确计算出碰撞时间，计算出碰撞恢复系数值，但是依然只能单个颗粒测量，要得到大量颗粒的测量值时测量效率低。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种测量效率高、成本低的散体颗粒碰撞落点分布和碰撞恢复系数测量装置。