CC BY
75
УДК 636.085
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОНТРОЛЯ ВЛАЖНОСТИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ФУРАЖНОГО ЗЕРНА
держателе - штанге длиной 1,5 м. В качестве регистриру-
В.Е. НИКИФОРОВ, старший научный сотрудник Северо-Западный НИИ молочного и лугопастбищного хозяйства
E-mail: sznii@list.ru
Резюме. Показана необходимость контроля влажности при производстве фуражного зерна. Приведены результаты исследований контроля влажности измерительным устройством сдатчиком, помещённый в зерновую насыпь, определена функциональная зависимость методической погрешности измерений. Анализ результатов показал, что погрешность измерений зависит от влажности зерна и погружения датчика в насыпь. Установлено, что при погружении переносного измерителя влажности в насыпь на глубину 0,5...1,5 м и влажности зерна 14...22 % погрешность измерений не превышает0,5...1,0 %.
Ключевые слова: зерно, контроль, влажность, влагомер, погрешность.
Обязательное условие эффективного ведения промышленного животноводства - устойчивая кормовая база и применение современных приемов, обеспечивающих производство, обработку, хранение и рациональное использование кормов.
В структуре кормового баланса страны 50...80 % потребности животноводства приходится на фуражное зерно. Убранное с поля зерно для длительного хранения высушивают до кондиционной влажности 14 %. При изменении влажности зерна с 8 до 40 % энергоёмкость его измельчения возрастает с 4 до 30 кВт-ч/т, а плющения -уменьшается с 10 до 2 кВтч/т. При этом зерно влажностью менее 20 % экономически целесообразно отправлять на сушку, поскольку стоимость консерванта, необходимого для хранения плющенного продукта, в таком случае превысит затраты на топливо для его сушки до кондиционной влажности [1]. Кроме того, влажность зерна необходимо измерять и перед внесением консерванта для определения его дозы.
Повысить эффективность заготовки плющеного зерна можно в случае проведения оперативного контроля влажности фуражного зерна в диапазоне от 10 до 30 %. При этом не вызывает сомнения предположение о том, что точность стационарного оборудования выше, чем у переносных и других технологических приборов, работающих в производственных условиях, как правило на автономном питании. Для увеличения эффективности контроля влажности зерна при заготовке необходимо постоянно проводить технологические измерения параметрическим датчиком. Очевидно, что это сопряжено с увеличением погрешности измерений под воздействием дополнительных неконтролируемых или неучтённых факторов, которые характеризуют уплотнение зерна в насыпи 1,5...2 м при погружении измерительного датчика в зерновую среду. На точность контроля влажности влияют основные конструктивные элементы первичного преобразователя и свойства исследуемой среды, к числу которых можно отнести величину погружения датчика и влажность зерновой среды. Проверка достоверности технологического контроля непосредственно в зерновой среде включает проведение экспериментального исследования путём измерения влажности диэлькометрическим методом емкостным датчиком с электродной системой в форме удлиненного цилиндра, закрепленной на специальном Достижения науки и техники АПК, №01-2011 —
ющего устройства использован переносной измерительный преобразователь с цифровой индикацией выходного сигнала, который поступает от первичного преобразователя и высокочастотного генератора.
Конструктивно-технологическую схему процесса контроля влажности зерна можно представить в виде модели (рис.1), которая содержит элементы измерительного устройства с параметрическим ёмкостным датчиком влажности.
Для того чтобы перейти от функциональной модели к описанию истинных значений используют зависимость между измеряемой и непосредственно наблюдаемыми величинами.
-----1
Li
Д
д Qi и
Рис.1. Параметрическая модель процесса контроля влажности зерна: И - измерительное устройство; Д - датчик; ЗС - зерновая среда; №■ - влажность; й - глубина погружение датчика; Q - результат измерений; А - погрешность.
Это в полной мере относится к погрешности средств и результатов измерений. Когда при измерении используется показывающий прибор, в уравнения обработки данных вводятся выражения, отражающие погрешность. Индивидуальная погрешность прибора, датчика или измерительного канала информационной системы есть разность индивидуальной и номинальной характеристики. Эта погрешность представляет собой не число, а функцию от текущих значений измеряемой величины, которую можно охарактеризовать аппроксимирующей формулой.
Цель наших исследований - определить методическую погрешность контроля измерителя влажности зерна при погружении датчика в зерновую насыпь.
Условия, материалы и методы. Для определение оптимального параметра контроля с учётом погружения датчика и влажности зерна мы использовали методику пла-
b=f(h,W).
------------------------------------------------------------- 75
нирования эксперимента. В качестве параметра оптимизации и оценки работы измерительного устройства была принята методическая погрешность 8, которая характеризует неравномерность контроля в зависимости от влияния переменных факторов: х1 - погружение датчика (й), и х2 - влажность (ш) [2].
Результаты и обсуждение. Мы привели учитываемые факторы к условным значениям и определили зависимость функции отклика, отнесенную к погрешности измерения, у=Цх1,х2) в виде уравнения регрессии:
у=Ь0+Ь 1 х1 +Ь2 х2+Ь3 х12+Ь4 х22+Ь5 х1 х2. (1)
После обработки результатов измерений режимов работы датчика при различной влажности зерновой среды получена математическая запись функции 8=Цй,ш) в закодированном виде:
y=0,740 - 0,3016x1 + 0,110x2 - 0,3408x12 + 0,6258x22
(2)
В натуральных значениях уравнение регрессии (2) имеет вид:
8=6,823 - 4,793й - 0,4175ш + 5,44й2 +0,0937ш2 -0,0312й ш (3)
На основании модели (3) построена поверхность отклика (рис. 2), по которому определены оптимальные значения двух взаимодействующих факторов й=0,5.1,5 м, ш=10.30 %. Неравномерность контроля характеризует функциональное изменение погрешности измерений влажности зерна ёмкостным датчиком, которая не превышает 0,5.. .2,0 %.
Выводы. Таким образом, мы установили, что при погружении переносного измерителя влажности в насыпь на глубину 0,5...1,5 м и влажности зерна 14.22 % погрешность измерений не превышает 0,5.. .1,0 %. Полученные результаты подтверждают целесообразность применения переносного измерителя влажности для ее оперативного контроля в период заготовки и хранения фуражного зерна.
0,125х1 х2 Литература.
1. Краснощеков Н.В. Инновационное развитие сельскохозяйственного производства России - М.:ФГНУ «Росинформа-гротех», 2009.-388с.
2. Никифоров В.Е Экспериментальная оценка погрешности контроля влажности дисперсной среды ёмкостным датчиком //Информатизация процессов формирования открытых систем на основе СУБД, САПР, АСНИ и систем искусственного интеллекта Сборник докладов 4-й междунар. научно-технической конференции ВоГТУ, Вологда, 2007.
INCREASE OF EFFICIENCY OF THE CONTROL OF MOISTURE IN MANUFACTURE OF FODDER GRAIN V.E. Nikiforov
Summary. Necessity of the control of moisture is shown by manufacture of fodder grain. Results of researches of the control of moisture are resulted by the measuring device and the gauge which is placed in grain on-rash, functional dependence of a methodical error of measurements is defined. The analysis of results has shown that the error of measurements depends on moisture of grain and gauge immersing in an embankment.
Key words: grain, the control, moisture, moisture meter, an error.
УДК 621.314 621.315
АНАЛИТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТРАНСФОРМАТОРОВ «ЗВЕЗДА - ТРЕУГОЛЬНИК» И «ЗВЕЗДА - ЗВЕЗДА С НУЛЕМ» В ФАЗНЫХ КООРДИНАТАХ
В.А. СОЛДАТОВ, доктор технических наук, профессор
А.А. БАРАНОВ, аспирант
Костромская ГСХА
E-mail: solva@nw.ksaa.edu.ru
Резюме. Получены аналитические выражения для матриц передачи трансформаторов со схемой соединения обмоток «звезда - треугольник» и «звезда - звезда с нулем». Их можно использовать как для непосредственных вычислений, так и для аналитический преобразований при расчете симметричных и несимметричных режимов работы фидеров. Ключевые слова: трансформатор, параметры, матрица передачи, аналитические выражения.
В последние годы для расчетов несимметричных режимов электрических сетей все шире применяется метод фазных координат.
Для расчета несимметричных режимов в распределительных сетях класса 6.10 и 0,4 кВ нужны модели в фазных координатах всех элементов фидеров (линии, трансформаторы, нагрузки, блоки несимметрии, фильтры напряжения обратной и нулевой последовательности, симметрирующие и компенсирующие устройства). В [1] рассмотрены модели трансформаторов в фазных координатах на основе сложных схем замещения. В [2, 3] получена матрица пе-
редачи для трансформатора «звезда - треугольник», применяющегося в фидерах 6.10 кВ, в [4, 5] - матрица передачи для трансформатора «звезда - звезда с нулем», применяющегося в фидерах 0,4 кВ. При этом, чтобы рассчитать матрицы передач и указанных трансформаторов нужна программа, способная осуществлять действия с матрицами, и в частности, искать обратную матрицу.
Цель представленной работы - поиск аналитических выражений для матриц передачи трансформаторов «звезда - треугольник» и «звезда - звезда с нулем», позволяющих не использовать в методиках расчетов программ обращения квадратных матриц.
Условия, материалы и методы. Для получения моделей используем метод фазных координат в матричном виде [1].
Матрица узловых проводимостей трансформатора равна [6]:
У=М -2в-1-Мґ, (1)
где М - матрица инциденций (соединений); Мґ - транспонированная матрица М; 2в - матрица собственных и взаимных сопротивлений ветвей (обмоток трансформатора).
Блоки матрицы У могут быть особенными, для которых нельзя найти обратные матрицы [7]. В [8, 9, 10] изложены подходы к использованию таких матриц с помощью «рабочей математики» [10], применения нестандартного анали-__ Достижения науки и техники АПК, №01-2011
