Каталог продукции/ Система температурного мониторинга мерзлых, промерзающих и протаивающих грунтов/ Статьи

Система мониторинга температуры зерна в элеваторах и зернохранилищах

Цена и срок изготовления
по запросу

Авторы:

Инженер СКБ Масло А.Д.
Ведущий инженер СКБ Кропачев Д.Ю.
Ведущий инженер СКБ Неделько А. Ю.

Аннотация: В процессе хранения в зерне непрерывно происходят физические и биохимические реакции, сопровождающиеся выделением тепла и ведущие к самосогреванию. При самосогревании ухудшается качество зерна и происходит потеря массы сухих веществ. Мониторинг температуры зерна при хранении позволяет предотвратить нежелательные явления и снизить потери. Поэтому температура зерна является важнейшей характеристикой в процессе хранения.
Ключевые слова: зерно, мониторинг, температура зерна, многозонный датчик температуры, контроллер, система.

 

При хранении зерна в зерновой массе происходят различные физические и биохимические процессы. Отсутствие достаточного контроля за состоянием зерна и не своевременно проведенные мероприятия по предотвращению пагубного влияния этих процессов приводят к снижению его качества.

Правильно организованный мониторинг хранящихся зерновых и умелый правильный анализ полученных данных наблюдения позволяют своевременно предотвратить нежелательные явления и с минимальными затратами довести зерновую массу до состояния консервирования или реализовать ее без потерь.

При хранении непрерывно происходят биохимические процессы, которые влияют на качество зерна. Непрерывно выделяется влага. Относительная влажность воздуха в межзерновом пространстве при этом повышается, что приводит к новому увлажнению зерна, которое, приводит к накоплению тепла и соответственно повышению температуры свыше 35°С в зоне очага самосогревания.

Процесс самосогревания зерна, на начальной стадии его развития, достаточно длителен и характеризуется низкой скоростью увеличения температуры. С повышением температуры скорость роста температуры резко увеличивается, и, соответственно, сокращается время, отведенное для принятия мер по недопущению возгорания зерновой массы.

Контроль температуры зерна – наиболее эффективный и доступный практически способ отслеживания результатов биохимических процессов, протекающих в зерновой насыпи во время хранения. Температура зерновой насыпи позволяет судить о её состоянии в процессе хранения и принимать соответствующие меры для избежания ухудшения качества или порчи зерна.

Внедрение Системы температурного мониторинга для зернохранилищ позволяет:

– снизить потери от порчи и сушки зерна;

– минимизировать операционные затраты на хранение зерна.

Измерение температуры зерна можно выполнять различными способами, например:

- последовательные измерения температуры одним датчиком в заданных точках объекта с сохранением результатов для дальнейшей обработки;

- размещение множества датчиков в заданных точках зернохранилища с возможностью одновременного получения результатов со всех датчиков посредством проводной или беспроводной сети;

К достоинствам метода измерений одним датчиком можно отнести возможность минимальных затрат на измерительное оборудование и его поверку. Среди недостатков высокая трудоемкость проведения измерений и обработки результатов, дополнительная погрешность в случае, если после перемещения датчика не выдержано время, необходимое для установления теплового равновесия, искажения температурного распределения при нестационарных тепловых процессах.

Для минимизации этих недостатков датчики размещают во всех заданных точках объекта и объединяют в единую сеть. Устройство сбора данных (контроллер) с заданной периодичностью опрашивает все датчики сети, обрабатывает результаты, затем передает их на ПК либо сохраняет в памяти. Таким образом затраты времени на проведение измерений существенно сокращаются

В случае, когда расположение датчиков заранее известно и стационарно, удобнее использовать заранее смонтированные в единое изделие датчики и соединительный кабель – так называемые термокосы.

Система температурного мониторинга, разработанная ОАО НПП «Эталон» состоит из многозонного цифрового датчика температуры МЦДТ 1201 (термоподвески) и контроллеров цифровых датчиков температуры. В зависимости от конфигурации «системы» используемые контроллеры могут быть как портативными так и стационарными.

МЦДТ 1201 – герметичные термоподвески (рис. 1), предназначены для измерения зерна в силосных зернохранилищах, а также температуры жидкости в резервуарах. В качестве защитной оболочки термоподвесок этой серии используется герметичный металлорукав или металлопластиковая труба, которые дополнительно обеспечивают высокую механическую прочность.

 

Рисунок 1. Термоподвески серии МЦДТ 1201

 

Для регистрации данных цифровых датчиков температуры и термоподвесок, изготовленных из них, можно использовать портативные контроллеры, например ПКЦД-1/16 или ПКЦД-1/100 (рис. 2), максимальное количество одновременно подключаемых датчиков (или количество датчиков в термоподвеске) 16 или 100 соответственно. Эти контроллеры подключаются к разъему термоподвески и в течение нескольких секунд считывают и обрабатывают данные с датчиков и сохраняют во внутреннюю память. Далее данные сбрасываются на ПК либо сохраняются в энергонезависимую память и оператор может перейти к месту следующего замера. Дополнительно к ПКЦД-1/100 вместо термокосы можно подключить выносной датчик температуры и относительной влажности окружающего воздуха (рис. 3), при этом контроллер также производит расчет абсолютной влажности и точки росы. ПКЦД-1/100 может работать в режиме логгера, т.е. автоматически сохранять данные в энергонезависимой памяти с заданной периодичностью, ресурс автономной работы в режиме логгера составляет около 20 суток (изменяется в зависимости от емкости аккумулятора и окружающей температуры).

 

Рисунок 2. Портативные контроллеры цифровых датчиков
ПКЦД-1/16 и ПКЦД-1/100

 


Рисунок 3.
Выносной датчик температуры и влажности

 

Если необходимо производить сбор данных длительное время и термоподвески установлены стационарно, целесообразно объединить все термоподвески в единую систему сбора данных (рис. 4).

 


 

Рисунок 4. Система сбора данных

 

Для этого были разработаны стационарные контроллеры СКЦД-1/100 (рис. 5) и СКЦД-6/200 (рис. 6). К СКЦД-1/100 подключается одна термоподвеска, содержащая до 100 датчиков, к СКЦД-6/200 можно подключить от 1 до 6 термоподвесок, содержащих суммарно до 200 датчиков. До 255 контроллеров при помощи кабеля типа "витая пара" объединяются в сеть RS-485 и через переходник USB/RS-485 подключаются к ПК, на котором установлена программа-сервер сети (рис. 7).

 


Рис 5.
Стационарный контроллер цифровых датчиков
СКЦД-1/100


Рис 6.
Стационарный контроллер цифровых датчиков
СКЦД-6/200

 

Программа сканирует сеть, идентифицирует найденные контроллеры и подключенные к ним термокосы, ведет мониторинг температур в реальном времени на графиках и в таблицах. Накопленные данные можно сохранить как в виде единого для всей системы файла, так и отдельно для каждой термоподвески. Для предотвращения потери данных при сбоях в работе ПК контроллер ведет запись данных в энергонезависимую память, структура и объем которой аналогичны ПКЦД-1/100. При необходимости потерянные данные можно восстановить, загрузив содержимое энергонезависимой памяти на ПК. Контроллеры СКЦД имеют степень защиты от пыли и воды IP65 и оснащены термостатом для подогрева электроники при работе при температурах окружающего воздуха ниже -40°С.

 


Рисунок 7.
Сервисное ПО Viper

© АО "НПП "ЭТАЛОН", 2009-2020