Надіслати статтю
вул. Інститутська 11, м. Хмельницький, 29016
visnyk.khnu@khmnu.edu.ua
(0382) 67-51-08

СЕНСОРИ ПОТОКІВ СИПКИХ МАТЕРІАЛІВ

SENSORS OF FLOWS OF BULK MATERIALS

Сторінки: 263-269. Номер: №6, 2022 (315) 
Автори:
ХОДЯЧИЙ Владіслав
Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
vladhod22@gmail.com
НІКІТІН Олександр
Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
vargin_@ukr.net
KHODIACHIY Vladislav, NIKITIN Olexander
National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute»
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2022-315-6-263-269

Анотація мовою оригіналу

В таких галузях промисловості, як харчова, аграрна, фармацевтична, металургійна, хімічна, гірнича тощо, необхідним є визначення масових і об’ємних витрат та кількості сипкого матеріалу, наприклад, зерна, круп, борошна, а також специфічних складових хімічних та фармакологічних матеріалів, цементу та багатьох інших. Засоби вимірювання витрат і кількості сипких матеріалів є необхідними і обов’язковими складовими в системах автоматизації сучасних виробничих процесів вказаних галузей промисловості. Без використання засобів вимірювання витрат сипких матеріалів не можливо налагодити випуск продукції потрібної якості і конкурентної спроможності. Ось чому питання, пов’язані з розробкою, експериментальним дослідженням та використанням вказаних витратомірів є досить актуальними і науково спроможнім.
В статі розглянуті основні види сенсорів, які можуть бути використанні в якості засобів вимірювання витрат сипких матеріалів, а саме круп та зерна. Був проведений огляд і аналіз останніх публікацій як вітчизняних, так і англомовних науково-технічних видань. На даний час розглянуті типи сенсорів мають практичне застосування. Розглянуті схеми сенсорів можуть входити до складу сучасних витратомірів, принципи дії яких базуються на різних принципах і фізичних законах.
Результати проведеного огляду і аналізу сенсорів потоків сипких матеріалів планується в подальшому використати для створення комп’ютерно-інтегрованої системи ідентифікації параметрів потоків сипких матеріалів, яка дасть змогу більш варіативно використовувати автоматизовані системи керування технологічними процесами, в яких робочім тілом є крупи та зерно.
Ключові слова: сенсори, витратоміри, сипкий матеріал, крупи, зерно.

Розширена анотація англійською  мовою

In such branches of industry as agriculture, pharmaceutical, metallurgical, chemical, mining, and a number of others, it is necessary to determine the mass consumption and amount of loose material, grain, cereals, flour, specific components of chemical and pharmacological materials of cement, and the mass of others. Ways of measuring the consumption and amount of loose materials are a necessary component in the automation systems of modern production processes of the specified industries. Without the use of devices for measuring the consumption of loose materials, it is impossible to improve the production of products of the required quality and competitiveness. That is why issues related to the development, experimental research and use of these flowmeters are quite relevant.
Production automation is one of the leading areas of scientific and technological progress. With the change or improvement of production technologies, the introduction of new types of equipment, the automation of production processes requires the development of specific methods and device of measurement. Most of the latest methods of measuring the consumption of bulk material allow you to automate the production process, which in turn makes it possible to reduce the cost of the product. The article considered the main types of sensors that can be used as part of ways of measuring the consumption of loose materials, such as cereals and grains. An analysis of the latest publications was made, both in domestic and in English-language publications. The considered sensors can be part of modern flow meters, the principles of which are based on various measurement methods.
According to the fundamental of operation, flowmeters are divided into continuous and discrete, as well as mass and volumetric. The most common flowmeters are those that record flow using strain gauges. As accuracy and compact size allow you to use them in different conditions and with different loose materials. In the article, a lot of attention was paid to impact flowmeters. Based on the analysis of the fundamental of operation of flowmeters, the direction of development of flowmeters with the use of modern technologies to level the influence of flow characteristics on measurement errors will be promising. The results of the conducted review and analysis of flow sensors of loose materials are planned to be used in the future to create a computer-integrated system for identification of flow parameters of loose materials, which will make it possible to use automated control systems of technological processes more variably.
Key words: grain flow, consumption of bulk materials, flow meter.

Література

  1. Бенедицький В. Б. Визначення вологості зерна за тиском вологого повітря / В. Б. Бенедицький, О. Л. Коренівська, Д. С. Морозов // Технічна інженерія. – 2021. – №87. – С. 98–103.
  2. Анисимова Л. В. Распределение влаги в зерне крупяных культур при увлажнении и отволаживании / Л. В. Анисимова // Известия вузов. Пищевая технология. – 2005. – № 1. – С. 60–62.
  3. Ходячий, В. В. Визначення густини сипкого матеріалу в гравітаційному потоці / В. В. Ходячий, О. К. Нікітін // XІХ Міжнародна науково-технічна конференція «Приладобудування: стан і перспективи», 13-14 травня 2020 р., Київ, Україна : збірник матеріалів конференції. – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020. – С. 164–166.
  4. Афонин В. С. Применение нейросетевых технологий для определения величины расхода сыпучего вещества / В. С. Афонин, Д. Е. Кривобоков // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. – 2013. – № 57. – С. 47–50.
  5. Диктерук М. Г. Исследование закономерностей движения сыпучих материалов в вертикальных емкостях (силосы/бункеры): мониторинг статического напряженного состояния и анализ истечения по второй форме в общей постановке / М. Г. Диктерук, В. Т. Кравчук, А. С. Заслуженный // Вісник ХНТУ. – 2018. – № 3. – С. 55–73.
  6. Криль С. И. К вопросу о методиках расчета основных параметров пневмотранспорта сыпучих материалов по горизонтальным трубам / С. И. Криль, М. Н. Чальцев // Прикладна гідромеханіка. – 2010. – № 12. – С. 36–44.
  7. Гуляев В. Г. Способ измерения количества пневмотранспортируемого сыпучего материала в фармацевтическом производстве, основанныи на эффекте поккельса / В. Г. Гуляев, И. В. Гуляев // Разработка и регистрация лекарственных средств. – 2018. – № 3. – С. 52–56.
  8. Schrock M. D. A diaphragm impact sensor for measuring combine grain flow / M. D. Schrock, D. L. Oard, R. K. Taylor // Applied Engineering in Agriculture. – 2014. – № 15. – С. 639–642.
  9. Selcuk A. Grain flow measurements with X-ray techniques / A. Selcuk, I. Feyzi, N. G. Joseph, S. C. Thomas // Computers and Electronics in Agriculture. – 2000. – № 26. – С. 65–80.
  10. Fei Z. Measurement of bulk material flow based on laser scanning technology for the energy efficiency improvement of belt conveyors / Z. Fei, W. Quing, C. Xiuming, Y. Zhangsi // Measurement. – 2015. – № 75. – С. 230–243.
  11. Navid N. Detecting grain flow rate using a laser scanner / N. Navid, R. K. Taylor, A. Yazgi // Biological Systems Engineering: Papers and Publications. – 2015. – № 576. – С. 1185–1190.
  12. Ходячий В. В. Експериментальне визначення параметрів взаємодії потоку сипких матеріалів і твердих тіл / В. В. Ходячий, О. К. Нікітін // XV Всеукраїнська науково-практична конференція студентів, аспірантів та молодих вчених «Ефективність інженерних рішень у приладобудуванні», 10-11 грудня 2019 року, м. Київ, Україна : збірник праць конференції / КПІ ім. Ігоря Сікорського, ПБФ, ФММ. – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського; Центр учбової літератури, 2019. – С. 232–235.
  13. Ходячий В. В. Определение давление в трубопроводе при движении потоков сыпучих материалов / В. В. Ходячий, О. К. Нікітін // ХIV Науково-практична конференція студентів, аспірантів та молодих вчених «Погляд у майбутнє приладобудування», 18-19 травня 2021 р., м. Київ, Україна : збірник праць конференції. – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021. – С. 208–211.
  14. Ходячий В. В. Зіставлення характеристик пружних перетворювачів / В. В. Ходячий, О. К. Нікітін // XХI Міжнародна науково-технічна конференція “Приладобудування: стан і перспективи”, 17–18 травня 2022 р., Київ, Україна : збірник матеріалів конференції. – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022. – С. 98–100.
  15. Макаров Ю. И. Аппараты для смешения сыпучих материалов / Ю. И. Макаров. – М. : Машиностроение, 1973. – 216 с.
  16. Луткин Н. И. Расходомеры для зерна и сыпучих материалов / Н. И. Луткин. – М. : Колос, 1969. – 184 с.
  17. C-LEVER: Flow metering for powders and bulk materials [Електронний ресурс]. – Режим доступу : https://rembe-kersting.de/en/products/messtechnik/flow-metering/c-lever/.
  18. FlowSlide / Hense [Електронний ресурс]. – Режим доступу : https://hense-waegetechnik.de/en/solid-flow-meters/flowslide-solid-flow-meter/.
  19. Карпин E. Б. Автоматизация процессов взвешивания и дозирования / Б. Карпин, 1967. – 420 с.
  20. Афонин В. С. Метод измерения расхода и его экспериментальная проверка / В. С. Афонин, О. И. Хомутов // Ползуновский вестник. – 2011. – № 3. – С. 94–97.
  21. Envea Global: PicoFlow [Електронний ресурс]. – Режим доступу : https://www.envea.global/ru/s/process-ru/flow-measurement-process-ru/picoflow/

References

  1. Benedytskyi V. B. Vyznachennia volohosti zerna za tyskom volohoho povitria / V. B. Benedytskyi, O. L. Korenivska, D. S. Morozov // Tekhnichna inzheneriia. – 2021. – №87. – S. 98–103.
  2. Anisimova L. V. Raspredelenie vlagi v zerne krupyanyh kultur pri uvlazhnenii i otvolazhivanii / L. V. Anisimova // Izvestiya vuzov. Pishevaya tehnologiya. – 2005. – № 1. – S. 60–62.
  3. Khodiachyi, V. V. Vyznachennia hustyny sypkoho materialu v hravitatsiinomu pototsi / V. V. Khodiachyi, O. K. Nikitin // XIKh Mizhnarodna naukovo-tekhnichna konferentsiia «Pryladobuduvannia: stan i perspektyvy», 13-14 travnia 2020 r., Kyiv, Ukraina : zbirnyk materialiv konferentsii. – Kyiv : KPI im. Ihoria Sikorskoho, 2020. – S. 164–166.
  4. Afonin V. S. Primenenie nejrosetevyh tehnologij dlya opredeleniya velichiny rashoda sypuchego veshestva / V. S. Afonin, D. E. Krivobokov // Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Priborostroenie. – 2013. – № 57. – S. 47–50.
  5. Dikteruk M. G. Issledovanie zakonomernostej dvizheniya sypuchih materialov v vertikalnyh emkostyah (silosy/bunkery): monitoring staticheskogo napryazhennogo sostoyaniya i analiz istecheniya po vtoroj forme v obshej postanovke / M. G. Dikteruk, V. T. Kravchuk, A. S. Zasluzhennyj // Visnik HNTU. – 2018. – № 3. – S. 55–73.
  6. Kril S. I. K voprosu o metodikah rascheta osnovnyh parametrov pnevmotransporta sypuchih materialov po gorizontalnym trubam / S. I. Kril, M. N. Chalcev // Prikladna gidromehanika. – 2010. – № 12. – S. 36–44.
  7. Gulyaev V. G. Sposob izmereniya kolichestva pnevmotransportiruemogo sypuchego materiala v farmacevticheskom proizvodstve, osnovannyi na effekte pokkelsa / V. G. Gulyaev, I. V. Gulyaev // Razrabotka i registraciya lekarstvennyh sredstv. – 2018. – № 3. – S. 52–56.
  8. Schrock M. D. A diaphragm impact sensor for measuring combine grain flow / M. D. Schrock, D. L. Oard, R. K. Taylor // Applied Engineering in Agriculture. – 2014. – № 15. – S. 639–642.
  9. Selcuk A. Grain flow measurements with X-ray techniques / A. Selcuk, I. Feyzi, N. G. Joseph, S. C. Thomas // Computers and Electronics in Agriculture. – 2000. – № 26. – S. 65–80.
  10. Fei Z. Measurement of bulk material flow based on laser scanning technology for the energy efficiency improvement of belt conveyors / Z. Fei, W. Quing, C. Xiuming, Y. Zhangsi // Measurement. – 2015. – № 75. – S. 230–243.
  11. Navid N. Detecting grain flow rate using a laser scanner / N. Navid, R. K. Taylor, A. Yazgi // Biological Systems Engineering: Papers and Publications. – 2015. – № 576. – S. 1185–1190.
  12. Khodiachyi V. V. Eksperymentalne vyznachennia parametriv vzaiemodii potoku sypkykh materialiv i tverdykh til / V. V. Khodiachyi, O. K. Nikitin // XV Vseukrainska naukovo-praktychna konferentsiia studentiv, aspirantiv ta molodykh vchenykh «Efektyvnist inzhenernykh rishen u pryladobuduvanni», 10-11 hrudnia 2019 roku, m. Kyiv, Ukraina : zbirnyk prats konferentsii / KPI im. Ihoria Sikorskoho, PBF, FMM. – Kyiv : KPI im. Ihoria Sikorskoho; Tsentr uchbovoi literatury, 2019. – S. 232–235.
  13. Khodiachyi V. V. Opredelenie davlenie v truboprovode pri dvizhenii potokov sypuchih materialov / V. V. Khodiachyi, O. K. Nikitin // KhIV Naukovo-praktychna konferentsiia studentiv, aspirantiv ta molodykh vchenykh «Pohliad u maibutnie pryladobuduvannia», 18-19 travnia 2021 r., m. Kyiv, Ukraina : zbirnyk prats konferentsii. – Kyiv : KPI im. Ihoria Sikorskoho, 2021. – S. 208–211.
  14. Khodiachyi V. V. Zistavlennia kharakterystyk pruzhnykh peretvoriuvachiv / V. V. Khodiachyi, O. K. Nikitin // XKhI Mizhnarodna naukovo-tekhnichna konferentsiia “Pryladobuduvannia: stan i perspektyvy”, 17–18 travnia 2022 r., Kyiv, Ukraina : zbirnyk materialiv konferentsii. – Kyiv : KPI im. Ihoria Sikorskoho, 2022. – S. 98–100.
  15. Makarov Yu. I. Apparaty dlya smesheniya sypuchih materialov / Yu. I. Makarov. – M. : Mashinostroenie, 1973. – 216 s.
  16. Lutkin N. I. Rashodomery dlya zerna i sypuchih materialov / N. I. Lutkin. – M. : Kolos, 1969. – 184 s.
  17. C-LEVER: Flow metering for powders and bulk materials [Elektronnyi resurs]. – Rezhym dostupu : https://rembe-kersting.de/en/products/messtechnik/flow-metering/c-lever/.
  18. FlowSlide / Hense [Elektronnyi resurs]. – Rezhym dostupu : https://hense-waegetechnik.de/en/solid-flow-meters/flowslide-solid-flow-meter/.
  19. Karpin E. B. Avtomatizaciya processov vzveshivaniya i dozirovaniya / B. Karpin, 1967. – 420 s.
  20. Afonin V. S. Metod izmereniya rashoda i ego eksperimentalnaya proverka / V. S. Afonin, O. I. Homutov // Polzunovskij vestnik. – 2011. – № 3. – S. 94–97.
  21. Envea Global: PicoFlow [Elektronnyi resurs]. – Rezhym dostupu : https://www.envea.global/ru/s/process-ru/flow-measurement-process-ru/picoflow/

Post Author: Горященко Сергій

Translate