基于电容法的溜管式颗粒物料质量流量计设计与试验

摘要

为实现溜管内颗粒物料质量流量的在线自动测量，根据颗粒物料与空气介电特性的差异，设计了一种基于电容法的溜管式颗粒物料质量流量计。该装置以STM32单片机、电容数字转换芯片AD7746和以MT8816为核心芯片的极板转换电路搭建数据采集系统，实现八极板组合旋转激励传感器电容信号的有效获取。搭建质量流量计试验台架，以玉米、小麦和颗粒配合饲料为试验材料，标定质量流量与累计电容值之间的关系，构建3种颗粒物料的质量流量预测模型，其模型决定系数R2分别为0.990 4、0.993 9、0.987 9。溜管式质量流量计精度验证试验结果显示，在溜管倾角分别为15°、25°、35°、45°、55°，玉米（小麦）质量分别为30、50、70 kg，颗粒配合饲料质量分别为30、50、65 kg时，玉米、小麦和颗粒配合饲料测量的平均相对误差MRE分别为3.11%、3.76%和3.75%。研究结果表明，将电容法应用于溜管输送颗粒物料过程的质量流量在线测量具有可行性，可以实现颗粒物料质量流量的在线自动测量。

关键词

电容 / 传感器 / 颗粒物料 / 质量流量 / 在线测量 / 溜管