Способ определения объема штабеля лесоматериалов в плотной мере Советский патент 1991 года по МПК G01F17/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено, например, при «измерении объемов лесоматериалов, перевозимых на железнодорожных платформах, автомобильном транспорте и т.д.

Цель изобретения - повышение точности определения объема.

На фиг. 1 показано устройство для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 - график зависимости.

Устройство состоит из жестко закрепленного на основании Г-образного кронштейна 1, на верхней полке которого через равные промежутки закреплены датчики 2-4 уровня. В качестве этих датчиков могут быть применены струйно-акустические или ультразвуковые уровнемеры. База установки

датчиков а меньше ширины вагона В. Вагон 5 с погруженными на него лесоматериалами устанавливают на рельсовом пути под датчиками 2-4 так, чтобы последними измерялся уровень строго посередине штабеля.

Под рельсами установлено весоизмерительное устройство 6. Выходы датчиков 2-4 уровня через коммутирующий узел 7 связаны с входом ЭВМ 8. Выход весоизмерительного устройства (датчика веса) 6 через коммутирующий узел 9 также связан с ЭВМ 8. Кроме того, ЭВМ 8 соединена с дисплеем 10, через который в ЭВМ подается информация о номере вагона, длине штабеля лесоматериалов в вагоне, виде сортимента.

Определение объема лесоматериалов в вагоне в плотной мере производится следующим образом. В память ЭВМ предвариО 00 О СО

тельно вводятся ширина вагона В и диапазоны распределения для каждого сортимента (пиловочник, рудстойка, руддоготье, балансы, технологические дрова и т.д.) коэффициентов полнодревесности в вагоне (Уд1 Уда)- которые определяются в результате предварительного эксперимента.

После остановки пустого вагона 5 под кронштейном 1 с датчиков 2-4 уровня через коммутатор 7 в ЭВМ 8 подается информа- ция об измеренных уровнях (до пола вагона) hoi, пси. поз и с датчика 6 через коммутатор 9 информация о массе пустого вагона G0. Кроме того, через дисплей 10 в ЭВМ 8 вводится номер вагона. Эти данные фиксиру ются в памяти ЭВМ. Затем вагон уходит под погрузку.

Загруженный вагон устанавливают под кронштейном 1 так, чтобы датчики 2-4 измеряли расстояние до верхнего слоя погру- женных лесоматериалов(hn, hi2, fm)строго по серединному сечению штабеля, имеющего форму усеченного конуса. Эти данные через коммутатор 7 вновь подаются в память ЭВМ 8. Помимо того, через коммутатор 9 в память ЭВМ 8 подаются данные о массе G загруженного вагона с датчика 6, а через дисплей 10 - сведения о длине L лесоматериалов, виде сортимента и номере вагона.

ЭВМ осуществляет

определение обьема лесоматериалов в складочной мере

/ hii + hi2 + Мз hoi +ho2+Ьрз

Vc™ (

x В L;

определение удельной массы штабеля круглых лесоматериалов в складочном виде

v -

г

корректировку диапазона распределения коэффициента полнодревесности (Km - Km)

то

УГКЛ Д1

определение скорректированного среднего значения коэффициента полнодререс- f ности Кп (фиг. 2) по следующей фирме:

если Km Кпдг Кпд1 Кп2 Кпде,

то ,

если Кпд2 Km Кпц1 и Кп.- Кпд

то + KJYI-..

если Km Кпд1 и Кп2 Кпде,

Кп

КПД1

+ к

ПД2 .

5

0 5

0

5

0

5

.S

определение обьема лесоматериалов в плотной мере

/ПЛОТ УсКЛ Кп

Той же точности можно добиться, если таким же образом корректировать диапазон распределения удельной массы древесины, а обьем 8 плотной меры определять по формуле

v - G-GO

Уплот .

Сущность способа заключается в том, что после измерения средней высоты штабеля лесоматериалов определяют удельную массу штабеля в складочной мере УСКЛ , например, путем измерения массы G штабеля и деления этой величины на производные: hcp (средняя высота штабеля)В (длина штабеля, ширина штабеля). Причем погрешность измерения величин G и hep невелики - в пределах +1 %. Определение обьема лесоматериалов в плотной мере Уплот можно осуществить по одной из формул

Уплот В L hcp Kn;(1)

V™OT G/ у .(2)

Согласно результатам исследований значения коэффициента полнодревесности Кп для пиловочника хвойного с предварительной сортировкой по диаметру варьируют в пределах 0,7-0,8, удельного веса древесины в пределах 0,55-0,7. Следовательно, погрешность измерения объема в плотной мере из уравнения (1) варьирует в пределах+7,7%, из уравнения (2) в пределах 12%.

Таким образом, основаная доля погрешности измерения определяется вариацией коэффициентов полнодревесности и вариацией удельной массы штабеля.

Решая совместно уравнения (1) и (2). получают

Так как В, L, hcp - обьем штабеля в складочной мере.тоС/В LhCp УСКЛ -удельная масса штабеля в складочной мере.

Отсюда

Кп - Ускл/} (4)

Из уравнения (3) видно, что диапазон распределения ускл может варьировать в пределах 0,385-0.56. При определении объема штабеля в плотной мере имеются следующие достаточно точно определенные величины масса G с погрешностью1 5 1 °/ , складочный обьем штабеля (В L hCp) с

погрешностью +1 %, удельная масса штабеля в складочной мере уСкл с погрешностью

д ±Vi2 + 12 ± 1,4%.

Значение величины ускл позволяет скорректировать диапазон распределения коэффициента полнодревесности Кп или удельной массы и определить их более точ мое среднее значение.

На фиг. 2 в координатной сетке у - Кп проведены кривые ускл . полученные из уравнения (4). Из графика следует, что если диапазон распределения Кп в пределах 0,7- 0,8, а у в пределах 0.55-0,7, то, например, измеренному ускл 0,385 соответствует лишь одно значение Кп 0,7. Если уСкл 0,42, то возможный диапазон варьирования Кп - в пределах 0,7-0,76. Если ускл 0,455 или ускл 0,525, то диапазон изменения Кп остается неизменным - от 0,7-0,8. Если ускл 0,525, то скорректированный диапазон Кп находится в пределах 0,76-0,8; Ускл 0,56 соответствует только одно значение Кп 0,8.

Так как величины у и Кп в уравнениях (1) и (2) являются случайными величинами, то случайна и ускл , определяемая уравнеа

0

нием (3). Поэтому при определении обьема партии круглых лесоматериалов (несколько штабелей) значение ускл варьирует по всему диапазону. При этом, так как закон распределения у и Кп равномерный, вероятность выпадания ускл 0,385 и ускл 0,56 (наилучший случай) и ускл 0,455, УСКЛ 0.49 (наихудший случай) одинакова. Поэтому в целом на партию штабелей лесоматериалов суммарная погрешность измерения объемов величины лесоматериалов в плотной мере из уравнения (1) или (2) с корректировкой величины Кп или у из уравне- ния (4) значительно меньше, чем из 5 уравнения (1) или (2) без корректировки. Формула изобретения Способ определения объема штабеля лесоматериалов в плотной мере, включающий измерение средней высоты hcp, длины L и ширины В штабеля и определение объема штабеля в плотной мере по измеренным величинам и коэффициенту полнодревесности Кп по формуле Упл hcp L В Кп, о т л и- чающийся тем, что, с целью повышения точности определения объема, измеряют массу G штабеля, по величине которой корректируют коэффициент полнодревесности Кп.

0

5

/

0.5

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения объемов круглых лесоматериалов при перевозке их различными видами транспорта. С целью повышения точности определения объемов штабелей в способе, включающем измерение объема штабеля в складочной мере по измеренной средней высоте и известным длине и ширине штабеля с последующим определением объема штабеля в плотной мере по среднему значению коэффициента полнодревесности, определяют удельную массу штабеля в складочной мере, затем корректируют диапазоны распределения коэффициента полнодревесности с учетом известных диапазонов распределения коэффициента полнодревесности и удельной массы древесины по уравнению Кп Ускл/У . где Кп - коэффициент полнодревесности штабеля; у - удельная масса древесины в штабеле; УСКЛ удельная масса штабеля в складочной мере, а среднее значение коэффициента полнодревесности определяют по скорректированному диапазону его распределения. 2 ил. Ё