طراحی، ساخت و ارزیابی سامانه توموگرافی الکتروخازنی به منظور پایش برخط جریان غلات عبوری از لوله

نویسندگان

1 گروه مهندسی ماشین های کشاورزی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

2 گروه مهندسی ماشین های کشاورزی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

3 گروه مهندسی ماشین های کشاورزی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

doi
10.22059/ijbse.2023.357391.665508
چکیده

در تعیین دبی‌ جرمی مواد فله‌ای مانند غلات که از مجاری بسته چون لوله عبور می‌کنند، اندازه‌گیری برخط نسبت حجمی مواد جامد و توزیع آنها در مقطع لوله از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. با توجه به نقاط ضعف روش‌های موجود مانند ایجاد مانع در مسیر عبور مواد (نفوذی بودن) و دقت پایین، در این پژوهش روش غیرتماسی توموگرافی ظرفیت خازنی الکتریکی برای پایش جریان مواد فله‌ای مورد بررسی قرارگرفت که برای تعیین میزان مواد و تراکم آن، از اندازه‌گیری خصوصیات دی‌الکتریک مواد درون لوله استفاده می‌کند. سامانه توموگرافی الکتروخازنی ساخته شده دارای 8 الکترود اصلی و 16 الکترود فرعی، محافظ‌های ضد نویز و مدار فرستنده و گیرنده است که بر روی لوله نارسانا به قطر 20 سانتی‌متر نصب شد. مشکل عمده در عملکرد توموگرافی الکتروخازنی موجود، نویزپذیری و عدم بازسازی تصویر مطلوب با الگوریتم مرسوم LBP است. به همین دلیل در این پژوهش عملکرد الگوریتم Tikhonov با الگوریتم مرسوم LBP مقایسه شد. در این پژوهش با استفاده از محافظ‌های مختلف، نویزپذیری سامانه کاهش داده شد به طوری که نرخ سیگنال به نویز به میزان 09/56 دسی‌بل رسید که نشان‌دهنده کیفیت مطلوب سیگنال است. مقایسه دو الگوریتم نشان داد که الگوریتم Tikhonov دارای رفتار مناسبی در ساخت توموگرام از توده گندم در کنار دیواره‌های لوله در مقایسه با الگوریتم LBP بوده و بجز شرایطی که لوله به طور کامل پر است، در سایر الگوهای پرشدگی مقطع لوله، دارای عملکرد مطلوب‌تری است.