本發明涉及農業物料振動篩分處理
技術領域：
：，尤其是在篩分過程中蠅蛆的運動學問題，具體涉及一種振動篩分過程中蠅蛆恢復系數的測試方法。
背景技術：
：：利用固體畜禽糞便養殖蠅蛆具有巨大的市場前景，該新興養殖行業不僅可以解決固體畜禽糞便直排入水對環境造成的嚴重污染問題，而且可以解決目前畜禽養殖業急需解決的餌料問題。目前提出了一種利用振動篩進行蠅蛆與培養基的振動篩分分離方法，但是在研究利用振動篩篩分蠅蛆和固體畜禽糞便混合物的時候，首先要考慮到的就是蠅蛆在振動篩分過程中的力學和運動學問題。在農業物料篩分過程中，對篩分物料的動力學問題的研究一直是所有學者研究的首要的、基礎性的問題，目前研究活體蠅蛆的運動學以及動力學問題的時候，首先需要知道蠅蛆在振動篩分時發生碰撞產生彈性變形恢復系數，然后再進一步研究蠅蛆的動力學相關問題?；謴拖禂凳欠从撑鲎矔r物體變形恢復能力的系數，其定義為碰撞前后兩物體接觸點的法向相對分離速度與法向相對接近速度之比，恢復系數越大，說明碰撞后的恢復變形能力越強，彈性越好。技術實現要素：本發明的一種振動篩過程中蠅蛆恢復系數的測試方法，從力學和運動學兩個方面針對蠅蛆恢復系數提出了一種試驗方法，對利用振動篩分離蠅蛆與固體畜禽糞混合物的分離問題具有重要的應用價值。本發明是通過如下的技術方案實現的：一種振動篩過程中蠅蛆恢復系數的測試方法，包括力學試驗和碰撞試驗兩部分，首先進行力學實驗，再進行碰撞試驗。本發明是通過如下的技術方案實現的：一種振動篩分過程中蠅蛆恢復系數的測試方法，其中力學試驗部分，使用儀器軟件包括由英國stablemicrosystems公司制造物性測試儀，型號為ta.xtplus，計算機、exponent軟件，包括以下幾個步驟：步驟a)試驗條件設定：將試驗環境的條件設定為室內溫度20℃-30℃，濕度為50％-60％之間；試驗設備：物性測試儀、計算機、exponent軟件；步驟b)將物性測試儀與電源連接，調整測試平臺，校正測試平臺，將下壓探頭換成壓盤探頭，打開計算機，并且啟動計算機，打開專用軟件exponent，設定好相關參數；步驟c)在物性測試儀的試驗臺的中間放置好白板，將蠅蛆放置在白板上，啟動物性測試儀，壓盤探頭緩緩下降，直至將蠅蛆擠壓破裂，關閉物性測試儀；步驟d)啟動專用軟件exponent，導入試驗數據，通過軟件計算出蠅蛆在擠壓過程中的最大極限作用力的數值大小。通過力學試驗知道軟體蠅蛆承受的最大作用力為f，自由下落物體與地面之間的碰撞力的大小為假定蠅蛆從高度為h0的地方自由下落的時候，落到地面后瞬間反彈的高度記為從該公式中可以知道自由落體與地面之間作用力的大小和物體的下落高度以及質量成正比，和物體接觸地面時質心到地面的高度呈反比，g是重力加速度，設定為9.8m2/s，并且還可以知道h0不可能小于所以f總是大于物體重力的。所述碰撞試驗部分，使用儀器軟件包括高速圖像采集系統motionpro10000、blaster'smas軟件、gigabitethernet接口、自制碰撞試驗裝置、自制落料裝置、計算機、電子分析天平；包括以下幾個步驟：步驟e)試驗條件設定：將試驗環境的條件設定為室內溫度20℃-30℃，濕度為50％-60％之間；試驗設備：高速圖像采集系統motionpro10000、blaster＇smas軟件、gigabitethernet接口、自制碰撞試驗裝置、自制落料裝置和計算機；步驟f)調試好高速圖像采集系統，將gigabitethernet接口的一端與高速攝像機相連接，另一端與計算機相連接，將高速圖像采集系統的拍攝速度設定為800～1200幅/秒，調整碰撞試驗裝置，準備好碰撞試驗所需要的軟體蠅蛆；將光滑落料板設定為與水平基準面平行，通過物性測試儀測得碰撞物體之間的作用力f，通過我們可以分析出蠅蛆自由落體的最大高度不能超過h0，若是蠅蛆自由落體的高度超過h0，那么在蠅蛆自由下落試驗過程中，蠅蛆在落到落料裝置的基準平面上的時候，會應為瞬間的碰撞力大于蠅蛆自身能夠承受的極限作用力而導致蠅蛆破裂；步驟g)將光滑落料板調整為與水平基準面呈向下偏45°，鎖緊鎖緊螺釘，固定好光滑落料板，調整高速調節關節，初步設定自由落體基準面的落料點到光滑落料板之間的垂直距離最大為h，并且調整自制落料裝置，將落料點基準平面上的落料點k與落料點e之間的豎直距離設定為水平距離設定為s1，若不設置該自制落料裝置，蠅蛆下落碰撞到e點后反彈落到地面g點處，此時g點與e的豎直距離為水平距離為s2，進一步通過物理學中的運動學規律可以知道，蠅蛆從d點由高度為h的初始點自由下落到e點前的瞬時速度假設水平向右和豎直向下的方向為運動的正方向，將蠅蛆在e點發生碰撞反彈時的速度進行沿著水平方向和豎直方向分解，分解為vx和vy,則在不設置自制落料裝置時，蠅蛆水平位移s＝vxt，豎直位移由于碰撞發生的時間是很難精確測量的，我們設定e點到k點的水平距離為s1，豎直距離為調整落料裝置高度調節關節，將e點到g點的位置調節成水平距離為s2，豎直距離為則根據這兩次設定的高度，重復該自由落體試驗兩次，我們可以得到根據恢復系數的定義，即碰撞前后兩物體在接觸點的法向相對分離速度與法向相對接近速度之比，則恢復系數選定地球為參考系時，其中，v1n和v2n分別是碰撞結束后兩物體的法向分速度，v1和v2分別是碰撞開始時兩物體的法向接近分速度，并且知道v2n和v1均可以視為零；則恢復系數可以表示為步驟h)將高速攝像系統motionpro10000拍攝的圖像導入blaster＇smas軟件進行解析，讀取碰撞試驗過程中任意時刻的速度；步驟i)記錄試驗結果，多次從不同的下落高度自由下落蠅蛆，重復上述試驗，得到恢復系數的平均值，最終得到試驗結果。上述方案中，所述碰撞試驗裝置包括自由落體基準平面、內套筒高度調節關節、帶有刻度的外套筒、光滑落料板、落料板調節關節和三腳架；所述自由落體基準平面的底部和和內套筒的一端固連，帶有刻度的外套筒的上端和內套筒的另一端通過高度調節關節連接、且由鎖緊螺釘緊固；所述光滑落料板的一端穿過外套筒與落料板調節關節轉動副連接、且通過鎖緊螺釘緊固；所述三腳架與外套筒的底端固定連接。上述方案中，所述落料裝置包括落料點基準平面、落料裝置內套筒、落料裝置高度調節關節和底座；所述落料點基準平面的底部和落料裝置內套筒的上端固連，落料裝置內套筒通過落料裝置調節關節上下調節高度，并通過鎖緊螺釘緊固，所述底座和落料裝置內套筒的底部固連。本發明的一種振動篩分過程中蠅蛆恢復系數的測試方法，該測試方法包括力學試驗和碰撞試驗兩個部分，力學試驗的目的是為碰撞試驗做準備的，是振動篩過程中蠅蛆恢復系數測試方法的必備的基礎性試驗，不可以省略。本發明的一種振動篩分過程中蠅蛆恢復系數的測試方法，其中力學試驗可以根據時間變化測出蠅蛆的物性特征，并且將相對應的測得的力的數據存儲在專用軟件exponent的表格里，并可以以曲線顯示出來，簡單直觀，可以針對試驗的結果進行分析，找到蠅蛆的作用力的極限值的數值大小，為碰撞試驗奠定基礎。本發明的一種振動篩分過程中蠅蛆恢復系數的測試方法，該測試方法測得的恢復系數的數值大小受到篩分振動時條件限制，不同的自由下落高度、不同的碰撞部位、不同的碰撞材料、不同碰撞材料的厚度，測得的恢復系數的大小不同。本發明的一種振動篩分過程中蠅蛆恢復系數的測試方法，進行碰撞試驗時的自由下落的高度均是低于h0的，且碰撞材料選定為光滑不銹鋼板，試驗的環境條件設定為適合蠅蛆的室內溫度20℃-30℃，濕度為50％-60％之間。與現有技術相比，本發明的有益效果為：1.本發明的一種振動篩分過程中蠅蛆恢復系數的測試方法，針對目前利用固體畜禽糞便養殖蠅蛆獲得餌料的熱門養殖行業在振動篩分時的技術難題，解決了蠅蛆在篩分振動分離時物性參數問題。2.本發明的一種振動篩分過程中蠅蛆恢復系數的測試方法，包括力學試驗和碰撞試驗兩個部分，其中力學試驗是為了測得蠅蛆可以承受的極限作用力的大小，進而通過分析知道蠅蛆在自由落體時最大下落高度值的大小。3.本發明的一種振動篩分過程中蠅蛆恢復系數的測試方法，可以針對不同影響因素，測試出碰撞過程中，各個影響因素對恢復系數的影響大小。4.本發明設計的碰撞實驗裝置和落料裝置，是根據試驗原理設計的裝置，同時配以高速圖像采集系統，可以完成整個碰撞的測試試驗。附圖說明圖1本發明一實施方式的力學試驗原理示意圖；圖2本發明一實施方式的光滑落料板是水平狀態時的碰撞試驗原理示意圖；圖3本發明一實施方式的光滑落料板與水平面呈45°時碰撞試驗原理示意圖。圖中，1-固定支座；2-壓盤探頭；3-白板；4-蠅蛆；5-物性測試儀工作臺；6-計算機；7-自由落體基準面；8-內套筒；9-高度調節關節；10-鎖緊螺釘；11-帶有刻度的外套筒；12-光滑落料板；13-落料板調節關節；14-三腳架；15-落料點基準平面；16-落料裝置內套筒；17-落料裝置高度調節關節；18-底座；19-相機三腳架；20-高速圖像采集系統。具體實施方式下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細說明，但本發明的保護范圍并不限于此。試驗環境設定：室內溫度20℃-30℃，濕度為50％-60％。試驗設備：英國stablemicrosystems公司制造物性測試儀，型號為ta.xtplus，計算機、exponent軟件、高速圖像采集系統motionpro10000、blaster＇smas軟件、gigabitethernet接口、自制碰撞試驗裝置、自制落料裝置和計算機。所述碰撞試驗裝置包括自由落體基準平面7、內套筒8、高度調節關節9、帶有刻度的外套筒11、光滑落料板12、落料板調節關節13和三腳架14；所述自由落體基準平面7的底部和和內套筒8的一端固連，帶有刻度的外套筒11的上端和內套筒8的另一端通過高度調節關節9連接、且由鎖緊螺釘10緊固；所述光滑落料板12的一端穿過外套筒11與落料板調節關節13轉動副連接、且通過鎖緊螺釘10緊固；所述三腳架14與外套筒11的底端固定連接，通過調節三腳架14可以調節整個裝置的整體高度。所述落料裝置包括落料點基準平面15、落料裝置內套筒16、落料裝置高度調節關節17和底座18；所述落料點基準平面15的底部和落料裝置內套筒16的上端固連，落料裝置內套筒16通過落料裝置調節關節17上下調節高度，并通過鎖緊螺釘10緊固，所述底座18和落料裝置內套筒16的底部固連，起支撐作用。試驗對象：蠅蛆。試驗步驟1：力學試驗如圖1所示，具體操作步驟為：步驟a)試驗條件設定：將試驗環境的條件設定為室內溫度20℃-30℃，濕度為50％-60％之間；試驗設備：物性測試儀、計算機6、exponent軟件；步驟b)將物性測試儀與電源連接，調整物性測試儀工作臺5，校正物性測試儀工作臺5，將下壓探頭換成壓盤探頭2，打開計算機6，并且啟動計算機6，打開專用軟件exponent，設定好相關參數包括設定壓盤探頭2的移動速度、距離和觸發力量等，并且設定好文件生成的路徑；步驟c)在物性測試儀工作臺5的中間放置好白板3，將蠅蛆4放置在白板3上，啟動物性測試儀，壓盤探頭2緩緩下降，直至將蠅蛆4擠壓破裂，關閉物性測試儀；步驟d)啟動專用軟件exponent，導入試驗數據，通過軟件計算出蠅蛆4在擠壓過程中的最大極限作用力的數值大小。試驗步驟2：碰撞試驗如圖2和圖3所示，具體操作步驟為：步驟a)試驗條件設定：將試驗環境的條件設定為室內溫度20℃-30℃，濕度為50％-60％之間；試驗設備：高速圖像采集系統motionpro10000、blaster＇smas軟件、gigabitethernet接口、自制碰撞試驗裝置、自制落料裝置和計算機；步驟b)調試好高速圖像采集系統20，將高速圖像采集系統20的相機放置在相機三腳架19上，將gigabitethernet接口的一端與高速攝像機相連接，另一端與計算機6相連接，將高速圖像采集系統20的拍攝速度設定為1000幅/秒，調整碰撞試驗裝置，準備好碰撞試驗所需要的軟體蠅蛆；將光滑落料板12設定為與水平基準面平行，通過物性測試儀測得碰撞物體之間的作用力f，通過我們可以分析出蠅蛆自由落體的最大高度不能超過h0，若是蠅蛆自由落體的高度超過h0，那么在蠅蛆自由下落試驗過程中，蠅蛆在落到落料裝置的落料點基準平面15上的時候，會應為瞬間的碰撞力大于蠅蛆自身能夠承受的極限作用力而導致蠅蛆破裂；步驟c)將光滑落料板12調整為與水平基準面呈向下偏45°，鎖緊鎖緊螺釘10，固定好光滑落料板12，調整高速調節關節9，初步設定自由落體基準面7的落料點到光滑落料板12之間的垂直距離最大為h，并且調整自制落料裝置，將落料點基準平面15上的落料點k與落料點e之間的豎直距離設定為水平距離設定為s1，若不設置該自制落料裝置，蠅蛆下落碰撞到e點后反彈落到地面g點處，此時g點與k的豎直距離為水平距離為s2，進一步通過物理學中的運動學規律可以知道，蠅蛆從d點由高度為h的初始點自由下落到e點前的瞬時速度假設水平向右和豎直向下的方向為運動的正方向，將蠅蛆在e點發生碰撞反彈時的速度進行沿著水平方向和豎直方向分解，分解為vx和vy,則在不設置自制落料裝置時，蠅蛆水平位移s＝vxt，豎直位移由于時間t是很難精確測量的，我們設定e點到k點的水平距離為s1，豎直距離為調整落料裝置高度調節關節17，將e點到g點的位置調節成水平距離為s2，豎直距離為則根據這兩次設定的高度，重復該自由落體試驗兩次，我們可以得到根據恢復系數的定義，即碰撞前后兩物體在接觸點的法向相對分離速度與法向相對接近速度之比，則恢復系數選定地球為參考系時，其中，g是重力加速度，v1n和v2n分別是碰撞結束后兩物體的法向分速度，v1和v2分別是碰撞開始時兩物體的法向接近分速度，并且知道v2n和v1均可以視為零，則恢復系數可以表示為：步驟d)將高速攝像系統motionpro10000拍攝的圖像導入blaster＇smas軟件進行解析，讀取碰撞試驗過程中任意時刻的速度。步驟e)記錄試驗結果，多次從不同的下落高度自由下落蠅蛆，重復上述試驗，得到恢復系數的平均值，最終得到試驗結果。應當理解，雖然本說明書是按照各個實施例描述的，但并非每個實施例僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本發明的可行性實施例的具體說明，它們并非用以限制本發明的保護范圍，凡未脫離本發明技藝精神所作的等效實施例或變更均應包含在本發明的保護范圍之內。當前第1頁12當前第1頁12