Linearisatie stortgewicht vs vulhoogte in silo

[Fred F.]

Ik neem aan dat de testopstelling voor deze indrukking ook in het vierkant zou kunnen? Dan is het ook makkelijker oppervlak bepalen en makkelijker opbouwen van de fysieke test.

10 cm bij 10 cm (0,01 m²) lijkt me een goed idee.

Mijn volgende vraag is alvast: hoe zal de grafiek gaan lopen die de relatie tussen 'lineaire sensor output' - 'actueel gewicht' lopen?

Dat moet uit de resultaten van je metingen blijken, maar ik vermoet dat het geen van jouw grafieken is. Ik verwacht dat naarmate h toeneemt w procentueel steeds iets meer toeneemt, dus zeg maar grafiek 1 maar met h en w op de assen verwisseld.

[Michel Uphoff]

Mijn volgende vraag is alvast: hoe zal de grafiek gaan lopen die de relatie tussen 'lineaire sensor output' - 'actueel gewicht' lopen?

Aannemend dat de druk onderin de silo minder dan 1 kg/cm² is verwacht ik niet veel elastische vervorming.

De pakkingsgraad zal dus met toenemende druk wel iets toenemen, maar niet al te veel.

Een eventueel lagere pakkingsgraad door het engelenhaar zal m.i. al op wat geringere diepte opgeheven worden.

Al met al lijkt mij de opgegeven 5% tolerantie aardig te kloppen.

Als ik moet schatten, denk ik dat de dichtheid op geringe diepte al snel wat groter wordt, en daarna nauwelijks, dus iets als dit:

Image1 651 keer bekeken

[king nero]

Ben eigenlijk ook wel benieuwd naar die testen.

Ik zou echter geen vierkante opstelling nemen, of dan toch groter om de fouten in de hoeken te beperken.

Kun je geen (kunststof) buis nemen als silo (een rioleringsbuis of dergelijks), en in hout (of ijzer als je een snijbrander hebt) een rond stuk, passend in die buis, uitzagen/snijden om het gewicht te verdelen op uw "korrels"... ?

Wat is echter het doel van deze vraag?

ik verwacht dat de afwijking ten gevolge van de trechtervorm bij vullen en legen een grotere afwijking gaat geven dan het verschil in densiteit bij volle/lege silo.

[Verbatim]

dus zeg maar grafiek 1 maar met h en w op de assen verwisseld.

Klopt dat de assen verwisseld moeten worden, maar een kwadratisch verband is het ook niet, dat zegt michel in dit geval ook.

Ben eigenlijk ook wel benieuwd naar die testen.

Ik zou echter geen vierkante opstelling nemen, of dan toch groter om de fouten in de hoeken te beperken.

Kun je geen (kunststof) buis nemen als silo (een rioleringsbuis of dergelijks), en in hout (of ijzer als je een snijbrander hebt) een rond stuk, passend in die buis, uitzagen/snijden om het gewicht te verdelen op uw "korrels"... ?

Het probleem met een kunststof buis is dat die wellicht de druk niet aankan? Ik heb geen idee hoe sterk een PVC regenpijp is. Maar ik denk inderdaad dat er met een vierkante doos een onevenredige verdeling van de korrels in kan sluipen.

Wat is echter het doel van deze vraag?

Het doel is om de foutmarge uit het huidige systeem te halen. Het huidige systeem rekent de lineaire uitgang van de hoogtesensor (meet afstand tot het deksel en trekt deze af van de totale diepte van de silo om de vulhoogte te weten) door middel van de relatieve dichtheid om in gewicht. Door verschillende zaken zoals niet lineair drukverloop, pakkingsgraad etc, moet het signaal dat omgerekend wordt eigenlijk volgens een bepaalde curve lopen. Dat wil ik bereiken door er een PLC tussen te zetten met een analoge in- en uitgang, welke deze lineaire waarde omzet naar de juiste curve en deze uitstuurt naar het display waar de juiste aflezing in kg's gedaan kan worden.

ik verwacht dat de afwijking ten gevolge van de trechtervorm bij vullen en legen een grotere afwijking gaat geven dan het verschil in densiteit bij volle/lege silo.

Daar heb ik ook aan gedacht, maar een beetje rekenwerk en logisch redeneren resulteert in de tekening hier onder.

De inhoud van de kegel met een diameter van ²/₃ ^. d_silo (gearceerde driehoek) is gelijk aan de inhoud van het overige gearceerde gebied. Op dat punt moet men dus meten om zo veel mogelijk foutmarge er uit te halen. Uiteraard heb je dan nog steeds niet de juiste waarde wanneer er net na het vullen begonnen wordt met leegtrekken, maar in de praktijk wordt toch alleen gekeken naar het display wanneer de silo net gevuld is (perfecte kegel) en wanneer de silo een dag of 2 gebruikt is geworden (perfecte omgekeerde kegel).

IMAG0689 658 keer bekeken

[Fred F.]

Maar ik denk inderdaad dat er met een vierkante doos een onevenredige verdeling van de korrels in kan sluipen.

Ik zie niet waarom er verschil zou zijn tussen een vierkante of een cylindrische testopstelling. De meeste korrels in de silo weten ook niet of de silo rond of vierkant is, maar voelen alleen het gewicht dat er boven op rust. Het doel van de test is toch alleen maar om de dichtheid van een stilstaand korrelbed onder verschillende belasting te bepalen, niet om het stromingsgedrag in de silo te benaderen. Bovendien dient iedere belastingstest test enkele uren te duren.

Ik zou bij nader inzien voor een vierkante opstelling niet 100 bij 100 mm (0,01 m²) nemen, maar 71 bij 71 mm, oftewel 0,005 m², want dan heb je maar half zoveel kracht bovenop de korrels nodig, terwijl de breedte dan toch nog 18 keer de korrelgrootte is. De korrels onder in een 10 meter hoge silo zullen minstens 6 MT/m² ondervinden, dus zelfs in een testopstelling van maar 0,005 m² is dan toch nog 30 kg nodig. Met een hefboom van maximaal 10 en een gewicht van 3 kg kun je dan door het gewicht over de hefboomarm te verplaatsen verschillende belastingen simuleren.

[Verbatim]

Om even een korte update alvast te geven,

Met de leverancier is heel moeilijk te communiceren, ik krijg ongeveer een maximale emaildichtheid van 1mail/week. En de informatie die er in staat is erg summier. Vandaag wacht ik nog even af, anders ga ik vragen of we iets kunnen regelen om de silo te vullen zo ver als mogelijk is, om daarna de procentuele afname af te lezen op het display en de gewichtsafname af te lezen op de feeders aan de productielijnen en deze tegen elkaar uit te zetten in een grafiek zoals we hier al eerder over gesproken hebben.

Overigens, zoals ik tekende in mijn vorige post, dat zou de ideale situatie zijn. In werkelijkheid zit de sensor op ¹/₃ d_silo van de buitenzijde af in plaats van ¹/₆ d_silo. Er strookt dus meer niet in de silo zoals het had moeten zijn. Ik denk er over na om dit te verhalen op de leverancier van de silo, maar dat is niet iets dat hier besproken hoeft te worden.

[Verbatim]

Ik heb vandaag maar eens gebeld naar de leverancier in mijn beste engels (achteraf bleek dat de persoon een belg was en dus 'gewoon' nederlands sprak) en heb te horen gekregen dat de 10% afwijking alleen te halen was wanneer de silo goed geschud werd. Verderop in het gesprek werd mij pas duidelijk dat er verder een afwijking van +/- 2% te halen was (4% totaal dus). Indrukking door verschillend gewicht zou niet voor zulke grote problemen zorgen, wel het verschil in ordening van de korrels door het stortgewicht. (4%).

Mijn plan is als volgt. Ondanks de goede voorbeelden om de indrukking te testen laat ik dat plannetje varen en heb ik een excel-file gemaakt waarin ik de afname ga monitoren. ik lees het percentage af boven op de silo en ga proberen iedere 5% afname een meetpunt te nemen.

Helaas is het niet mogelijk om de silo helemaal te vullen of helemaal leeg te trekken. De uiterste waardes zal ik dus moeten interpoleren/extrapoleren. Uiteraard weet ik niet hoe dat moet, anders zou ik het hier niet aanhalen. *hint*

[Michel Uphoff]

De uiterste waardes zal ik dus moeten interpoleren/extrapoleren. Uiteraard weet ik niet hoe dat moet, anders zou ik het hier niet aanhalen. *hint*

Het lijkt mij het beste als je eerst die metingen doet. Of er daarna nog geëxtrapoleerd moet worden en welke onzekerheden dat met zich meebrengt zie je daarna wel.

Die pakweg 4% verdichting verbaast mij niet, ik vraag mij af of de meetmethode niet een grotere fout dan 4% oplevert. Daarom lijkt het mij verstandig die metingen van volumeafname vs. afgenomen gewicht meerdere keren te doen om een fouttolerantie vast te kunnen stellen. Tegelijkertijd kan je natuurlijk ook de sensorwaarden meenemen in de tabellen, zodat je ook daar een fouttolerantie van kunt verkrijgen.

[Verbatim]

Hallo allemaal,

Na een klein maandje te hebben gelogd en waardes in tabellen te vergelijken ben ik tot een conclusie gekomen. Ik heb de afname per productielijn uitgezet tegen de afname in de silo per 1% en heb daar door Excel een trendlijn doorheen laten trekken per nieuwe silo-lading. Wegens technische beperkingen heb ik de silo niet van 100 tot 0% kunnen lineariseren in een keer, dus ik heb het in fases gedaan.

Het resultaat staat in de bijlage van deze post.

Van de formules van de trendlijnen heb ik de x-factor (heet dat echt zo?) genomen, de gemiddelde waarde daarvan berekend en deze ook in de grafiek weergegeven (paars). Ik heb hem even op de y-as omhoog geschoven om hem zichtbaar te maken (+300)

Wat eigenlijk mijn vraag nu is: kan ik deze aanname doen dat dit het verloop is in de silo qua ordening en druk bij elkaar genomen?

Deze vermenigvuldigingsfactor moet nu in een PLC geprogrammeerd gaan worden om de output van de sensor mee te vermenigvuldigen.

ps: sorry voor het omhoog kicken van dit topic!

[Fred F.]

Kun je wat beter uitleggen wat je precies gemeten hebt en wat er allemaal in die grafiek staat?

En wat bedoel je met x-factor, is dat die -1,1891 ?

[Verbatim]

Natuurlijk.

Ik heb van de sensor afgelezen voor hoeveel procent de silo gevuld is. Deze waarde heb ik uitgezet op de X-as. daarna heb ik de gemeten afname per productielijn bij elkaar opgeteld (tenopzichte van de vorige meetwaarde) en heb ik het verschil in gewicht gedeeld door het verschil in percentage (om zo op gewichtafname per 1% te komen). Deze waarde heb ik in de grafiek geplot op de gemiddelde X-waarde (%) van de vorige meetwaarde en de huidige meetwaarde.

wellicht een beetje onduidelijk omschreven.

met de x-factor bedoel ik de factor waarmee x vermenigvuldigd wordt in de term van de formule waar de x in voorkomt. dat is inderdaad -1.1891. Dat de grafiek toch omhoog loopt, komt doordat ik de x-as gespiegeld heb. Dat maakt het makkelijker te visualiseren dat het om een gewichts-afname gaat. (van 80 naar 0%)

Maakt dit het duidelijker?

[Fred F.]

Nog niet helemaal.

Wat staat er nou eigenlijk op de x-as? Bijvoorbeeld: betekent 70 % dat de silo 70 % gevuld is of 70 % geleegd is?

Als de x-as de silovulling aangeeft dan begrijp ik niet dat als de silo bijna leeg is (x-as = 0%) de massa in de silo toeneemt met 300 kg/% en als de silo bijna vol is (x-as = 80%) de massa met maar 200 kg/% toeneemt.

En begrijp ik goed dat die -1,1891 in feite het gemiddelde is van -2,8452 en +0,0549 en -0,777 ? Dat is dan toch wel een zeer slechte reproduceerbaarheid over de verschillende weken. En dat is nog afgezien van het feit dat elk van die drie gekleurde fits erg slecht is. Je had eigenlijk net zo goed één fit kunnen doen van alle drie sets met punten samen. Waarschijnlijk krijg je dan een vrijwel horizontale lijn, dus niet zo stijl als de onderste lijn gebaseerd op die -1,1891

Eigenlijk begrijp ik niet waarom je dit zo moeilijk doet. Het gaat er toch alleen om een verband tussen totale vulhoogte en totale massa in het cilindrische deel van de silo? Dus zet die twee dan in een grafiek uit en fiets daar een kromme doorheen d.m.v. curvefitting.

Overigens heb je ook nog het probleem dat de sensor van de niveaumeter op de verkeerde plaats zit, of is dat inmiddels veranderd?

[Verbatim]

Ik denk dat je verkeerd om aan het denken bent.

Wanneer de silo redelijk gevuld is (80% op de x-as) is de gewichtsAFname per 1% rond de 475^kg/_%. Bij 10% silo-vulling ligt die waarde lager, namelijk rond de 440^kg/_%.

De waarde 300 van de trendlijn is fictief. Deze lijn duidt alleen de richtingscoëfficiënt van het verloop aan. Ik heb er een waarde +300 aan gegeven om hem boven de x-as te plaatsen. Dus de gemiddelde RiCo van de drie trendlijnen is -1,1891.

Het probleem met het 'simpeler' doen van dit probleem is dat ik niet zomaar twee punten kan nemen omdat ik het gewicht wat zich in de silo bevindt niet weet. Daar kom ik pas achter wanneer het verbruikt is door de productielijnen. In de silo kan ik alleen de vulhoogte, weergegeven in procenten aflezen. Dat deze lineair is, is bevestigd door een engineer van de sensorfabrikant die dit specifieke exemplaar naar eigen zeggen 'doorgefloten' heeft.

Overigens heb ik zojuist te horen gekregen (meer toevallig kan haast niet) dat de silo op dit moment wel voor 100% gevuld is. Ik heb weten te regelen dat de silo nu dus tot vrijwel 0% leeggetrokken gaat worden zodat ik het gehele bereik te pakken heb. Deze meting gaat me echter twee weken duren, dus vanaf dan zal ik de resultaten daarvan ook hier posten.

[Fred F.]

Ik was om een of ander reden in de veronderstelling dat de onderste lijn het theoretisch gemiddelde verband tussen vulling en kg/% weergaf en de andere gekleurde punten/lijnen 300 omhoog geschoven waren, vandaar.

Maar als ik je nu goed begrijp geeft de onderste lijn het verband van RiCo als functie van %vulling (maar 300 punten omhoog geplaatst)? Maar dan weet ik nog niet hoe dit af te lezen: wat is nu de getalswaarde van de RiCo bij 70 % en bij 0 % vulling? Toch niet -83 en 0 ?

[Verbatim]

De waarde is de input-waarde van de sensor (in mA -> 4-20mA traject) vermenigvuldigd met de waarde -1,1891. Of ik moet nu al iets grandioos over het hoofd zien, maar volgens mij is dat wat het zijn moet. En dat betekent inderdaad dat bij 70% dus 70 x -1,1891 = -83,nogwat% van het 4-20mA traject. Wat overigens daarna weer overeen komt met een weergave op een display in KG.