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糧食在整個人類發(fā)展歷史中都占有舉足輕重的地位，糧食的生產(chǎn)、儲藏是世界各國都必須要考慮的重要戰(zhàn)略問題。我國是人口大國，也是糧食的主要生產(chǎn)和消費國。2020年我國糧食種植面積11677萬公頃，比上年增加70萬公頃。全年糧食產(chǎn)量66949萬噸，比上年增加565萬噸，增產(chǎn)0.9%。在我國農(nóng)業(yè)良好的發(fā)展形勢下，隨著糧食產(chǎn)量的不斷增加，對于糧食儲藏的技術(shù)和要求也隨之不斷的提高。糧食在儲藏的過程中，依然存在著生物的呼吸作用，而溫度這一影響生物生理活動的重要參數(shù)，對儲糧的影響尤為重要[1]。此外，儲糧中的蟲霉災(zāi)害也與溫度關(guān)系密切。據(jù)估計，我國糧食收獲后的損耗率在10%以上，其中由于蟲害霉變的損失達(dá)到了10%～15%[2]，因此做好儲糧溫度監(jiān)控對于預(yù)防蟲霉災(zāi)害，做好儲糧管理有著十分重要的意義。目前倉儲糧溫度檢測技術(shù)主要分為接觸式和非接觸式兩大類。

目前倉儲糧的溫度檢測，大多采用接觸式測溫，其原理是是依靠檢測設(shè)備的溫度敏感元件與糧食接觸，通過熱平衡原理實現(xiàn)對糧食溫度的檢測。常規(guī)的接觸式溫度檢測技術(shù)已經(jīng)基本成熟，并在測溫領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用。其中在倉儲糧溫度檢測上使用較為廣泛的接觸式測溫技術(shù)有液體溫度計測溫、熱電偶測溫、熱敏電阻測溫、數(shù)字式溫度傳感器測溫。

(1)液體溫度計利用的是熱脹冷縮的物理現(xiàn)象，不同溫度下所對應(yīng)的液體體積不同，通過測量毛細(xì)管內(nèi)液柱高度間接計算溫度。液體溫度計具有精度高，穩(wěn)定性高的特點，但由于其設(shè)備尺寸大，易碎以及部分含汞測溫計存在泄漏隱患等問題，使其使用范圍受到了一定的限制。

(2)熱電偶[3]溫度計，它是由兩種不同的導(dǎo)體材料焊接而成，當(dāng)導(dǎo)線兩端之間存在一定熱梯度時，導(dǎo)線兩端會產(chǎn)生電勢差，將焊接導(dǎo)線的一端插入被測介質(zhì)中，測量另一端的電勢差從而根據(jù)電勢差所對應(yīng)的溫度，間接計算被測介質(zhì)的溫度。熱電偶溫度計有著測溫范圍大的特點，溫度量程可達(dá)到-200℃至1200℃，但由于其是由兩端導(dǎo)線材料焊接而成，在長時間的使用過程中，可能出現(xiàn)因焊接處開焊等缺陷導(dǎo)致的較大的測量誤差。

(3)熱敏電阻[4]，是一種應(yīng)用較為廣泛的半導(dǎo)體器件，其利用熱敏材料對溫度的敏感性即電阻隨溫度變化而變化的特點，通過測量器件的電阻值間接計算溫度值。具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低，穩(wěn)定性強(qiáng)，工業(yè)化程度高等優(yōu)點，受限于電阻隨溫度的變化關(guān)系呈非線性，其測溫范圍通常為-60℃至150℃。

(4)數(shù)字式溫度傳感器測溫[5]，其原理是內(nèi)部存在著低溫系數(shù)和高溫系數(shù)振蕩器，利用兩種振蕩器的晶振頻率對溫度敏感性的差異間接測量溫度。以目前運用最為廣泛的DS18B20型為例，其溫度量程為-55℃至125℃，精度±0.5℃。該類測溫儀器具有低成本，便于集成和陣列的特點，可將多個傳感器連接形成測溫線路，是目前糧食溫度檢測的主要方式。

大型儲糧設(shè)施中往往堆積了大量的糧食，接觸式測溫由于其傳感器測量范圍小的原因，為保障儲糧安全，不得不高密度的鋪設(shè)測溫設(shè)備。這既增加了儲糧設(shè)施的建設(shè)成本，也增加了設(shè)備維護(hù)上的困難，而且接觸式的測溫方式都不可避免的侵入儲糧環(huán)境，侵入設(shè)備還存在對污染儲糧的風(fēng)險。如果減少溫度檢測設(shè)備，接觸式檢測設(shè)備有限的檢測范圍又會使得倉儲糧溫度檢測的難度大大增加。眾多學(xué)者不斷研究更為有效的倉儲糧接觸式傳感器分布方式的同時，各種新興的倉儲糧溫度檢測技術(shù)也在不斷興起。。

隨著科技不斷發(fā)展，新的溫度檢測技術(shù)不斷推動著倉儲糧溫度檢測技術(shù)的革新。近年來新興的接觸式測溫技術(shù)，光纖測溫和光柵測溫技術(shù)正有著越來越多的運用。

(1)光纖測溫技術(shù)是利用布里淵散射[6]或拉曼散射對溫度敏感性不同的原理，由熱敏材料制成的感光光纖，其上的每個傳感器都會反射與自身溫度相對應(yīng)的窄譜脈沖信號，通過檢測光纖中反射光的信息即可間接計算得到光纖各處的溫度分布。(2)光纖光柵測溫技術(shù)，利用的是布喇格光柵的溫度敏感性和光的反射原理，光纖中的光遇到光柵會反射回部分光，而反射光的波長除了由光纖本身折射率影響外還由光柵的周期影響，而光柵周期則由環(huán)境溫度而決定。通過測量反射光的波長信息即可間接計算沿光纖感溫點的溫度情況。兩種光纖檢測技術(shù)都適用于大范圍溫度測量，但由于光纖本身較為昂貴和脆弱，加大了系統(tǒng)的建設(shè)成本和維護(hù)難度。2019年，陳晴川[7]等人采用分布式光纖測溫技術(shù)對糧倉溫度進(jìn)行監(jiān)控，該方法可以有效監(jiān)控糧倉溫度，溫度測量精度最高達(dá)±0.35℃。

光纖測溫和光柵測溫技術(shù)雖然有著許多優(yōu)勢，但接觸式測溫方式的種種問題依然存在，而另外一種倉儲糧的非接觸式測溫方式正不斷興起。非接觸式測溫是指測量設(shè)備不與被測對象接觸，可以在不入侵測量對象、不破壞測量對象溫度場的前提下實現(xiàn)溫度測量。目前非接觸測量主要有紅外線測溫法和聲波測溫法。

(3)紅外線測溫法，通過被測物體所輻射出的紅外線能量間接測量物體溫度。物體的溫度越高其輻射出的紅外線能量就越高，反之則越小。該技術(shù)具有不接觸測溫物體，測溫范圍大，精度高的特點，在許多工業(yè)場景都有著較多的應(yīng)用，但紅外測溫只能通過測量物體表面的紅外線來間接的計算測量溫度分布[8]，在糧食庫多灰多塵的環(huán)境中，由于糧食表面的塵土影響實際測量以及塵土對光學(xué)零部件的干擾等因素，該技術(shù)通常只是作為一種溫度檢測的輔助手段而不能作為倉儲糧溫度檢測的主要方式。(4)聲學(xué)法溫度檢測技術(shù)，在測溫區(qū)域內(nèi)設(shè)置多個聲波發(fā)生器[9]，檢測系統(tǒng)在一定周期內(nèi)有規(guī)律的啟動關(guān)閉聲波發(fā)生器，收集分析各個測點的聲音信息傳入計算機(jī)，綜合各測點位置信息和聲波傳播時間等信息，進(jìn)而計算得到聲波路徑上的溫度信息，并通過適當(dāng)?shù)臏囟葓龇囱菟惴?、重?gòu)算法估算整個溫度場的溫度分布。2017年，齊仁龍[10]等人采用無線無源聲表面波溫度檢測技術(shù)實現(xiàn)了倉儲環(huán)境溫度信息數(shù)據(jù)的采集，該技術(shù)大幅提高了對糧倉溫度信息的檢測效率。

非接觸式測溫，側(cè)重于對倉儲糧整體溫度場的測算。而當(dāng)倉儲糧內(nèi)部產(chǎn)生劣變區(qū)域時，雖然糧食劣變會產(chǎn)生熱量，但受限于小麥、稻谷或是玉米等糧食導(dǎo)熱系數(shù)較低，其附近的正常儲糧溫度變化可能極小或是由于與接觸式測溫傳感器間距較遠(yuǎn)難以確定糧食劣變區(qū)域。而通過非接觸式測溫法，可以對于倉儲糧整體溫度場進(jìn)行估算，可以更為直觀有效的掌握儲糧的溫度情況，當(dāng)倉儲糧內(nèi)部出現(xiàn)劣變時，也能更為靈敏的發(fā)現(xiàn)和定位因糧食劣變而導(dǎo)致的溫度異常區(qū)域。

倉儲糧中，溫度異常點的位置和數(shù)量具有很大的隨機(jī)性，極大地增加了儲糧管理的難度。接觸式溫度傳感器可以準(zhǔn)確得到傳感器附近小范圍內(nèi)的溫度信息。但由于糧食自身導(dǎo)熱性差的原因，對于稍遠(yuǎn)離傳感器的區(qū)域范圍的溫度難以檢測。而非接觸式測溫方法，雖然可以有效對倉儲糧整體溫度場進(jìn)行測算，但其對如倉儲糧中心、角落等位置的溫度檢測難以做到精準(zhǔn)。而隨著各種算法，如機(jī)器學(xué)習(xí)，人工智能的發(fā)展。對于糧食測溫的檢測方法也越來越趨向于自動化，智能化，不同的測溫方式也在不斷的交叉使用嘗試創(chuàng)新，將傳統(tǒng)的接觸式測溫方式與非接觸式測溫方式相結(jié)合，得到倉儲糧關(guān)鍵位置溫度的同時也得到其整體的溫度場信息，將這兩者信息結(jié)合相應(yīng)的智能算法實現(xiàn)對倉儲糧溫度場更為全面、精準(zhǔn)的檢測。倉儲糧溫度檢測技術(shù)正朝著，傳統(tǒng)檢測技術(shù)與新興檢測技術(shù)相互配合，同時融合計算機(jī)模擬技術(shù)的方向發(fā)展。