SU1595380A1

SU1595380A1 - Устройство дл измерени потерь зерна за молотилкой комбайна

Info

Publication number: SU1595380A1
Application number: SU884604395A
Authority: SU
Inventors: Евгений Иванович Павлов
Original assignee: Научно-исследовательский конструкторско-технологический институт физико-технических проблем СО ВАСХНИЛ
Priority date: 1988-11-10
Filing date: 1988-11-10
Publication date: 1990-09-30

Abstract

Изобретение относитс к сельскому хоз йству, а именно к автоматизации животноводства. Целью изобретени вл етс повышение точности измерений. Устройство дл измерени потерь зерна за молотилкой комбайна включает пьезоэлектрический датчик 1, высокочастотный фильтр 2, усилитель 3, задатчик уровней дискриминации 4, амплитудные дискриминаторы 5 и 6, счетчики импульсов 7 и 8, блок вычислени потерь 9 и индикатор потерь 10. Просе вшеес через соломотр с зерно и частицы вороха падают на поверхность пьезоэлектрического датчика 1. Высокочастотный фильтр 2 отсекает низкочастотные помехи, после чего усиленный сигнал поступает на входы амплитудных дискриминаторов 5 и 6. Импульсные сигналы с выходов последних подсчитываютс соответствующим счетчиком импульсов 7 или 8 и информаци далее поступает на блок вычислени потерь 9, где обрабатываетс по формуле N @ =N(U д1)EXPN(U д1)LNN(U д1)/N(U д2)/U д1-U д2, где N @ - сигнал на выходе блока вычислени потерь 9, U д1 и U д2 - уровни дискриминации, N(U д1), N(U д2) - сигналы на выходах соответственно счетчиков импульсов 7 и 8. 4 ил.

Description

-

сд

с

сл

оо

00

Фаг. 1

где

N(UJ

f (U

Изобретение O l-.оситс к сельскому хоз йству, а vveHHO к автоматизации полеводства.,

Целью изобрети i вл етс повы- . с шение точности и;.мерений.

На фиг. 1 изо(3р.1жена структурна схема устройства; на фиг.2 -экспери- ментальна гистограмма амплитудного распределител сигналов пьезоэлёк- JQ трического датчика; на фиг.З - за- висимости количества сигнало1 датчи- jq ka от уровн дискриминации дл двух .значений потерь; на фиг.4 - усредненна функци распределени веро тности.15

Устройство содержит пьезоэлектрический датчик 1, эысокочастотный фильтр 2, усилитель 3, задатчи к уров- |ней дискриминации 4, два амплитудных дискриминатора 5 и 6, два счетчика 20 импульсов 7 и 8, блок вычислени потерь 9 и индикатор потерь 10. Выход датчика 1 через последовательно сое- диненные фильтр 2 и усилитель 3 подключен к первым входам амплитудных 25 дискриминаторов 5 и 6. К второму входу амплитудного дискриминатора 5 подключен первый выход задатчика уровней дискриминации 4, второй выход которой подключен к второму входу 30 амплитудного дискриминатора 6. Выход первого амплитудного дискриминатора 5 через первый счетчик 7 подключен к первому входу блока вычислени потерь 9, к второму входу которого через второй счетчик 8 подключен выход второго амплитудного дискриминатора 6. Третий и четвертый входы блока 9 соединены соответственно с первым и вторым выходами задатчика уровней дискриминации 4, а выход блока 9 соединен с входом индикатора 10. Принцип измерени потерь данным устройством основан на установленной экспериментально экспоне.нциальной форме амплитудного распределени сигналов пьезоэлектрич,г;ких датчиков от просе вшихс зерен.

На фиг,2 в качестве примера приведена экспериментальна гистограмма амплитудного распределени сигналов пьезоэлектрического датчика указател потерь Гистограмма получена в реальных услови х работы ком- . байна СК-5 на обмолоте пшеницы. Датчик прикреплен к за;1,нему концу , днища .второй клавиши соломотр са. Коэффициент усилени сигналов равен 50- По ос м графика отложены: U

амплитуда сигналов

На фиг количеств дискримин терь. Кри ность 14% влажность экспоненц выражение

Пронор

где N -

35

40

45

50

55

так как N

то f (и.)

Функц функцию сигналов

На фи функци дл п ти указаны риментал видно, ч ро тност пр тенсивно а опреде мого дат использо ма опред щихс на установл и коэффи . лителей.

Экспо двум т двух уро систему

N(U)

КЦ)

Отсюд экспонен

In n

-

jq

амплитуда сигнала, мВ; N - количество сигналов данной амплитуды.

На фиг.З приведены зависимости количества сигналов датчика от уровн дискриминации дл двух значений потерь . Крива I - потери 0,6%, влажность 14%; крива II - потери 5,5%, влажность 27%. Зависимости имеют экспоненциальный вид и описываютс выражением

де

N(UJ

jq

b Ьр(-Ь -и), (1)

уровень дискриминации; число сигналов при уровне дискриминации U, коэффициенты.

Ч

f (U)

Пронормируем функцию распределени (2)

Nc

где N - суммарное число сигналов

15

а Ь

(3)

датчиков, так как N. N( 0)

то f (и.) b , ,(4)

Функци f(и о) представл ет собой функцию распределени веро тности сигналов с амплитудой .

На фиг.4 приведена усредненна функци распределени веро тности дл п ти опытов. Штрих-пунктиром указаны границы зоны разброса экспериментальных кривых. Из графиков видно, что функции распределени веро тности сигналов с амплитудами практически не завис т от интенсивности намолота и потерь зерна, а определ ютс только параметрами самого датчика. Это обсто тельство использовано дл построени алгоритма определени количества просеивающихс на датчик зерен независимо от установленных уровней дискриминации и коэффициентов усилени входных уси- .лителей.

Экспонента полностью определ етс двум точками Из выражени (1) дл двух уровней дискри:минации получаем систему уравнений .

N(U) I ехр( - bUq);

КЦ) g ехр(- bUq,).Отсюда определ ютс параметры экспоненты

(5) (6)

15

BlSll In n(qi)

иГ I

(7)

а N(U).b exp(,) (8) Подставл в выражение (3) значени а и Ь получаем

Ny N(Ua )ехр

(9)

10

15

,- U ,-uc,

Таким образом, задава два различых уровн дискриминации U ( и U, подсчитав число сигналов за единицу ремени при этих уровн х по выражеию (9), можно определить суммарное исло зерен, просе вшеес на датчик. ри этом настройка прибора заключаетс в установке таких уровней дискиминации иа и и , при которых практически не регистрируютс сигнаы от незерновых частиц обмолачиваемого вороха. Это можно осуществить 20 вторично перемолачива уже обмолоченный ворох. Тогда при работе комбайна рассчитанное по выражению (9) количество зерен не зависит ни от установленных уровней дискриминации, 25 ни от козффициента усилени . Это в значительной степени упрощает тарировку и повьшает точность измерени потерь при измерении свойств хлебной массы и условий уборки.30

Устройство работает следующим образом .

Просе вшиес через соломотр с зерна и частицы незернового вороха падают на п 5верхность пьезоэлектрического датчика 1, который вырабатывает импульсы напр жени различной амплитуды , завис щей как от вида частицы, так и от ее физико-механических свойств и скорости при соударении и угла удара. Фильтр 2 отсекает низкочастотные помехи, которые порождаютс вибраци ми рабочих органов комбайна и имеют спектр в полосе от О до 4-5 кГц. Усилитель 3 усиливает д прошедшие через фильтр сигналы в 50- 100 раз и подает их на первые входы амплитудных дискриминаторов 5 и 6. Задатчиком уровней дискриминации 4 задают два различных уровн дискри- 50 минации, например 2 и 4 В, один из . которых вл етс задающим дл первого амплитудного дискриминатора, а второй -дл второго 6. Значени ЭТИХ уровней, кроме того, подаютс на тре- 5 тий и четвертьй входы блока 9. Первый амплитудный дискриминатор 5 разрешает прохождение на его выход импульсов с амплитудой, большей первого

35

40

10

15

20 25 30

д 50 - 5 5953806

уровн дискриминации. Эти импульсы подсчитываютс первым счетчиком 7. Второй амплитудный дискриминатор 6 выдел ет импульсы с амплитудой, большей второго уровн дискриьшнации. Эти импульсы подсчитываютс вторым счетчиком 8, Полученные в счетчиках 7 и 8 за единицу времени значени в виде кодов поступают соответственно на первый и второй входы блока вычислени потерь 9, в котором в соо.т-, ветствии с выражением

N(U, Пг

N N(U, )ехр--V--- - 2. I а, и л.

35

40

Vl

ВЫЧИСЛЯЮТ истинное число просе вших-- с на датчик зерен. Полученное число отображаетс на индикаторе 0.

Claims

Формула изобретени

Устройство дл измерени потерь зерна за молотилкой комбайна, содержащее пьезоэлектрический датчик, вы- сокочастот1№ш фильтр, усилитель, первый амплитудный дискриминатор, первый счетчик импульсов и индикатор потерь, отличающее.с тем, что, с целью повьш1ени точности измерений, оно снабжено задатчиком уровней дискриминации, вторым ампли- , тудным дискриминатором, вторым счетчиком ;мпульсов и блоком вычислени потерь, причем выход пьезоэлектрического датчика через последовательно соединенные высокочастотный фильтр и усилитель подключен к первым входам амплитудных диcкpи п нaтopoв, при этом выход первого амплитудного диск- pHNfHHaTopa -через первый счетчик импульсов подключен к первому входу блока вычислени потерь, выход второго амплитудного дискриминатора через второй счетчик импульсов подключен к втopo ry входу блока вычислени потерь, кроме того первый выход задатчика уровней дискриминации соединен с вторым входом первого амплитудного дискриминатора и третьим входом блока вычислени потерь, а второй выход задатчика уровней дискриминации соединен с вторым входом Второго амплитудного дискриминатора и четвертым входом блока вычислени потерь, выход которого соединен с индикатором потерь, причем блок вычислени потерь выполнен с возможностью реализации следующей функции

X Рв

1000

500

сигнал на перком входе; сигнал на втором.входе; сигнал на третьем входе; сигнал на четвертом входе.

0,88 1,68 2,48 3,28 4,08 IfB 5,6 в

Фиг,3

0.88 1,68 2.48. 3.28 4,03 4.88 5.68