Устройство для контроля и регистрации параметров процесса высева

Устройство для контроля и регистрации параметров процесса высева

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области автоматизации сельскохозяйственного производства и может быть использовано для контроля работы многорядных сеялок. Целью изобретения является повышение информативности устройства. Устройство содержит каналы контроля, выполненные из датчика семян, усилителя, сумматора, интегратора и сигнализатора. Кроме того, устройство содержит датчик пути, формирователь импульсов , сумматор, усилитель, апериодический элемент, пороговый элемент , счетчики, переключатели, блоки экстремумов , элементы задержки, регистр, дешифратор, индикаторы, элемент И, элемент ИЛИ, демультиплексор, блок счетчиков и блок памяти. Каналы контроля осуществляют контроль интенсивности высева в аналоговой форме, контроль высева отдельного ряда производится в цифровой форме. Цифровая информация накапливается в блоке памяти, а аналоговая - выводится на сигнализаторы. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. со с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s G 07 С 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :1 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4377447/24 (22) 10.02.88 (46) 30.05.92. Бюл. N 20 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по испытанию машин и оборудования для животноводства и кормопроизводства и Полтавский государственный педагогический институт им.B.Ã,Êîðîëåíêî (72) Н.Г.Сакэло, В.В,Брей, Л.Г.Сакало, В.Я.Рихва, М.И.Сердюк, В.В,Погорелый, В,П.Руденко и А,В.Илюхин (53) 681.178(088.8) (56) Патент США ¹ 4277833, кл. 364/555, 1981.

Патент США ¹ 4333096, кл, 340/684;

1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ И РЕГИСТРАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ВЫСЕВА (57) Изобретение относится к области автоматизации сельскохозяйственного произИзобретение относится к системам контроля и оценки высева, включающим подсистемы оценки равномерности высева, и может быть использовано в многорядных сеялках, в частности в сеялках точного высева (пунктирных), применяющихся для высева семян свеклы, кукурузы, соевых, бобовых, 1 хлопчатника, сорго, подсолнечника и овощных культур, Изобретение может быть также использовано для испытаний сеялок точного высева, для исследовательских работ при выборе направлений конструктивного улучшения механизмов сеялок, для их технической диагностики при постановке на линейку готовности, для проверки работоспособности и выбора оптимальных режимов работы, а также для исследовательских водства и может быть использовано для контроля работы многорядных сеялок. Целью изобретения является повышение информативности устройства. Устройство содержит каналы контроля, выполненные из датчика семян, усилителя, сумматора, интегратора и сигнализатора. Кроме того, устройство содержит датчик пути. формирователь импульсов, сумматор, усилитель, апериодический элемент, пороговый элемент, счетчики, переключатели, блоки экстремумов, элементы задержки, регистр, дешифратор, индикаторы, элемент И, элемент ИЛИ, демультиплексор, блок счетчиков и блок памяти. Каналы контроля осуществляют контроль интенсивности высева в аналоговой форме, контроль высева отдельного ряда производится в цифровой форме, Цифровая информация накапливается в блоке памяти, а аналоговая — выводится на сигнализаторы, 1 з.п. ф-лы, 3 ил. работ при отработке технологий сельскохозяйственного производства.

Цель изобретения — повышение информативности устройства.

На фиг.1 и 2 представлена блок-схема устройства для контроля и регистрации параметров процесса высева; на фиг.3 — функциональная схема выполнения блока экстремумов.

Устройство содержит датчики 1 семян, усилители 2, датчик 3 пути, формирователь 4 импульсов; каналы 51 — 5л контроля, где п — число рядов сеялки, субблок 6 определения нормы высева, субблок 7 регистрации параметров процесса высева, сумматоры 8, сумматор 9, сигнализаторы 10, первый счетчик 11, первый элемент 12 задержки, второй счетчик 13, регистр 14, де1737476

50

55 шифратор 15, первый индикатор 16, первый блок 17 экстремумов, первый переключатель 18, второй блок 19 экстремумов, третий счетчик 20, демультиплексор 21, элемент

ИЛИ 22, блок 23 счетчиков 24> — 24, второй индикатор 25, второй переключатель 26, элемент И 27, пороговый элемент 28, блок

29 памяти, интеграторы 30, усилитель 31, апериодический элемент 32 и второй элемент 33 задержки, Блоки 17 и 19 содержат элемент 34 задержки, элемент 35 вычитания и пороговый элемент 36.

Элементы 1,2,8,30 и 10 объединены в канал 10 контроля. Субблок 6 включает в себя элементы 11 — 18. Субблок 7 включает в себя элементы 19-26 и 33, В качестве датчика семян целесообразно использовать автогенераторные высокочастотные. датчики, Менее эффективно в устройстве будут работать и оптические

СВЧ, пьезоэлектрические датчики. Датчик 3 пути выполнен таким образом, чтобы он выдавал на выходе один импульс на 5 см пути, и может быть выполнен радарным или любым другим, например в виде сочетания постоянного магнита с герконами, Сумматор 8 и интегратор 30 целесообразно выполнять в виде единого интегросумматора, например, на операционном усилителе.

Сумматор 9 и усилитель 31 могут быть выполнены на операционных усилителях, Апериодический элемент 32 может быть выполнен в виде резистора и конденсатора.

Сигнализаторы 10 целесообразно выполнять в виде усилителя мощности со светодиодом на выходе. Сигнализаторы 10 могут объединяться в виде позиционного табло, Переключатели 18 и 26 могут быть ручными или управляемыми от генераторов тактовых импульсов.

Индикатор 25 содержит коммутатор с индикацией номера счетчика 24> — 24, дешифратор, цифровые индикаторы по числу разрядов счетчика 24 и схему динамической индикации.

Блок 29 содержит энергонезависимое постоянное запоминающее устройство с электрическим стиранием информации и схему управления записью-чтением в виде микросхем.

Устройство для контроля и регистрации параметров процесса высева (фиг.1 и 2) работает следующим образом.

Датчики 1 семян устанавливают в сошниках сеялки и посредством кабельной разводки связывают с пультом, установлен5

35 ным в кабине трактора, Пульт подключают к электрической бортсети трактора.

Семена, пролетающие через сошники сеялки, воздействуют на высокочастотные электромагнитные поля датчиков 1, обусловливая появление электрических импульсных сигналов в линиях, питающих датчики.

Эти сигналы поступают в усилители 2, усиливаются и поступают на один из входов сумматора 8 и входы сумматора 9. Выходной сигнал сумматора 9 масштабируется усилителем 31, усредняется по времени посредством апериодического элемента 32 и поступает на др,ие входы сумматора 8 каналов 5 контроля. Выходные сигналы сумматоров 8 интегрируются соответствующими интеграторами 30. Если процесс высева происходит нормально, то на выходах интеграторов сигналы отсутствуют и сигнализаторы 10 не работают. Если произошло грубое нарушение в работе одного или более высевающих аппаратов, например забивание сошника или обрыв приводной цепи, т.е. полное прекращение высева, то сигналы на выходах интеграторов 30 быстро вызывают срабатывание соответствующих сигнализаторов 10. В случае менее грубых нарушений, например отклонение нормы высева в одном или нескольких высевающих аппаратов, сигнал на выходе интегратора 30 нарастает более медленно до срабатывания соответствующего сигнализатора 10. Таким образом, аналоговый принцип контроля обеспечивает работу системы в реальном масштабе времени, Поскольку контроль в реальном масштабе времени выявляет любые нарушения, то отсутствие сигналов на сигнализаторах 10 гарантирует, что норма высева во всех высевающих аппаратах примерно одинакова.

Поэтому определение значений нормы высева по одному высевающему аппарату будет представительным для всей сеялки. При отсутствии сигналов на сигнализаторах 10 оператор периодически контролирует величину нормы высева всей сеялки по цифровому индикатору для проверки правильности технологии посева. В случае срабатывания одного из сигнализаторов 10 оператор может по величине нормы высева оценить вид нарушения высева, Сигналы с выходов усилителей поступают через переключатель 18 на вход блока 17 экстремумов (фиг.3), где в сигнале от каждого семени выделяется момент экстремума путем вычитания в элементе 35 вычитания прямого и задержанного элементом 34 задержки сигналов, Сигнал с элемента 35 вычитания поступает на вход порогового элемента 36, на выходе которого формиру1737476 ется импульс. Сформированный таким образом импульс соответствует моменту пролетания семян через чувствительный элемент датчика 1 независимо от размера и формы семян, Применение блока 17 экстремумов позволяет получить импульсы от всех семян, в том числе и от близко летящих, т.е. при скоростях высева до 60 семян в секунду, когда расстояние между семенами меньше размеров семян, Датчик 3 пути выдает сигнал на заданном расстоянии пройденного сеялкой пути, например, на 5 см.

Этот сигнал преобразуется формирователем 4 к уровню цифрового сигнала, импульсы с формирователя 4 поступают на счетный вход счетчика 11, где они подсчитываются до заданной величины пройденного сеялкой пути (например 20 м), При этом на входе счетчика 11 появляется сигнал, поступающий на вход регистра 14 и элемента 12 задержки, В это же время на вход счетчика

13 поступают импульсы с выхода блока 17 экстремумов о высеянных семенах, где и подсчитываются. Сигнал счетчика 11 поступает на вход разрешения записи регистра

14 и информация с выхода счетчика 13 записывается в регистр 14. Сигнал-элемента 12 задержки поступает на входы установки в ноль счетчиков 11 и 13 соответственно. При этом указанные счетчики обнуляются и субблок 6 определения нормы высева начинает следующее вычисление нормы высева..Сигналы с выхода регистра 14 через дешифратор 15 поступают на индикатор 16, на котором индицируют норму высева в количестве семян на метр.

Таким образом, указанные выше схемы обеспечивают выявление нарушений в работе высевающих аппаратов и отклонения в норме высева, т.е, обеспечивается традиционный технологический контроль высева, но в отличие от традиционных систем снижается нагрузка на оператора при большей достоверности контроля, Традиционный технологический контроль не обеспечивает оценки равномерности высева, Субблок 7 регистрации параметров высева в устройстве работает следующим образом, Усиленные сигналы от датчиков 1 семян через переключатель 26 поступают на блок

19 экстремумов, работающий таким же образом, как и блок 17, Импульсы с формирователя 4 поступают на элемент И 27, другой вход которого соединен с выходом порогового элемента 28.

При отсутствии сигнала на выходе апериодического элемента 32, т.е. при отсутствии высева или переходных режимах

5

35 работы сеялки, срабатывает пороговый элемент 28, а элемент И 27 не пропускает импульс от формирователя 4 к счетчику 20.

Элемент И 27 пропускает этот импульс при наличии сигнала порогового элемента 28, т.е. при установившемся режиме работы высевающих аппаратов сеялки. Счетчик 20 подсчитывает количество сформированных импульсов от датчика 3 пути между каждыми смежными импульсами с выхода блока

19 экстремумов, т.е. между каждыми смежными сигналами от высеянных семян, Импульс с выхода блока 19 экстремумов через демультиплексор 21, элемент ИЛИ 22 и элемент ЗЗ задержки обнуляет счетчик 20. На выходе счетчика 20 появляются коды диапазонов количеств сформированных импульсов датчика 3 пути, соответствующих расстоянием между семенами. Эти коды поступают на входы демультиплексора 21, который в соответствии с кодом подключает счетный вход одного из счетчиков 24 ...24k к выходу блока 19 экстремумов. При появлении импульса на выходе блока 19 содержимое соответствующего счетчика 24 „,24 увеличивается на единицу, Таким образом, счетчики 24>...24k подсчитывают количества промежутков между семенами в каждом диапазоне. Коды с выходов счетчиков 24 поступают на индикатор 25, где отображаются . в виде цифр, соответствующих количеству промежутков в каждом диапазоне, т.е. представляют собой гистограмму распределения семян в рядке. Поскольку датчики 1 семян установлены непосредственно над семенным ложем, то полученная гистограмма точно отображает расстояние между семенами, Кроме того, при прекращении высева сигнал порогового элемента 28 поступает в блок 29 памяти, где по переднему его фронту производят запись кодов выходов счетчиков 24, поступающих на входы блока 29. При восстановлении высева по заднему фронту импульса порогового элемента 28 содержимое блока 29 памяти поступает на входы предварительной установки счетчиков 24 блока 23.

Субблок 7 регистрации параметров процесса высева может быть использован как автономная система при решении задач иссл6довательского. характера, когда основной целью является определение параметров процесса высева. осуществляемогоданным высевающим аппаратом на определенном режиме рабо ы.

Таким образом, устройство позволяет оценить распределение семян в почве и принять меры для его поддержания на оптимальном уровне. Это обеспечивает повышение урожайности до 30%.

1737476

55

Сочетания аналогового и цифрового принципов контроля и оценки с разделением системы на три уровня по быстродействию в зависимости от значимости нарушений обеспечивает повышение быстродействия системы при выявлении наиболее значимых нарушений, что снижает величину процессов и, следовательно, обеспечивает дополнительное повышение урожайности на 5 — 10 . Кроме, того, упрощается схема традиционного контроля, которая содержит примерно в 4 раза меньше элементов, при этом исключается необходимость в таких элементах, как рядные счетчики, Это позволяет снизить стоимость системы. Дополнительный эффект заключается и в снижении нагрузки на оператора.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля и регистрации параметров процесса высева, содержащее в каждом канале контроля датчик семян, усилитель, сумматор и сигнализатор в каждом канале контроля, выход датчика семян соединен с входом усилителя, датчик пути, выход которого подключен к входу формирователя импульсов, пороговый элемент, блоки экстремумов, счетчики и индикаторы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения информативности устройства, в него введены сумматор, усилитель, а периодический элемент, переключатели, регистр, дешифратор, элементы И и ИЛИ, элементы задержки, демультиплексор, блок счетчиков и блок памяти, в каждый канал контроля введен интегратор, в каждом канале контроля выход усилителя соединен с первым входом сумматора, выход которого через интегратор подключен к входу сигнализатора, выходы усилителей всех каналов контроля соединены с входами переключателей и сумматора, выход которого через последовательно соединенные усилитель и апериодический элемент подключен к входу порогового элемента и к вторым входам сумматоров всех каналов контроля, выход формирователя импульсов соединен с пер5 выми входами элемента И и первого счетчика, выход которого подключен к первому входу регистра и через первый элемент задержки — к второму входу первого счетчика и к первому входу второго счетчика, вы10 ход которого соединен с вторым входом регистра, выход которого через дешифратор подключен к входу первого индикатора, выход первого переключателя через первый блок экстремумов соединен с вторым вхо15 дом второго счетчика, выход порогового элемента подключен к первому входу блока памяти и к второму входу элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего счетчика, выходы которого подключены

20 к первым входам демультиплексора, выходы которого подключены к первым входам блока счетчиков и к входам элемента ИЛИ, выход которого через второй элемент задержки, соединен с вторым входом третьего

25 счетчика, выход второго переключателя через второй блок экстремумов подключен к второму входу демультиплексора, выходы блока счетчиков соединены с входами второго индикатора и с вторыми входами блока

30 памяти, выходы которого подключены к вторым входам блока счетчиков.

2. Устройство для контроля и регистрации параметров процесса высева по п,1, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что блок экстремумов

35 содержит элемент задержки, элемент вычитания и пороговый элемент, выход которого является выходом блока экстремумов, обьединенные вход элемента задержки и первый вход элемента вычитания являются

40 входом блока экстремумов, выход элемента задержки соединен со вторым входом элемента вычитания, выход которого подключен ко входу порогового элемента.

1737476 ! !

L к дергиюча- и зпекенту тюлю 2Е и27

173747б