Устройство для контроля характеристик сельскохозяйственных материалов

Устройство для контроля характеристик сельскохозяйственных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: сельскохозяйственная и уборочная техника. Сущность изобретения: устройство снабжено средствами для учета начальных условий и линеаризации получаемой характеристики, которые выполнены на микропроцессоре. Это позволяет , при изменении в технологическом процессе или погодных условий, получать информацию о сельскохозяйственном материале в нормализованном виде. 8 з.п.ф-лы, 15 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ и О (21) 5007297/15 (22) 14.11.91 (46) 23.02,93; Бюл, М 7 (76) Ф.Кирхбергер (DE), Н.Г.Сакало, Л.Г,Сакало, M.È.Ñåðäþê, В.П.Руденко, А.В.Илюхин и B.ß.Ðèõâà (SU) (56) Патент РСТ WO

N 89 03052, кл. G 01 Ч 3/08, f989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ХАРАКТЕРИСТИК СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ

МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к устройствам для контроля протекания технологических процессов в сельском хозяйстве, а более точно касается устройств для копирования поверхности растительного покрова и опорных траекторий в виде рядков растений, гребня или валка на почве, уровней материалов, определения координат растений над почвой.

Известно устройство для контроля характеристик материалов, содержащее емкостный датчик, имеющий первый электрод, генератор электромагнитных колебаний, с выходом которого связан первый электрод, второй электрод, образующий совместно с первым электродом зону контроля между этими электродами, усилитель, охваченный цепью отрицательной обратной связи, со входом которого связан второй электрод средства формирования зоны контроля, детектор, вход которого связан с выходом усилителя, средство обработки сигналов, вход которого связан с выходом детектора и,, Я2,, 1797451 А3 (я)з А 01 В 69/04, 41/06, А 01 О 75/00, 6 01 V 3/08 (57) Использование: сельскохозяйственная и уборочная техника. Сущность изобрете. ния . устройство снабжено средствами для учета начальных условий и линеаризации получаемой характеристики, которые выполнены на микропроцессоре. Это позволяет, при изменении в технологическом процессе или погодных условий, получать информацию о сельскохозяйственном материале в нормализованном виде. 8 з,п.ф-лы, 15 ил, средство проверки работоспособности емкостного датчика, также связанное со входом средства обработки сигналов.

В указанном устройстве форма и исполнение электродов средства формирования зоны контроля затрудняет его применение в в каналах и полостях сельскохозяйственных . с машин, в условиях загрязнений и механических воздействий.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для копи рова нй я поверх- . ности растительного покрова; на фиг. 2— емкостный датчик; на фиг. 3 — то же, вид сверху; на фиг. 4 — один из вариантов емкостного датчика, на фиг. 5 — другой вариант );в емкостйого датчика; на фиг. 6 — вариант (Ъ многосекционного емкостного датчика; на фиг. 7 — принципиальная схема устройства; на фиг. 8 — вариант применения емкостного датчика по фиг. 2 и 3 для копирования поверхности растительного покрова на опрыскивателе; на фиг. 9 — вариант применения емкостного датчика для контроля уровня ма1797451 териала на транспортере; на фиг, 10 — вариант применения устройства по фиг. 5 для копирования оси рядка растений; на фиг, 11 — вариант применения устройства для определения координат растений; на фиг. 12— вариант применения устройства для копирования оси рядка корней свеклы со срезанной ботвой; на фиг, 13 — вариант применения устройства для копирования бровки покоса; на фиг. 14 — вариант приме.нения многосекционного устройства для копирования рядка растений; на фиг. 15— вариант применения универсального многосекционного устройства.

Устройство для контроля относительного пересещения сельскохозяйственных материалов будет описано на примере выполнения устройства по фиг, 1 для копирования поверхности растительного покрова и/или почвы при отсутствии на ней растений, Устройство для копирования поверхности, согласно изобретению, содержит емкостный датчик 1 (фиг, 1), включающий средство 2 формирования эоны 3 контроля и диэлектрическую деталь 4. Средство 2 формирования зоны 3 контроля содержит первый электрод 5, подключенный к выходу

6 генератора 7 электромагнитных колебаний и второй электрод, подключенный ко входу усилителя 10.

Средство 2 формирования эоны 3 контроля содержит первый электрод 5, подключенный к выходу 7 генератора электромагнитных колебаний, и второй электрод 8, подключенный ко входу усилителя 10. Средство 2 формирования предназначено для образования обьемной зоны

3 контроля между электродами 5 и 8. Диэлектрическая деталь 4 служит для крепления электродов 5 и 8.

Обойма 6 смонтирована с натягом на диэлектрическую деталь 4 и имеет. по всему периметру открытую токопроводящую lloверхность, заземленную с помощью узла крепления 9 и деталей сельскохозяйственной машины, В описываемом варианте выполнения устройства электроды 5 и 8 средства 2 формирования зоны 3 контроля выполнены в виде пространственной конструкции, конфигурация и размеры которой соответствуют геометрическим параметрам зоны контроля, определяемым из агротехнических требований.

Усилитель 10 охвачен цепью 11 отрицательной обратной связи, в частности. выполненной е виде параллельно включенных конденсатора и резистора. К выходу усилителя 10 подключен вход амплитудного детектора 12, выход которого соединен со входом преобразователя 13 напряжения датчика в частоту импульсов. Выход этого преобразователя 13 связан в точке 14 с ли5 нией 15 связи, служащей для передачи сигналов емкостного датчика 1 на пульт 22, предназначенный для установки в кабине трактора. С линией связи в точке 16 на пульте 22 связан вход схемы 17 выделения сигналов датчика, с выходом которой связан вход средства 18 учета начальных условий контроля, с выходом которой, в свою очередь, связан вход средства 19 линеаризации получаемой характеристики датчика 1.

Со средством 18 учета начальных условий связано средство контроля включейия технологического процесса, е частности, выполненное в виде датчика 21 подъема орудия сельскохозяйственной машины в

20 транспортное положение. С выходом средства 19 линеаризации связан вход выходного блока 20 формирования выходных сигналов, характеризующих расстояние до копируемой поверхности, В любом варианте выполнения емкостного датчика 1 конфигурация и размеры разделяющей токопроводящей поверхности выполнены предотвращающими образование при загрязнениях изолированных от за30 земления токопроводящих перемычек между электродами 5 и 8.

В одном из вариантов выполнения емкостного датчика 1 электроды 5 и 8 покрыты диэлектриком, s этом случае разделяющая

35 токопроводящая поверхность выполнена предотвращающей образование при загрязнениях Изолированных от нее токопроводящих перемычек, соединяющих поверхности упомянутого диэлектрического

40 покрытия электродов 5 и 8.

Этот вариант выполнения устройства по фиг. 1 предпочтительно использовать в тех случаях, если есть возможность разместить датчик 1 так, чтобы в его пределах не было

45 деталей сельскохозяйственных машин. 8 частности. этот вариант целесообразно использовать для копирования поверхности растительного покрова на опрыскивателях и уборочных машинах, почвы при отсутствии

50 на ней растений на культиваторах и поверхности материала в транспортных устройствах различных уборочных сельскохозяйственных машин, а также машин для животноводства и кормопроизвод

55 ства.

Вариант выполнения устройства по фиг.

1 показан на фиг. 2 и 3, В этом случае электроды 5 и 8 выполнены трапециевидной формы с закругленными краями и закреплены в диэлектрической детали 4. Эта деталь

1797451

40

55

4 закреплена нэ стойке 23, прикрепленной к кронштейну 24, снабженному узлом 9 крепления к сельскохозяйственной машине, содержащем планки 25 и болты 26. На стоке 23 закреплена залитая компаундом и выполненная в виде твердого тела 27 печатная плата 28, на которой смонтирована электронная схема 29 емкостного датчика 1, а именно генератор 7, усилитель 10, детектор 12 и преобразователь 13 направления в частоту импульсов.

Вариант устройства, показанный на фиг. 4, выполнен аналогично устройству по фиг. 2 и 3, Отличие состоит в том, что первый и второй электроды 5 и 8 и соответствующие им средства 32 экранирования 3 зоны контроля представляют развернутую пространственную конструкцию, в частности, выполненную в виде плоской пластины.

Причем средство 32 экранирования представляет собой металлическую пластину, электрически неизолированную относительно окружающей среды и электрически связанную с контролируемой поверхностью через детали машины 74, с которыми связана пластина 32. Первый 5 и второй 8 электроды средства 2 формирования зоны 3 контроля закреплены на поверхностях соот ветствующих индивидуальных диэлектрических прокладок 33 и 34, закрепленных на металлической пластине 32 с промежутком

35 токопроводящей поверхности между ними, выполненным за счет металлической пластины 32. К этой пластине 32 закреплен узел крепления емкостного датчика 1 к детали сельскохозяйственной машины. Этот узел содержит механизм, предназначенный для начальной установки емкостного датчика 1 по высоте относительно копируемой поверхности, В частности, узел крепления к детали 39 сельскохозяйственной машины содержит хомут 38, э механизм начальной установки включает шпильки 36 и гайки 37, предназначенные для подвески пластины

32 к хомуту 38 и регулирования начальной 4 высоты емкостного датчика 1 над копируемой поверхностью.

В этом варианте выполнения устройства печатная плата 28, на которой смонтирована электронная схема 29 емкостного датчика 1, включающая генератор 7, усилитель 10; детектор 12 и преобразователь 13 напряжения в частоту, Плата 28 залита компаундом и представляет собой твердое тело

27, В частности, это твердое тело 27, закреплено на металлической пластине 32. Печатная плата 28 соединена с электродами 5 и 8 посредством проводников 30, пропущенных через отверстия 31 в диэлектрических прокладках 33 и 34 и металлической пластине 32, которые также залиты компаундом, Вариант устройства по фиг, 4 предпочтительно использовать на пропашных специализированных сеялках, íà роторных культиваторах для контроля и стабилизации заглубления рабочих органов в почву, на которой отсутствуют пожнивные остатки, а также на транспортных устройствах различных сельскохозяйственных машин для контроля их загрузки.

Вариант выполнения устройства, представленный на фиг. 5, выполнен аналогично устройству по фиг. 4.

Отличие заключается в том, что второй электрод выполнен по меньшей мере из двух идентичных секций 40, утопленных в индивидуальные диэлектрические прокладки 41, закрепленные на индивидуальных электродах 42 средства экранирования зоны 3 контроля и, в частности, выполнены в виде отдельных пластин 42. Первый электрод 5 и соответствующая ему диэлектрическая прокладка 32 закреплены на отдельном электроде 42 средства экранирования зоны

3 контроля и также выполнены в виде отдельной пластины. Электроды 42 средства 4 экранирования зоны 3 контроля снабжены элементами соединений между собой и крепления к деталям сельскохозяйственных машин, вчастности,,отверстиями 43 и разделяющими диэлектрические прокладки 32 и 40 токопроводящими поверхностями 35.

Электрод 5 связан с выходом генератора 7.

В одном из вариантов устройства по фиг, 5 секции 40 связаны со входом одного усилителя 10.

Этот вариант целесообразно использовать для контроля объемных характеристик материалов в двухручьевых машинах, в том числе в двухрядных машинах для посадки растений, в частности рассады, картофеля

В другом варианте устройства по фиг 3 каждая из секций 40 связана с соответству.ющим индивидуальным усилителем 10, детектором 12 и преобразователем 13 напряжения в частоту импульсов, Этот вариант целесообразно использовать для одновременного контроля объемных параметров и направления относительного перемещения сельскохозяйственных материалов, в частности, на культиваторах и уборочных машинах, применяемых для обработки тонких и высоких растений.

Еще в одном варианте выполнения устройства по фиг. 5 идентичные секции 40 закреплены развернутыми с противоположных сторон от электрода 5. В частном случае, соответствующие пластины

1797451

15

40

7 смонтйрованы в виде плоской конструкции.

Каждая из секций 40 подключена, как описано выше, ко входу индивидуального усилителя 10. Этот вариант выполнения устройства предпочтительно использовать для копирования опорных траекторий в ви де осей рядков низких и широких растений, валка или гребня на почве на культиваторах и уборочных машинах с одновременной оценкой объемнъ1х параметров материалов.

Еще в другом варианте выполнения устройства по фиг. 5 три секции 40 закреплены с трех сторой от торцов электрода 5. В частном случае каждая секция 55 связана с соответствующим индивидуальным усцлитеяем. При этом две йротивостаящие секции 40 закреплены развернутыми, а третья — в одной плоскости с электродом 5.

Этот вариант выполнения устройства целесообразно использовать для определения контроля объемйых характеристик и ко ординат растений над почвой на культиваторах, onрыскиаателях "и уборочных машинах.

В наиболее сложном варианте выполнения устройства по фиг, 5, показанному на фиг, 6, по меньшей мере четыре секции 40, средства 2 формирования эоны 3 контроля закреплены с противоположных сторон от торцов электрода 5. Каждая из этих секций

40 связана со входом соответствующего индивидуального усилителя 10, с которым, в свою очередь, связаны последовательно включение соответствующие индивидуальные детекторы 12 и преобразователи 13 напряжения в частоту; Отверстия 43 в электродах 42 средства экранирования зоны контроля служат для крепления пластин к деталям сельскохозяйственной машины и, в частнОсти, для регулирования расстояния и угла между электродом 5 и секциями 40 и средства 2 формирования зоны 3 контроля.

Причем по меньшей мере пластины одной пары противолежащих секций 40 выполнены идентичными.

Этот вариант предпочтительно исполь зовать в многофункциональных устройствах для одновременного контроля посредством одного емкостного датчика 1 объемных параметров растений на почве, их координат, а также скорости движения машин и рй установке нэ такие машины, как, культиваторы опрыскивателй и уборочные машины.

В одном варианте выполнения устройства по фиг, 6 все пластины закреплены в одной плоскости.

Этот вариант целесообразно использо вать при установке устройства на укэзэйные выше машины, работающие с широкими низкими растениями.

В другом варианте выполнения устройства по фиг, 6 две секции 40, расположенные с противоположных сторон от электрода 5 средства 2 формирования зоны

3 контроля, закреплены, в частности, симметрично под углом меньше 180 по отношению к торцу электрода 5. Причем эти секции, в частности, выполнены идентичными и установлены с возможностью изменения этого угла. Этот вариант целесообразно использовать на укаэанных выше культиваторах, опрыскивателях и уборочных машинах, работающих с тонкими высокими растениями, Во всех вариантах выполнения устройства по фиг. 6 электроды 42 средства экранирования эоны 3 контроля снабжены разделяющими диэлектрические прокладки открытыми токопроводящими поверхностя20 ми 35, а их сочетания выполнены так, чтобы исключить образование токопроводящих перемычек между диэлектрическими прокладками 32 и 41 при загрязнении. Особенно . вредно образование таких токопроводящих перемычек, которые иэолированы от средства экранирования эоны контроля и одновременно электрически связывают поверхность диэлектрической прокладки 35 с поверхностями диэлектрических прокладок 41

Еще в одном варианте выполнения устройства по фиг. 5 первый,и второй электроды 5 и 8 средства 2 формирования зоны 3 контроля выполнены секционными. Секции

35 этих электродов, средства 2 формирования зоны 3 контроля, соответствующие им диэлектрические прокладки и электроды средства экранирования эоны 3 контроля выполнены в виде отдельных пластин, размеры которых установлены соответствующими геом етрии - ° элементов контролируемого материала. Секции первого электрода % связаны с выходом одного генератора 7; а секции второго электрода

45 и/или группы этих секций — со входами от-. дельных усилителей.

Этот вариант предпочтительно использовать для одновременного контроля одним емкостным датчиком нескольких объемных

50 разнесенных в пространство параметров одного и того же технологического процесса, в частности, в технологии кайельного орошения воды для контроля капель и динамики роста растений, для одновременного контроля общего расхода материала и расходов его по каналам, в частности, на сеялках с распределительными головками, в уборочных машинах.

Вариант принципиальной схемы устройства по фиг. 1 приведен на фиг. 7. Пер1797451

10 вый электрод 8 средства 2 формирования зоны 3 контроля подключен к выходу 14 генератора 7 электромагнитных колебаний собранного на логических элементах 54; 55, например, типа МС14011, Конденсатор 56 и резисторы 57 и 58 служат для задания частоты генератора 7, Частота электромагнитного поля генератора 7 выбирается в диапазоне 5 кГц-500 мГц, но лучшим диапазоном является диапазон 30 кГц — 20 мГц.

Второй электрод 5 подключен ко входу операционного усилителя 10, например, тиgaia МС34081, охваченного цепью 11 отрицательной обратной связи, в данном случае, выполненной в виде параллельно включенных конденсатора 44 и резистора 45. С выходом усилителя 10 соединен амплитудный детектор 12, выполненный на диоде 46 и конденсатора 47, Выход детектора через резистор 48 соединен со входом преобразователя 13, собранного на микросхеме 49 типа

AD654J с частотозадающим конденсатором

50. Ко входу этого преобразователя 13 подключена термокомпенсационная цепь, собранная на диоде 51 и резисторах 52 и 53.

Выход этой микросхемы 49, содержащий цепь с открытым коллектором, соединен с линией 15 для передачи сигналов на пульт

22. Для питания генератора 7 усилителя 10 и преобразователя 13 служит выполненный . на микросхеме типа LN258 стабилизатор 59, выход которого через делитель, собранный на резисторах 60, 61 и. конденсаторе 62, соединен также с усилителем 10. Конденса.. торы 63 и 64 служат для фильтрации.

Пульт 22 устройства по фиг. 1 содержит схему 17 выделения сигнала, выполненную на оптронном преобразователе 65, собранном, в частности, на микросхеме типа

SNY74-4 и резисторах 66 и 67, Средство 18 учета начальных условий контроля собрано на микропроцессоре 68 типа 688НСИ фирмы Моторола, к которому подключено оперативное запоминающее устройство ОЗУ 69 типа ИМ6116, а также в частном случае, средство контроля включений технологического процесса, содержащее датчик контроля состояния рабочего органа сельскохозяйственной машины, который, в частности, выполнен в виде датчика контроля подъема рабочего орудия в транспортное положение. В качестве датчика контроля подъема служит индуктивный датчик положения. Вход микропроцессора

68 соединен также с выходом оптронного преобразователя 65 средства 17 выделения сигнала. На указанном микропроцессоре 68 и постоянном запоминающем устройстве

ПЗУ 71 собрано средство 19 линеаризации характеристики емкостного датчика 1.

Средство учета вида контролируемого материала содержит клавиатуру 70 калибровки устройства, связанную через указанный микропроцессор 68 с постоянным запоминающим устройством ПЗУ 71. Выход микропроцессора 68 связан с блоком формирования выходных сигналов, в частности, включающего жидкокристальный индикатор 73 и контроллер 72 типа HD61602 для его управления, Выход микропроцессора 68 связан также с цепями управления технологическим процессом.

Приведенные выше варианты осуществления изобретения, благодаря широким технологическим возможностям, допускают различные изменения и дополнения, очевидные для.специалистов в данной и смежных областях техники.

Устройство работает следующим образом.

Во всех вариантах выполнения устрой15

20 ства по фиг, 1 — 4 генератор 7 возбуждает контроля между электродами 5 и 8, а также между электродами и копируемой поверхностью 75, В результате между электродами

5 и 8 протекает ток. Ток протекает также

55 между электродом 5 и копируемой поверхкостью 75. При измерении расстояния h между электродами 5, 8 и этой копируемой поверхностью происходит перерасп ределение токов и изменится ток на входе усилителя 10. В частном случае при уменьшении расстояния h до копируемой поверхности 75 ток на входе усилителя 10 уменьшается, т.к, большая часть энергии электромагнитного поля зоны 3 контроля замыкается на копируемую поверхность, в частности, на поверхность растительного покрова при управлении опрыскивателем.

В варианте по фиг. 4 этот ток усиливается усилителем 10 до такого уровня. что ток через цепь 11 устанавливается, например, близким току между электродами 5 и 8 (c точностью около 10 ). Но усиленный ток имеет противоположную фазу. Это достигается тем, что входной ток усилителя 10 устанавливается хотя бы на порядок меньше, чем ток между электродами 5 и 8, что обеспечивается выбором величины входного сопротивления усилителя 10, Если ток между электродами 5 и 8 и ток в цепи обратной связи 11, протекающий через ее резистор, близки по величине. то потенциал электрода 8 близок к потенциалу электрода 32 средства экранирования зоны

3 контроля, В идеальном случае укаэанные потенциалы равны. В результате этого рез5

25 электромагнитное поле в объемной зоне

1797451

12 ко снижаются требования к величине емкости. между электродом 8 и электродом 32, что приводит к уменьшению зазора между ними, напрймер до 0,1 — 2 мм, Резко снижаются требования к качеству диэлектрика индивидуал.ьной диэлектрической прокладки

34, изменениям зазора между электродом 8 и,электродом 32 при изготовлении.

При изменении расстояния до копируемой поверхности 75 изменяется сигнал на входе и выходе усилителя 10. После детектирования амплитуды детектором 12 этот сигнал (фиг. 7) преобразуется преобразователем 13 вчастоту импульсов,,которые по .линии связи 15 поступают на йульт 22 в кабине сельскохозяйственного агрегата. На пульте 22 этот сигнал выделяется оптронным преобразователем 65 схемы 17 выделения сигналов и поступает на вход

"микропроцессора 68.

Для учета начальных условий датчик поднимается над копируемой поверхностью 57 на высоту Н, при которой эта поверхность 75 уже не влияет на сигнал датчика 1. Эта высота в 1„5 — 2 раза превыша.ет ширину датчика 1. Этот факт поднятия фиксируется микропроцессором при подаче сигнала вручную клавишей калибровки 70 или автоматйчески по сигналу датчика контроля подъема рабочего органа, с которым механически связан емкостный датчик 1, Но этому сигналу калибровки частота сигнала начальных условий запоминается в

ОЗУ69 на все время до следующей калибровки.

При установке емкостного датчика 1 в рабочее положение над копируемой поверхностью 75 текущее значение сигнала с вы. хода оптронного преобразователя 65 поступает в микропроцессор 68, где из него .вычитается сигнал начальных условий, а полученная разница делится на этот сигнал начальных условий и в результате формируется относительный сигнал. Этот сигнал поступает на вход средства линеаризации 19.

В ПЗУ этого средства линеаризации 19 записаны значения корректирующих коэффи циентов для различных значений упомянутого относительного сигнала, После пропорционального преобразования в за: висимости от корректирующего коэффицентэ . микропроцессор 68 формирует выходной сигнал, который поступает в схему сигнализации на ЖКИ и/или в цепи упl равления технологическим процессом, При использовании универсальных датчиков 1 в ПЗУ 71 записываются значения

"упомянутых корректирующих коэффициентов, соответствующих величйне указанного относительного сигнала и копируемой по5 Во всех вариантах выполнения устройства конфигурация и ширина токопроводя10

20 грузки генератора 7, что компенсируется запасом его мощности.

30

40 промежутка между ними S=CL=(2A+B)Lyczaверхности 75 материала. Суммарная. шири45 на указанных электродов 5 и 8 промежутка

55 верхности. Вид копируемой поверхности 75 учитывается подачей сигнала от клавиатуры

70 на вход микропроцессора 68, который фиксирует его в 03У 69, щих поверхностей между диэлектрическими деталями, связанными с электродами емкостного датчика выполнена предотвращающей образование токопроводящих: перемычек, изолированных от земли или электродов средства экранирования зоны 3 контроля. Такие изолированные токопроводящие перемычки шунтируют электромагнитное поле зоны 3 контроля и выводят устройство из рабочего режима. Токопроводящая перемычка между электродом 5 и электродом 43 средства экранирования зоны 3 контроля приводит к увеличению наТокопроводящие перемычки между электродом 8,:а также секциями 40 и электродом 42 уменьшают чувствительность устройства, что учитывается при калибровке, Наиболее опасен прямой ток между выхо= дом генератора 7 и входом усилителя 10.

Поэтому диэлектрические детали емкостного датчика выполняются из водоотталкивэющего матерйала и снабжены указанными разделяющими токог1роводящими поверхностями;

Гоеметрйческие параметры емкостного датчика 1 устанавливаются в зависимости от агротехнических условий контроля.

При установке емкостного датчика (фиг.

4) над копируемой поверхностью общая площадь развернутых электродов 5 и 8 средства 2 формирования зоны 3 контроля и новлена такой величины, что ее проекция на копируемую поверхность равна площади

S =C L усреднения на этой копируемой по35 между ними соизмерима с максимальным контролируемым расстоянием

Нмакс=2А+В от электродов 5 и 8 до упомянутой площади усреднения.

Площадь усреднения на поверхности материала, до которой осуществляется контроль расстояния Н это максимальное конт- . ролируемое расстояние Нмакс связаны между собой через длину электродов. Общая конфйгурация указанной площади ус- реднения определяется технологическими требованиями.

Вариант устройства по фиг. 8 работает аналогично устройству по фиг. 1, В. этом случае емкостный датчик 1 подвешивается к

1797451

14 раме 77 опрыскивателя с выносом вперед по ходу движения относительно трубопровода 78, форсунок 79 и факела опрыскивателя 80 и устанавливается на высоте h no отношению .и копируемой поверхности 73 растительного покрова, Общая ширина про екции электродов 5 и 8 на копируемую поверхность соответствует удвоенной высоте подвески h. При изменении этой высоты h соответствующий сигнал, обработанный микропроцессором б8, управляет механизмом стабилизации высоты Н форсунки 79 над обрабатываемым растительным покровом. Применение двух емкостных датчиков

1, подвешенных на противоположных крыльях опрыскивателя, позволяет устранить перекосы агрегата по отношению к поверхности растительного покрова. При этом электрическая связь общих выводов генератора 7 и усилителя 10 с этой поверхностью . 75 осуществляется через почву 76 и колеса

74 опрыскивателя, "

Вариант применения устройства по . фиг. 9 работает .аналогично устройству, описанному по фиг."I, 7. Особенность состоит в том, что при установке емкостного датчика 1 над поверхностью 75 материала в транспортном устройстве сельскохозяйственной машины общие выводы генератора

7 и усилителя 10 по фиг. 1 и электрод 32 экрана по фиг. 2 электрически соединены с транспортером этой машины.

Вариант устройства выполненного по фиг. 5 работает аналогично устройству по фиг. 4.

Отличие заключается в том, что при под: ключении секций 40 электрода 8 ко входу одного усилителя 10 и поочередной подаче, . в частности, рассады или клубней картофеля в зону 3 контроля сигнал на выходе усилителя 10 характеризуется, в частности, наличие и Степень развития рассады или йаличие . клубней. Два электрода 40 совместо с электродом 5 образуют две соответствующие секции зоны 3 контроля, через которые поочередно подается материал соответственно двух рачьев сельскохозяйственной машины.

При подключении каждой секции 40 по . фиг. 5 к индивидуальномуусилителю 10 суммарный сигнал этих усилйтелей 10 характе-ризует количество материала в зоне 3 контроля, а разница сигналов этих усилителей 10- положение оси указанного материала относительно оси зоны 3 контроля. В частности, эти сигналы характеризуют степень развития растений и положение устройства относительно оси рядка растений при установке указанного устройства над рядком тонких и высоких растений, При

10 лей 10 сигналы в значительной степени повторяют друг друга со сдвигом во времени, пропорциональном скорости движения машины, Эти сигналы после обработки на пульте 22 корреляционным методом исполь35 усилителей 10 характеризует отклонение устройства от бровки

45 занного с первой секцией 40 — положение рабочих органов относительно верхушки

55 этом по экстремуму сигнала, полученного при перемещении устройства вдоль рядка определяется также поперечная оси рядка координата растения 75.

При последовательном размещении вдоль рядка растений, как показано на фиг.

11, развернутых до 180 первой секции 40, электрода 5, а второй секции 40 на выходах соответствующих этим секциям 40 усилитезуются для контроля этой скорости. Одновременно формируется сигнал, характеризующий степень развития растений.

При размещении устройства поперек рядка корней свеклы со срезанной ботвой, как показано на фиг. 12 разница сигналов усилителей 10, соответствующих секциям

40, расположенным с правой и левой сторон от оси рядка, характеризует отклонение устройства относительно этой оси, а сумма — высоту над головками KopHGA.

При перемещении первой секции 40 и части электрода 5 над бровкой нескошенных растений,: а второй секции 40 и второй части электрода 5 — над скошенной частью, как показано на фиг, 13 сигнал от усилителя

10, связанного с первой секцией 40, характеризует расстояние до поверхности растительного покрова, Разница сигналов от

При размещении первой секции 40 над рядком растений, а второй — над почвой в междурядье при отсутствии в нем растений, в том числе сорняков и растительных остатков, сигнал усилителя 10, связанного со второй секцией 40 характеризует положение рабочих органов машины относительно поверхности почвы, сигнал усилителя 10, свярастения.

При использовании трех секций 40 электрода 8, как показано на фиг. 14, сигналы двух усилителей 10 противостоящих секций

40 в сумме характеризуют, в частности, степень развития растений, результат сравнения сигналов указанных двух усилителей 10 характеризует отклонение сельскохозяйственной машины относительно оси рядка растений или валка на почве при, перемещении указанных секций 40 с противоположных сторон относительно оси рядка и размещения электрода 5 и третьей секции

40 над рядками, В этом случае сигнал усили1797451

5

25 ной продукции

35

45 теля 10, связанного с третьей секцией 40. характеризует расстояние до поверхности растительного покрова. При наличии неравномерности объемом или плотности в местах расположения отдельных растений по положению экстремума сигнала усилителя

10, связанного: с этой третьей секцией 40, пределяется положение поперечной оси рядка растений, Вариант выполнения устройства по фиг, .15 работает аналогично варианту устройства по фиг, 14, Отличие состоит в том, что каждая секция 40 первой пары противостоящие секции 40 перемещается с противоположных .сторон рядка и расположена под углом к электроду 5. Этот угол зависит от вида и ."размеров растений, Электрод 5 перемещается над рядком, Тогда суммарное значение сигналов усилителей 10, связанных с этой парой секций 40, характеризует степень развития растений, а их разница — координату вдоль рядка. Сигналы усилителей, связанных с секциями 40, перемещаемыми над рядком с противопложных торцов электрода 5 и в.одной плоскости с ним параллельно поверхности рядка, характеризуют расстояние для этих поверхностей и неоднородности размещения растений. Обработка этих сигналов корреляционным методом позволяет определить скорость движения машины относительно рядка растений.

Возможно также получение информации о попЕречных оси рядка координатах отдельных растений по положению экстремума одНОГО из сиГналов, Выполнение устройства с токопроводящими поверхностями, разделяющими диэлектрические детали, связанные с электродами устройства, учет начальных ус ловий и линеаризация характеристики ем-. костйого датчика позволяют надежно копировать поверхности растительного покрова, опорные траектории в виде рядков растений, гребня или валка на почве, уровФормула изобретения

1, Устройство для контроля характеристик сельскохозяйственных материалов, содержащее емкостный датчик, имеющий первый и второй электроды для образова ния между ними зоны контроля, генератор электромагнитных колебаний, с выходом которога связан первыйупамянутый электрод, усилитель, охваченный цепью отрицатель .ной обратной связи, вход которого связан с втОрым упомянутым электродом, детектор, вход котарога подключен к выходу усилитеней материалов и определять координаты растений. Комбинация секций электродов позволяет одним устройством решить несколько задач копирования, в частности, координат и расстояния до поверхности, Причем устройство может работать в сложных технологических условиях при загрязнениях и вибрациях, в частности, совместно с факелами опрыскивателей, рядками растений, материалами на транспортах.

Устройство, согласно изобретению, позволяет примерно на 30 — 40 g, снизить издержки при производстве сельскохозяйственной продукции за счет сокращения потерь, уменьшейия расходов ядохимикатов, уменьшения размеров защитной эоны возле растений при междурядной обработке.

Устройство является необходимым элементом компьютерных сел ьскохозяйственных технологий,. решающих экологическую проблему в сельском хозяйстве и задачу увеличения производства сельскохозяйствЕнИзобретение может быть использовано для копирования поверхности растительного покрова, заглубления сошников сеялок и других рабочих органов в почву, контроля загрузки транспортеров, уровней в бунке-. рах, копирования осей опорных траекторий в виде рядков растений, валка или гребня на почве, скорости движения машин, а также относительно положения деталей и узлов машин.

В частности, устройство может быть использовано для технологической наладки таких сельскохозяйственных машин, как се-. ялка, культиваторы, опрыскиватели, убороч40 ные, транспортные и перерабатывающие машины в наилучший возможный режим работы и поддержания этого режима посредством ручного или автоматического управления, ля, а также выходной блок формирования сигналов, о TR и ч а ю ще е с я тем, что она снабжено средствам учета начальных условий и средством линеаризации получаемой характеристики, включенными последовательно, а также диэлектрическйми деталями для крепления электродов и элементами связей между собой данных диэлектрических деталей, причем средства учета начальных условий и линеаризации получаемой характеристики включены между детекторам и выходным блоком формирования сигнала, э элементы связей ме сду собой

1797451 .

18 диэлектрических деталей для крепления электродов разделены заземленными токопроводящими поверхностями.

2. Устройство no n. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блоки, связанные с электродами емкостного датчика, смонтированы на печатной плате, закрепленной на одной стороíе токопроводящей поверхности, на противоположной стороне которой закреплен посредством диэлектрической детали второй электрод, связанный отрезком проводника, пропущенного через отверстия в диэлектрической детали, и указанной токопрОводящей поверхности с соответствую. щим входом печатной платы, причем первый электрод связан с ней отрезком коаксиального кабеля.

3, Устройство по и. 1, о т л, и ч а ю щ е ес я тем, что второй электрод выполнен по меньшей мере в виде двух секций; размещенных в соответствующих диэлектриче ских деталях, закрепленных на соответствующих токопроводящих поверхностях, которые электрически связаны с токоп роводящей поверхностью, установленной с возможностью экр