[發(fā)明專利]一種通用型谷物流量測定裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910032211.2
• 申請日: 2009-06-05
• 公開（公告）號: CN101581588A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬朝興;李耀明;徐立章;趙湛
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: G01F1/00
• 分類號: G01F1/00;G01F1/86
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所
• 代理人: 盧亞麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種通用型谷物流量測定裝置，可用于各種聯(lián)合收割機(jī)、糧食加工及儲運(yùn)行業(yè)，可以對水稻、小麥、油菜、大豆、玉米等物料或其他散粒體的連續(xù)輸送過程中的流量進(jìn)行在線實(shí)時精確監(jiān)測。

背景技術(shù)

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)其核心是空間信息GPS/GIS/RS支持下的精確定位與變量作業(yè)機(jī)械設(shè)備。而谷物產(chǎn)量是精細(xì)農(nóng)業(yè)中需要獲取的最重要的信息之一，它可以直接反映農(nóng)田的信息(如土壤性質(zhì)、肥效利用、水分、蟲害等)對谷物產(chǎn)量的影響。由此農(nóng)場主或農(nóng)戶可根據(jù)獲取的信息，確定化肥、農(nóng)藥等的投入，極大地節(jié)約各種原料的投入，大大降低生產(chǎn)成本，提高土地的收益率。獲取農(nóng)作物小區(qū)產(chǎn)量信息，建立小區(qū)產(chǎn)量空間分布圖是實(shí)施精細(xì)農(nóng)作的起點(diǎn)，也是實(shí)現(xiàn)作物生產(chǎn)過程中科學(xué)調(diào)控投入和制定管理決策措施的關(guān)鍵。谷物小區(qū)產(chǎn)量的精確測量是產(chǎn)量監(jiān)測的關(guān)鍵因素，小區(qū)產(chǎn)量數(shù)據(jù)是生成產(chǎn)量圖的主要依據(jù)。因此谷物流量傳感器是精確農(nóng)業(yè)測產(chǎn)系統(tǒng)中的核心。根據(jù)工作環(huán)境和作業(yè)任務(wù)要求，谷物流量監(jiān)測裝置既應(yīng)具有較高的靈敏度和精度，又應(yīng)具有很強(qiáng)的抗干擾能力。

目前國內(nèi)外在線實(shí)時檢測谷物流量的傳感器主要有體積流式、γ射線和質(zhì)量流式3種。體積流式谷物流量傳感器直接測量谷物的體積流量，其測量結(jié)果受谷物容積密度、含水率、機(jī)器傾斜度、探頭污染等的影響，需經(jīng)常清洗和標(biāo)定，測量精度不高、性能不穩(wěn)，且體積大，無實(shí)用價值。γ射線谷物流量傳感器測量精度較高，但輻射對操作人員和環(huán)境有一定的危害、使用成本較高，亦不宜于裝機(jī)推廣。沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器具有安裝方便、沒有潛在污染等優(yōu)點(diǎn)，但測量精度差、受聯(lián)合收割機(jī)前進(jìn)速度、機(jī)器顛簸、割幅寬度變化、谷物流動的穩(wěn)定性、谷物含水率和密度的變化等諸多因素的影響。不同物料標(biāo)定精度各異。

據(jù)技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，懸臂式流量傳感器(專利號：97233380.0)采用了懸臂梁方式實(shí)現(xiàn)對流體的流量測定，該傳感器適合測量高粘度、低流速的高溫流體，主要由受力臂和殼體和貼在殼體內(nèi)壁的應(yīng)變片組成。該實(shí)用新型主要靠受力臂引起的殼體變形來測量流體流量，容易受到外界振動的干擾而導(dǎo)致測量精度降低，因此，此專利中所述的傳感器將無法應(yīng)用于聯(lián)合收割機(jī)測量谷物的流量。

谷物質(zhì)量流量傳感器(200510027054.8)采用測量手指、“門″字形固定架、彈性元件、信號變送模等實(shí)現(xiàn)谷物質(zhì)量流量的檢測，雖然有動力消振模塊，但基于沖量式的測量本質(zhì)，對振動仍較敏感，且受標(biāo)定精度、谷物流動的穩(wěn)定性、谷物含水率和密度的變化等因素的多重影響，測量精度不高，在聯(lián)合收割機(jī)上沒得到廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有谷物流量測定裝置的不足之處，本發(fā)明在國內(nèi)首次在聯(lián)合收割機(jī)出糧口采用通用型谷物流量測定裝置進(jìn)行谷物流量在線實(shí)時測定，適用于水稻、小麥、油菜、大豆、玉米、高粱、牧草等作物的籽粒的流量測定。該裝置對機(jī)器的顛簸、震動、排糧間斷和沖擊帶來的誤差影響小，測量精度高，性能穩(wěn)定，數(shù)據(jù)采集可靠，不會對操作人員和環(huán)境產(chǎn)生危害，只要與出糧口接口匹配即可，安裝及維修方便。

本裝置的技術(shù)方案是：一種通用型谷物流量測定裝置，包括集料斗體、傳感器、監(jiān)測與控制系統(tǒng)，集料斗體上設(shè)置有開合閘門，通過開合閘門自由端的開啟程度控制集料斗體出口通道的截面形狀；在出口處設(shè)置有流速傳感器和激光傳感器，激光傳感器的測量頭垂直于集料斗中物料流速方向，正對于待測物料；流速傳感器與激光傳感器的輸出端和監(jiān)測與控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集卡相連。

工作時，集料斗的進(jìn)料口與垂直升運(yùn)器出料口相連，從出料口源源不斷輸送來的物料進(jìn)入集料斗，在開合閘門的控制下，物料沿著集料斗的“U”形口與開合閘門構(gòu)成的一矩形出口流入聯(lián)合收割機(jī)糧倉，通過設(shè)置在出口處流速傳感器和激光傳感器采集數(shù)據(jù)，上傳到監(jiān)測與控制系統(tǒng)，監(jiān)測與控制系統(tǒng)依據(jù)數(shù)據(jù)對流量進(jìn)行計(jì)算，并進(jìn)行監(jiān)測與控制。

上述所說的谷物流量測定裝置，還可以在集料斗出口處設(shè)置“門”形支架，支架安裝激光傳感器。

開合閘門一端通過轉(zhuǎn)軸與集料斗相連接，在開合閘門上裝有一阻尼器，使閘門處于常閉狀態(tài)，被測物料通過時靠其自身張力，推開開合閘門，開合閘門在阻尼器的作用下對通過的物料產(chǎn)生一定約束作用，使其沿著集料斗的“U”形口與開合閘門構(gòu)成的一矩形出口通過，被測物料流量發(fā)生變化時，阻尼器可使開合閘門自動調(diào)節(jié)，保證工作可靠性。