[發(fā)明專利]谷物聯(lián)合收割機的清選損失的實時在線監(jiān)測方法及其裝置

有效

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• 申請日: 2012-05-28
• 公開（公告）號: CN102812825A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設計）人: 毛罕平;劉偉;韓綠化;張曉東
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: A01F12/44
• 分類號: A01F12/44
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 樊文紅

技術領域

本發(fā)明涉及谷物聯(lián)合收割機性能測試技術，特別涉及一種谷物聯(lián)合收割機的清選損失的實時在線監(jiān)測方法，以及該方法所使用的谷物聯(lián)合收割機的清選損失的實時在線監(jiān)測裝置。

背景技術

隨著農(nóng)業(yè)裝備的迅速發(fā)展，聯(lián)合收割機的應用規(guī)模、收獲性能及自動化程度己成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要衡量指標。性能好、自動化程度高的聯(lián)合收割機，應是能夠?qū)崟r監(jiān)測谷物損失量，自動調(diào)節(jié)作業(yè)狀態(tài)，從而保證在不超過允許損失量的前提下發(fā)揮最大的收獲效率。目前，我國大部分聯(lián)合收割機作業(yè)時，依靠機手個人經(jīng)驗，通過調(diào)整行走速度改變喂入量來調(diào)節(jié)機組作業(yè)負荷。這種作業(yè)方式對機手駕駛水平要求高，勞動強度大，難以降低故障率，作業(yè)速度和作業(yè)效率低。有時機手為追求作業(yè)效率，莖稈含水率較低時，脫粒過程中產(chǎn)生的大量碎莖稈，造成清選負荷加大，清選質(zhì)量下降，清選損失率很高，極大地降低了作業(yè)質(zhì)量。長期以來，該指標的監(jiān)測一直采用人工計數(shù)和人工計算損失率，其缺陷是:工作效率低，誤差大，不能實時指導機組收獲作業(yè)。

收割機清選篩排出物中谷粒相對于莖稈和草非常少，收割機在田間工作時條件復雜，加上機器振動及其它強干擾信號的影響，使得谷粒信號的識別與提取變得極其困難，用傳感器監(jiān)測到的谷粒損失信號非常微弱，給研究帶來了很大困難。目前國內(nèi)研究尚未見到監(jiān)測性能好的方法和裝置；國外研究的傳感器對國產(chǎn)收割機振動和噪聲的強干擾的適應性差，監(jiān)測數(shù)據(jù)可靠性不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對目前技術的不足，提供一種聯(lián)合收割機谷物清選損失監(jiān)測方法，以及這種方法所使用的裝置，該方法和裝置能夠解決聯(lián)合收割機谷粒清選損失準確、實時在線監(jiān)測的難題。這是一種實時性好、準確率高且可靠性強的聯(lián)合收割機谷粒清選損失監(jiān)測方法和裝置。

本發(fā)明采用的技術方案是：一種谷物聯(lián)合收割機的清選損失的實時在線監(jiān)測方法，其特征在于，步驟如下：

⑴.將對稱式壓電晶體傳感器安裝于聯(lián)合收割機的清選篩出口處，均寬分布；

⑵.?聯(lián)合收割機收割作業(yè)時，清選排出物經(jīng)清選篩排出口流出；

⑶.?所述的對稱式壓電晶體傳感器從多區(qū)域多角度獲取清選篩拋出物的沖擊信號；

⑷.?將對稱式壓電晶體傳感器輸出的信號送入可調(diào)帶通帶通電荷放大電路，轉(zhuǎn)換成具有一定幅值的電壓信號；

⑸.?對步驟⑷的“具有一定幅值的電壓信號”，通過信號補償電路進行信號調(diào)整；通過該調(diào)整步驟可以消弱干擾信號，增強谷粒信號，提高谷物損失信號的識別能力；

⑹.運用帶通濾波電路、靈敏度調(diào)節(jié)電路分別從步驟⑸調(diào)整后信號的頻域和時域中，分離出振動噪聲與谷粒信號特征；

⑺.將分離出的振動噪聲與谷粒信號通過脈沖整形電路，整形為單片微型處理器可以執(zhí)行的標準脈沖信號；

⑻.鍵盤切換為“在線監(jiān)測”模式時，單片微處理器實時采集谷粒清選損失信號，且對采集到的谷粒信號進行計數(shù)和處理，并將結果實時顯示在主顯示數(shù)碼管上；鍵盤切換為“查詢數(shù)據(jù)”模式時，單片微型處理器調(diào)出當前工作時段內(nèi)損失谷粒的總量，用于評價此次收獲作業(yè)質(zhì)量狀況。

本發(fā)明上述方法具有以下優(yōu)化方案：

1、增加有以下步驟：檢測不同作物時，改變可調(diào)濾波電路(4)的截止頻率點和靈敏度調(diào)節(jié)電路(5)幅值比較電壓值進行參數(shù)調(diào)整。該步驟可以置于第⑴步驟之后或者其他時間。

2、步驟3)中的單片微型處理器可以執(zhí)行的標準脈沖寬度為5—10ms。

3、步驟4)中，單片微處理器單獨工作的同時，也可通過通信串口與上位機之間實時傳輸數(shù)據(jù)，若谷粒損失量超出設定的極限值，通過報警電路發(fā)出報警命令；

4、上位機對聯(lián)合收割機發(fā)出調(diào)整指令，自動調(diào)節(jié)聯(lián)合收割機的作業(yè)狀態(tài)。

完成本申請第2個發(fā)明任務的技術方案是，上述谷物聯(lián)合收割機的清選損失的實時在線監(jiān)測方法所使用的裝置：谷物聯(lián)合收割機的清選損失的實時在線監(jiān)測裝置，聯(lián)合收割機上設有清選篩出口，其特征在于，在該清選篩出口處，設有對稱式壓電晶體傳感器，該對稱式壓電晶體傳感器的輸出端連接可調(diào)帶通電荷放大電路，帶通電荷放大電路的輸出端依次串接信號補償電路、可調(diào)帶通濾波電路、靈敏度調(diào)節(jié)電路、脈沖整形電路、單片微型處理器;單片微型處理器連接鍵盤、報警電路和顯示數(shù)碼管;電源電路分別連接帶通電荷放大電路、單片微型處理器、鍵盤、主顯示數(shù)碼管以及各所述電路。

上述谷物聯(lián)合收割機的清選損失的實時在線監(jiān)測裝置有以下優(yōu)化方案：