УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА СЕМЯН Российский патент 1999 года по МПК A01C1/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к повышению качества семян путем их отбора, и может быть использовано для повышения урожайности.

Известно устройство для отбора семян по качеству, включающее сепарацию семян в электрическом поле, которое позволяет существенно повысить качество посевного материала (Тарушкин В.И., Леонов В.С., Шмелев А.И. Электросепаратор для семян // Мех. и электр. соц. сель. хоз-ва. 1979, N 7, стр. 31-32). Однако при изменении исходной влажности семян или необходимости разделения семян из разных партий, например свежеубранные или после длительного хранения, возникает проблема перестройки режимов разделения, что связано с дополнительными исследованиями.

Известно также устройство контроля качества семян по диэлектрической проницаемости (А. С. СССР N 470264, МКИ A 01 C 1/00. Способ определения качества семян, БИ, 1975, N 18). Однако он не позволяет производить отбор семян по качеству в потоке.

Из известных технических решений наиболее близким является устройство разделения семян в электрическом поле, включающее контроль качества разделения (Одинцов Ю. В. Исследования режимов и стабилизация процесса разделения семян в электростатическом поле / Автореферат на соискание ученой степени канд. техн. наук. - М.: МИИСП, 1980). Однако это решение не предусматривает обратной связи с процессом разделения семян, что требует дополнительных затрат на ручную регулировку устройства разделения и не позволяет осуществлять отбор посевного материала в потоке.

Задачей предлагаемого изобретения является улучшение качества отбора семян путем регистрации диэлектрических констант семян в зависимости от их посевных свойств в процессе сортировки и отбора.

В результате использования предлагаемого изобретения достигается контроль и регистрация физического параметра прошедшего через поток отсепарированных семян, при этом в каждом цикле формируют сигнал, соответствующий разностному значению предыдущего и текущего значений диэлектрической проницаемости потока семян, в зависимости от знака этого сигнала корректируют величину разности потенциалов на обмотке электрического сепаратора, преимущественно диэлектрического с расщепленной обмоткой, до достижения момента равенства нулю указанного сигнала. Это соответствует наилучшему качеству отобранных семян.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для отбора семян, содержащее бункер для семян, соединенный с электрическим сепаратором, и имеющее узел управления сепаратором, приемные емкости для чистых семян и отходов и блок регистрации физического параметра семян, снабжено электроприводом, блоком управления и блоком индикации, блок регистрации физического параметра выполнен в виде СВЧ-генератора и СВЧ-приемника, запоминающего блока, подключенного к соответствующему входу дифференциального усилителя, выход которого подключен к блоку индикации и управляющему входу электропривода, вал которого связан с узлом управления электрическим сепаратором, кроме того блок управления выполнен в виде тактового генератора, выход которого подключен к управляющему входу релейного элемента, первый переключающий элемент которого связан с выходом СВЧ-приемника, а переключающие клеммы с соответствующими сопротивлениями RC цепей запоминающего блока, а второй переключающий элемент включен в цепь первичной обмотки высоковольтного трансформатора электрического сепаратора, при этом соответствующие переключающие клеммы подключены к соответствующим нагрузочным элементам узла управления.

Сущность технического решения поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлены зависимости диэлектрических свойств семян свеклы с. Бордо от напряжения на расщепленной обмотке диэлектрического сепаратора типа СДЛ-1.

На фиг. 2 представлена функциональная схема устройства для отбора семян.

На фиг. 3 представлена схема генератора тактовых сигналов.

На фиг. 4 представлена схема дифференциального усилителя.

Устройство для отбора семян содержит: загрузочный бункер 1, рабочий орган 2 диэлектрического сепаратора, коллектор 3, емкости 4 и 5 для чистых семян и отходов соответственно, блок 6 регистрации физического параметра, управляемый контакт 7 реле 8, генератор 9 тактовых сигналов с регулируемой частотой, запоминающий блок 10, дифференциальный усилитель 11, с симметричным входом, блок 12 индикации, электропривод 13, управляемый контакт 14 реле 8, регулируемый источник 15 высокого напряжения с движком и высоковольтный трансформатор 16. Блок 6 регистрации физического параметра состоит из СВЧ-генератора, передающий антенны 18, диэлектрического канала 19, приемной антенны 20, СВЧ-диода 21 и поглощающей нагрузки 22.

В качестве блока 6 регистрации физического параметра может быть любое устройство, воспринимающее изменение биомассы отсепарированного материала, например устройство, реагирующее на изменение биомассы материала, представляющего собой семена растений, облученных СВЧ-энергией.

В качестве реле 8 с контактами 7 и 14 может быть любой управляемый ключ с двумя группами контактов.

Генератор 9 тактовых сигналов может быть выполнен на интегральных схемах или из отдельных элементов в виде делителя частоты импульсов от любого источника (см. фиг. 3), например от промышленной сети переменного тока, следующих с периодом T и скважностью Q (Q = T/t, где T - период следования сигналов, t - длительность сигнала). Сигналы с выходов делителя частоты поступают на коммутатор 23 и с него на реле 8. Другой вариант исполнения генератора 9 может быть представлен любым генератором сигналов, выпускаемым промышленностью с непрерывным диапазоном регулирования частоты со скважностью Q = 2.

Запоминающий блок 10 может быть выполнен, например, на конденсаторах с большим сопротивлением утечки для того, чтобы электрический заряд между измерениями мало изменялся.

Дифференциальный усилитель 11 должен иметь большое входное сопротивление, чтобы не шунтировать конденсаторы запоминающего блока 10. Поэтому первый каскад усилителя должен выполняться, например, на полевых транзисторах (см. фиг. 4).

Блок 12 индикации служит для сигнализации достижения оптимального режима отбора семян и может быть выполнен, например, на светодиодах, включенных через ограничивающие резисторы в прямом и обратном направлениях в цепь питания электропривода 13. Для удобства измерения силы тока и его направления в цепь питания электропривода 13 может быть включен амперметр с нулевым уровнем отсчета посредине шкалы измерения.

Двигатель электропривода 13 выполнен для работы от постоянного тока, с изменением направления которого должно изменяться направление вращения двигателя.

В качестве регулирующего источника 15 высокого напряжения может быть использован, например, автотрансформатор, подключаемый к сети переменного тока.

Выход блока 6 регистрации физического параметра соединен с запоминающим блоком 10 через управляемый контакт 7 реле 8, которое подключено на выход генератора 9 тактовых сигналов. Выход запоминающего блока 10 соединен со входом дифференциального усилителя 11, выход которого через блок 12 индикации поступает на двигатель электропривода 13, вал которого жестко соединен с движком автотрансформатора источника 15 высокого напряжения, нагруженного через управляемый контакт 14 высоковольтным трансформатором 16, соединенным выходной обмоткой с коллектором 3 рабочего органа 2, имеющего возможность загружаться семенами через бункер 1.

Устройство работает следующим образом. Генератор 9 тактовых сигналов настраивают на заранее выбранную частоту (в зависимости от культуры и сорта семян). Семена поступают через загрузочный бункер 1 на рабочий орган 2, вращающийся против часовой стрелки, и через бункер 4 чистые семена попадают в диэлектрический канал 19. На каждый импульс генератора 9 приходится два срабатывания реле 8. Это позволяет производить сравнение результатов сепарации по двум смежным измерениям, включая состояние когда двигатель электропривода 13 не работает, в этом случае условия сепарации смежных измерений изменяются путем переключения напряжения автотрансформатора источника 15 посредством управляемого контакта 14 реле 8, а во всех остальных случаях - еще и положением движка регулируемого источника 15 высокого напряжения.

С включением питания через управляемый контакт 14 реле 8 происходит переключение напряжения регулируемого источника 15, а через управляемый контакт 7 реле 8 происходит поочередный заряд конденсаторов C1 и C2 соответственно через резисторы R1, R2 током от блока 6 регистрации физического параметра. Изменение потенциалов V_C1, V_C2 на конденсаторах C1 и C2 происходит со скоростью, соответствующей постоянной времени заряда t₁=C1R1 и t₂= C2R2, при C1=C2, R1 = R2 условии, что скважность импульсов генератора 9 равна двум. На входе дифференциального усилителя 11 появится напряжение, равное V_вх = V_C1-V_C2. Это напряжение усиливается дифференциальным усилителем 11 и с его выхода поступает на двигатель электропривода 13, который перемещает движок источника 15. При этом блок 12 индикации указывает направление перемещения в сторону большего или меньшего напряжения источника 15. В случае, если V_вх = 0, то двигатель остановится, а блок 12 индикации погаснет и его прибор покажет нулевой ток. В последнем случае режим отбора семян по качеству будет наилучший, при t = t₁ = t₂ < t_н. В случае, если t ≥ t_н, то можно "проскочить" экстремальную точку (фиг. 1). Тогда указателем оптимального режима сепарации будет поочередная смена направления вращения двигателя электропривода 13 с попеременным зажиганием светодиодов и колебанием стрелки прибора около нуля блока 12 индикации. Такой неустойчивый режим устраняется путем регулировки генератора 9 до установления оптимальной длительности сигнала t.

Ворох семян разделялся на диэлектрическом сепараторе типа СДЛ-1 на три фракции семян плюс отход. Проверку способа проводили на семенах свеклы с. Бордо. Пробы для контроля брали из неотсепарированных семян. Контроль качества отбора семян осуществляли путем измерения их диэлектрических свойств в СВЧ-диапазоне (2450 МГц) для первой фракции как более информативной. Результаты измерений диэлектрической проницаемости первой фракции и отходов семян представлены на фиг. Из фиг. 1 видно, что для первой фракции характерен перегиб при напряжении на обмотке 1,9 кВ, который соответствует максимальному качеству семян из первоначального вороха. Причем диэлектрическая проницаемость и фактор диэлектрических потерь для вороха были всегда ниже семян более высокой пробы.

Полученные данные показывают, что при определенной напряженности поля на обмотке диэлектрического сепаратора достигается наилучший отбор семян по качеству.

Устройство позволяет отобрать семена повышенного качества, что используется для повышения урожайности. Задачей предлагаемого изобретения является улучшение качества отбора семян путем регистрации диэлектрических констант семян в зависимости от их посевных свойств в процессе сортировки и отбора. Это достигается тем, что устройство содержит бункер для семян, соединенный с электрическим сепаратором и узлом его управления, приемные емкости для чистых семян и отходов и блок регистрации физического параметра семян, электропривод, блок управления и блок индикации. При этом блок регистрации физического параметра выполнен в виде СВЧ-генератора и СВЧ-приемника, а его выход подключен к управляющему входу электропривода, вал которого связан с узлом управления электрическим сепаратором. Это позволяет изменять электрические параметры сепаратора в зависимости от диэлектрической проницаемости семян. Полученные данные показывают, что при определенной напряженности поля на обмотке диэлектрического сепаратора достигается наилучший отбор семян по качеству. 4 ил.

Устройство для отбора семян, содержащее бункер для семян, соединенный с электрическим сепаратором и имеющее узел управления сепаратором, приемные емкости для чистых семян и отходов и блок регистрации физического параметра семян, отличающееся тем, что оно снабжено электроприводом, блоком управления и блоком индикации, блок регистрации физического параметра выполнен в виде СВЧ-генератора и СВЧ-приемника, запоминающего блока, подключенного к соответствующему входу дифференциального усилителя, выход которого подключен к блоку индикации и управляющему входу электропривода, вал которого связан с узлом управления электрическим сепаратором, кроме того, блок управления выполнен в виде тактового генератора, выход которого подключен к управляющему входу релейного элемента, первый переключающий элемент которого связан с выходом СВЧ-приемника, а переключающие клеммы - с соответствующими сопротивлениями RC-цепей запоминающего блока, а второй переключающий элемент включен в цепь первичной обмотки высоковольтного трансформатора электрического сепаратора, при этом соответствующие переключающие клеммы подключены к соответствующим нагрузочным элементам узла управления.