УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА КЛЕЙКОВИНЫ В ЗЕРНЕ Российский патент 2017 года по МПК G01N33/10 

Заявляемое изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а конкретно к устройствам определения процентного содержания количества клейковины в зерне в процессе уборки урожая зерноуборочными комбайнами, оснащенными системами спутниковой навигации.

Известны способы определения количества клейковины в зерне и устройства для их осуществления [1. Патент RU 2138042 от 14.04.1998; 2. Заявка на изобретение RU 2011102636 от 24.01.2011]. Они основаны на измерении спектральных характеристик образцов пшеницы и последующем определении количества клейковины по их значениям с учетом градуировочных измерений.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности является устройство для определения количества клейковины [Патент RU 2138042 от 14.04.1998], состоящее из источника света, диффузного рассеивателя, кюветы, двух светофильтров для пропускания излучения соответственно в области 400-600 нм и в области 600-850 нм и его регистрации двумя фотоприемниками, причем каждым в одной из этих двух спектральных областей, и измерительного устройства.

Недостатками прототипа являются: невозможность измерения количества клейковины в зерне в процессе уборки урожая; невозможность оценки качества (плодородности) почвы убираемого поля с координатной привязкой к участкам произрастания зерновых колосовых культур с пониженным содержанием клейковины в зерне; невозможность обеспечения последующего прицельного внесения удобрений в участки поля с известными координатами и с пониженным содержанием клейковины в убранном зерне по результатам его измерения.

Цель изобретения - осуществить координатную привязку участков убираемого поля с измеренным с процессе уборки урожая содержанием клейковины в зерновой убираемой культуре с целью последующего прицельного внесения удобрений в участки поля с ее пониженным содержанием и, таким образом, повысить урожайность этого поля в следующем сезоне.

Технический результат достигается за счет того, что в устройство определения количества клейковины в зерне, содержащее источник света, диффузный рассеиватель, кювету, два светофильтра для пропускания излучения соответственно в диапазонах 400-600 нм и 600-850 нм, два фотоприемника для приема излучения соответственно в диапазонах 400-600 нм и 600-850 нм и измерительное устройство, введены механически связанные пробоотборник зерна, микромельница и электрически связанные аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и блок цифровой карты поля, при этом выход пробоотборника связан с входом микромельницы гравитационным каналом поступления зерна, а выход микромельницы связан с механическим входом кюветы гравитационным каналом поступления муки, источник света связан с оптическим входом кюветы через диффузный рассеиватель, а оптический выход кюветы через светофильтры связан с оптическими входами фотоприемников, электрические выходы фотоприемников связаны с входами измерительного устройства, выход измерительного устройства электрически связан с аналоговым входом аналого-цифрового преобразователя, цифровой выход которого электрически связан с информационным входом блока цифровой карты поля, который своим навигационным входом электрически связан с приемником системы спутниковой навигации (ССН). При этом в блок цифровой карты поля из измерительного устройства через АЦП поступают цифровые значения процентного содержания количества клейковины в убираемом зерне с возможностью координатной привязки к цифровой карте поля в соответствии с текущими координатами убираемого участка и с задаваемым системой спутниковой навигации периодом пространственной дискретизации изображения поля, а полученную цифровую карту поля с нанесенными на нее зафиксированными данными о содержании клейковины используют в последующем для прицельного внесения удобрений.

Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежами:

- фиг. 1 - функциональная схема;

- фиг. 2 - схематическое изображение фрагмента цифровой карты поля с участками, различающимися процентным содержанием клейковины.

Заявляемое устройство включает в себя следующие конструктивно и функционально связанные элементы: 1 - источник света; 2 - диффузный рассеиватель; 3 - кювета; 4, 5 - светофильтры, пропускающие излучение соответственно в диапазонах 400-600 нм и 600-850 нм; 6, 7 - фотоприемники, принимающие излучение соответственно в диапазонах 400-600 нм и 600-850 нм; 8 - измерительное устройство; 9 - пробоотборник, 10 - микромельница; 11 - АЦП; 12 - блок цифровой карты поля; 13 - информационный вход блока цифровой карты поля; 14-навигационный вход блока цифровой карты поля, - при этом выходы фотоприемников 6, 7 электрически связаны с входами измерительного устройства 8, выход которого соединен с аналоговым входом АЦП 11, цифровой выход АЦП 11 связан с информационным входом 13 блока цифровой карты поля 12, навигационный вход 14 которого соединен с выходом приемника ССН (на фиг. 1 не показан). На фиг. 2 цифрами со знаком «%» указано процентное содержание клейковины, а буквами в скобках (ш₁, д₁), …, (ш₁₂, д₁₂) - географические координаты (ш - щирота, д - долгота) граничных точек каждого участка поля с различным содержанием клейковины в убранном зерне.

Заявляемое устройство работает следующим образом. Зерна пшеницы из пробоотборника 9, связанного с зернопроводом (на фиг. 1 не показан) гравитационным каналом поступления зерна, поступают в микромельницу 10, из которой мука, посредством гравитационного канала, подается в кювету 3. Излучение источника света 1 направляют через диффузный рассеиватель 2 на кювету 3, которая выполнена с окнами, прозрачными в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах (400-850 нм). Излучение, прошедшее через кювету 3, попадает на светофильтры 4, 5, пропускающие излучение соответственно в диапазонах 400-600 нм и 600-850 нм, регистрируется соответствующими фотоприемниками 6, 7, которые измеряют величины интегральной интенсивности диффузного пропускания кюветы в диапазоне 400-600 нм - J₀ и в диапазоне 600-850 нм - J_k, которые используют для вычисления процентного содержания клейковины по известной градуировочной зависимости (см. патент на изобретение RU 2138042 от 14.04.1998).

Полученные значения процентного содержания клейковины в убираемом зерне в виде аналоговых электрических сигналов из измерительного устройства 8 поступают в АЦП 11, где преобразуются в цифровую форму, и далее подаются на информационный вход 13 блока цифровой карты 12 убираемого поля, в котором цифровые значения процентного содержания клейковины наносят на цифровую карту в соответствии с текущими координатами убираемого участка поля, определяемыми системой спутниковой навигации и поступающими в блок цифровой карты поля 12 с его навигационного входа 14, связанного с выходом системы спутниковой навигации (на фиг. 1 не показана), и с заданной точностью, определяемой заданным значением периода пространственной дискретизации цифрового изображения поля (фиг. 2).

Введение в состав устройства для определения количества клейковины в зерне конструктивно объединенных и функционально связанных между собой и с другими функциональными элементами устройства пробоотборника зерна, микромельницы, аналого-цифрового преобразователя и блока цифровой карты убираемого поля, координаты которого определяют с помощью системы спутниковой навигации, позволяет достичь цели изобретения - осуществить координатную привязку участков убираемого поля с измеренным с процессе уборки урожая содержанием клейковины с целью последующего прицельного внесения удобрений в участки поля с ее пониженным содержанием и, таким образом, повысить урожайность этого поля в следующем сезоне.

Технический результат заключается в повышении урожайности убираемого продукта за счет прицельного внесения удобрений в участки поля с пониженным содержанием клейковины в убранном зерне, измеренным в процессе уборки урожая.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Устройство для определения количества клейковины в зерне включает источник света 1, рассеиватель 2, кювету 3, два светофильтра 4 и 5 для пропускания излучения в диапазонах 400-600 нм и 600-850 нм, два фотоприемника 6 и 7 для приема излучения в указанных диапазонах и измерительное устройство 8. Устройство для определения количества клейковины содержит пробоотборник 9 зерна, микромельницу 10 и электрически связанные аналого-цифровой преобразователь 11 и блок цифровой карты поля 12. Зерно из пробоотборника 9 поступает на микромельницу 10 для получения муки, которая поступает в кювету 3. Свет через рассеиватель 2 направляется в кювету 3, а затем через светофильтры 4 и 5 поступает в фотоприемники 6 и 7 и далее в измерительное устройство 8. Выход измерительного устройства 8 электрически связан с входом аналого-цифрового преобразователя 11. Выход преобразователя 11 связан с входом блока цифровой карты поля 12, который своим входом связан с приемником системы спутниковой навигации. Изобретение обеспечивает прицельное внесение удобрений на участки поля с пониженным содержанием клейковины в зерне. 2 ил.

Устройство для определения количества клейковины в зерне, содержащее источник света, диффузный рассеиватель, кювету, два светофильтра для пропускания излучения соответственно в диапазонах 400-600 нм и 600-850 нм, два фотоприемника для приема излучения соответственно в диапазонах 400-600 нм и 600-850 нм и измерительное устройство, отличающееся тем, что в него введены механически связанные пробоотборник зерна, микромельница и электрически связанные аналого-цифровой преобразователь и блок цифровой карты поля, при этом выход пробоотборника связан с входом микромельницы гравитационным каналом поступления зерна, а выход микромельницы связан с механическим входом кюветы гравитационным каналом поступления муки, источник света связан с оптическим входом кюветы через диффузный рассеиватель, а оптический выход кюветы через светофильтры связан с оптическими входами фотоприемников, электрические выходы фотоприемников связаны с входами измерительного устройства, выход измерительного устройства электрически связан с входом аналого-цифрового преобразователя, цифровой выход которого электрически связан с информационным входом блока цифровой карты поля, который своим навигационным входом электрически связан с приемником системы спутниковой навигации.