Стенд для измерения динамической упругости семян Советский патент 1986 года по МПК A01C7/00 

а через элемент НЕ - с вторым входом второго элемента И, причем выходы второго и третьего элементов И электрически связаны с исполнительным механизмом, выходы разрядов второго и третьего счетчиков

1205798

т с регистратором, а выход первого счетчика соединен с управляющим входом регистратора непосредственно и через третий элемент задержки с входами Сброс второго - и третьего счетчиков.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к стендам для измерения динамической упругости семян,

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, повышение достоверности измерений и надежности. I

На чертеже представлена функцио-

пальная схема предлагаемого стенда. Стенд содержит семенной бункер 1 с направляющей трубкой 2 и вставкой 3, подбираемой для определенного размера семян, заслонку 4с электромагнитом 5, уловитель 6 семян с двумя отсеками, датчик 7 динамической упругости семян 8, генератор 9 эталонных импульсов, регистратор 10, три двухвходовых эле- мента И 11-13, два многовходовых элемента И 14 и 15, элемент НЕ 16, два элемента ИЛИ 17 и 18, четыре счетчика импульсов 19-22, формирователь 23 импульсов, блок 24 выделе ния переднего и заднего фронтов импульсов, блок 25 выделения максимума сигнала, компаратор 26, триггер 27, три ключа 28-30, три элемента 31-33 задержки, исполнитель- ный механизм 34, усилитель 35 мощности.

Семенной бункер 1 с установленными вертикально направляющей трубкой 2 и вставкой 3 расположен над уловителем 6 семян. Заслонка 4 вра- щается вокруг вертикальной оси посредством электромагнита 5. Выход датчика 7 соединен с входами форми- эователя 23 и блока 25 выделения масимума. Выход формирователя 23 сое- динен с входом блока 24 выделения переднего и заднего фронтов импульсов и с управляющим входом элемента И 11, рабочий вход которого соединен с выходом генератора 9 эталонных импульсов.

Выход элемента И 11 соединен непосредственно со счетными входами третьего и четвертого счетчиков 21 и 22, а через первый элемент 31 задержки - с рабочими входами второго и третьега ключей 29 и 30. Выходы разрядов счетчика 22 соединены с объединенными входами элементов И 14 и 15, выходы которых соединены с уп- равляющими входами ключей 29 и 30 соответственно.

Выход ключа 29 соединен с еди- ;ничным входом триггера 27, нулевой вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 18, первым входом соединенного с первым выходом блока 24, а вторым входом - с выходом ключа 30 Нулевой выход триггера 27 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 17, первый вход которого соединен с выходом компаратора 26, первым входом соединенного с выходом блока 25 вьщеле- ния.максимума сигнала, а вторым входом - с выходом источника эталонного напряжения Ujrn (не показан). Выход элемента ИЛИ 17 соединен с управляющим входом первого ключа 28, рабочий вход которого, объединенный со счетным входом первого счетчика 19 и первыми входами элементов И 12 и 13, соединен с вторым выходом блока 24 вьщеления переднего и заднего фронтов импульсов. Второй выход блока 24 соединен через второй элемент 32 задержки с входом Сброс четвертого счетчика 22 а через усилитель 35 подключен к обмотке управления электромагнита 5. Выход первого ключа 28 соединен со счетным входом второго счетчика 20 и вторым входом второго элемента И 13 непосредственно, а через эле3

мент НЕ 16 - с вторым входом первого элемента И 12,

Выходы первого и второго элементов И 12 и 13 соединены с первым и вторым входами исполнительного механизма 34. Выходы разрядов второго счетчика 20 соединены с первой группой входов рег истратора 10, вторая группа входов которого соединена с выходами разрядов третьего счетчика 21.

Выход старшего разряда первого счетчика 19 соединен с управляющим входом регистратора 10 непосредственно, а через третий элемент 33 задержки - с входами Сброс счетчиков 20 и 21.

Семена .считаются годными для посева при выполнении условий

,,

где и ,Г1 - амплитуда импульсного сигнала, определяемая весом отдельного семена; Ujn, - заранее фиксированная величина, пропорциональная (равная) минимальному весу годного для посева сем ни

min « - Шоке где Imipj и Ттакс минимальная и

максимальная длительности импульса удара;

LJ - длительность импульса удара одного падающего семени.

Датчик 7 динамической упругости семян выполнен в виде пьезоэлектрической пластины, жестко укрепленной на основании стенда. На выходах элементов И 14 и 15 сигнал формируется при достижении содержимым четвертого счетчика 22 фиксированных значений N( и N соответственно (N соответствует минимальной длительности импульсов, Nj - максимальной длительности импульсов ударов о пьезоэлектрическую пластину падающих семян).

Счетчики 19-22 - накапливающего типа. Первый счетчик 19 фиксирует общее количество N исследуемых семя второй счетчик 20 - суммарную длительность импульсов ударов бракованных семян, третий счетчик 21 - суммарную длительность tt. импульсов удара всех иccлeдye G x семян, чет05798

вертьш счетчик 22 фиксирует длительность 1 импульса удара каждого падающего семени и является счетчиком эталонных импульсов. 5 Формирователь 23 на выходе при ударе формирует прямоугольный импульс постоянной амплитуды длительностью Г;( . Блок 24 выделения переднего и заднего фронтов импульсов

10 формирует на выходах короткие импульсы в моменты времени переднего и заднего фронтов импульсов с вы- , хода формирователя 23. Причем на первом выходе блока 24 импульсы

15 соответствуют моменту времени появления переднего фронта, а на втором выходе - моменту времени появления заднего фронта.

Блок 25 выделения максимума сиг20 нала формирует на выходе сигнал, рав- ньй максимальному значению каждого импульса, поступающего с 7. Компаратор 26 формирует на выходе сигнал, если значение сигнала на

25 выходе блока 25 выделения максимума сигнала меньше Uj,ri.

Исполнительный механизм 34 может быть выполнен, например, в виде 30 пневматического устройства импульсного действия и служит для удаления семян с пластины датчика 7, в зависимости от их качества по признакам длительности импульса удара и амплитуды этого импульса, и классификации их - Годен или Брак.

В исходном состоянии регистратор 10, счетчики 19-22 и триггер 27 установлены в нуль, ключ 28 открыт,

на выходах элементов И 14 и 15 сиг- 40

нал возникает только при содержимом

счетчика 22 меньше или больше чисел N( и Nj соответственно.

При условии Na, на выходах элементов И 14 и 15 присутствует нулевой потенциал, а ключи 29 и 30 закрыты.

Стенд работает следующим образом.

При включении кнопки Пуск (не 50 обозначена) на обмотку электромагнита 5 кратковременно подается напряжение питания. При этом заслонка 4 сдвигается в сторону на время, достаточное для выпадения из бун- 55 кёра 1 по вставке 3 строго одного семени. Затем электромагнит 5 обесточивается и возрастная пружина приводит заслонку 4 в исходное соСтоя35

ние, препятствующее поступлению семян из бункера 1 во вставку 3.

Поступающее во вставку 3 семя падает на поверхность пластины датчика 7. При этом формируется электрический импульсный сигнал, пропорциональный по амплитуде силе удара (весу семени), а по длительности - динамической упругости семени.

Рассмотрим специфику функционирования устройства при классификации семян только по длительности ударного импульса Т отдельного семени. При ударе очередного семени о пластину датчика 7 возникает импульсный сигнал, поступающий через формирователь 23 на один вход элемента И 11. При этом импульсы с выхода генератора 9 эталонных импульсов через элемент И 11 поступают н счетные входы счетчиков 21 и 22. Импульс с первого выхода блока 24 через элемент ИЛИ 18 поступает на нулевой вход триггера 27, подтверждая его нулевое состояние, ключ 28 открыт.

Первый импульс генератора 9 эталонных импульсов , прошедший через открытый элемент И 11 и задержанный элементом 31 задержки, через открытьш ключ 29 поступает на единичный вход триггера 27, устанавливая его в единичное состояние При этом (в случае отсутствия сигнала на выходе компаратора 26) на управляющий вход ключа 28 поступает низкий уровень напряжения и ключ 28 оказывается закрытым. Указанное состояние триггера 27 не изменяется до тех пор, пока на его нулевой вход не поступит импульс с первого выхода блока 24 выделения фронтов импульсов либо импульс с вьгхода ключа 30, соответствующий выполнению условия Ц Тмакс- . Следовательно, триггер 27 находится в нулевом состоянии, при котором ключ 28 открыт, при выполнении условия Т, или r TmftKc. В случае Т„, „ Lt 4 Г,„акс триггер 27 находится в единичном состоянии и ключ 28 закрыт.

При выполнении условия Um Ujiri н выходе компаратора 26 формируется единичный сигнал, который через элемент ИЛИ 17 поступает на управляющий вход ключа 28.

Импульс с второго выхода блока 24 поступает на счетный вход счетчика 19, через ключ 28 (в случае его открытого состояния) на счетньм вход счетчика 20, и через элемент 32 задержки на вход Сброс счетчи-® ка 22, устанавливая его в нуль. Этот же импульс при открытом ключе 28

через элемент И 13 поступает на второй вход исполнительного механизма 34, в результате чего данное семя перемещается в отделение бракованных семян бункера 6.

При закрытом ключе 28 импульс с второго вьгхода блока 24 через элемент И 12 поступает на первый вход исполнительного механизма 34, в результате чего семя перемещается в

отделение годных семян бункера 6. Те же импульсы, поступая через усилитель 35 на обмотку электромагнита 5, вызывают сдвиг в сторону заслонки 4 и выпадение очередного семени из бункера 1.

В счетчике 19 формируется общее количество исследуемых семян, в счетчике 20 - количество семян с длительностью импульса при ударе

1| t Л такс или при выполнении условия . Счетчик 21 фиксирует суммарную длительность импульсов ударов семян, число которых зафиксировано в счетчике 19.

При возникновении импульса переполнения счетчика 19, поступающего на выход регистратора 10, содержимое счетчиков 20 и 21 передается на разные группы входов регистратора 10 со сдвигом на п разрядов вправо (п соответствует числу разрядов счетчика 19). Следовательно, регистратор 10 фиксирует процент бракованных семян в партии из п семян, а

также среднюю длительность ударного импульса серий из п ударов, соответствующую средней динамической упругости.

Импульс переполнения счетчика 19 через элемент 33 задержки поступает на сбросовые входы счетчиков 20 и 21, устанавливая их в нуль.

Стенд выключается при отключении напряжения питания.

Таким образом, предлагаемый стенд более полно определяет физические свойства семенного материала: степень выполненности семян, состояние

их поверхности, травмированность, дробленность, при этом одновременно регистрируются усредненные показатели динамической упругости и веса, а семена разделяются на группы.Кроме того, уменьшается степень искажения характеристик ударного импульса за счет жесткого за- крепления пьезоэлектрической пластины .