Устройство управления многоопорной дождевальной машиной Советский патент 1987 года по МПК A01G25/09 

1

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при поливе сельскохозяйственных культур самоходными электрифицированными дождевальными машинами, например, ти- па Кубань.

Цель изобретения - повышение точности и надежности работы устройства.

На чертеже представлена блок-схема устройства управления многоопорной дождевальной машиной.

Устройство содержит диодный термо- анемометрический датчик 1 скорости

134

20

25

30

ветра, выполненный, например, на базе 15 грев его р-п-перехода до 70-80 С. малогабаритных полупроводниковых диодов КД102А, смещенных в прямом направлении постоянным током для обеспечения линейной зависимости прямого падения напряжения на диоде от температуры, а следовательно; от скорости воздушных потоков, обдуваемых диодный датчик, обычно устанавливаемый на верхней части центральной балки 2, соединяющей правый 3 и левьй

4головные пролеты электрофицирован- ной многоопорной дождевальной машины.

К выходу диодного датчика 1 подключены блок 5 измерения температуры датчика 1. В состав блока 5 входят последовательно включенные блок аналого-цифрового преобразователя 6 Напряжение-частота, нормализатор 7, предназначенный для приведения амплитуды выходного напряжения преоб- jg разователя 6 к величине, обеспечивающей нормальное функционирование счетчика 8 текущей частоты. В блок

5измерения температуры входят также кварцевьй генератор 9 эталонной частоты, подключенный к Ъервому входу счетчика 10 эталонной частоты, логический блок 11, блок 12 согласования и коммутации.

Для повьшенид точности контроля изменения температуры диодного датчика 1 при его обдуве ветром питание блоков 6-11 производится от стабилизированного источника 13 пита-;- ния. Выходы блока 12 согласования и коммутации подключены к входу блока 14 задания поливной нормы, к входам блока 15 управления электродвигателями 16 колес опорных тележек машины и входу блока 17 управления электродвигателем насосной установки 18 машины. С помощью насосной установки 18 осуществляется забор оросительной воды из открытого оросиВ этом диапазоне температур у -данн го диода обеспечивается высокая степень линейности прямого падения напряжения на диоде от температуры окружающей среды.

ч

При обдуве ветром диода изменя ся температура его корпуса и р-п-п рехода, а следовательно, линейно изменяется падение напряжения на д оде, которое поступает на вход линейного преобразователя напряжения в частоту, собранного, например, н операционном усилителе. - микросхем К553УД2, представляющего интеграт линейно нарастающего напряжения, к торое, возрастая, заряжает конденс тор, подключенный параллельно инве ному входу и выходу операционного усилителя. Когда он зарядится до 10 В, то однопереходной транзистор открывается, и конденсатор быстро разряжается через него, после чего процесс интегрирования входного на пряжения снова повторяется. Откали ровать термоанемометрический датчи можно, например, по серийному анем румбометру МбЗМР. Для того, чтобы исключить влияние колебаний темпер 45 туры окружающей среды как раз и вы бирается принудительный нагрев дат ка до 70-80°С. В этом случае колеб ния температуры окружающей среды п поливе дождевальными машинами от 5 до 45° С практически не сказываются на точности измерения скорости вет и специальные меры для компенсации температурных колебаний воздуха не требуются. Изменение частоты регис g рируется счетчиками и анализируетс логическим блоком, после чего форм руются соответствующие команды на изменение поливной нормы (скорости движения машины) или отключение ма

40

50

97332

тельного канала 19 через фильтр 20 и всасывающий трубопровод 21.

Действие термоанемометра основано g на явлении зависимости теплоотдачи нагретого полупроводникового диода от скорости обтекающего его воздушного потока.

В качестве первичного датчика 1 10 скорости ветра можно использовать полупроводниковый диод типа КД 102Б, через который пропускается средний прямой электрический ток величиной около 60 мА, обеспечивающий разо0

5

0

грев его р-п-перехода до 70-80 С.

g

В этом диапазоне температур у -данного диода обеспечивается высокая степень линейности прямого падения напряжения на диоде от температуры окружающей среды.

ч

При обдуве ветром диода изменяется температура его корпуса и р-п-перехода, а следовательно, линейно изменяется падение напряжения на ди- оде, которое поступает на вход линейного преобразователя напряжения в частоту, собранного, например, на операционном усилителе. - микросхеме К553УД2, представляющего интегратор линейно нарастающего напряжения, которое, возрастая, заряжает конденсатор, подключенный параллельно инверсному входу и выходу операционного усилителя. Когда он зарядится до 10 В, то однопереходной транзистор открывается, и конденсатор быстро разряжается через него, после чего процесс интегрирования входного напряжения снова повторяется. Откалиб- ровать термоанемометрический датчик можно, например, по серийному анемо- румбометру МбЗМР. Для того, чтобы исключить влияние колебаний темпера- 5 туры окружающей среды как раз и выбирается принудительный нагрев датчика до 70-80°С. В этом случае колебания температуры окружающей среды при поливе дождевальными машинами от 5 , до 45° С практически не сказываются на точности измерения скорости ветра и специальные меры для компенсации температурных колебаний воздуха не требуются. Изменение частоты регист- g рируется счетчиками и анализируется логическим блоком, после чего формируются соответствующие команды на изменение поливной нормы (скорости движения машины) или отключение ма-

0

0

шины при скоростях ветра, превышающих предельно допустимые.

Двоичные счетчики 10 и 8 связаны с логическим блоком 11 следующим образом (показано в виде двухсторонних стрелок). На логический блок 11 поступают не только импульсы эталонной частоты от счетчика 10 и импульсы текущей частоты от счетчика 8, но с ло- IQ ветствующей частоты через нормализатор 7 поступает на счетчики 8 текущей частоты.

гического блока 11 на двоичные счетчики 8 и 10 поступают сигналы обнуления, если за заданный интервал времени измерения средней скорости ветра счетчик 8 не успевает полностью заполниться, а импульсы конца счета заданного интервала измерения скорости ветра заполнили счетчик 10. Посл прохождения команды обнуления счётчиков 1C и 8 начинается новьм цикл измерения средней скорости ветра.

Устройство управления многоопорно дождевальной машиной работает следующим образом.

При включении дождевальной машины в работу и установки на блоке 14 неоходимой поливной нормы начинается перемещение опорных тележек 16 машины забор оросительной воды насосной устновкой 18 из открытого канала 21 че- рез фильтр 20, всасьгеающий трубопровод 21, а от него через водопроводя- щие трубопроводы опорных тележек машины к дождевальным аппаратам и далее к орошаемым сельхозкультурам.

Если на дождевальную машину при ее работе воздействуют ветровые нагрузки, ниже предельно допустимых, то напряжение с выхода диодного датчика 1 поступает на вход аналого-i цифрового преобразователя 6 Напряжение-частота .

, Функциональная схема преобразователя 6 выбрана такой, что частота его выходного напряжения линейно зависит от изменения температуры диодного датчика i, которая связана линейной зависимостью с падением напряжения на датчике 1 .

Схема преобразователя легко реализуется на основе использования ли- .нейного операционного усилителя, работающего в режиме интегратора, причем сбрасывание интегратора осуществляется однопереходным транзистором, например, типа КТ117Г с двумя базами п-типа и одним эмиттером, через который происходит разряд конденсатора

и порог открывания которого задается температурно-компенсированным стабилитроном, , обеспечивающим стабилизацию минимального и максимального значений температуры датчика 1, а следовательно, и диапазона контроля скорости ветра. С выхода преобразователя 6 переменное напряжение соот5

0

25

30

тор 7 поступает на счетчики 8 текущей частоты.

Одновременно с второго выхода счетчика 8 включается в работу Счетчик 10 эталонной частоты, на второй вход которого поступают калиброванные односекундные импульсы с эталонного кварцевого генератора 9.

В счетчике, 10 формируется сигнал окончания заданного измерительного цикла скорости ветра, равный обычно 5-7 мин,., который поступает в логический блок 11. Одновременно в последний поступает сигнал заполнения счетчика 8 текущей частоты.

В зависимости от соотношения входных сигналов логический блок 11 формирует либо сигнал установки в О счетчика 8 и логического блока 11, либо сигнал 1 на включение блока 12 согласования и коммутации.

При скорости ветра ниже предельно допускаемой частота с выхода аналого-цифрового преобразователя 6 изменяется незначительно. Счетчик 8 текущей частоты в этом случае успевает полностью заполниться и по приходу импульса конца установленного временного интервала длительности измерения средней скорости ветра,например, 5 мин, логический блок 11 вьщает сигнал на обнуление счетчиков 8 и 10, после чего начинается новый временной цикл измерения средней скорости ветра. Команда на блок 12 согласования и коммутации в этом случае не подается, ведется полив дождевальной машиной в нормальном режиме с установлен ной поливной нормой.

При скорости ветра выше предельно допустимой счетчик 8 текущей частоты не успевает полностью заполниться по приходу сигнала конца установленного gg интервала измерения средней скорости ветра вследствие уменьшения частоты выходного напряжения преобразователя 6 и логический блок 11 выдает команду 1 блоку 12 согласования и комму35

40

45

50

тации, с вькодов которого поступают команды на блок 14 задания поливной нормы и на второй вход блока 15 управления электродвигателем 16 колес задающих (крайних) опорных тележек дождевальной машины. Происходит отключение электродвигателя 16 опорных тележек машины и насосной установки .18, остановка движения машины и прекращение забора воды насосной установкой 18 из открытого канала 19 через фильтр 20 и всасьшающий трубопро- вод 21.

Экономический эффект от использо вания предлагаемого устройства управления многоопорной дождевальной машиной достигается за счет повьшения точности контроля скорости ветра при поливе, помехозащищенности устройства и производительности работы машины при поливе, а также повьппения урожайности сельхозкультур за счет более точного соблюдения норм полива. Точность измерения температуры датчика повьшается до +0, в диапазоне измерения скорости ветра от 2 до 30 M/CJ а точность измерения скорости ветра - до П,

ор М. Бланар 5208/2

Составитель Г„ Параев Техред М.Ходанич

Ко По

Тираж 628 ВНИШ1И Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж-ЗЗ, Раушская иаб, д„ 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г Ужгород; ул„ Проектная,, 4

ормула. изобре Рения

1 „ Устройство управления многоопорной дождевальной машиной, включающее блоки управления электродвигателями опор и насосной установки и блок задания поливной нормы, связанные с выходами задатчика скорости ветра че- :рез блок измеренийS отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности работы устройства, оно снабжено блоком согласования и коммз тации5 подключенным между блоком управления электродвигателями опор, управления насосной установкой, задатчика поливной нормы и блоком измерения, причем последний выполнен в виде последовательно включенных аналого-цифрового преобразователя, нормализатора, счетчика частоты и логического блока, к второму входу которого Подключен счетчик эталонной частоты кварцевого генератора.

2. Устройство по п,1, отличающееся тем, что датчик скорости ветра выполнен в виде термо- анемометрического датчика на основе диода с принудительным электрическим разогревом.

Коррактор. В Еутяга Подписное

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Цель изобретения - повышение точности и надежности работы устройства. Устройство включает блоки 15 и 17 управления электродвигателями опорных тележек и насосной установки блок 14 задания поливной нормы, термоанемометр ический датчик 1 скорости ветра и блок 12 согласования и. коммутации. Блок измерения 5 включает аналого-цифровой преобразователь 6, нормализатор 7, счетчик 8 текущей частоты, генератор 9 эталонной частоты, подключенный к первому входу счетчика 10 эталонной частоты и логический блок 11. Сигналы в виде изменяющейся частоты с термоанемометрического датчика 1 скорости ветра на основе диода с принудительным электрическим разогревом и узлом преобразования тока через диод в частоту поступают через аналого-цифровой преобразователь 6, нормализатор 7 в счетчик 8. Логический блок 11 сравнивает показания счетчика 8 и счетчика 10 эталонной частоты кварцевого генератора 9. В зависимости от результатов сравнения через блок 12 согласования и коммутации производится управление поливной нормой блоком 14 путем изменения скорости движения тележек f. электродвигателями 16 и управление электродвигателем насосной установки 18 блоком 17. 1 3.п. ф-лы, 1 ил. i I 00 4 ;о | со СА