Устройство контроля качества внесения удобрений центробежным разбрасывателем Советский патент 1988 года по МПК A01C15/00 

сл

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть применено для контроля качества внесения удобрений центробежным разбрасьшате- лем. Цель изобретения - повьшение точности контроля качества внесения удобрений. Устройство содержит измерительный преобразователь 1 плотности потока удобрений, блок 3 управле

4

to

оо о to

00

ния, блок 6 памяти, генератор 4 тактовых импульсов, схему 7 управлении, шаговый двигатель 8, коммутатор 5 дешифратор 11, индикатор 12, датчики 2 исходного состояния, механический узел установки угла поворота измерительного преобразователя, активный фильтр 9 и усилитель-формирователь 10, В качестве измерительного преобразователя используется пьезоэлектрический акселерометр. Использование пьезоэлектрического акселерометра, узла установки, активного фильтра и усилителя-формирователя позволяет измерять не средний им1

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для контроля качества внесения удобрений центробежным разбрасывателем, и и может быть использовано в других областях народного хозяйства для оценки характеристик рассеивания веществ.

Целью изобретения является повышение точности контроля качества вне- сения удобрений.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства контроля; на фиг. 2 - кинематическая схема устрой- стэа;,яа фиг. 3 - конструкция узла установки угла поворота измерительного преобразователя.

Устройство содержит измерительный преобразователь 1, датчик 2 исходного состояния, блок 3 управления, генера- тор 4 тактовых импульсов, коммутатор 5j блок 6 памяти, схему 7 управления, шаговый двигатель 8, активный фильт 9, усилитель-формирователь 10 импульсов, дешифратор 11 и индикатор 12.

Измерительный преобразователь 1 (фиг. 1) укреплен на поворотной штанге 1 3 ( фиг„ 2), которая одним концом жестко соединена с валом шагового двигателя 8, Шаговый двигатель 8 уста- новлен на раме ветрозащитного,устройства так, что ось вращения его вала совпадает с осью вращения рассеивающего диска 14 (фиг. 2). В исходном состоянии штанга расположена на

пульс потока частиц удобрений, а количество частиц, бросаемьк в определенном направлении в течение определенного интервала времени. Это дает возможность с более высокой точностью осуществлять контроль неравномерности по всей длине прогона разбрасывателя, корректировать по этим данным дозу рассева и параметры настройки рабочих органов в зависимости от отклонения полученной кривой рассеивания, наблюдаемой на индикаторе 12, от заданной, что позволяет значительно повысить качество внесения удобрений. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

внешней границе сектора рассева диска и воздействует на датчик 2 исходного состояния, электрически соединенный с входом блока 3 управления. Узел 15 установки угла поворота измерительного преобразователя 1 (фиг. 2) позволяет вращать измерительный преобразователь вокруг его оси и устанавливать его так, чтобы его рабочая поверхность была перпендикулярна скоростям частиц удобрений. Узел 15 установки расположен на том же конце поворотной штанги 13, что и измерительный преобразователь 1, и содер- жит полый вал 16 поворота, жестко скрепленный с измерительным преобразователем 1, и щариковый фиксатор 17 этого вала на поворотной штанге. Из- :мерительный преобразователь 1 электрически соединен с коммутатором 5, управляющий вход которого соединен с первьм выходом блока 3 управления, а выход - с активным фильтром 9. Выход активного фильтра соединен с входом усилителя-формирователя 10 импульсов, выход которого соединен с первым входом блока 6 памяти, второй вход блока памяти соединен с первым выходом блока 3 управления. Выход блока 6 памяти соединен с входом дешифратора 11, выход которого соединен с входом индикат ора 12. Первый выход генератора 4 тактовых импуль сов соединен с первым входом блока управления. Второй и третий выходы

блока управления соединены с вторым входом схемы 7 управления шаговьм двигателем и входом генератора тактовых импульсов соответственно. Выход схемы управления шаговым двигателем соединен с входом шагового двигателя 8.

Коммутатор 5, активный фильтр 9, усилитель-формирователь импульсов 10, блок 6 памяти, дешифратор 11, блок 3 управления, генератор 4 тактовых импульсов и схема 7 управления шаговым двигателем смонтированы в кабине водителя, индикатор 12 - на приборном щитке кабины.

Полый вал узла установки угла поворота измерительного преобразователя вращается в упорно-радиальном и радиальном подшипниках 18, укрепленных на кронштейне, находящемся на конце поворотной штанги 13. На валу 16 жестко закреплены флажок .9 и измерительный преобразователь 1 так, что рабочая поверхность преобразова- теля перпендикулярна плоскости фпаж- ка. Кроме того, на оси жестко закреплены рычажки 20 с шариковыми фиксаторами 17, находящимися в ут.олщени- ях на концах рычажков. При вращении полого вала рьтажки 20 перемещаются так, что шарики фиксаторов дви -утся, касаясь поверхности диска 21. На поверхности диска 21 имеются полушариковые лунки, в которые попадают шарики фиксаторов, закрепляя то или иное угловое положение полого поворотного вала 16. Дпя увеличения числа устойчивых угловых положений (углов установки измерительного преобразователя) у гол между рычажками 20 выбран так, что когда шарик одного рычажка находится в лунке, шарик другого соприкасается с поверхностью планки на равном 1(асстоянии от двух ближайщих к нему лунок. Зазор между рычажками и диском 21 регулируется пружиной 22, деформация которой изменяется с помощью прижимиой гайки 23. Прижимная гайка 23 предохраняется от самоотвинчивания наккпной гайкой 24. Флажок 19, попав в поток удобрений, поворачивается, вращая в подшипниках 18 жестко скрепленный с ним вал 16 вместе с установленным на нем измерительньи преобразователем 1. Вращение флажка продолжается до тех пор, пока он не займет положение, параллельное направлению движения частиц. Рычажки 20

при этом поворачиваются вместе с осью вала до тех пор, пока момент силы, действующей со стороны потока удобрений на флажок 19, не окажется недостаточным для того, чтобы вывести фиксатор из очередного устойчивого положения.

Минимум момента силы соответствует

0 положению флажка 19, параллельному направлению движения частик.-Такш образом, достигается и фиксируется положение флажка, при котором рабочая поверхность измерительного преобразо5 вателя 1 перпендикулярна потоку частиц. Провода, соединяющие измерительный преобразователь 1 с коммутатором 5, проложены внутри полого вала 16. Все логические задачи в устройст0 ве контроля качества внесения удобре кий решаются микропроцессорным устройством - набором блоков: блока 3 управления, генератора 4 тактовых импульсов, блока 6 памяти и дешифратора

5 II. Основным блоком никропроцессх рно- го устройства является блок управяе- ния, вьшолненный например, на микросхеме КР 580 ИК БОА - центральный процессорный элемент. Дпя согпасова0 ния центрального процессора с другими блоками в блоке 3 использованы также микросхемы серии К155.

5

0

5

0

5

В конструкции предлагаемого устройства используется серийно выпускаемый пьезоэлектрический акселерометр ИС-313 А. Он представляет собой кристалл кварца, снабженный контактами и заключенный в металлический корпус, имеющий форму куба с длиной ребра 1 см.

Датчики 2 исходного состояния представляют собой герконовые выключатели. Генератор 4 тактовых импульсов и схема 7 управления шаговым двигателем выполнены на интегральных микросхемах серии К155. Коммутатор 5 выполнен на базе аналоговых ключей. Активный фильтр 9 вьшолнен на операционных усилителях серии К140. Усилитель-формирователь 10 импульсов выполнен на операционных усилителях, серии К140. Блок 6 регистров памяти и дешифратор 11 выполнены на интегральных микросхемах серии К155. Индикатор 12 представляет собой светодиодную матрицу на светодиодах АЛ 31ОА.

Устройство работает следующим обг разом.

14230286

равления, на второй вход которой приходит сигнал от блока 3, управляющий иаправлением вращения вала шагового двигателя 8, который перемещает поворотную щтангу с измерительным преобразователем 1 в Секторе рассева удобрений на угол, заданный оператором перед началом испытаний. Произ- 10 водится измерение плотности потока удобрений на одном угле сектора рассева. Сигнал, представляющий собой последовательность импульсов с выхода измерительных преобразователей 1, 15 поступает на входы коммутатора 5, который по сигналам от блока 3 поочередно подключает выходы измерительных преобразователей 1 к входу активного фильтра 9, с выхода которого . измерительные преобразователи 1 в сигнал поступает на вход усилителя- 1 торе рассева дисков с различными уг- формирователя 10 импульсов, с выхода ловыми скоростями, задаваемыми опера- которого кодовый сигнал, соответству- тором разбрасывателя перед рассевом ющий плотности потока удобрений на удобрений с пульт;а блока 3 управления, данном угле измерения, поступает на Кмпульсный сигнал с первого выхода ге-25 информационный вход блока.5 регистВ исходном состоянии поворотная штанга с измерительным преобразователем I, установленным с помощью узла установки так, что его рабочая поверхность перпендикулярна потоку частиц удобрений, сходящих с диска, на- ; ходится в крайнем положении сектора рассева диска разбрасывателя. Сигнал I об этом от датчика 2 исходного состояния поступает в блок 3 управления. j На первый вход этого блока (З) посту- пает импульсный сигнал с выхода гене- I ратора 4 тактовых импульсов, который

состоит из задающего генератора с i кварцевой стабилизацией частоты и делителя, имеющего переменный коэффициент деления. Это необходимо для того, чтобы иметь возможность перемещать

нератора 4 тактовых импульсов служит для контроля его работы, так как при испра-вной работе генератора 4 тактовых импульсов, а именно задающего генератора с кварцевой стабилизацией частоты и депителя, имеющего переменный коэффициент деления, на выходе 1 генератора 4 присутствует сигнал с определенной частотой следования импульсов, задаваемой по сигналу с выхода блока 3 управления. Если импульсного сигнала на выходе генератор I нет, то это говорит о его неисправ- |нос ги. Сигнал с первого выхода блока 3 управляет работой коммутатора 5 и синхронизирует запись информации от измерительных преобразователей 1 в соответствующие регистры блока 6 памяти.

Перед испытанием разбрасывателя оператором в блок 3 управления вводятся необходимая угловая скорость премещения поворотной штанги 13 с измерительным преобразователем 1, величина сектора контроля, а также щаг дискретизации, через который будет контролироваться плотность удобрений сходящих с дисков разбрасывателя. С выхода блока 3 управления сигнал поступает на вход генератора 4 вых импульсов и на его втором выходе формируется импульсный сигнал в соответствии с заданными условиями. Этот сигнал поступает в схему 7 уп

ров памяти. По синхронизирующим сигналам от блока 3 управления кодовый сигнал заносится в соответствующие регистры блока 6. Длительность цикла

записи значительно меньше, чем длительность импульсного сигнала от генератора 4 тактовых импульсов. При появлении следующего импульса на выходе генератора 4 срабатывает схема 7 управления, а двигатель 8 делает ( следующим шаг, т.е. поворотная щтан- га с измерительным преобразователем 1 перемещается и занимает положение, соответствующее углу измерения.

Аналогичным образом производится измерение плотности, преобразование сигнала и его запись в регистры блока 6.

Далее происходит срабатывание схемы 7 управления, двигатель 8 перемещается на следующий шаг, поворотная щтанга I3 измерительным преобразователем I устанавливается в следующее положение. Процесс измерения плотности потока повторяется.

По окончании измерений-на втором и третьем выходах блока 3 формируются управляющие сигналы, первый из которых поступает в генератор 4 тактовых импульсов и изменяет частоту выходного сигнала этого блока, а второй переключает схему 7 управления, и на ее выходе формируется сигнал, приводящий шйговый двигатель 8 во вра- 714

щение в обратную сторону-, перемещая поворотную штангу с измерительным преобразователем 1 в исходное состояние. Сигнал об этом от датчика 2 исходного состояния поступает в блок 3 управления, и на его первом выходе формируется кодовый сигнал, разреша- ЮП1ИЙ выдачу информации из блока 6 ре

гистров памяти на дешифратор 11. Пре- ю продолжения работы.

образованный сигнал с выхода дешифратора 11 поступает на индикатор 12, на информационном табло которого формируется изображение кривой неравномерности, по изменению которой опера- тор может корректировать дозу рассева, параметры настройки места подачи удобрений на диск, а также траекторию движения разбрасывателя для получения

необходимых показателей качества рабо-20 от отклонения полученной кривой от

ты машины.

Таким образом, для измерения плотностей потоков удобрений вместо известного тензометрического измерительного преобразователя используется пьезоэлектрический акселерометр, преобразующий силу, действующую на его рабочую поверхность, в сигнал напряжения, а вместо аналого-цифрового преобразователя - усилитель-формирователь импульсов и активный фильтр. В предложенное устройство дополнительно введен узел установки измерительного преобразователя.

Поток удобрений, представляющий собой совокупность летящих частиц, взаимодействует с измерительным преобразователем при ударах частиц о рабочую поверхность измерительного преобразователя. При этом выходной сигнал измерительного преобразовате- ля имеет вид последовательности импульсов напряжения, в которой каждый импульс соответствует удару одной частицы. Ч ем вьшзе плотность потока удобрений, тем чаще частицы ударяются о рабочую поверхность измерительного преобразователя и тем выше частота следования выходных импульсов. Даже при малых дозах внесения удобрений частота ударов частиц о рабочую поверхность измерительного преобразователя в 10-20 раз превышает наибольшую -частоту вибраций разбрасывателя. Разделение полезного сигнала и помехи осуществляется активным фильтром и позволяет повысить точност расчета показателей качества внесения удобрений и точность воспрон ве8

дения кривой неравномерности на индикаторе,, находящемся в кабине водителя . Наличие точной информации о характере рассева удобрений позволяет водителю принять обоснованное решение об изменении траектории движения разбрасывателя, о необходимости устранения неисправностей, о возможности

При использовании изобретения обеспечивается возможность с более высокой точностью по сравнению с прототипом осуществлять оперативный контроль неравномерности по всей длине прогона разбрасывателя, а на основе более достоверной информации корректировать дозу рассева и параметры настройки рабочих органов в зависимости

заданной и обеспечивать более высокое качество внесения удобрений.

Формула изобретен и-я

с возможностью поворота на штанге, ось которой совпадает с осью вращения ротора разбрасывателя, и подключенный двумя выходами к коммутатору, два датчика крайних положений измерительного преобразователя, соединенные с блоком управления, первый выход которого подключен к управляющему входу коммутатора и через блок памяти и дешифратор - к индикатору, а второй выход блока управления через схему управ ления подсоединен к шаговому двигателю, ротор которого кк1 ематически связан с осью штанги, и генератор импульсов управляемой частоты, подключенный

входом к блоку управления, первым вь ходом - к блоку управления, а вторым (выходом) - к схеме управления, отличающееся тем, что,с целью повышения точности контроля,

устройство снабжено последовательно включенными между выходом коммутатора и информационным входом блока памяти активным фильтром и усилителем- формирователем, а также узлом установки угла поворота измерительного преобразователя, который выполнен в виде пьезоэлектрического акселерометра.

новки угла поворота измерительного преобразователя выполнен в виде шарикового фиксатора с возможностью взаимодействия с неподвижным диском, ось которого совпадает с осью вращения штанги, и смонтирован с возмсжностыо

UZ

14

X

fffn fTflt/ fft Cf

/yo3 /jafc /ffffme/r /

осевых перемещений на подпружиненном рычаге на одной оси с поворотным флажком соосно с осью штанги, причем рабочая поверхность измерительного преобразователя перпендикулярна плоскости флажка.

6

W

1U.

ж

f/e.2

77(fju.S