ДАТЧИК ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ КОРНЕКЛУБНЕПЛОДОВ ОТ КОМКОВ ПОЧВЫ И КАМНЕЙ Советский патент 1971 года по МПК B03B13/04 

Изобретение относится к технике уборки корнеклубнеплодов и предназначено для ликвидации ручной переборки вороха при уборке и сортировке преимущественно картофеля.

Известны датчики автоматических сепарирующих устройств, чувствительный элемент которых представляет собой двухпроводную четвертьволновую разомкнутую линию, концы последней охватывают снизу диэлектрический желоб, по которому перемещается сепарируемая масса. Линия подключена к автогенератору, работающему в диапазоне частот 200- 300 М гц. Компоненты вороха перемещаются вдоль желоба в пучности напряжения двухпроводной линии, что дает возможность путем подстройки схемы датчика получить разнополярные сигналы от плодов и минеральных примесей.

Однако компоненты малой и средней фракции при движении по желобу, щирина которого выбирается по максимальному размеру компонентов, могут смещаться относительно оси желоба и выходить за пределы чувствительной зоны линии. Поэтому приходится прибегать к делению вороха на фракции по размерам, что значительно усложняет процесс. Из-за одностороннего изгиба концов линии последняя проходила сбоку желоба, что затрудняло ее привязку.

В предлагаемом датчике зона чувствительности увеличина путем раздвоения концов линии в виде вилок. Размещение оснований этих вилок по оси желоба облегчает его конструктивную привязку, т. к. линия проходит по вертикальной оси желоба на максимальном удалении от металлоконструкций, поддерживающих желоб.

Принципиальная схема радиотехнического датчика показана на чертеже.

Датчик представляет собой автогенератор высокочастотной электромагнитной энергии, собранный по двухтактной схеме с общей сеткой на двойном триоде 6НЗП. Между анодами триода включен колебательный контур, состоящий из катущки L и переменного конденсатора С. Последний служит для настройки автогенератора с чувствительным элементом по частоте.

К средней точке катушки LI колебательного контура через дроссель Д,Р и конденсатор Cz подводится анодное напряжение от источника питания. Обе сетки лампы заземлены но высокой частоте через емкости Сз и С.

Сеточные сопротивления i и R служат для получения на сетках автоматического смещения, возникающего за счет протекания по этим сопротивлениям сеточного тока. Для подбора оптимального режима работы датчика, кроме автоматического смещения, вводится фиксированное смещение от отдельного источника, которое регулируется потенциометром R.

Конденсаторы Cz, €5, Се являются развязками по высокой частоте. Для устранения потерь высокочастотной энергии в катодной и накальной цепях в катоды и накал включены ВЧ дроссели Др2, Дрз, Д/04, Др5- Обратная связь возникает за счет внутриламповой и монтажной емкости между анодами и катодами лампы автогенератора.

Вывод высокочастотной энергии к чувствительному элементу осуществляется через катушку связи LS, которая может перемещаться относительно катушки LI колебательного контура. Это дает возможность регулировать величину связи, что наряду с регулировкой частоты служит для настройки датчика для получения разнополярных сигналов от разделяемых компонентов.

В качестве чувствительного элемента датчика используется четвертьволновый разомкнутый отрезок двухпроводной линии. Одними концами линия соединяется с катушкой связи Z.2, а свободные концы линий раздвоены в виде вилок, охватывающих снизу диэлектрический желоб, по которому движутся компоненты вороха. Это дает возможность получать разнополярные сигналы от распознаваемых компонентов при боковом смещении последних относительно оси желоба, а также облегчает конструктивную привязку датчика.

Линия настраивается в резонанс с частотой генератора грубо изменением длины линии. После этого подбирается величина связи посредством перемещения катушки связи Lg относительно катушки LI колебательного контура. Л затем настройка в резонанс генератора с линией доводится точно изменением частоты генератора посредством переменного кондеисатора Ci.

При резонансе от генератора в линию поступает максимальная энергия, что фиксируется по минимуму сеточного тока лампы генератора.

Перемещение комка почвы в пучности напряжения чувствительного элемента (т. е. у свободных концов двухпроводной линии) эквивалентно подключению некоторого активного сопротивления и очень небольшой емкости, так как диэлектрическая проницаемость грунта сравнительно невелика. Линия при этом расстраивается мало, а потребление энергии от генератора возрастает вследствие потерь в грунте. Это вызывает уменьшение сеточного тока лампы и появление на выходе схемы импульса отрицательной полярности.

Помещение картофеля в пучность напряжения чувствительного элемента эквивалентно подключению некоторого активного сопротивления такого же порядка, как и в первом случае (тангенс угла диэлектрических потерь грунта и картофеля отличается мало и равен примерно 0,2), и значительной емкости, так как диэлектрическая проницаемость картофеля в несколько раз выше, чем почвы. Это вызывает расстройку линии и резкое уменьшение потребления энергии от генератора, вследствие чего сеточный ток лампы автогенератора увеличивается, а на выходе датчика появляется импульс положительной полярности.

Таким образом, получаются разнополярные сигналы от картофеля и комков почвы. Связь подбирается экспериментально таким образом, чтобы обеспечить разную полярность сигналов при боковом смещении разделяемых компонентов в пределах площади, охватываемой вилками чувствительного элемента. Этот эффект сохраняется при увеличении размеров компонентов, так как основное влияние на поглощение энергии и расстройку линии оказывается в ближней зоне (на расстоянии, равном половине расстояния между проводами линии). Поэтому, если объект больших размеров, то основное влияние на чувствительный элемент оказывает та часть его объема, которая находится в указанной зоне. Предлагаемый датчик для сепарации картофеля от комков почвы и включений не требует непосредственного контакта между чувствительными элементами и контролируемой средой, отличается простотой схемы и конструкции, безинерционностью, малым потреблением энергии, небольшими размерами и весом, позволяет получать разнополярные сигналы, что гарантирует 100%-ное распознавание компонентов вороха; в датчике могут быть применены стандартные радиодетали широкого применения.

Предмет изобретения

Датчик для распознавания корнеклубнеплодов от комков почвы и камней, содержащий автогенератор и подключенную к нему четвертьволновую двухпроводную разомкнутую линию, концы которой охватывают снизу диэлектрический желоб для перемещения сепарируемой массы, отличающийся тем, что, с целью получения разнополярных сигналов от распознаваемых компонентов независимо от их бокового нолол ения относительно оси желоба, концы линии раздвоены в виде вилок, основания которых расположены по оси желоба.

1

В схему

oSpaSonr/fL

сигналов