Способ формирования сигналов для распознавания растений и других неоднородностей Советский патент 1975 года по МПК A01B41/06 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для использования в системах распознавания растений и почвы с целью автоматизации процессов возделывания и уборки пропашных культур.

Известен способ настройки высокочастотных датчиков для распознавания растений и почвы путем выделения полезного сигнала но изменению активного сопротивления, вносимого в резонансную систему чавствительным контуром датчика, через электрома1нитное поле которого перемещают распознаваемые предметы. Заданное соотношение между сигналами от, например, корнеклубнеплодов и почвы достигают последовательным подбором параметров контуров и связи между ними при периодическом внесении распознаваемых предметов в электромагнитное поле датчика.

Недостатки известного способа настройки состоят в низкой надежности распознавания растений и почвы из-за трудности обеспечения запасов усто1 чивости режимов схемы по отношению к воздействиям ;1естабилизирующих факторов при последовательном подборе этих режимов, а также в сложности процесса такой настройки.

Цель изобретения состоит в повышении точности распознавания растений и почвы и упрощении процесса иастройки регистрирующей схемы.

11оставленная цель достигается тем, что частоту электромагнитного поля устанавливают соответствующе частоте связи контуров, обеспечивающей противоположное по знаку воздеГ1ствне на полезный сигнал активного и реактивного сопротивлений, вносимых распозпаваемыми предметами, а величину связи выбирают в зависимости от максимальной разности между сигналами.

На фиг. 1 показана двухконтурная резонансная распознающая система с автогенераторным формирователем выходного сигнала; на фиг. 2-график зависимости относительного изменения активного сопротивления А чувствительного контура от относительного изменения его емкости Р ири внесении в электромагнитное поле чувствительного элемента кориеклубиеплодов I, почвы II и листьев III. а сплошными линиями показано семейство кривых, соответствующ 1х различ)5ым зиачемиял коэфф1пи1екта связи / между коитуpaiviii, при внесении которых внесеииое предметами активное сопротивление AV чувствительного элемента компенсирует соответствуюи1,ее влияние измеиения его емкости ДС на полезный сигнал.

Для реализации предлагаемого способа, например, чувствительный контур 1 связывают через емкостную связь 2 с контуром 3, соединенным с источником 4 высокочастотного питания, в качестве которого используют высокочастотный автогенератор. В качестве задающего контура автогенератора нрименяют контур 3, для чего обеспечивают его максимальную добротность по сравнению с другими контурами автогенератора. Благодаря этому полезный сигнал формируют по изменению активного сопротивления, вносимого в контур чувствительным контуром 1 при внесении в электромагнитное поле чувствительного элемента 5 распознаваемых предметов. Выходной .сигнал t/вых. формируют, например, по изменению напряжения на резисторе 6 в цепи питания автогенератора при изменении активного сопротивления контура 3.

Контуры 1 и 3 настраивают в резонанс.

Увеличением балластной емкости 7 и, например, при одновременном уменьшении емкости чувствительного элемента 5 увеличивают добротность чувствительного контура 1 до 50-100 единиц, так как при более низкой добротности невозможно противоположное по знаку воздействие изменения вносимого в чувствительный элемент 5 активного сопротивления АУ и изменения его емкости при перемещении через поле этого элемента распознаваемых предметов на вносимое в контур 3 активное сопротивление. Указанное явление возможно также только в том случае (при показанном на фиг. 1 варианте подключения источника высокочастотного питания), если частота электромагнитного поля соответствует верхней частоте связи контуров. Это обусловлено тем, что появление указанного сопротивления потерь А У вызывает увеличение отсасываемой из контура 3 высокочастотной энергии и соответствующее увеличение вносимого в. последний активного сопротивления, а появление емкости АС приводит к частотной расстройке чувствительного контура 1 по отношению к контуру 3, что уменьшает отсос энергии и вносимое сопротивление.

Заданное соотношение между распознаваемыми предметами обеспечивают путем установки величины связи между контурами (см. фиг. 2). Например, при коэффициенте связи /Ci сплошная линия, соответствующая точкам, в которых влияния сопротивления AV компенсируют воздействия на полезный сигнал, проходит между областями, характеризующими внесение в поле чувствительного элемента корнеклубнеплодов I и почвы II. При внесении корнеклубнеплодов воздействия емкости АС преобладают над воздействиями сопротивления AF, а при внесении почвы- наоборот, за счет чего обеспечивают получение сигналов разных знаков от этих предметов.

При установке коэффициента связи /Сг, изменяющегося в пределах области, характеризующей почву II, можно получить режим, нечувствительный к почве, так как при ее внесеНИИ сопротивление AV компенсирует воздействия емкости АС,на вносимое в контур 3 сопротивление и выходное напряжение.

Подбором величины связи, соответствующей коэффициенту Кз получают сигналы разных

знаков от листьев III и почвы IV. Только в этом случае при внесении почвы воздействия изменения емкости АС чувствительного элемента, соответствующие реактивной составляющей его сопротивления, преобладают над

влиянием изменения активного сопротивления А У этого элемента, а при внесении листьев - наоборот.

Повышения надежности распознавания растений и почвы достигают за счет обеспечения

запасов устойчивости режимов схемы по отношению к воздействиям дестабилизирующих факторов при настройке ее в соответствии с приведенными выше рекомендациями. Упрощение процессов настройки получают за счет

того, что необходимость индивидуального подбора режима каждой схемы исключают, а путем применения приборов и автоматизацией настройки. Предложенный способ применяют для настройки устройств, распознающих поштучно подаваемые клубни картофеля от комков почвы с целью автоматизации переборки; устройств, распознающих корнеклубнеплоды в почве и листья растений на почве, а также

для установки начальных рабочих точек устройств, самонастраивающихся в режимы, нечувствительные к почве, с целью автоматизации управления культиваторами и уборочными машинами.

Предмет изобретения

Способ формирования сигналов для распознавания растений и других неоднородностей

путем помещения их в электромагнитное поле датчиков, образованное контурами чувствительных элементов последних и выходной цепью автогенератора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности распознавания и

упрощения процесса настройки схемы, частоту электромагнитного поля устанавливают соответственно частоте связи контуров, обеспечивающей противоположное по знаку воздействие на полезный сигнал активного и реактивного сопротивлений, вносимых распознаваемыми предметами, а величину связи определяют в зависимости от максимальной разности между сигналами.

5

(В

т

Ug...

b/J(.

Фиг.

т /С:

риг.2