Полупроводниковый датчик наличия семян

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ПАТЕНТУ Союз СоаетскикСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет 21832575 5 01 С 7/1806 М 1/272 Госудэрстэеикьа кенитв СССР делам кзебре 1 еии2) Автор изобрете Иностранная фирмаДики-джон Корпорейшн (США)(7) Заявител 54) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДАТЧИК НАЛИЧ ЯН при нципи альп ,датчика ива оду проводник на фиг. 3 Изобретение относится к области сель- скохозяйственного машиностроения, в частности к устройствам для контроля процесса высевв семян.Известны датчики наличия семян, устанавливаемые в сошниках сеялок на пр. тивоположных сторонах, выполненные нв фототранзисторе и излучателе 1Известны также датчики наличия,включающие корпус, состоящий иэ двух частей, прикреленных одна к другой и образующих канал, стенки которого имеют конусный и прямолинейный участки светоиздучаюший диод и фототрвнэистор, установленные на противоположных стен,ках прямолинейного участка канааа в окнах, и электронные элементы .23.Недостаток известных устройства заключается в том, что при работе в полевых условиях излучатель и фотодиод по- о крываются пылью и грязью,что снижает надежность работы устройства.0 ель изобретения - повышение надежности работы устройства. в полевых условиях. Поставленная цель досщгвется, тем,что стенки прямолинейного участка канала снабжены вставкой, выполненной изпрозрачного пластического материала, причем обе части корпуса имеют ниши с проходами между ними для раэмешения электронных элементов, которые связаны соответственно со светоизлучаюшим дяодоми фототранзистором,На фиг. 1 изображена аясхема полупроводникового ичня семян на фиг. 2 - и оевый датчик, внешний вид;разрез А-А на фнг, 2,Датчик включает электронную схему 1.которая состоит из двух частей 2 и 3,электрически соединенных между собой.Часть 2 схемы содержит светоизлучаюший диод 4 соединенный последовательно с взаимодействующим с ним сопротивлением 5 дая ограничения тока. Этот резистор может иметь относительно небоаьшую величину сопротивления, но высокуюноминальную мошность в ввттвх; .нвнример сопротиваение 100 Ом1 Вт. Ос3 9730тальные сопротивления в части 3 схемыимеют номинальную мощность 1/4 Вт.Образованное сопротивлением 5 тепло, хотя и в относительно небольших количествах, может быть достаточным для воздей-ствия на остальную часть схемы. Крометого, размеры пространства для части 3схемы могут быть ограничены. Поэтомусопротивление 5 и светоизлучаюший диодфизически отделены путем размещения их 10в индивидуальной нише в корпусе датчика,для регулирования количества тока,проходящего через светоизлучаюший диоди в свою очередь регулирующего интенсивность света, к диоду присоединена цепь6 регулирования тока, приспособленнаядля получения информации в виде импульсных сигналов от двух соединенных парадлельно светочувствительных транзисторов7 и 8, Импульсные сигналы от светочув- оствительных транзисторов 7 и 8 поступают также к выходной цепи 9 для импульсов, которая подает счетный выходнойимпульс на выходную клемму 9 с 1, Такимобразом, импульсные сигналы от одногоили обоих соединенных параллельно светочувствительных транзисторов 7 или 8 создают непрерывный меняющийся.сигнал управления посредством цепи 6 для регулирования тока, проходящего через светоизлучаюший диод, а также импульсный выходной сигнал через импульсную выходнуюцепь 9 и связанную с ней выходную клемму 9 о.цепь 6 регулирования тока содержит33пару взаимосвязанных транзисторов 10и 11 и действующий совместно с нимиконденсатор 12 дня приема импульсов,присоединенный к базе транзистора, Импульсный сигнал от светочувствительноготранзистора усиливается транзистором13, соединенным последовательно с нагрузочным сопротивлением 14. Транзистор,13 получает напряжение смешения посредством двух сопротивлений 15 и 16, сое 4 фдиненных с выходом светочувствительныхтранзисторов, В нормальных условиях(уравновешенная схема при начальном запуске) напряжение на концах сопротивления 16 составляет примерно 0,8 В, Информация импульсных сигналов на концахсопротивления 16 усиливается и фильтру-.ется конденсатором 12, непрерывно регулируя плотность тока, проходящего черезсветочувствительный диод 4,Информация импульсных сигналов, по- фданная к импульсной выходной цепи 9,подводится к транзистору 17 через конденсатор 18 связи, На базу транзистора 00 4 17 напряжение смешения подается черезсопротивление 19, а коллектор этоготранзистора содержит сопротивление 20,Выходной импульс транзистора 17 по-дается к второму транзистору 21, к базе которого присоединен конденсатор 22,К выходной цепи мощность подводитсячерез диод 23, который страхует от случайной переменыполярности, а конденюсатор 24 фильтра значительно уменьшает или исключает влияние нестационарного напряжения,Полупроводниковый датчик наличия семян работает следующим образом.Во время работы семена, которые движутся с относительно высокой скоростью(порядка 43 км/ч) проходят через датчик,в результате чего светочувствительныетранзисторы 7 и 8 при прохождении мимо них семян дают выходные импульсныесигналы. Светоизлучаюший диод 4 является инфракрасным полупроводниковым прибором. Ток, проходящий через светоизлучаюший,диод, регулируется посредствомцепи 6 регулирования тока, которая первоначально сообщает диоду смешение отзаданного состояния проводимости, т.е.величины сопротивлений 5, 14, 1 5 и 16,а также транзисторы 10, 11 и 13 и взаимодействующий с ними конденсатор 12подбирают так, что выходной сигнал светочувствительных транзисторов 7 и 8 поддерживает напряжение на концах сопротивления 16 примерно 0,8 В, При ростенапряжения значительно выше 0,8 Й транзистор 17 приходит в состояние насыщения, В результате чего снижается напряжение, поступающее к ограничивающему току сопротивлению 5, что, в своюочередь, снижает интенсивность света навыходе светоизлучаюшего диода 4, Приэтом уменьшается величина выходногосигнала светочувствительных транзисторов, что вновь приводит к снижению напряжения на концах сопротивления 16 довеличины 0,8 В, Если напряжение на концах сопротивления 16 намного ниже 0,8 В,то при этом имеет место. обратное действие, и ток, проходящий через сопротивление 5, обеспечивает увеличение интенсивности света от светоизпучаюшего диода 4,При прохождении семян между светоизлучающим диодом и взаимодействуюшими с нам светочувствительными транзисторами общий ток на выходе светочувствительных транзисторов уменьшаетсявследствие уменьшения интенсивности света, что вызывает снижение напряжения0 6винка 25 корпуса имеет первую нищу 29, а половинка 26 - вторую нишу 30дпя размещения элементов. Часть 2 схемы, включающая в себя светоизпучаюший.диод 4 и сопротивление 5, размещена в нише 29 корпуса. Часть 3, смонтированная на печатной плате, размещена во второй нише 30. Взаимосвязь ее с сопротивлением 5 и диодом 4 выполнена проводвьк 31 и Э 2 (см. фиг. 1) через гермети зированные каналы в скрепленных одна с другой половинках корпуса. Таким образом, сопротивление 5 сравнительно высо кого номинала, которое может излучать некоторое количество тепла, физически изолировано от оствпьной части схемы.На внутренней поверхности датчика (см, фиг. Э) предусмотрено несколько продольных ребер 33 и 34 в соответствующих половинках 25 и 26 корпуса. Ребра отходят наружу от торцовых поверхнос1тей, взаимодействующих с ними светоизлучаюшего диода 4 и светочувствительных транзисторови 8. Следовательно, проходя через корпус, семена ие будут ударяться об установленные в нем элементы.Установлено, что большое количество пыли и других твердых примесей в окружающей среде имеет тенденцию собирать ся внутри датчика в дни низкой относительной влажности. Для существенного сниженин этого эффекта поверх ребер 33 и светоизлучаюшего диода 4 наносят не которое количество оптически прозрачно го эпоксидного вещества 35, а поверх ребер 34 и светочувствительных трвнэис торов 7 и 8 - некоторое количество оптически прозрачного эпоксидного вещест ва 36, Это прозрачное эпоксидное вещест во образует участкй поверхности стенок корпуса, расположенные так, что семена, проходя мимо, стирают всякую осевшую на них пыль, грязь и т,п предотвращая их накопление между светоиэлучавхпим диодом и светочувствительными транзис торами. Полупроводниковый датчик наличия сеф мян, включающий корпус, состоящий иэ двух частей, прикрепленных одна к другой и образующих квнвп, стенки которого имеют конусный и прямопинейююй участки, светоиэлучающий диод и фототранэистор, установленные на противоположных стенках прямолинейного участка какала 5 97300на концах сопротивления 16, Снижениенапряжения создает импульс, поступающий через конденсатор 18 к базе транзистора 17 и временно выключающийтранзистор, Это, в свою очередь, обеспечивает транзистору 21 проводимость,в результате чего на клемме 9 Ф генерируется .выходной импульсный сигнал,Конденсатор 12 не позволяет цепи 6регулирования, реагировать на кратковре вменные изменения уровня света, например,от семян, и в то же время обеспечиваетвозможность непрерывной меняющейсякомпенсации постепенных изменений уровня света, вызываемых, например, грязью 1или другими веществами, собирающимисяна светочувствительных транзисторах илина поверхности светоизлучающего диода.Конденсатор 12 в цепи 6 регулированиятока предотвращает также влияние на цепь. щколебаний высокой частоты, Ограничитель+ное сопротивление 15 используют не только дпя регулированиявеличины тока, подаваемого к базе транзистора 13, йо идля регулирования степени проводимости а .транзистора 13 с целью разряда конденсатора 12 при саморегулировании. В предпочтительном варианте емкость конденсатора 12 может. быть порядка 47 мкф приноминальном напряжении 15 В 20%. С рйдругой стороны, конденсатор 18 связиимеет, предпочтительно, емкость 2,2 мкфи номинальное напряжение 20 В + 20%Конденсатор 22 имеет емкость порядка0,01 мкф, благодаря чему он,имея емкость во много раз меньшую, чем конденсатор 18, обеспечивает транзистору21 возможность стать .проводящим лишьна короткий промежуток времени, чтобыгенерировать выходной сигнал требуемой .формы;На фиг, 2 показан корпус полупровод. никового датчика наличия семян, Датчиксостоит из первой и второй пааовинок 25и 26 корпуса, состыкованных вместе поразделительной линии 27. Две половинки25 и 26 орпусв могут быть соединеныдруг с другом любыми подходящими средствами, такими квк сварка в пластическом состоянии, эпоксидный клей и т.п. ф о р м у л а и з о б е т е и и яР.Узел полупроводникового датчика имеетвход 28 дпя присоединения к шлангу. или другим трубопроводным средствам покоторым движутся под давлением семенв. В нижней части датчика имеется вы.Мход 28 о имеющий относительно длинный патрубок, размещаемый близко к почве, так что семена направляются точнов образованную под ним борозду. Поло-В окнах, и электронные элементы, о та и ч а ю ш и й с я тем, что, с цепью повышения надежности работы в полевых условиях, стенки прямолинейного участка канала снабжены вставкой, выполненной из прозрачного пластического материала, причем обе части. корпуса имеют ниши с проходами между ними для размешения электронных элементов, которые связаны соответственно со светоизлучаюшимдиодом и фототранзистором. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Патент США М 3855953,кл. 111/1, 18.06,73. 2, Патент США М 3760166,кл, 235/92, 18.09.73 (прототип),. Николае ова Заказ 8538/50 Тираж 699 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раущская набд. 4/5 филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4Ъ Составитель С вРедактор Л. Веселовская Техред С.Мигун Корректор А. эиц