Устройство для сортировки корнеклубнеплодов

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1069669 у 5 ц А 01 Р 33/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИ ЬСТ ОВ- св. ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(54) (5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОРТИРКИ КОРНЕКЛУБНЕПЛОДОВ по авт1029869, отличающееся тем, что, с целью повышения точности распознавания корнеклубнеплодов путем устранения зависимости величины входного сигнала от уровня освешенности, выход деференциального усилителя электронного устройства управления связан с входами первого интегратора, второго пикового детектора и компаратора нуля через дополнительный блок деления, к другому входу которого подключен выход первого пикового детектора.Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, может быть использовано для сортировки клубнекорнеплодов, например, морковки, в уборочных машинах и на пунктах послеуборочной обработки продукции.По основному авт. св. Мо 1029869 известно устройство для сортировки клубнекорнеплодов, которое содержит дозирующее устройство, подающий и ориентирующий механизм, контрольное устройство с источником света и системой линз, фотоприемником и щелевой диафрагмой, исполнительный механизм с электронным устройством управления, которое содержит пиковые детекторы со сбросом, дифференциальный усилитель, интеграторы со сбросом, квадраторы, блоки деления, компаратор нуля, стробируемые компараторы с регулируемыми порогами компарации, мультивибратор стробирующего импульса, мультивибратор импульса сброса, элемент ИЛИ. При этом вход одного пикового детектора связан с выходомфотоприемника и входом дифференциального усилителя, а его выход - с другим входом дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом первого интегратора, компаратором нуля и другим пиковым детектором, выход которого подключен к первому квадратору, связанному с одним входом блока деления, другой вход которого подсоединен к выходу первого интегратора, а компаратор нуля связан с входом второго интегратора и мультивибратора стробирующего импульса, выход которого подсоединен к стробирующим входам компараторов и мультивибратору сброса, выход второго интегратора связан через второй квадратор с входом второго блока деления, другой вход которого подключен к выходу первого интегратора, при этом выход мультивибратора сброса соединен со входами сброса одного и другого пиковых детекторов, первого и второго интеграторов, а выходы первого и второго блоков деления и первого интегратора связаны с входами соответственно, первого, второго и третьего компараторов, подключенных своими выходами через схему ИЛИ к исполнительному механизмуЯ,Недостатком известного устройства является то, что,точность сортировки целых корнеплодов от поврежденных рабочими органами уборочных машин зависит от уровня освещенности щели, которая может медленно меняться вследствие, например, загрязнения оптики.Изменение уровня освещенности щели приводит к тому, что изменяется абсолютная. величина сигнала, поступающего на первый интегратор и второй пиковый детектор, что эквивалентно измерению ширины и площади корнеплода при неизменной длине, а это приводит к тому, что корнеплоды одинаковой формы будут восприниматьсякак разные.Цель изобретения - повышение точности распознавания корнеклубнеплодов путем устранения зависимости величины входного сигнала от уровня освещенности.Поставленная цель достигается тем, чтовыход дифференциального усилителя электронного устройства управления связанс входами первого интегратора, второго пи 10 кового детектора и компаратора нуля черездополнительный блок деления, к другомувходу которого подключен выход первогопикового детектора.На фиг. 1 схематически изображено уст 15 ройство сортировки корнеклубнеплодов,общий вид; на фиг. 2 - подающийи ориентирующий механизм; на фиг.3 - то же, вид сбоку; на фиг, 4 -контрольное устройство; на фиг. 5 -структурная схема электронного устройщ ства управления; на фиг. 6 - временные диаграммы (а, б, в, г, д, е, ж, з),поясняющие работу устройства лртировки(слева показан случай пролета целого корнеплода, справа - поврежденного); нафиг. 7 - временные диаграммы (а, б, в),поясняющие работу устройства сортировкив случае изменения уровня освещенностищели,Устройство сортировки клубнекорнеплодов содержит дозирующее устройство 1 сзо бункером и вибротранспортером, подающийи ориентирующий механизм 2, который подает корнеплоды в зону обзора контрольного устройства 3. Электрический сигнал отконтрольного устройства 3 поступает на входэлектронного устройства 4 управления, где35 вырабатывается сигнал, который подаетсяна исполнительный механизм 5. Подающийи ориентирующий механизм 2 выполнен ввиде попарно Ч-образно установленных ленточных транспортеров 6. Контрольное уст 4 О ройство 3 содержит источник 7 света, систему 8 линз, щелевую диафрагму 9, фотоприемник 10.Электронное устройство 4 управлениясодержит пиковые детекторы со сбросом,дифференциальный усилитель, интеграторы45 со сбросом, квадраторы, блоки деления, компаратор нуля, стробируемые компараторы срегулируемыми порогами компарации, мультивибратор стробирующего импульса, мультивибратор импульса сброса, элемент ИЛИ.При этом вход одного пикового детектора50 11 связан с выходом фотоприемника 10 ивходом дифференциального усилителя 12,а его выход - с другим входом дифференциального усилителя 12, выход которогоподсоединен к входу дополнительного блока5513 деления, другой вход которого соединенс выходом пикового детектора 11, а выход -с входом первого интегратора 14, компаратором 15 нуля и входом второго пикового069669 13детектора 16, выход которого подключен к первому квадратору 17, связанному с одним входом первого блока 18 деления, другой вход которого связан с выходом интенратора 14, при этом на вход первого интегратора 14 поступает сигнал с дополнительного блока 13 деления, величина которого пропорциональна текущей толщине корнеплода, а выходной сигнал интегратора 14 по окончании пролета корнеплода пропорционален площади проекции корнеплода. Цепь, состоящая из последовательно соединенных пикового детектора 16 и квадратора 17, вычисляет квадрат максимальной толщины корнеплода.Компаратор 15 нуля связан с входами второго интегратора 19 и мультивибратора 20 стробирующего импульса, выход которого подсоединен к стобирующим входам компаратора 21-23 и мультивибратору 24 сброса, выход второго интегратора 19 связан через второй квадратор 25 с входом второго блока 26 с входом второго блока 26 деления, другой вход которого подключен к выходу первого интегратора4, Цепь, состоящая из последовательно соединенных компаратора 15 нуля, интегратора 19 со сбррсом и квадратора 25 осуществляет вычисление квадрата длины корнеплода.Выход мультивибратора 24 сброса соединен с входами сброса одного 11 и второго 16 пиковых детекторов, первого 14 и второго 19 интеграторов, а выходы первого 18 и второго 26 блоков деления и первого интегратора 14 связаны с входами соответственно первого 21, второго 22 и третьего 23 компараторов, подключенных своими выходами через схему ИЛИ 27 к исполнительному механизму.Первый 21 и второй 22 стробируемые компараторы выполнены двухпороговыми, а третий стробируемый компаратор 23 - од. нопороговым. На компараторы 21-23 подаются эталонные напряжения .11, Б, УЗ, 1.14 1 задающие пороги компарации.Мультивибратор 20 стробирующего импульса запускается от сигнала с выхода компаратора 15 нуля, строб импульс с выхода мультивибратора 20 поступает на компараторы 21-23 и на вход запуска мультивибратора 24 сброса. Импульс сброса с выхода мультивибратора 24 подается на пиковые детекторы 11 и 16 и на интеграторы 14 и 19,Работа устройства для сортировки корнеплодов осуществляется следующим образом.Из дозирующего устройства 1 корнеплоды подаются в предварительно ориентированном состоянии на подающий и ориентирующий механизм 2, который ориентирует корнеплоды в вертикальном положении и подает их к зоне обзора контрольного устройства 3. Падая с подающих транспортеров 6 механизма 2, корнеплоды получают ус 4корение и по одному пролетают зону обзора контрольного устройства 3. В последнем корнеплоды освещаются параллельным пучком,света источником 7 света через систему линз 8 и рассматриваются через щелевую 5 диафрагму 9 фотоприемником 10.При отсутствии корнеплода перед щельюсигнал с фотоприемника 10 максималена при пролетании корнеплода через зону обзора фотоприемник 1 О частично затеняется корнеплодом и его сигнал уменьшается (фиг, 5 а) на величину, пропорциональную текущей толщине корнеплода. Перед пролетом корнеплода, т.е. перед началом очередного цикла анализа формы, исходное состояние пикового детектора 16 и интеграторов 15 14 и 19 - нулевое, а на выходе пиковогодетектора 11 - максимальное напряжение.Очередной корнеплод, попадая в зону обзора, просматривается через щель фотоприемником 10. Дифференциальный усилитель 12 вычитает из максимального сигнала, запоминаемого пиковым детектором 11, сигнал фотоприемника, причем величина сигнала, запоминаемого пиковым детектороми величина сигнала с фотоприемника зависит от уровня освещенности щели (фиг, ба).На выходе дифференциального усилителя 12 выбаратывается сигнал (фиг. 5 б), пропорциональный текущей толщине корнеплода с коэффициентом пропорциональности, зависящим от освещенности щели (фиг. бб).Этот сигнал поступает на дополнительный 30 блок 13 деления, который осуществляет деление данного сигнала на сигнал с пикового детектора 11, таким образом на выходе блока деления. вырабатывается сигнал, не зависящий от уровня освещенности щели (фиг. бв). Этот сигнал обрабатывается ин тегратором 14, выходной сигнал которого поокончании пролета корнеплода пропорционален площади проекции корнеплода. Сигнал с выхода дополнительного блока 13 деления подается на компаратор 15 нуля, на выходе которого появляется прямоугольный сигнал (фиг. 5 в), с длительностью, равной времени пролета корнеплода, т.е. пропорциональной длине корнеплода. Из этого сигнала с помощью интегратора 19, который выполняет фукнцию преобразователя вре мя-амплитуда, получают сигнал (фиг. 5 г),амплитуда которого по окончании пролета корнеплода пропорциональна длине корнеплода. Сигнал, пропорциональный длине корнеплода, возводится в квадрат квадратом 25 (фиг. 5 б), а сигнал, пропорциональ ный максимальной толщине корнеплода,возводится в квадрат квадратором 17,Первым 18 и вторым 26 блокам деления берутся отношения площади к квадрату максимальной толщины и площади к квадрату длины. Поскольку все эти отношения информативны только в конце цикла измерения, т.е. только после того как корнеплод полностью пройдет перед щелью и про 1069669изойдет полная развертка всей фигуры корнеплода, сравнивать эти отношения с эталонными можно только в конце цикла. Для этого компараторы 21-23 сравнения стробируются импульсом (фиг. 5 е), мультивибратора 20 стробирующего импульса. Мульти- вибратор 20 запускается задним фронтом выходного прямоугольного импульса компаратора 15 нуля, т.е. сразу же после того, как корнеплод полностью пройдет перед щелевой диафрагмой. В случае если хотя бы одна из трех характеристик (площадь, отношение площади к квадрату длины, отношение площади к квадрату длины, отношение площади к квадрату максимальной толщины) выйдет за установленные напряжениями Ц -11 эталонные допуски, на15 выходе элемента ИЛИ 27 появится сигнал фиг. 5 ж), который поступит на исполнительный механизмУстройство управления исполнительным механизмом включит электромагнит, лопат- О ка переместится и поврежденный корнеплод изменит траекторию своего движения, тем самым будет обеспечена сортировка. По окончании цикла измерения и опознавания корнеплода пиковые детекторы 11 и 16 и интеграторы 14 и 19 устанавливаются в исходное нулевое состояние импульсом сброса (фиг. 5 а) мультивибратора 24 сброса. Для этого мультивибратор 24 сброса запускается задним фронтом строб-импульса с выхода мультивибратора 20. После сброса и последующей отработки пиковым детектором 11 сигнала паузы с фотоприемника 1 О устройство подготовлено к анализу очередного корнеплода. Для обеспечения правильной работы устройства сортировки перед началом соотировки партии корнеплодов из этой партии отбирают некоторое количество хоро 35 ших корнеплодов и пропускают их через сортировщик. При этом измеряются напряжение на выходах интегратора 14 первого 18 и второго 26 блоков деления. По максимумам и минимумам этих напряжений вы. ставляют опорные напряжения и на этом настройка устройства сортировки заканчи. вается.По информационным данным в сортиро. вочных машинах типа Сортекс и Политекс для предотвращения запыления оптических головок используют устройства автоматического отсоса пыли из рабочих камер, что позволяет сделать вывод о том, что запыленность оптических головок значительна и существенно влияет на точность сортировки. Таким образом, применение блока деления в предлагаемом устройстве оказывается технически проще и стоит дешевле.Изобретение характеризуется дополнительным эффектом, который заключается в том, что устройство не критично к колебаниям напряжения в сети осветителя, а это позволяет применить в качестве источника питания выпрямитель с активным транзисторным фильтром.Такое решение проблемы питания осветителя выгоднее применения стабилизатора. Шестифазная схема выпрямления дает малые пульсации (5,7%), КПД активного фильтра будет примерно такой же как и у импульсного стабилизатора и в то же время выпрямитель с активным фильтром существенно проще и дешевле стабилизатора, который к тому же не выпускается в массовом производстве отечественной промышленностью.Таким образом, предлагаемое устройство позволит повысить точность распознавания корнеплодов путем устранения зависимости величины входного сигнала от уровня освещенности.1069669 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений, и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4