Устройство для контроля и регистрации параметров процесса высева

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) 5 6 07 С 3/00 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКО СВИДЕТЕЛЬСТВ ьскии удовасследо вате ашин и обор и кормопро осударстве им, В. Г, Коро рей, Л.Г,СВ.В,Погор нныи енко кало, елый,/684; 3096, кл, 3 1982.(57) Изобрматизаци ение относится к областельскохозяйственного вток сис чающ емам коним подсивысева, и огорядных ного выселя высева бобовых,ка и овощстив мнх точихся девыхечни-схема ии па - функ- блока е испольного высеабот при ного улучх техниченовке на ки работоных режи- ательских ь такж к точ их р уктив для и оста овер маль ледов ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный научно-иинститут по испытанию мния для животноводстваства и Полтавский гпедагогический институт(56) Патент США М 4277833,кл, 364/555, 1981.Патент США В 433 ЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ И РЕГИ- ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ВЫИзобретение относится троля и оценки высева, вклю стемы оценки равномерно может быть использовано сеялках, в частности в сеялк ва (пунктирных), применяющ семян свеклы,. кукурузы, со хлопчатника, сорго, подсолн ных культур,Изобретение может быт зовано для испытаний сеяло ва, для исследовательск выборе направлений констр шения механизмов сеялок, ской диагностики при и линейку готовности, для пр способности и выбора опти мов работы, а также для исс водства и может быть использовано для контроля работы многорядных сеялок. Целью изобретения является повышение информативности устройства. Устройство содержит каналы контроля, выполненные из датчика семян, усилителя, сумматора, интегратора и сигнализатора. Кроме того, устройство содержит датчик пути. формирователь импульсов, сумматор, усилитель, апериодический элемент, пороговый элемент, счетчики, переключатели, блоки экстремумов, элементы задержки, регистр, дешифратор, индикаторы, элемент И, элемент ИЛИ, демультиплексор, блок счетчиков и блок памяти. Каналы контроля осуществляют контроль интенсивности высева в аналоговой форме, контроль высева отдельного ряда производится в цифровой форме, Цифровая информация накапливается в блоке памяти, а аналоговая - выводится на сигнализаторы, 1 з.п, ф-лы, 3 ил,работ при отработке технологий сельскохозяйственного производства.Цель изобретения - повышение инфор- ф мативности устройства.4На фиг.1 и 2 представлена блок Д устройства для контроля и регистрац 4 раметров процесса высева; на фиг.3 ( циональная схема выполнения экстремумов.Устройство содержит датчики 1 семян, д усилители 2, датчик 3 пути, формирователь 4 импульсов, каналы 51 - 5 л контроля, где п - число рядов сеялки, субблок 6 определения нормы высева, субблок 7 регистрации параметров процесса высева, сумматоры 8, сумматор 9, сигнализаторы 10, первый счетчик 11, первый элемент 12 задержки, второй счетчик 13, регистр 14, дешифратор 15, первый индикатор 16, первый блок 17 экстремумов, первый переключатель 18, второй блок 19 экстремумов, третий счетчик 20, демультиплексор 21, элемент ИЛИ 22, блок 23 счетчиков 24 - 24 ь второй индикатор 25, второй переключатель 26, элемент И 27, пороговый элемент 28, блок 29 памяти, интеграторы 30, усилитель 31, апериодический элемент 32 и второй элемент 33 задержки,Блоки 17 и 19 содержат элемент 34 задержки, элемент 35 вычитания и пороговый элемент 36.Элементы 1,2,8,30 и 10 объединены в канал 10 контроля. Субблок 6 включает в себя элементы 11 - 18. Субблок 7 включает в себя элементы 19-26 и 33,В качестве датчика семян целесообразно использовать автогенераторные высокочастотные. датчики, Менее эффективно в устройстве будут работать и оптические СВЧ, пьезоэлектрические датчики. Датчик 3 пути выполнен таким образом, чтобы он выдавал на выходе один импульс на 5 см пути, и может быть выполнен радарным или любым другим, например в виде сочетания постоянного магнита с герконами,Сумматор 8 и интегратор 30 целесообразно выполнять в виде единого интегросумматора, например, на операционном усилителе,Сумматор 9 и усилитель 31 могут быть выполнены на операционных усилителях, Апериодический элемент 32 может быть выполнен в виде резистора и конденсатора.Сигнализаторы 10 целесообразно выполнять в виде усилителя мощности со светодиодом на выходе. Сигнализаторы 10 могут объединяться в виде позиционного табло,Переключатели 18 и 26 могут быть ручными или управляемыми от генераторов тактовых импульсов.Индикатор 25 содержит коммутатор с индикацией номера счетчика 241 - 24, дешифратор, цифровые индикаторы по числу разрядов счетчика 24 и схему динамической индикации,Блок 29 содержит энергонезависимое постоянное запоминающее устройство с электрическим стиранием информации и схему управления записью-чтением в виде микросхем. Устройство для контроля и регистрации параметров процесса высева (фиг.1 и 2) работает следующим образом.Датчики 1 семян устанавливают в сошниках сеялки и посредством кабельной разводки связывают с пультом, установлен отсутствие сигналов на сигнализаторах 10 гарантирует, что норма высева во всех высе вающих аппаратах примерно одинакова.Поэтому определение значений нормы высева по одному высевающему аппарату будет представительным для всей сеялки. При отсутствии сигналов на сигнализаторах 10 45 оператор периодически контролирует величину нормы высева всей сеялки по цифрово-му индикатору для проверки правильности технологии посева. В случае срабатывания одного из сигнализаторов 10 оператор мо жет по величине нормы высева оценить виднарушения высева,Сигналы с выходов усилителей поступают через переключатель 18 на вход блока 17 экстремумов (фиг,З), где в сигнале от каждо го семени выделяется момент экстремумапутем вычитания в элементе 35 вычитания прямого и задержанного элементом 34 задержки сигналов, Сигнал с элемента 35 вычитания поступает на вход порогового элемента 36, на выходе которого формиру 10202530 ным в кабине трактора, Пульт подключают кэлектрической бортсети трактора,Семена, пролетающие через сошники сеялки, воздействуют на высокочастотные электромагнитные поля датчиков 1, обусловливая появление электрических импульсных сигналов в линиях, питающих датчики. Эти сигналы поступают в усилители 2, усиливаются и поступают на один из входовсумматора 8 и входы сумматора 9. Выходной сигнал сумматора 9 масштабируется усилителем 31, усредняется по временипосредством апериодического элемента 32 и поступает на др,ие входы сумматора 8каналов 5 контроля. Выходные сигналы сумматоров 8 интегрируются соответствующими интеграторами 30, Если процесс высевапроисходит нормально, то на выходах интеграторов сигналы отсутствуют и сигнализаторы 10 не работают, Если произошло грубое нарушение в работе одного или более высевающих аппаратов, например забивание сошника или обрыв приводной цепи, т.е. полное прекращение высева, то сигналына выходах интеграторов ЗО быстро вызывают срабатывание соответствующих сигнализаторов 10, В случае менее грубыхнарушений, например отклонение нормы высева в одном или нескольких высевающих аппаратов, сигнал на выходе интегратора 30 нарастает более медленно до срабатывания соответствующего сигнализатора 10. Таким образом, аналоговыйпринцип контроля обеспечивает работу системы в реальном масштабе времени,Поскольку контроль в реальном масштабе времени выявляет любые нарушения, тоется импульс. Сформированный таким образом импульс соответствует моменту пролетания семян через чувствительный элемент датчика 1 независимо от размера и формы семян,Применение блока 17 экстремумов позволяет получить импульсы от всех семян, в том числе и от близко летящих, т.е. при скоростях высева до 60 семян в секунду, когда расстояние между семенами меньше размеров семян, Датчик 3 пути выдает сигнал на заданном расстоянии пройденного сеялкой пути, например, на 5 см.Этот сигнал преобразуется формирователем 4 к уровню цифрового сигнала, импульсы с формирователя 4 поступают на счетный входсчетчика 11, гдеони подсчитываются до заданной величины пройденного сеялкой пути (например 20 м), При этом на входе счетчика 11 появляется сигнал, поступающий на вход регистра 14 и элемента 12 задержки, В это же время на вход счетчика 13 поступают импульсы с выхода блока 17 экстремумов о высеянных семенах, где и подсчитываются. Сигнал счетчика 11 поступает на вход разрешения записи регистра 14 и информация с выхода счетчика 13 записывается в регистр 14. Сигнал элемента 12 задержки поступает на входы установки в ноль счетчиков 11 и 13 соответственно. При этом указанные счетчики обнуляются и субблок 6 определения нормы высева начинает следующее вычисление нормы высеваСигналы с выхода регистра 14 через дешифратор 15 поступают на индикатор 16, на котором индицируют норму высева в количестве семян на метр.Таким образом, указанные выше схемы обеспечивают выявление нарушений в работе высевающих аппаратов и отклонения в норме высева, т.е, обеспечивается традиционный технологический контроль высева, но в отличие от традиционных систем снижается нагрузка на оператора при большей достоверности контроля,Традиционный технологический контроль не обеспечивает оценки равномерности высева, Субблок 7 регистрации параметров высева в устройстве работает следующим образом,Усиленные сигналы от датчиков 1 семян через переключатель 26 поступают на блок 19 экстремумов, работающий таким же образом, как и блок 17, Импульсы с формирователя 4 поступают на элемент И 27, другой вход которого соединен с выходом порогового элемента 28.При отсутствии сигнала на выходе апериодического элемента 32, т.е. при отсутствии высева или переходных режимах5 1015 20 253035 40 45 50 55 семенным ложем, то полученная гистограмма точно отображает расстояние между семенами, Кроме того, при прекращении высева сигнал порогового элемента 28 поступает в блок 29 памяти, где по переднему его фронту производят запись кодов выходов счетчиков 24, поступающих на входы блока 29. При восстановлении высева по заднему фронту импульса порогового элемента 28 содержимое блока 29 памяти поступает на входы предварительной установки счетчиков 24 блока 23.Субблок 7 регистрации параметров процесса высева может быть использован как автономная система при решении задач иссл 6 довательского. характера, когда основной целью является определение параметров процесса высева. осуществляемогоданным высевающим аппаратом на определенном режиме рабо ы.Таким образом, устройство позволяет оценить распределение семян в почве и принять меры для его поддержания на оптимальном уровне. Это обеспечивает повышение урожайности до 30%. работы сеялки, срабатывает пороговый элемент 28, а элемент И 27 не пропускает импульс от формирователя 4 к счетчику 20, Элемент И 27 пропускает этот импульс при наличии сигнала порогового элемента 28, т.е. при установившемся режиме работы высевающих аппаратов сеялки. Счетчик 20 подсчитывает количество сформированных импульсов от датчика 3 пути между каждыми смежными импульсами с выхода блока19 экстремумов, т,е, между каждыми смежными сигналами от высеянных семян, Импульс с выхода блока 19 экстремумов через демультиплексор 21, элемент ИЛИ 22 и элемент ЗЗ задержки обнуляет счетчик 20. На выходе счетчика 20 появляются коды диапазонов количеств сформированных импульсов датчика 3 пути, соответствующих расстоянием между семенами. Эти коды поступают на входы демультиплексора 21, который в соответствии с кодом подключает счетный вход одного из счетчиков 24241 к выходу блока 19 экстремумов, При появлении импульса на выходе блока 19 содержимое соответствующего счетчика 241,24увеличивается на единицу, Таким образом, счетчики 24241 подсчитывают количества промежутков между семенами в каждом диапазоне. Коды с выходов счетчиков 24 поступают на индикатор 25, где отображаются. в виде цифр, соответствующих количеству промежутков в каждом диапазоне, т.е. представляют собой гистограмму распределения семян в рядке, Поскольку датчики 1семян установлены непосредственно над1737476 50 55 Сочетания аналогового и цифрового принципов контроля и оценки с разделением системы на три уровня по быстродействию в зависимости от значимости нарушений обеспечивает повышение быстродействия системы при выявлении наиболее значимых нарушений, что снижает величину процессов и, следовательно, обеспечивает дополнительное повышение урожайности на 5 - 10 ОД. Кроме, того, упрощается схема традиционного контроля, которая содержит примерно в 4 раза меньше элементов, при этом исключается необходимость в таких элементах, как рядные счетчики, Это позволяет снизить стоимость системы. Дополнительный эффект заключается и в снижении нагрузки на оператора,Формула изобретения 1, Устройство для контроля и регистрации параметров процесса высева, содержащее в каждом канале контроля датчик семян, усилитель, сумматор и сигнализатор в каждом канале контроля, выход датчика семян соединен с входом усилителя, датчик пути, выход которого подключен к входу формирователя импульсов, пороговый элемент, блоки экстремумов, счетчики и индикаторы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения информативности устройства, в него введены сумматор, усилитель, а периодический элемент, переключатели, регистр, дешифратор, элементы И и ИЛИ, элементы задержки, демультиплексор, блок счетчиков и блок памяти, в каждый канал контроля введен интегратор, в каждом канале контроля выход усилителя соединен с первым входом сумматора, выход которого через интегратор подключен к входу сигнализатора, выходы усилителей всех каналов контроля соединены с входами переключателей и сумматора, выход которого через последовательно соединенные усилитель и апериодический элемент подключен к входу порогового элемента и к вторым входам сумматоров всех каналов контроля, выходформирователя импульсов соединен с пер 5 выми входами элемента И и первого счетчика, выход которого подключен к первомувходу регистра и через первый элементзадержки - к второму входу первого счетчика и к первому входу второго счетчика, вы 10 ход которого соединен с вторым входомрегистра, выход которого через дешифратор подключен к входу первого индикатора,выход первого переключателя через первыйблок экстремумов соединен с вторым вхо 15 дом второго счетчика, выход пороговогоэлемента подключен к первому входу блокапамяти и к второму входу элемента И, выходкоторого соединен с первым входом третьего счетчика, выходы которого подключены20 к первым входам демультиплексора, выходы которого подключены к первым входамблока счетчиков и к входам элемента ИЛИ,выход которого через второй элемент задержки, соединен с вторым входом третьего25 счетчика, выход второго переключателя через второй блок экстремумов подключен квторому входу демультиплексора, выходыблока счетчиков соединены с входами второго индикатора и с вторыми входами блока30 памяти, выходы которого подключены к вторым входам блока счетчиков.2, Устройство для контроля и регистрации параметров процесса высева по п,1, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что блок экстремумов35 содержит элемент задержки, элемент вычитания и пороговый элемент, выход которогоявляется выходом блока экстремумов, обьединенные вход элемента задержки и первый вход элемента вычитания являются40 входом блока экстремумов, выход элементазадержки соединен со вторым входом элемента вычитания, выход которого подключен ко входу порогового элемента,