Устройство контроля качества внесения удобрений центробежным разбрасывателем

(51)4 А 01 С ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИЗОБРЕТЕН С ЬСТ(71) Всесоюзный научский, конструкторскийнологический институлиорации почв(54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВАВНЕСЕНИЯ УДОБРЕНИЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫМ РАЗБРАСЫВАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть применено для контроля качества внесенияудобрений центробежным раэбрасывателем. Цель изобретения - повьппениеточности контроля качества внесенияудобрений. Устройство содержит измерительный преобразователь 1 плотности потока удобрений, блок 3 управле"1423028 ния, блок 6 памяти, генератор 4 тактовых импульсов, схему 7 управления,шаговый двигатель 8, коммутатор 5,дешифратор 11, индикатор 12, датчики 2 исходного состояния, механический узел установки угла поворота измерительного преобразователя, активный фильтр 9 и усилитель-формирователь 1 О, В качестве измерительногопреобразователя используется пьезо-,электрический акселерометр. Использование пьезоэлектрического акселерометра, узла установки, ахтивногофильтра и усилителя-формирователяпозволяет измерять не средний имИзобретение относится к сельскомухозяйству, в частности к устройствамдля контроля качества внесения удобрений центробежным разбрасывателем, ии может быть использовано в других 5областях народного хозяйства дляоценки характернстик рассеивания веществ.целью изобретения является повышение точности контроля качества внесения удобрений,На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства контроля; нафиг. 2 - кинематическая схема устройстча; на фиг. Э - конструкция узлаустановки угла поворота измерительного преобразователя.Устройство содержит измерительныйпреобразователь 1, датчик 2 исходногосостояния, блок Э управления, генератор 4 тактовых импульсов, коммутатор5, блок 6 памяти, схему 7 управления,шаговый двигатель 8, активный фильтр9, усилитель-формирователь 10 импульсов, дешифратор 11 и индикатор 12.Измерительный преобразователь(фиг, 1) укреплен на поворотной штанге 13 (фиг. 2), которая одним концомжестко соединена с валом шагового двигателя 8. Шаговый двигатель 8 установлен на раме ветрозащитного,устройства так, что ось вращения его ва"ла совпадает с осью вращения рассеивающего диска 14 (фиг. 2). В исходном состоянии штанга расположена на 35 пульс потока частиц удобрений, а количество частиц, бросаемых в определенном направлении в течение определенного интервала времени. Это даетвозможность с более высокой точностьюосуществлять контроль неравномерностипо всей длине прогона разбрасывателя, корректировать по этим данным дозу рассева и параметры настройки рабочих органов в зависимости от откло"нения полученной кривой рассеивания,наблюдаемой на индикаторе 12, от заданной, что позволяет значительно повысить качество внесения удобрений.1 з,п, ф-лы, 3 ил. 12внешней границе сектора рассева диска и воздействует на датчик 2 исходного состояния, электрически соединенный с входом блока 3 управления, Узел 15 установки угла поворота измерительного преобразователя 1 (фиг. 2) позволяет вращать измерительный преобразователь вокруг его оси и устанавливать его так, чтобы его рабочая поверхность была перпендикулярна скоростям частиц удобрений. Узел 15 установки расположен на том же конце поворотной штанги 13, что и измерительный преобразователь 1,и содеркит полый вал 16 поворота, жестко скрепленный с измерительным преобразователем 1, и шариковый фиксатор 17 1 этого вала на поворотной штанге. Изерительный преобразователь 1 электрически соединен с коммутатором 5, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока 3 управления, а выход - с активным фильтром 9, Выход активного фильтра соединен с входом усилителя-формирователя 10 импульсов, выход которого соединен с первым входом блока 6 памяти, второй вход блока памяти соединен с первым выходом блока 3 управления. Выход блока 6 памяти соединен с входом дешифратора 11, выход которого соединен с входом индикатора 12, Первый выход генератора 4 тактовых импуль сов соединен с первым входом блока управления. Второй и третий выходыВ конструкции предлагаемого устройства используется серийно выпускаемый пьезоэлектрический акселерометр ИСА. Он представляет собой кристалл кварца, снабженный контактами и заключенный в металлический корпус, имеющий ферму куба с длиной ребра 1 см.Датчики 2 исходного состояния представляют собой герконовые выключа. тели, Генератор 4 тактовых импульсов и схема 7 управления шаговым двигателем выполнены на интегральных мик" росхемах серии К 155, Коммутатор 5 выполнен на базе аналоговых ключей, Активный фильтр 9 выполнен на операционных усилителях серии К 140, Усилитель-формирователь 10 импульсов выполнен на операционных усилителях, серии К 140, Блок 6 регистров памяти и дешифратор 11 выполнены на интегральных микросхемах серии К 155. Индикатор 12 представляет собой светодиодную матрицу на светодиодах АЛ 310 А.Устройство работает следующим об-, разом. з 142302блока управления соединены с вторымвходом схемы 7 управления шаговымдвигателем и входом генератора тактовых импульсов соответственно. Выходсхемы управления шаговым двигателем5соединен с входом шагового двигателя 8,Коммутатор 5, активный фильтр 9,усилитель-формирователь импульсов10, блок 6 памяти, дешифратор 11,блок 3 управления, генератор 4 тактовых импульсов и схема 7 управленияшаговьм двигателем смонтированы вкабине водителя, индикатор 12 - на 15приборном щитке кабины,Полый вал узла установки угла поворота измерительного преобразователя вращается в упорно-радиальном ирадиальном подшипниках 18, укрепленных на кронштейне, находящемся наконце поворотной штанги 13На валу16 жестко закреплены флажок .9 и измерительный преобразователь 1 так,что рабочая поверхность преобразователя перпендикулярна плоскости фпажка. Кроме того, на оси жестко закреплены рычажки 20 с шариковыми фиксаторами 17, находящимися в утолщениях на концах рычажков. При вращенииполого вала рычажки 20 перемещаютсятак, что шарики фиксаторов движутся,касаясь поверхности диска 21. На поверхности диска 21 имеются полушариковые лунки, в которые попадают шаРики фиксаторов, закрепляя то или иноеугловое положение полого поворотного вала 16. Для увеличения числа устойчивых угловых положений (угловустановки измерительного преобразова Отеля)угол между рычажками 20 выбрантак, что когда шарик одного рычажканаходится в лунке, шарик другого соприкасается с поверхностью планки наравном расстоянии от двух ближайших . 45к нему лунок. Зазор между рычажкамии диском 21 регулируется пружиной 22,деформация которой изменяется с помощью прижимной гайки 23. Прижимнаягайка 23 предохраняется от самоотвинчивания накидкой гайкой 24. Флажок19, попав в поток удобрений, поворачивается, вращая в подшипниках 18встко скрепленный с ним вал 16 вместес установленным на нем измерительнымпреобразователем 1, Вращение флажкапродолжается до тех нор, пока он незаймет положение, параллельное направлению движения частиц. Рычажки 20 при этом поворачиваются вместе с осью вала до тех пор, пока момент силы, действующей со стороны потока удобрений на флажок 19, не окажется недостаточным для того, чтобы вывести фиксатор из очередного устойчивого положения.Минимум момента силы соответствует положению флажка 19, параллельному напра лению движения частиц. Такии образом, достигается и фиксируется положение флажка, при котором рабочая пбверхность измерительного преобразователя 1 перпендикулярна потоку частиц. Провода, соединяющие измерительный преобразователь 1 с коммутатором 5, проложены внутри полого вала 16.Все логические задачи в устройстве контроля качества внесения удобре ний Решаются микропроцессорным устройством - набором блоков: блока 3 управления, генератора 4 тактовых импульсов, блока 6 памяти и двшифратора 11. Основным блоком микропроцессоуного устройства является блок управления, выполненный например, на микросхеме КР 580 ИК 80 А - центральный процессорный элемент. Для согласования центральногопроцессора с другими блоками в блоке 3 использованы также микросхемы серии К 155.23028 6 5 10 15 20 -25 30 35 40 45 50 55 5 14В исходном состоянии поворотнаяштанга с измерительным преобразователем 1, установленным с помощью узла установки так, что его рабочая поверхность перпендикулярна потоку частиц удобрений, сходящих с диска, находится в крайнем положении секторарассева диска разбрасывателя, Сигналоб этом от датчика 2 исходного состояния поступает в блок 3 управления.На первый вход этого блока ( 3 ) посту пает импульсный сигнал с выхода гене ратора 4 тактовых импульсов, которыйсостоит из задающего генератора с, кварцевой стабилизацией частоты и делителя, имеющего переменный коэффициент деления. Это необходимо для того,чтобы иметь возможность перемещатьизмерительные преобразователи 1 в секторе рассева дисков с различными угловыми скоростями, задаваемыми опера,тором разбрасывателя перед рассевомудобрений с пульа блока 3 управленияИмпульсный сигнал с первого выхода генератора 4 тактовых импульсов служитдля контроля его работы, так как приисправной работе генератора 4 тактовых импульсов, а именно задающего генератора с кварцевой стабилизациейчастоты и делителя, имеющего переменный коэффициент деления, на выходе1 генератора 4 присутствует сигнал сопределенной частотой следования импульсов, задаваемой по сигналу с выхода блока 3 управления. Если импульсного сигнала на выходе генераторанет, то это говорит о его неисправнос и, Гигнал с первого выхода блока3 управляет работой коммутатора 5 исинхронизирует запись информации отизмерительных преобразователей 1 всоответствующие регистры блока 6 памяти,Перед испытанием разбрасывателяоператором в блок 3 управления вводятся необходимая угловая скорость перемещения поворотной штанги 13 с измерительным преобразователем 1, величина сектора контроля, а также шагдискретизации, через который будетконтролироваться плотность удобрений,сходящих с дисков разбрасывателя, Свыхода блока 3 управления сигнал поступает на вход генератора 4 тактовых импульсов и на его втором выходе формируется импульсный сигнал всоответствии с заданными условиями.Этот сигнал поступает в схему 7 управления, на второй вход которой приходит сигнал от блока 3, управляющийнаправлением вращения вала шаговогодвигателя 8, который перемещает поворотную штангу с измерительным преобразователем 1 в секторе рассеваудобрений на угол, заданный оператором перед началом испытаний. Производится измерение плотности потокаудобрений на одном угле сектора рассева. Сигнал, представляющий собойпоследовательность импульсов с выхода измерительных преобразователей 1,поступает на входы коммутатора 5, который по сигналам от блока 3 поочередно подключает выходы измерительных преобразователей 1 к входу активного фильтра 9, с выхода которогосигнал поступает на вход усилителяформирователя 10 импульсов, с выходакоторого кодовый сигнал, соответствующий плотности потока удобрений наданном угле измерения, поступает наинформационный вход блока.5 регистров памяти. По синхрониэирующим сигналам от блока 3 управления кодовыйсигнал заносится в соответствующиерегистры блока 6, Длительность циклазаписи значительно меньше, чем длительность импульсного сигнала от генератора 4 тактовых импульсов, Припоявлении следующего импульса на выходе генератора 4 срабатывает схема7 управления, а двигатель 8 делаетследующим шаг, т.е, поворотная штанга с измерительным преобразователем1 перемещается и занимает положение,соответствующее углу измерения.Аналогичным образом производитсяизмерение плотности, преобразованиесигнала и его запись в регистры блока 6,Далее происходит срабатывание схемы 7 управления, двигатель 8 перемещается на следующий шаг, поворотная штанга 13 измерительным преобразователем 1 устанавливается в следующее положение. Процесс измерения плотности потока повторяется.По окончании измерений-на втором и третьем выходах блока 3 формируются управляющие сигналы, первый из которыхпоступает в генератор 4 тактовых импульсов и изменяет частоту выходного сигнала этого блока, а второй переключает схему 7 управления, и на ее выходе формируется сигнал, приводящий шаговый двигатель 8 во вра1423028 50 щение в обратную сторону, перемещаяповоротную штангу с измерительнымпреобразователем 1 в исходное состояние. Сигнал об этом от датчика 2 исходного состояния поступает в блок3 управления, и на его первом выходеформируется кодовый сигнал, разреша-ющий выдачу информации из блока 6 регистров памяти на дешифратор 11, Преобразованный сигнал с выхода дешифратора 11 поступает на индикатор 12,на информационном табло которого формируется изображение кривой неравномерности, по изменению которой оператор может корректировать дозу рассева, параметры настройки места подачиудобрений на диск, а также траекториюдвижения разбрасывателя для получениянеобходимых показателей качества рабо ты машины,Таким образом, для измерения плотностей потоков удобрений вместо известного тензометрического измерительного преобразователя используется 25пьезоэлектрический акселерометр, преобразующий силу, действующую на егорабочую поверхность, в сигнал напряжения, а вместо аналого-цифровогопреобразователя - усилитель-формирователь импульсов и активный фильтр,В предложенное устройство дополнительно введен узел установки измерительного преобразователя,Поток удобрений, представляющийсобой совокупность летящих частиц,взаимодействует с измерительным преобразователем при ударах частиц орабочую поверхность измерительногопреобразователя. При этом выходной 40сигнал измерительного преобразователя имеет вид последовательности импульсов напряжения, в которой каждыйимпульс соответствует удару одной частицЫ. Чем выше плотность потока 45удобрений, тем чаще частицы ударяются о рабочую поверхность измерительного преобразователя.и тем выше частота следования выходных импульсов,Даже при малых дозах внесения удобрений частота ударов частиц о рабочую поверхность измерительного преобразователя в 10-20 раз превышаетнаибольшую частоту вибраций разбрасывателя, Разделение полезного сигнала и помехи осуществляется активнымфильтром и позволяет повысить точностьрасчета показателей качества внесения удобрений и точность воспро 1 юзведения кривой неравномерности на индикаторе,. находящемся в кабине водителя, Наличие точной информации о характере рассева удобрений позволяет водителю принять обоснованное решение об изменении траектории движения разбрасывателя, о необходимости устранения неисправностей, о возможности продолжения работы.При использовании изобретения обеспечивается возможность с более высокой точностью по сравнению с прототипом осуществлять оперативный контроль неравномерности по всей длине прогона разбрасывателя, а на основе более достоверной информации корректировать дозу рассева и параметры настройки рабочих органов в зависимости от отклонения полученной кривой от заданной и обеспсчивать более высокое качество внесения удобрений,Формула и э о б р е т е н и я 1. Устройство контроля качества внесения удобрений центробежным раэбрасывателем, включающее измерительный преобразователь, установленный с воэможностью поворота на штанге, ось которой совпадает с осью вращения ротора разбрасывателя, и подключенный двумя выходами к коммутатору, два датчика крайних положений измерительного преобразователя, соединенные с блоком управления, первый выход которого подключен к управляющему входу коммутатора и через блок памяти и дешифратор - к индикатору, а второй выход блока управления через схему управ ления подсоединен к шаговому двигателю, ротор которого ккнематически связан с осью штанги, и генератор импульсов управляемой частоты, подключенный входом к блоку управления, первым вьходом - к блоку управления, а вторым (выходом) - к схеме управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности контроля, устройство снабжено последовательно включенными между выходом коммутатора и информационным входом блока памяти активным фильтром и усилителем- формирователем, а также узлом установки угла поворота измерительного преобразователя, который выполнен в виде пьезоэлектрического акселерометра.2, Устройство по и. 1, о т л и-, ч а ю щ е е с я тем, что узел уста 9 423028 0 ковки угла поворота измерительного осевых перемещений на подпружиненном преобразователя выполнен в виде шари- рычаге на одной оси с поворотным кового фиксатора с возможностью взаимо- флажком соосно с осью штанги, придействия.с неподвижна диском, ось чем рабочая поверхность измерительно" которого совпадает с осью вращениябго преобразователя перпендикулярна штанги, и смонтирован с возможностью плоскости флажка.11423028 Составитель Г,ПараевКелемеш Техред Л.Олийнык Корректор М. Васильев Редак Заквэ 4453/2 исное Н 113035 5 Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгор Проектная,. ираж 661Государственн делам изобретеМосква, Ж, Р Подло комитета СССРй и открытийушская наб., д.