Устройство контроля качества внесения удобрений центробежным разбрасывателем

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть применено для контроля качества внесения удобрений центробежным разбрасьшателем. Цель изобретения - повьшение точности контроля качества внесения удобрений. Устройство содержит измерительный преобразователь 1 плотности потока удобрений, блок 3 управле

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИ К (19) (11) (51)4 А 01 С 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 4182536/30-15 (22) 10.12,86 (46) 15.09.88. Бюл. М 34 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, конструкторский и проектно-технологический институт химической мелиорации почв (72) И.И.Шиков, Ю.А.Капустин, В.И.Шестаков, В.А.Горанчаровский и Л.А.Степанова (53) 631.333(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1291049, кп, А С1 С 15/00, 1986, (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА

ВНЕСЕНИЯ УДОБРЕНИЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫМ РАЗБРАСЫВАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть применено для контроля качества внесения удобрений центробежным раэбрасывателем. Цель изобретения — повьппение точности контроля качества внесения удобрений. Устройство содержит измерительный преобразователь 1 плотности потока удобрений, блок 3 управле1423028 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 10, В качестве измерительного преобразователя используется пьезо-, электрический акселерометр. Использование пьезоэлектрического акселерометра, узла установки, ахтивного фильтра и усилителя-формирователя позволяет измерять не средний имИзобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для контроля качества внесения удобрений центробежным разбрасывателем, и и может быть использовано в других 5 областях народного хозяйства для оценки характернстик рассеивания веществ. целью изобретения является повышение точности контроля качества вне- 10 сения удобрений, На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства контроля, на фиг. 2 — кинематическая схема устройства; на фиг. 3 — конструкция узла установки угла поворота иэмерительного преобразователя.

Устройство содержит измерительный преобразователь 1, датчик 2 исходного состояния, блок 3 управления, генера- 20 тор 4 тактовых импульсов, коммутатор

5, блок 6 памяти, схему 7 управления, шаговый двигатель 8, активный фильтр

9, усилитель-формирователь 10 импульсов, дешифратор 11 и индикатор 12, Измерительный преобразователь (фиг. 1) укреплен на поворотной штанге 13 (фиг. 2), которая одним концом жестко соединена с валом шагового двигателя 8. Шаговый двигатель 8 уста- 30 новлен 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 опреде ленном направлении в течение определенного интервала времени. Это дает возможность с более высокой точностью осуществлять контроль неравномерности по всей длине прогона разбрасывателя, корректировать по этим данным дозу рассева и параметры настройки рабочих органов в зависимости от отклонения полученной кривой рассеивания, наблюдаемой на индикаторе 12, от заданной, что позволяет значительно повысить качество внесения удобрений.

1 з.п. ф-лы, 3 ил.

2 внешней 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 содер кит полый вал 16 поворота, жестко скрепленный с измерительным преобразователем 1, и шариковый фиксатор 17

1этого вала на поворотной штанге. Из1 ерительный 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 выходы

В конструкции предлагаемого устройства используется серийно выпускаемый пьезоэлектрический акселерометр

ИС-313 А. 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 выключатели. Генератор 4 тактовых импульсов и схема 7 управления шаговым двигателем выполнены на интегральных микросхемах серии К155, Коммутатор 5 выполнен на базе аналоговых ключей.

Активный фильтр 9 выполнен на операционных усилителях серии К!40. Усилитель-формирователь 10 импульсов выполнен на операционных усилителях, серии К140. Блок 6 регистров памяти и дешифратор 11 выполнены на интегральных микросхемах серии К155. Индикатор

12 представляет собой светодиодную матрицу на светодиодах АЛ 310A„

Устройство работает следующим об-, разом. з 142302 блока управления соединены с вторым входом схемы 7 управления шаговым двигателем и входом генератора тактовых импульсов соответственно. Выход схемы управления шаговым двигателем

5 соединен с входом шагового двигателя 8, Коммутатор 5, активный фильтр 9, усилитель-формирователь импульсов

10, блок 6 памяти, дешифратор 11, блок 3 управления, генератор 4 тактовых импульсов и схема 7 управления шаговьм двигателем смонтированы в кабине водителя, индикатор 12 — на приборном щитке кабины, Полый вал узла установки угла поворота измерительного преобразователя вращается в упорно-радиальном и радиальном подшипниках 18, укреплен- 2п иых на кронштейне, находящемся на конце поворотной штанги 13 ° На валу

16 жестко закреплены флажок .9 и измерительный преобразователь 1 так, что рабочая поверхность преобразова- 25 теля перпендикулярна плоскости фпажка. Кроме того, на оси жестко закреплены рычажки 20 с шариковыми фиксаторами 17, находящимися в утолщениях на концах рычажков. При вращении полого вала рычажки 20 перемещаются так, что шарики фиксаторов движутся, касаясь поверхности диска 21. На поверхности диска 21 имеются полушариковые лунки, в котоРые попадают шаРики фиксаторов, закрепляя то или иное угловое положение полого поворотного вала 16. Для увеличения числа устойчивых угловых положений (углов установки измерительного преобразова- 4О теля)угол между рычажками 20 выбран так, что когда шарик одного рычажка находится в лунке, шарик другого соприкасается с поверхностью планки на равном расстоянии от двух ближайших 45 к нему лунок. Зазор между рычажками и диском 21 регулируется пружиной 22, деформация которой изменяется с помощью прижимной гайки 23. Прижимная гайка 23 предохраняется от самоотвин-чивания накидкой гайкой 24. Флажок

19, попав в поток удобрений, поворачивается, вращая в подшипниках 18 встко скрепленный с ним вал 16 вместе с установленным на нем измерительным преобразователем 1. Вращение флажка продолжается до тех пор, пока он не займет 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 частип..Такии образом, достигается и фиксируется положение флажка, при котором рабочая поверхность 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 двшифрлтора

l1. Основным блоком микропроцессоуного устройства является блок управления, выполненный например, на микросхеме КР 580 ИК 80А — центральный процессорный элемент. Для согласования центрального процессора с другими блоками в блоке 3 использованы также микросхемы серии К155.

23028 6

15

-25

35

5 14

В исходном состоянии поворотная штанга 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 сектора

1 . рассева диска разбрасывателя. Сигнал об этом от датчика 2 исходного состояния поступает в блок 3 управления. На первый вход этого блока (3 ) посту1 пает импульсный сигнал с выхода гене ратора 4 тактовьгх импульсов, который состоит из задающего генератора с, кварцевой стабилизацией частоты и делителя, имеющего переменный коэффициент деления. Это необходимо для того, чтобы иметь возможность перемещать .измерительные преобразователи 1 в сек ( торе рассева дисков с различными уг ловыми скоростями, задаваемыми опера,тором разбрасывателя перед рассевом удобрений с пуль а блока 3 управления

Импульсный сигнал с первого выхода re нератора 4 тактовых импульсов служит для контроля его работы, так как при исправной работе генератора 4 тактовых импульсов, а именно задающего генератора с кварцевой стабилизацией частоты и делителя, имеющего переменный коэффициент деления, на выходе

1 генератора 4 присутствует сигнал с определенной частотой следования импульсов, задаваемой по сигналу с выхода блока 3 управления. Если импульсного сигнала на выходе генератора нет, то это говорит о его неисправ.нос и. Гигнал с первого выхода блока

3 управляет работой коммутатора 5 и синхронизирует запись информации от измерительных преобразователей 1 в соответствующие регистры блока 6 памяти.

Перед испытанием разбрасывателя оператором в блок 3 управления вводятся необходимая угловая скорость перемещения поворотной штанги 13 с измерительным преобразователем 1, величина сектора контроля, а также шаг дискретизации, через который будет контролироваться плотность удобрений, сходящих с дисков разбрасывателя. С выхода блока 3 управления сигнал ггоступает на вход генератора 4 тактовых импульсов и на его втором выходе формируется импульсный сигнал в соответствии с заданными условиями.

Этот сигнал поступает в схему 7 управления, на второй вход которой приходит сигнал от блока 3, управляющий направлением вращения вала шагового двигателя 8, который перемещает поворотную штангу с измерительным преобразователем l в секторе рассева удобрений .на угол, заданный оператором перед началом испытаний. Производится измерение плотности потока удобрений на одном угле сектора рассева. Сигнал, представляющий собой последовательность 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 которого сигнал поступает на вход усилителяформирователя 10 импульсов, с выхода которого кодовый сигнал, соответствующий плотности потока удобрений на данном угле измерения, поступает на информационный вход блока.5 регистров памяти. По синхрониэирующим сигналам от блока 3 управления кодовый сигнал заносится в соответствующие регистры блока 6. Длительность цикла записи значительно меньше, чем длительность импульсного сигнала от генератора 4 тактовьгх импульсов. При появлении следующего импульса на выходе генератора 4 срабатывает схема

7 управления, а двигатель 8 делает следующим шаг, т.е. поворотная штанга с измерительным преобразователем

1 перемещается и занимает положение, соответствующее углу измерения.

Аналогичным образом производится измерение плотности, преобразование сигнала 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 которых поступает 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 so вра- .

1423028

50 щение в обратную сторону, перемещая поворотную штангу с измерительным преобразователем 1 в исходное состояние. Сигнал об этом от датчика 2 исходного состояния поступает в блок

3 управления, и на его первом выходе формируется кодовый сигнал, разреша- ющий выдачу информации из блока 6 регистров памяти на дешифратор 11. Пре- ið образованный сигнал с выхода дешифратора ll поступает на индикатор 12, на информационном табло которого формируется изображение кривой неравномерности, по изменению которой опера- 15 тор может корректировать дозу рассева, параметры настройки места подачи удобрений на диск, а также траекторию движения разбрасывателя для получения необходимых показателей качества рабо-20 ты машины.

Таким образом, для измерения плотностей потоков удобрений вместо известного тензометрического измерительного преобразователя используется 25 пьезоэлектрический акселерометр, преобразующий силу, действующую на его рабочую поверхность, в сигнал напряжения, а вместо аналого-цифрового преобразователя — усилитель-формиро- 30 ватель импульсов и активный фильтр.

В предложенное устройство дополнительно введен узел установки измерительного преобразователя.

Поток удобрений, представляющий 35 собой совокупность летящих частиц, взаимодействует с измерительным преобразователем при ударах частиц о рабочую поверхность измерительного преобразователя. При этом выходной 40 сигнал измерительного преобразователя имеет вид последовательности импульсов напряжения, в которой каждый импульс соответствует удару одной частицЫ. Чем выше плотность потока 45 удобрений, 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 превышает наибольшую .частоту вибраций разбрасывателя, Разделение полезного сигнала и помехи осуществляется активным фильтром и позволяет повысить точность расчета показателей качества внесения удобрений и точность воспроиэведения 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 6 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 крайниx 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 вь ходом — 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 усилителемформирователем, а также узлом установки угла поворота измерительного преобразователя, который выполнен в виде пьезоэлектрического акселерометра.

2. Устройство по и. I, о т л и-, ч а ю щ е е с я тем, что узел уста9 )423028 l0 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 вращения б го преобразователя перпендикулярна штанги, и смонтирован с возможностью плоскости флажка. °

1423028

Составитель Г,Параев

Редактор М.Келемеш Техред Л.Олийнык

Корректор М. Васильеве

Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4453/2

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,.4