Устройство для контроля относительного перемещения растительного материала

 

Использование: сельскохозяйственная посевная и уборочная техника. Сущность изобретения: электроды емкостного датчика установлены посредством диэлектрических прокладок на токопроводящих поверхностях, которые разделены токопроводящими элементами, связанными с общим экраном. Это позволяет при образовании в процессе работы токопроводящих перемычек вследствие загрязнения избежать снижения чувствительности датчика. 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Я

К ПАТЕНТУ (21) 5007296/15 (22) 14.11.91 (46) 23.03.93. Бюл. N 11 (76) Ф, Кирхбергер (DE), Н.Г.Сакало, Л.Г.Са кало, М.И.Сердюк, В.П.Руденко, А,В.Илюхин и

В.Я, Рихва (SU) (56) Патент P CT WO 89/03052, кл. G 01 V 3/08, 1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОТНОСИТЕЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к сельскомУ хозяйству, а именно касается устройств для контроля высева семян, туков, подачи плодов, овощей, рассады, размещения растений над почвой, перемещения доз кормов, животных, птицы и насекомых, в частности, на сеялках всех типов, культиваторах и опрыскивателях, сортировочных и дозирующих установках, На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для определения наличия или количества материала в зоне контроля (емкостный датчик изображен в аксонометрии); на фиг. 2 — емкостный датчик на фиг. 1; на фиг. 3 — устройство на фиг. 1, установленное в полости дискового высевающего аппарата сеялки точного высева (аксонометрия); на фиг. 4 — устройство на фиг. 1, установленное на двухканальной картофелесажалке (аксонометрия); на фиг. 5 — вариант емкостного датчика на фиг, 4; на фиг, 6 — принципиальная схема передачи сигналов по питающей линии на фиг. 1; на фиг. 7 — вариант схемы на фиг. 6; на фиг. 8 — принципиальная схема цепей для формирования и

„, Я2„, 1804279 А3 (si)s А 01 В 69/04, А 01 С 7/00, А 01 D 75/18, G 01 Ч 3/08 (57) Использование: сельскохозяйственная посевная и уборочная техника. Сущность изобретения: электроды емкостного датчика установлены посредством диэлектрических прокладок на токопроводящих поверхностях, которые разделены токопроводящими элементами, связанными с общим экраном. Это позволяет при образовании в процессе работы токопроводящих перемычек вследствие загрязнения избежать снижения чувствительности датчика. 6 з.п. ф-лы, 8 ил. выделения сигнала проверки работоспособности схемы устройства на фиг. 1.

Устройство для контроля относительного перемещения сельскохозяйственных материалов, согласно изобретению, будет описано на примере выполнения устройства для контроля перемещения таких материалов, как семена, удобрения, рассада, корнеклубнеплоды, растения, поштучно подаваемые предметы в зоне контроля, сформированной над почвой в сошниках, семяпроводах, в различных транспортных устройствах, установленных на таких сельскохозяйственных машинах, как сеялки, культиваторы, картофелесажалки, высадкопосадочные, рассадопосадочные и уборочные машины, машины для животноводства и кормопроизводства, Устройство для контроля относительного перемещения сельскохозяйственного материала в зоне контроля, согласно изобретению, содержит датчик 1 (фиг. 1, 2), включающий средство 2 формирования зоны 3 контроля, через которую проходит контролируемый материал, и общий экран 4.

1804279

Средство 2 формирования эоны контроля содержит электрод 5, подключенный к выходу 6 генератора 7 электромагнитных колебаний, и электрод 8, подключенный ко входу 9 усилителя 10. Электроды 5 и 8 своими обращенными одна к другой вытянутыми сторонами образуют упомянутую объемную зону 3 контроля.

Общий экран 4 содержит два электрически связанных между собой электрода 11 и

12, выполненные в виде жестких токопроводящих поверхностей, Электрод 11 подключен к общему выходу 13 генератора 7, а электрод 12 — к общему входу 14 усилителя

10. Каждый из электродов 11 и 12 расположен в непосредственной близости от соответствующего ему электрода 5 и 8 средства

2 формирования зоны 3 контроля со стороны этого электрода 5 и 8, противоположной его стороне, участвующей в образовании зоны 3 контроля.

B описываемом варианте выполнения устройства электроды 5 и 8 средства 2 и электроды 11 и 12 общего экрана 4 выполнены в виде жесткой пространственной конструкции, конфигурация которой определяется условиями конструктивной привязки устройства в контролируемый технологический процесс, в частности в ви. де пластин, выполненных с возможностью установки в каналы и полости сельскохозяйственных машин.

Электроды 5 и 8 средства 2 и соответствующие им электроды 11 и 12 общего экрана 4 отделены один от другого индивидуальнымии диэлектрическими и рокладками 15 и 16, в которые соответственно вмонтированы электроды 5 и 8, а электроды 11 и 12 расположены на сторонах диэлектрических прокладок 15 и 16, противоположных сторонам, ограничивающим зону 3 контроля.

Вход усилителя 10 подключен через цепь 17 отрицательной обратной связи, выполненную в виду резистора, к его выходу, к которому подключен вход средства 18 передачи сигналов по питающей линии 19.

К точке 21 питающей линии 19 подключен нагрузочный резистор 22, электрически связанный с клеммой 23 электропитания устройства и средство 24 обработки сигналов.

Средство 18 передачи сигналов по питающей линии 19 содержит последовательно соединенные между собой детектор 25, подключенный к выходу усилителя 10, блок 26 фиксации сигналов, пороговый блок 27, формирователь 28 длительности сигналов, модулятор 29 тока в питающей линии 19, подключенный своим выходом в точке 20 и питающей линии 19.

С одним из выходов блока 24 обработки сигналов связано средство 30 проверки работоспособности схемы устройства. которое содержит модулятоо 31 питающего напряжения, вход которого подключен к выходу средства 24 обработки сигналов, а выход — ко входу регулятора 32 напряжения, включенного между клеммой 23 электропитания устройства и нагрузочным резисто10 ром 22.

Между точкой 20 питающей линии 19 и генератором 7 электромагнитных колебаний включено средство ЗЗ выделения сигнала проверки работоспособности схемы, 15 которое содержит цепь 32 развязки, вход которой подключен к питающей линии 19 и к модулятору 29 тока в ней. Выход цепи

34 развязки подключен ко входу стабилизатора 35 напряжения, выход которого

20 подключен ко входу генератора 7 электромагнитных колебаний, В цепи смешения стабилизатора 35 собрана инерционная цепь 36.

Электроды 11 и 12 общего экрана 4 вы25 полнены по форме, охватывающей своими жесткими токопроводящими поверхностями 38 и 39, соответственно, торцы и краевые зоны рабочих поверхностей 40, 41 диэлектрических прокладок 15, 16.. За счет этого

30 указанные рабочие поверхности 40 и 41 своими краевыми зонами электрически связаны с общим экраном 4. Электроды 11 и 12 этого общего экрана 4 снабжены элементами крепления емкостного датчика 1

35 к деталям в каналах и полостях сельскохозяйственных машин. В данном варинте устройства элементами крепления служат отверстия 42, выполненные в электродах 11 и 12, втулки 43, смонтированные на электро40 дах 11, 12 и винты 14, предназначенные для жесткой фиксации электродов 11 и 12 между собой для фиксации геометрических размеров зоны контроля и крепления к детали сельскохозяйственной машины с помощью

45 отверстия в этой детали, гаек и шайб, Во всех вариантах выполнения устройства жесткие токопроводящие поверхности

11 и 12 общего экрана 4, как показано на фиг. 2, выполнены по форме канала для пе50 ремещения контролируемого материала таким образом, чтобы исключить влияние устройства на траекторию перемещения материала.

В одном из вариантов выполнения, 55 представленного на фиг. 3, устройство предназначено для контроля высева семян дисковыми высевающими аппаратами сеялок точного высева. В этом случае электроды 5, 8, 11, 12 и диэлектрические прокладки 15, 16 выполнены ввиде сегментов 45,,46,,Эти

1804279 сегменты 45, 46 выполнены с возможностью жесткого закрепления в полости 47 неотьемлемой части 48 высевающего аппарата 49 в непосредственной близости от образующей 50 высевающего диска 51.

В качестве элементов крепления в данном случае служат отверстия 42 в электродах 11, 12, закрепленные на них втулки 43, винты 44, соответствующие отверстия в неотьемлемой части 48 высевающего аппарата, винты и шайбы. Крометого, предусмотрено средство 52 изменения конфигурации . зоны 3 контроля, содержащее сменные калиброванные втулки 53, устанавливаемые между втулками 43 для фиксации геометрических размеров зоны 3 контроля в зависимости от размеров материала.

В устройстве предусмотрена печатная плата 54, на которой собрана электронная схема, связывающая электроды 5 и 8 с питающей линией 19. На этой печатной плате 54 смонтированы элементы 55 крепления ее к деталям сельскохозяйственной машины. В данном случае в качестве таких элементов применен клей. Применяется также приклеивание пластины 45 электродом 12 в полости 47 неотъемлемой части 48 высевающего аппарата 49, Электроды 5, 8, 11 и 12 электрически соединены с печатной платой 54 отрезками

56, 57 коаксиального кабеля. Предусмотрено закрепление их на неотъемлемой части

48 высевающего аппарата 49.

На печатной плате 54 закреплены клеммы 58, 59, с которыми электрически соединены провода 60 и 61 питающей линии 19.

Печатная плата 54 залита твердым компаундом 62, в результате чего конструкция представляет собой твердое тело. Места подсоединения к печатной плате 54 отрезков 56 и 57 коаксиального кабеля расположены внутри заливки, а указанные выше клеммы 58 и 59 — снаружи.

Питающая линия 19 содержит два провода: один изолированный, другой — электрически связанный со средством 4 экранирования зоны 3 контроля и деталями сельскохозяйственной машины. Точка 20 содержит в данном случае разъем, а точка

21 выполнена в виде клемм.

В другом варианте выполнения устройства залитая печатная плата 54 размещена в корпусе, смонтированном снаружи корпуса высевающего аппарата, в частности на неотъемлемой части дискового высевающего аппарата свекловичной сеялки, не имеющего внутрен них полостей, достаточн ых для размещения указанной печатной платы 54.

Еще в одном варианте, представленном на фиг. 4, предусмотрено использование устройства в сельскохозяйственных машинах с параллельными примыкающими друг к другу каналами 72, 73 для поочередной подачи материала, в частности клубней карто5 феля в картофелесажалках, В данном случае электрод 5, связанный с выходом 6 генератора 7 электромагнитных колебаний, выполнен по меньшей мере из одной пары секций

63 и 64, выполненных с возможностью охва10 та каждой соответствующего из каналов 72 и

73 для поочередной подачи материала. Секции 63 и 64 в данном случае утоплены в соответствующие диэлектрические прокладки 65 и 66, смонтированные на соответ15 ствующих электродах 67 и 68 средства 4 экранирования зоны 3 контроля. В данном случае электроды 67 и 68 прикреплены, в частности, посредством клея к скобе 69, снабженной элементами крепления 70 к де20 талям (в данном случае посредством сварки). Электрод 8 выполнен с возможностью охвата по меньше мере с одной стороны всех параллельных каналов 72 и 73 для поочередной подачи материала.

25 B данном варианте залитая печатная плата 54 размещена в корпусе 71 и закреплена на скобе 69, к которой прикреплены отрезки коаксиального кабеля, соединяющие печатную плату 54 с электродами 63, 64, 30 67 и 68. В этом случае печатная плата 54 электрически связана с электродом 8 посредством отрезка проволоки, пропущенного через отверстие в скобе 69, и после прикрепления к электроду 8 залитого ком35 паундом.

Этот вариант по фиг. 3 целесообразно применять при контроле подачи предметов, в частности клубней картофеля, в полете, В одном из вариантов (фиг. 5) выполне40 ния устройства по фиг. 4 общий экран 4, электроды 8, 63, 64 и диэлектрические прокладки 16, 65 и 66 покрыты слоем диэлектрика. В этом случае в промежутках между электродом 8 и секцией 63, а также электро45 дом 8 и секцией 64 установлены с натягом обоймы 77, снабженные замкнутыми по всему периметру обоймы открытыми токопроводящими поверхностями, электрически связанными с общим экраном 4. В данном

50 случае обоймы 77 выполнены из отрезков неизолированной металлической полосы.

Указанные обоймы и скоба 69 прикреплены винтами к металлической направляющей

79, предназначенной для направления клуб55 ней в борозду. Эти винты 78 и направляющая 79 служат для электрической связи обоймы 77 с общим экраном 4.

Во всех других вариантах выполнения устройства, как показано на фиг. 2, электроды 5, 8, 11, 12 и диэлектрические прокладки

1804279

15 и 16 выполнены по форме каналов и полостей, служащих для перемещения контролируемого материала. В частности, это целесообразно при использовании устройства на посевных машинах всех типов, картофелесажалках, рассадопосадочных, высадкопосадочных и уборочных машинах, а также на машинах для животноводства и кормоп роизводства.

Во всех вариантах выполнения устройства электроды общего экрана 4 по периметрам, в частности поперечных сечений всех соединений, между собой электрически связаны через токопроводящие поверхности, электрически неизолированные от окружающей среды, причем размеры этих участков установлены предотвращающими образование токопроводящих перемычек между указанными диэлектрическими прокладками при загрязнениях устройства.

В варианте выполнения устройства по фиг. 2 такие токопроводящие поверхности выполнены в виде втулок 43, 53 и винтов 44, Кроме того, отрезки 56 и 57 коаксиального кабеля подключен к электродам 11 и 12 общего экрана 4, как показано на фиг, 3. При этом между электрическими оболочками указанных отрезков 56 и 57 коаксиального кабеля и краевыми зонами диэлектрических прокладок 14 и 15 по наружным поверхностям электродов 11 и 12 образованы токопроводящие поверхности, исключено образование изолированных от общего экрана 4 токопроводящих перемычек между поверхностями 40 и 41 диэлектрических прокладок 15 и 16.

В варианте выполнения устройства по фиг. 4 токопроводящие поверхности между диэлектрическими прокладками 16 и 64, а также 16 и 65 образованы за счет токопроводящих участков электрически неизолированной скобы 69, Вариант принципиальной схемы средства 18 передачи сигналов по питающей линии 19 по фиг. 1 приведен на фиг. 6. В данном случае электрод 8 емкостного датчика 1 соединен со входом высокочастотного усилителя 10, охваченного цепью отрицательной обратной связи 17, выполненной в данном случае на резисторе. Выход усилителя 10 через переходной конденсатор 83 и резистор 84 соединен со входом еще одного высокочастотного усилителя 85, также охваченного цепью 86 отрицательной обратной связи через резистор. Усилители 10 и 85 собраны на операционных усилителях.

Выход усилителя 85 связан со входом амплитудного детектора 25, выполненного на диоде 87, резисторе 88 и конденсаторе

89. Выход детектора 25 соединен со входом блока фиксации сигнала 26, выполненного по схеме дифференциального усилителя, собранного на конденсаторе 90, резисторах

91 и 92 и операционном усилителе 93, 5 Выход этого усилителя 93 связан с пороговым устройством 27, выполненным на резисторах 94, 95, 96, 97 и операционном усилителе 98. Выход порогового устройства

27, в свою очередь, соединен в точке 105 со

10 входом формирователя 28 длительности импульсов, собранного на конденсаторе 99, резисторе 100 и двух логических элементах

И-НЕ 101 и 102, Выход формирователя 28 длительности

15 импульсов связан с базой транзистора 103, предназначенного для модуляции тока в питающей линии 19, служащей одновременно для передачи сигналов на вход блока 24 обработки сигналов, выполненного в дан20 ном случае на микропроцессоре типа

68Н С11.

Описанный вариант по фиг, 5 целесообразно применять в устройствах для контроля поштучной подачи предметов между

25 электродами 5 и 8 емкостного датчика 1 в том случае, когда расстояние между поштучно подаваемыми предметами больше максимального предмета и в ТоМ случае, когда необходимо обеспечить просто счет пред30 метов, в частности при использовании на потоковых сеялках для высева семян пшеницы, рапса и гранулированных удобрений.

Если необходимо контролировать и расстояние между ними, целесообразно приме35 нять cxer y, показанную на фиг. 7. В этой схеме в отличие от схемы по фиг, 6 между операционным усилителем 10 и амплитудным детектором 25, собранным на диоде 87, включен фильтр, собранный на конденсато40 ре 106 и резисторе 107, предназначенный для пропускания сигналов высокой частоты генератора 7. Между операционным усилителем 93 и пороговым устройством 27 в качестве блока 26 фиксации сигнала включена.

45 схема выделения экстремума сигнала, собранная на операционном усилителе 108, Прямой канал ее выполнен на резисторах

109 и 110, а канал задержки сигнала выполнен на резисторе 111 и конденсаторе 112, 50 Резистор 113 служит для питания средних точек операционных усилителей, а конденсатор 104 служит фильтром. В отличие от схемы по фиг. 6 усилитель 85 в схеме по фиг.

7 отсутствует.

55 Описанный вариант схемы по фиг. 6 целесообразно применять на сеялках точного высева, картофелесажалках, высадкопосадочных и рассадочнопосадочных машинах, Еще в одном варианте выполнения устройства по фиг. 6 и 7 используется трехпро1804279

10 водная линия связи. Для этого транзистор

103 подключается к точке 105 через резистор. Этот резистор 103 связан с пультом в кабине трактора с помощью третьего провода, ;-)тот вариант устройства целесообразно применять для стыковки с существующими вариантами мобильных компьютеров.

Вариант части принципиальной схемы средства 30 проверки работоспособности схемы устройства по фиг. 1 приведен на фиг.

8, Электрод 5 емкостного датчика 1 подключен к выходу 6 генератора 7 электромагнитных колебаний, собранного на логических элементах 114 и 115. Резисторы 116 и 117 и конденсатор 118 служат для задания частоты генератора 7.

Частота электромагнитного поля генератора 7 выбирается в диапазоне 5 кГц — 500

МГц, но лучшим диапазоном является диапазон 30 кГц — 20 МГц.

Средство 30 проверки работоспособности схемы содержит модулятор 31 питающего напряжения, в качестве которого служит один из выходов микропроцессора блока 24 обработки сигналов. Выход этого модулятора 31 связан с цепью управления регулятора

32 напряжения, собранного на операционном усилителе 119, Этот операционный усилитель 119 совместно с транзисторами 120 и 121 служит стабилизатором напряжения

32, питающего устройство при отсутствии сигнала модулятора 31 питающего напряжения. Для установки глубины модуляции питающего напряжения и цепями смещения служат резисторы 122, 123.

В средство 33 выделения сигнала проверки работоспособности схемы входит цепь развязки 34, содержащая диод 124 и накопительный конденсатор 125, а также стабилизатор 35 напряжения, собранный на операционном усилителе 126, В цепи смещения этого стабилизатора 35 напряжения на резисторах 127, 128, 129 и конденсаторе

130 собрана инерционная цепь 36. Диоды

131 и 132, подключенные к клемме 23 электропитания устройства, предназначены для его защиты от неправильного включения.

Конденсатор 133 служит фильтром от помех в питающей линии 19.

Принцип работы устройства заключается в следующем, Во всех вариантах выполнения устройства по фиг. 1 генератор 7 возбуждает электромагнитное поле в зоне 3 контроля между электродами 5 и 8, а также между электродами 11 и 12 средства 4 экранирования зоны 3 контроля. В результате между электродами 5 и 8 протекает ток, Этот ток усиливается усилителем 10 до такого уров5

10 ня, что ток через резистор 17 устанавливается, например, близким току между электродами 5 и 8 (с точностью до 10; ). Но усиленный ток имеет противоположную фазу. Это достигается тем, что входной ток усилителя 10 устанавливается хотя бы на порядок меньше, чем ток между электродами 5 и 8, что обеспечивается выбором величины входного сопротивления усилителя 10, Если ток между электродами 5 и 8 и ток в цепи обратной связи 17, протекающий через ее резистор, близки по величине, то потенциал электрода 8 близок к потенциалу

15 электрода 12 средства 4 экранирования зоны 8 контроля. В идеальном случае указанные потенциалы равны. В результате этого резко снижаются требования к величине емкости между электродом 8 и электродом 12, 20 что приводит к уменьшению зазора между ними, например, до 0,1 — 2 мм. Резко снижаются требования к качеству диэлектрика индивидуальной диэлектрической прокладки

15, изменениям зазора между электродом 8

25 и электродом 12 при изготовлении.

При полете предметов (семян, корнеклубнеплодов, растений, доз кормов и др,) между электродами 5 и 8 изменяется величина тока между ними и выходной сигнал

30 усилителя 10. Полученный сигнал поступает на вход амплитудного детектора 25, Выходной сигнал амплитудного детектора 25 имеет колоколообразную форму. Далее блок 26 фиксации сигнала формирует импульс, а по35 роговый блок 27 выделяет его на фоне помех по амплитуде. Формирователь 28 длительности сигналов формирует короткий импульс, которым модулятор 29 модулирует (увеличивает) ток в питающей линии 19. В

40 результате этого увеличивается падение напряжения на нагрузочном резисторе 22, а на входе микропроцессора блока 24 обработки сигналов появляется сигнал, по которому судят о перемещении через зону 3 контроля

45 семян, корнеклубнеплодов, доз кормов и других предметов.

Таким образом осуществляется передача сигналов о наличии материала в зоне 3 контроля по питающей линии 19. Микропро50 цессор блока 24 обработки сигналов определяет количество материала, в данном случае количество семян, растений, корнеклубнеплодов, доз кормов и других предметов.

55 Вариант устройства по фиг, 3 работает аналогично варианту устройства по фиг. 1.

Отличие заключается в том, что при установке электродов 5, 8 и зоны 3 контроля в непосредственной близости от высевающего диска и выполнение их по форме сегментов

1804279

12 обеспечивает кратчайший путь пролета семян через зону 3 контроля независимо от траектории полета семян. Это улучшает фиксацию сигналов от семян, пролетающих через зону 3 контроля и повышает надежность контроля при малых интервалах между семенами.

Вариант устройства по фиг. 4 работает аналогично вариантам устройства по фиг, 1 и 3, Отличие состоит в том, что поочередно пролетающие через зону 3 контроля поштучно подаваемые предметы, в частности клубни картофеля, попадают поочередно в электромагнитное поле либо между электродом 8 и секцией 63, либо между электродом 8 и секцией 64.

При этом на выход усилителя 10 проходят сигналы аналогично вариантам устройства по фиг, 1 и 3. Скребки 74, служащие для подачи клубней картофеля, перемещаются за пределами зоны 3 контроля.

Вариант устройства по фиг. 5 работает аналогично варианту устройства по фиг. 1.

Его целесообразно применять с вариантами устройств по фиг. 2 — 5 в том случае, когда интервалы между предметами достаточны для получения от них отдельных сигналов и в тех случаях, когда достаточно обеспечить простой счет предметов без точной фиксации интервалов между ними, в частности в потоковых сеялках, при высеве семян и удобрений, в машинах для животноводства и кормопроизводства, для контроля подачи корнеклубнеплодов и гранулированных материалов.

Особенность работы варианта устройства по фиг. 6 заключается в том, что в нем осуществляется дополнительное усиление сигнала усилителем 85, что позволяет фиксировать сигналы от мелких семян, в частности от рапса.

Далее по переднему фронту сигнала колоколообразной формы дифференцирующим усилителем 93 формируется короткий импульс, который поступает на вход порогового блока 25, собранного на усилителе 98.

После формирования короткого импульса формирователем длительности 28, собранным на логических элементах 101 и 102, транзистором 103 осуществляется модуляция тока в питающей линии 19.

Далее соответствующие сигналы, характеризующие прохождение предметов через зону 3 контроля, обрабатываются микропроцессором блока 24 обработки сигналов, который в данном случае фиксирует факт прохождения предметов и подсчитывает их количество.

Вариант устройства по фиг, 7 работает аналогично вариантам устройства по фиг. 1 и 6. Отличие заключается в том, что блок 26 фиксации сигнала содержит схему выделения экстремума сигнала, собранную на операционном усилителе 108, которая

5 фиксирует сигналы от семян, корнеклубнеплодов, растений и других предметов, даже при отсутствии интервала между ними. Для такой фиксации достаточно, чтобы сигналы от этих предметов имели максимум. Такое

10 выполнение устройства позволяет микропроцессору блока 24 обработки сигналов определить не только количество семян, корнеклубнеплодов, растений и других предметов, но и интервалы между ними.

15 Проверка работоспособности схемы устройства в любом варианте выполнения устройства осуществляется (фиг. 8) следующим образом.

По команде микропроцессора блока 24

20 обработки сигналов, в частности при остановке сеялки, на вход операционного усилителя 119 поступает сигнал, которым модулируется питающее напряжение регулятора напряжения 32 с помощью транзи25 стора 121, Этот сигнал установлен такой длительности, которая достаточна для разрядки конденсатора 125 цепи развязки 34 до уровня, при котором наступает режим насыщения операционного .усилителя 126

30 за счет задержки этого сигнала в инерционной цепи 36. Благодаря этому стабилизатор напряжения 35 пропускает сигнал проверки работоспособности схемы на вход генератора 7 электромагнитных колебаний. Это при35 водит к изменению тока между электродами

5 и 8, аналогично прохождению через зону 3 контроля контролируемых предметов. Далее сигнал поступает в блок 24 обработки сигналов, в котором микропроцессор фик40 сирует исправное и рабочее состояние всех цепей схемы. При отсутствии этого сигнала формируется сигнал, характеризующий неисправное состояние схемы, в частности недопустимое загрязнение зоны 3 контроля, 45 обрыв или короткое замыкание питающей линии 19 и выходы из строя элементов схемы, Ограничение тока нагрузочным резистором 22 исключает выходы из строя остальных элементов схемы при коротких

50 замыканиях в питающей линии 19.

Параметры конденсатора 125, резисторов 127, 128, 129 и конденсатора 130 подобраны так, что импульсы, обусловленные прохождением через зону 3 контроля пред55 метов, из-за малой длительности и короткие помехи через операционный усилитель 126 не проходят, Таким образом осуществляется выделение сигналов проверки работоспособности схемы на фоне помех и от сигналов, обусловленных контролируемыми

1804279

14 предметами, При относительно медленных изменениях питающего напряжения операционный усилитель 126 выполняет функции стабилизатора. При отсутствии сигналов проверки работоспособности схемы регулятор напряжения 32 также служит стабилизатором напряжения, питающего все эти элементы устройства, Проверка работоспособности схемы осуществляется во всех возможных вариантах выполнения устройства при контроле высева семян, удобрений, посадке корнеклубнеплодов и рассады, при контроле дозирования и раздачи различных кормов, перемещения материалов в уборочных машинах и перемещения различных предметов.

При загрязнениях устройства существенно вредно образование токопроводящих перемычек между поверхностями диэлектрических прокладок. Особенно это опасно в том случае, когда эти перемычки соединяют между собой токопроводящие пленки, образованные загрязнениями на поверхностях 40, 41 указанных диэлектрических прокладок 15 и 16. При этом высокочастотное электромагнитное поле между выходом генератора 7 и входом усилителя

10 замыкается через указанные токопроводящие перемычки, минуя зону 3 контроля.

Это снижает чувствительность устройства и может привести к полному экранированию зоны 3 контроля.

При соединении токопроводящих перемычек, связанных с поверхностью 40 диэлектрической прокладки 15, со средством 4 экранирования зоны 3 контроля возрастает нагрузка генератора 7, мощность которого выбрана с запасом. Связь со средством 4 экранирования зоны 3 контроля части поверхности 39 диэлектрической прокладки

16 через указанные токопроводящие перемычки экранирует часть зоны 3 контроля, занятую этими перемычками, выполняя роль шторы. Это менее опасно, чем соединение поверхностей диэлектрических прокладок токопроводящими перемычками, изолированными от общего экрана 4, т.к. в этом случае на вход усилителя 10 идет большой ток, на фоне которого невозможно выделить ток, протекающий через зону 3 контроля.

Применение жестких токопроводящих поверхностей общего экрана и калиброванных элементов для фиксации геометрических размеров зоны контроля, в частности их жесткое соединение в одной конструкции, исключает влияние вибраций, Экранирование торцов и краевых зон диэлектрических прокладок уменьшает толщи5

55 ну зоны контроля, за счет чего сйижается влияние близко расположенных движущихся деталей. Кроме того, это позволяет распознавать семена при меньшем интервале между ними.

Патентуемое устройство для определения наличия или количества материала в зоне контроля позволяет расширить его технологические возможности и повысить надежность определения наличия или количества материала в зоне контроля, позволяет смонтировать устройство практически в любых каналах и полостях сельскохозяйственных машин без существенного изменения конструкций этих машин. При этом точно известно, что технологический процесс в сельскохозяйственной машине контролируется, Передача сигналов по питающей линии позволяет обойтись максимум двумя проводами: одним изолированным и другим электрически связанным с корпусом сельскохозяйственной машины.

Все это позволяет уверенно работать в сложных технологических условиях при загрязнениях зоны контроля и механических воздействиях при решении таких сложных задач, как контроль высева семян практически всех типов, удобрений, потоков материала, доз кормов, корнеклубнеплодов. растений, Предлагаемое устройство позволяет примерно на 8 — 127 увеличить объем продукции сел ьскохозя йст вен ного п роизводства в основном за счет равномерного распределения растений на поле и сокращения просевов, Предлагаемое изобретение может быть использовано для копирования поверхности растительного покрова, заглубления сошников сеялок и других рабочих органов в почву, контроля загрузки транспортеров, уровней в бункерах, копирования осей опорных траекторий в виде рядков растений, валка или гребня на почве, скорости движения машин, а также относительного положения деталей и узлов машин. В частности, устройство может быть использовано для технологической наладки таких сельскохозяйственных машин, как сеялки, культиваторы, опрыскиватели, уборочные, транспортные и перерабатывающие машины в наилучший возможный режим работы и поддержания этого режима посредством ручного или автоматического управления.

Формула изобретения

1, Устройство для контроля относительного перемещения растительного материала, содержащее генератор электромагнитных колебаний, емкостный датчик с элементами крепления электродов, общий экран, усили1804279

15

50 тель и блок обработки сигналов, причем выход генератора электромагнитных колебаний связан с первым электродом емкостного датчика, второй электрод которого подключен к соответствующему входу усилителя, а общий экран подсоединен к общему выходу генератора электромагнитных колебаний и общему входу усилителя, выход которого связан с входом блока обработки сигналов, при этом общий экран выполнен по меньшей мере из пары жестких токопроводящих поверхностей, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно снабжено жесткими калиброванными элементами для фиксации геометрических размеров эоны контроля, а электроды емкостного датчика посредством соответствующих диэлектрических прокладок закреплены на обращенных друг к другу участках соответствующих жестких токопроводящих поверхностей, которые электрически связаны друг с другом и скреплены между собой посредством жестких калиброванных элементов для фиксации геометрических размеров зоны контроля, кроме того, диэлектрические прокладки разделены неизолированными токопроводящими поверхностями, подключенными к общему экрану.

2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что краевые зоны рабочей поверхности каждой диэлектрической прокладки электрически связаны с общим экраном.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что каждая жесткая токопроводящая поверхность выполнена в виде сегмента с возможностью установки в непосредственной близости от образующего диска в полости высевающего аппарата.

4. Устройство по пп. 1-3, о т л и ч а ющ е е с я тем, что при использовании в сельскохозяйственных машинах с параллельными примыкающими друг к другу каналами для поочередной подачи материала, первый электрод емкостного датчика выполнен из одной пары секций, установлен5 ных с возможностью охвата каждой секцией соответствующего канала для поочередной подачи материала, причем эти секции установлены с разных сторон от второго электрода, выполненного с возможностью

10 охвата, по меньше мере с одной стороны, всех упомянутых параллельных каналов для поочередной подачи материала.

5. Устройство по п.1, отл ич а ю щеес я тем, что токопроводящие поверхности

15 общего экрана и электроды емкостного датчика покрыты диэлектриком, а в промежутках между первым и вторым электродами поверх этого диэлектрика установлены обоймы, на которых размещены замкнутые

20 по всему периметру обойм неизолированные токопроводящие поверхности, электрически связанные с общим экраном.

6. Устройство по пп. 1 — 5, о т л и ч а ющ е е с я тем, что блоки, связанные с элект25 родами емкостного датчика, смонтированы на печатной плате, закрепленной на одной стороне поверхности общего экрана, на противоположной стороне которого закреплен второй электрод, связанный с усилите30 лем отрезком проводника, пропущенного через отверстие в соответствующей диэлектрической прокладке и упомянутом экране, причем печатная плата и отверстия изолированы компаундом, а первый злек35 трод связан с генератором электромагнитных колебаний отрезком коаксиального кабеля.

7. Устройство по п. 1, отл ича ю щеес я тем, что электроды общего экрана вы40 полнены с возможностью охвата торцов и краевых зон диэлектрических прокладок.

1804279

1804279

1804279

1804279

Рг д

Составитель Л.Сакало

Техред М.Моргентал Корректор С. Шекмар

Редактор Т.Куркова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1061 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5