CN109739140A - 一种水田船型深施肥开沟器及监测方法 - Google Patents
一种水田船型深施肥开沟器及监测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109739140A CN109739140A CN201910039385.5A CN201910039385A CN109739140A CN 109739140 A CN109739140 A CN 109739140A CN 201910039385 A CN201910039385 A CN 201910039385A CN 109739140 A CN109739140 A CN 109739140A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fertilizer
- capacitor
- exhaust
- plate
- depth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 claims abstract description 126
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 75
- NBGBEUITCPENLJ-UHFFFAOYSA-N Bunazosin hydrochloride Chemical compound Cl.C1CN(C(=O)CCC)CCCN1C1=NC(N)=C(C=C(OC)C(OC)=C2)C2=N1 NBGBEUITCPENLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 6
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 6
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 claims description 6
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 6
- 235000011034 Rubus glaucus Nutrition 0.000 claims description 4
- 235000009122 Rubus idaeus Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 4
- 244000235659 Rubus idaeus Species 0.000 claims description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 3
- 238000009422 external insulation Methods 0.000 claims description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 5
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000004720 fertilization Effects 0.000 description 3
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 235000012149 noodles Nutrition 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 240000007651 Rubus glaucus Species 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000013475 authorization Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005622 photoelectricity Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Fertilizing (AREA)
Abstract
本发明公开了一种水田船型深施肥开沟器及监测方法，包括开沟体及进肥管，开沟体包括船体、上盖板、均肥板及刀刃，船体包括两块左右对称布置的弧面板；排气装置包括连接于所述上盖板排气孔上的排气管和排气压力调节装置，包括通过螺纹套置连接在排气管中上部的气压调节套筒及内衬在排气管内的活塞，以及一端抵在活塞上、另一端抵在气压调节套筒上的气压调节弹簧；排气管的圆周面上开始有排气通孔。肥料随气流从进肥管进入，在排肥口处排气装置作用下，能在排肥器腔体内形成一定气压，可有效阻止泥浆倒灌，保证肥料顺利准确落入要求深度，同时气流从排气口排出，防止出肥口处有大量气体流出在泥浆中产生气泡。
Description
技术领域
本发明属于农业机械中的开沟施肥技术领域，具体涉及一种水田船型深施肥开沟器及监测方法。
背景技术
化肥深施有利于提高化肥利用率，同时还能一定程度上防止排水造成的肥料流失及水体污染。我国水田深施肥技术已有一些应用，但与相对成熟的旱地深施肥技术相比仍显不足，主要原因是水田的土壤含水量高，从而泥水流动性很强，会导致在水田中进行深施肥作业时排肥口处易出现泥水倒灌填塞开沟器，造成肥料无法释放到达指定深度甚至堆积于排肥口附近无法排出等问题，此外现有开沟器鲜有配备施肥量监测装置以警示作业中遇到的异常情况。
中国发明专利(授权公告号CN103430665B、授权公告日2017.1.11)公开了了一种水田深施肥开沟器，包括开沟铲以及上下贯通的挡泥罩，所述开沟铲与所述挡泥罩相连接，还包括深度调整结构，所述深度调整结构包括开设在开沟铲背部和/或挡泥罩上的连接孔以及穿设于连接孔中将开沟铲与挡泥罩相固定的固定杆；在调整过程中，仅需要松开螺栓后调整开沟铲的深度即可实现调整，无需进行整体拆卸，调整简便、结构简单且能有效防止稀泥堵塞施肥孔，满足水田深施肥的要求。该发明专利只能调节开沟的深度，通过挡泥板防止稀泥堵塞施肥孔，这种结构效果差，时间长了仍然会堵塞施肥孔。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术的不足，提供一种减少开沟阻力、能有效防止泥浆堵塞排肥口保证肥料能顺利进入水田土壤的水田船型深施肥开沟器及监测方法。
为实现上述目的，本发明所设计的水田船型深施肥开沟器，包括开沟体及进肥管，所述开沟体包括船体、上盖板、均肥板及刀刃；所述船体包括两块左右对称布置的弧面板，所述刀刃连接在两块所述弧面板前对接处形成的弧形前船脊处，所述上盖板安装在两块所述弧面板对接后的顶面，所述均肥板内置在所述上盖板与所述船体围合形成的空腔中，所述进肥管安装在所述上盖板的进肥孔处，所述船体的中后方底部开设有排肥口；还包括排气装置，所述排气装置包括连接于所述上盖板排气孔上的排气管和排气压力调节装置，其中，排气压力调节装置包括通过螺纹套置连接在所述排气管中上部的气压调节套筒及内衬在所述排气管内的活塞，以及一端抵在所述活塞上、另一端抵在所述气压调节套筒上的气压调节弹簧；所述排气管的圆周面上开始有排气通孔，且所述排气通孔的顶面不高于所述气压调节套筒的顶面、所述排气通孔的底面高于所述排气管的底面。
进一步地，还包括无线排量监测系统，所述无线排量监测系统包括双平行板电容传感器、无线电容传感器检测系统、中控上位机及给所述无线电容传感器检测系统供电的第一电源；所述无线电容传感器检测系统包括电容读取芯片MS3110及单片机CC2640R2F，电容读取芯片MS3110与单片机CC2640R2F的I/O端口双向通信，电容读取芯片MS3110的输出口与单片机CC2640R2F的A/D转换口相连，第一电源分别给电容读取芯片MS3110及单片机CC2640R2F供电；同时，所述双平行板电容传感器连接于电容读取芯片MS3110的电容读取端口，电容读取芯片MS3110的输出口与电容读取芯片MS3110的输入口相连；所述中控上位机包括光电转速传感器、上位机Raspberry Pi 3B、LED灯、蜂鸣器及第二电源，第二电源分别给光电转速传感器及上位机Raspberry Pi 3B供电，光电转速传感器与上位机RaspberryPi 3B的第一个I/O端口双向通信，上位机Raspberry Pi 3B的蓝牙接口与单片机CC2640R2F的蓝牙接口相连，LED灯及蜂鸣器均与上位机Raspberry Pi 3B的第二I/O端口相连。
进一步地，所述均肥板的两侧面与所述船体内侧面无缝相连、所述均肥板的顶面与所述上盖板底面无缝相连、所述均肥板的底面延伸到所述排肥口前端最底面，所述均肥板与水平面夹角为40°～55°，且所述进肥孔位于所述均肥板的正上方且完全在均肥板水平投影内。
进一步地，所述排气孔的直径小于所述排气管直径。
进一步地，所述双平行板电容传感器由两组中心距为L且结构参数相同的平行板电容器组成，安装于所述排肥管侧壁上，每组平行板电容器的内侧面均附着有内绝缘保护层、每组平行板电容器的外侧面均附着有外绝缘保护层。
进一步地，还包括连接在所述进肥管侧部的深度调节板，所述深度调节板的底面固定在所述上盖板上，所述深度调节板上沿深度调节板的高度方向开设有若干个所述深度调节孔。
还提供一种如上述所述水田船型深施肥开沟器的监测方法，如下：
1)首先测得两组平行板电容器间无肥料颗粒时的电压值U0，再测两组平行板电容器间充满肥料颗粒时电压值U1及两组平行板电容器间平均肥料质量m1，当测肥料质量为mx、对应电压值Ux时，mx与Ux满足结构参数确定的两组平行板电容器之间空间体积为常数，记为V，则肥料流的平均固相浓度为
2)肥料流先后经过两组平行板电容器时会产生两组电压值及其变化相同但时间戳不同的信号，单片机CC2640R2F将上下游两组电容输出的包含电压值及时间戳的信号获取后，对比信号相似性，找到肥料流先后流经两组平行板电容器间的越渡时间tx；肥料流的平均速度则为L为两组结构参数相同的平行板电容器之间的中心距；
3)气固两相流体的瞬时质量流量M(t)＝kSρxvxd，式中，k为比例系数，S为进肥横截面积，ρx为肥料流平均固相浓度，vx为肥料流平均流速，d为肥料真实密度；一般S、d已知，故肥料流计算公式可合并为即最终仅需对K进行标定便可得到开沟器处肥料流量；
4)特定形式及结构参数确定的排肥器，其单圈拍肥量为常数(即排肥器结构和尺寸定了，它转一圈排出来的肥料数量也是确定的)，记为q，光电转速传感器可测排肥器转速n并通过I/O端口输出到上位机，则排肥器排出肥料流量为M1(t)＝qn；
5)上位机将M(t)、M1(t)进行对比，若其相对误差大于预期值，则通过I/O口使LED警示灯及蜂鸣器向机具驾驶者发送警示信息。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明水田船型深施肥开沟器设置有排气装置，肥料随气流从进肥管进入，在排肥口处排气装置作用下，能在排肥器腔体内形成一定气压，可有效阻止泥浆倒灌，保证肥料顺利准确落入要求深度，同时气流从排气口排出，防止出肥口处有大量气体流出在泥浆中产生气泡；
2)排肥口下设置有斜置均肥板，随气流进入开沟器腔体内高速运动的肥料撞击在均肥板上能均匀散开，可防止肥料因吸潮粘合成块撒入肥沟，使肥沟中肥料更加分散均匀；
3)无线排量监测系统安装于开沟器进肥管处，该系统可将排肥量信息通过集成的无线模块发送到上位中控机，并与目标施肥量进行比较，若相差较大，则可通过中控台向驾驶员警示，该系统在最接近田面处进行监测，相对于传统的将监测系统安装于排肥器上的方式，还能对肥料在排肥管中堵塞造成的施肥量不准确进行监测警示。
附图说明
图1为本发明水田船型深施肥开沟器结构示意图；
图2为图1的主视示意图；
图3为图1中无线排量监测系统电路原理图。
图中各部件标号如下：开沟体1、进肥管2、无线排量监测系统3(其中：内绝缘保护层31、外绝缘保护层32、双平行板电容传感器33、无线电容传感器检测系统34、第一电源35、中控上位机36、第二电源37、光电转速传感器38)、排气装置4(其中：气压调节套筒41、气压调节弹簧42、活塞43、排气管44、排气通孔45、)、上盖板5(其中：排气孔51、进肥孔52)、船体6(其中：弧面板61、弧形前船脊62、排肥口63、弧形后船脊64、)、均肥板7、刀刃8、深度调节板9(其中：深度调节孔91)。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1、图2所示水田船型深施肥开沟器，包括开沟体1、进肥管2、排气装置4及无线排量监测系统3。其中，开沟体1包括船体6、上盖板5、均肥板7及刀刃8；而船体6包括两块左右对称布置的弧面板61，两块弧面板61的前对接处形成一条弧形前船脊62，两块弧面板61的后对接处形成一条弧形后船脊64，上盖板5安装在两块弧面板61对接后的顶面，刀刃8连接在弧形前船脊62处，同时，船体6的中后方底部开设有排肥口63；均肥板7内置在上盖板5与船体6围合形成的空腔中，且均肥板7的两侧面与船体6内侧面无缝相连、均肥板7的顶面与上盖板5底面无缝相连、均肥板7的底面延伸到排肥口63前端最底面，均肥板7与水平面夹角为40°～55°；上盖板5上开有进肥孔52和排气孔51，进肥孔52位于均肥板7的正上方且完全在均肥板7水平投影内，排气孔51位于进肥孔52的后部。
进肥管2安装在上盖板5的进肥孔52处，上盖板5与船体6形成空腔，通过进肥孔52处一定流速的气流在空腔内形成气压，能有效防止泥浆灌入排肥口63，从而使肥料能够顺利进入所开肥沟内部，肥料随气流从进肥孔52进入空腔后，撞击在均肥板上，经均肥板7反弹随机均匀地撒入肥沟。深度调节板9的侧壁与进肥管2相连同时深度调节板9的底面固定在上盖板5上，深度调节板9上沿深度调节板9的高度方向开设有若干个深度调节孔91，深度调节孔91用于与水稻插秧机或直播机相连。
排气装置4包括连接于上盖板5排气孔51上的排气管44和排气压力调节装置，其中，排气压力调节装置包括通过螺纹套置连接在排气管44中上部的气压调节套筒41及内衬在排气管44内的活塞43，以及一端抵在活塞43上、另一端抵在气压调节套筒41上的气压调节弹簧42，同时，排气管44的圆周面上开始有排气通孔45，且排气通孔45的顶面不高于气压调节套筒41的顶面、排气通孔45的底面高于排气管44的底面；此外，排气孔51的直径小于排气管44直径，防止活塞43从排气管44底部脱离。通过拧动气压调节套筒，改变弹簧压缩量，从而设定排气装置压力，合适压力可使排气压力调节装置随进肥口处气体流量自动升降以改变排气通孔45大小，使开沟器空腔内气压保持无泥浆涌入且排肥口无大量气体排出。
排气装置4包含排气压力调节装置，其作用是保证开沟器空腔体形成一定气压，使水田中泥浆不会从排肥口63处灌入腔体及排肥管内部，同时气流通过排气管44侧壁上的排气通孔45排出，避免大量气体从排肥口63处排出，从而在泥浆中形成大量气泡。具体实施时需有气流辅助，静态条件下气流通过进肥管2进入开沟器腔体，因外部泥浆压力气流会在腔体内形成高于标准大气压力的气压，高于标准大气压力的气体则会作用于排气压力调节装置中的活塞43，使活塞44向上运动，该过程中排气通孔45长度会变大至气压力与弹簧42压力平衡为止。若该过程排肥口63处有大量气泡流出，则向上调节气压调节套筒41，使活塞43能够在高于当前位置处保持平衡，此时排气通孔45长度增大，腔体内部压力减小，能减少或消除排肥口63处产生的气泡；若有泥浆进入开沟器腔体内部，并且浆面高于预期值(如1cm)，则向下调节气压调节套筒41，使活塞43在低于当前位置处保持平衡，此时排气通孔45长度减小，腔体内部气压增大，泥浆会被挤压出腔体，使浆面下降。
无线排量监测系统3包括双平行板电容传感器33、无线电容传感器检测系统34、中控上位机36及给无线电容传感器检测系统34供电的第一电源35。其中，双平行板电容传感器33由两组中心距为L且结构参数相同的平行板电容器组成，安装于排肥管2侧壁上，每组平行板电容器的内侧面均附着有内绝缘保护层31、每组平行板电容器的外侧面均附着有外绝缘保护层32；双平行板电容传感器33与无线电容传感器检测系统34之间通过引线进行信号传输，无线电容传感器检测系统34将施肥量信息发送到中控上位机36。
图3所示，无线电容传感器检测系统34包括电容读取芯片MS3110及单片机CC2640R2F，电容读取芯片MS3110与单片机CC2640R2F的I/O端口双向通信，电容读取芯片MS3110的输出口与单片机CC2640R2F的A/D转换口相连，第一电源35分别给电容读取芯片MS3110及单片机CC2640R2F供电；同时，双平行板电容传感器33连接于电容读取芯片MS3110的电容读取端口，电容读取芯片MS3110的输出口与电容读取芯片MS3110的输入口相连。中控上位机36包括光电转速传感器38、上位机Raspberry Pi 3B(树莓派3B)、LED灯、蜂鸣器及第二电源37，第二电源37分别给光电转速传感器38及上位机Raspberry Pi 3B供电，光电转速传感器38与上位机Raspberry Pi 3B的第一个I/O端口双向通信，上位机Raspberry Pi3B的蓝牙接口与单片机CC2640R2F的蓝牙接口相连，LED灯及蜂鸣器均与上位机RaspberryPi 3B的第二I/O端口相连。
双平行板电容传感器33用于监测肥料流量，电容读取芯片MS3110将双平行板电容传感器33采集的电容转换为电压模拟量并输出；单片机CC2640R2F通过I/O口对电容读取芯片MS3110内部寄存器进行更改以及初始化，通过A/D转换模块将电容读取芯片MS3110的电压模拟量输出转换为电压值数字信号，然后通过蓝牙接口将该信号传输到上位机Raspberry Pi 3B；上位机Raspberry Pi 3B的I/O端口用于获取光电转速传感器测得的排肥器转速信息以及控制LED警示灯与蜂鸣器，蓝牙接口用于获取单片机CC2640R2F发送的电压值数字信号，光电转速传感器安装于排肥器排肥轴上用获取排肥器转速信息，LED警示灯与蜂鸣器用于接收上位机Raspberry Pi 3B发送的警示信息。
具体实施方式如下：
1)先测得两组平行板电容器间无肥料颗粒时的电压值U0，再测两组平行板电容器间充满肥料颗粒时电压值U1及两组平行板电容器间平均肥料质量m1，当测肥料质量为mx、对应电压值Ux时，mx与Ux满足结构参数确定的两组平行板电容器之间空间体积为常数，记为V，则肥料流的平均固相浓度为
2)肥料流先后经过两组平行板电容器时会产生两组电压值及其变化相同但时间戳不同的信号，单片机CC2640R2F将上下游两组电容输出的包含电压值及时间戳的信号获取后，对比信号相似性，找到肥料流先后流经两组平行板电容器间的越渡时间tx；肥料流的平均速度则为L为两组结构参数相同的平行板电容器之间的中心距；
3)气固两相流体的瞬时质量流量M(t)＝kSρxvxd，式中，k为比例系数，S为进肥横截面积，ρx为肥料流平均固相浓度，vx为肥料流平均流速，d为肥料真实密度；一般S、d已知，故肥料流计算公式可合并为即最终仅需对K进行标定便可得到开沟器处肥料流量；
4)特定形式及结构参数确定的排肥器，其单圈拍肥量为常数(即排肥器结构和尺寸确定，它每转一圈所排出来的肥料数量也是确定的)，记为q，光电转速传感器可测排肥器转速n并通过I/O端口输出到上位机，则排肥器排出肥料流量为M1(t)＝qn；
5)上位机将M(t)、M1(t)进行对比，若其相对误差大于预期值(如5％)，则通过I/O口使LED警示灯及蜂鸣器向机具驾驶者发送警示信息。
此外，监测肥量流量(气固二相流)所用传感器除平行板电容传感器外，还可采用光电传感器、机器视觉传感器、超声波传感器、γ射线传感器等。
本水田船型深施肥开沟器安装于水稻插秧机上或水稻直播机滑板上，上盖板5与田面平行。开沟器为船型结构前端连接尖锐刀刃，能有效破开水田土壤；中部宽度最大将土壤挤开形成肥沟，排肥口63也设置于该位置，排肥口63后方开沟器又逐渐变窄，土壤能随其重新流回肥沟覆盖肥料，完成开沟、施肥、肥料覆盖功能；该结构设计仿照船/鱼型结构，能够有效降低开沟阻力，同时水田中的秸秆及杂草可被刀刃切割并随船体外壁滑入沟底或挤压到肥沟壁。本中保证阻止泥浆倒灌入开沟器的排气压力装置，需有气流辅助，肥料随气流从进肥管2进入，在排肥器空腔内形成一定气压，能有效阻止泥浆倒灌，保证肥料顺利准确落入要求深度的肥沟；同时在进肥管2正下方设置有均肥板7，随气流进入开沟器空腔内高速运动的肥料撞击在均肥板7上，均匀散开，可防止肥料因吸潮粘合成块撒入肥沟，使肥沟中肥料更加分散均匀；而无线排量监测系统3，可在排肥器处监测排量信息，相对传统的在排肥器出口附近进行肥量监测的方式，该监测位置能监测到整个排肥系统是否正常工作，防止出现排肥器正常工作而排肥管等部分阻塞导致的排肥量不准确。
Claims (7)
1.一种水田船型深施肥开沟器，包括开沟体(1)及进肥管(2)，所述开沟体(1)包括船体(6)、上盖板(5)、均肥板(7)及刀刃(8)；所述船体(6)包括两块左右对称布置的弧面板(61)，所述刀刃(8)连接在两块所述弧面板(61)前对接处形成的弧形前船脊(62)处，所述上盖板(5)安装在两块所述弧面板(61)对接后的顶面，所述均肥板(7)内置在所述上盖板(5)与所述船体(6)围合形成的空腔中，所述进肥管(2)安装在所述上盖板(5)的进肥孔(52)处，所述船体(6)的中后方底部开设有排肥口(63)；其特征在于：还包括排气装置(4)，所述排气装置(4)包括连接于所述上盖板(5)排气孔(51)上的排气管(44)和排气压力调节装置，其中，排气压力调节装置包括通过螺纹套置连接在所述排气管(44)中上部的气压调节套筒(41)及内衬在所述排气管(44)内的活塞(43)，以及一端抵在所述活塞(43)上、另一端抵在所述气压调节套筒(41)上的气压调节弹簧(42)；所述排气管(44)的圆周面上开始有排气通孔(45)，且所述排气通孔(45)的顶面不高于所述气压调节套筒(41)的顶面、所述排气通孔(45)的底面高于所述排气管(44)的底面。
2.根据权利要求1所述水田船型深施肥开沟器，其特征在于：还包括无线排量监测系统(3)，所述无线排量监测系统(3)包括双平行板电容传感器(33)、无线电容传感器检测系统(34)、中控上位机(36)及给所述无线电容传感器检测系统(34)供电的第一电源(35)；所述无线电容传感器检测系统(34)包括电容读取芯片MS3110及单片机CC2640R2F，电容读取芯片MS3110与单片机CC2640R2F的I/O端口双向通信，电容读取芯片MS3110的输出口与单片机CC2640R2F的A/D转换口相连，第一电源(35)分别给电容读取芯片MS3110及单片机CC2640R2F供电；同时，所述双平行板电容传感器(33)连接于电容读取芯片MS3110的电容读取端口，电容读取芯片MS3110的输出口与电容读取芯片MS3110的输入口相连；所述中控上位机(36)包括光电转速传感器(38)、上位机Raspberry Pi 3B、LED灯、蜂鸣器及第二电源(37)，第二电源(37)分别给光电转速传感器(38)及上位机Raspberry Pi 3B供电，光电转速传感器(38)与上位机Raspberry Pi 3B的第一个I/O端口双向通信，上位机Raspberry Pi3B的蓝牙接口与单片机CC2640R2F的蓝牙接口相连，LED灯及蜂鸣器均与上位机RaspberryPi 3B的第二I/O端口相连。
3.根据权利要求1所述水田船型深施肥开沟器，其特征在于：所述均肥板(7)的两侧面与所述船体(6)内侧面无缝相连、所述均肥板(7)的顶面与所述上盖板(5)底面无缝相连、所述均肥板(7)的底面延伸到所述排肥口(63)前端最底面，所述均肥板(7)与水平面夹角为40°～55°，且所述进肥孔(52)位于所述均肥板(7)的正上方且完全在均肥板(7)水平投影内。
4.根据权利要求1所述水田船型深施肥开沟器，其特征在于：所述排气孔(51)的直径小于所述排气管(44)直径。
5.根据权利要求2所述水田船型深施肥开沟器，其特征在于：所述双平行板电容传感器(33)由两组中心距为L且结构参数相同的平行板电容器组成，安装于所述排肥管(2)侧壁上，每组平行板电容器的内侧面均附着有内绝缘保护层(31)、每组平行板电容器的外侧面均附着有外绝缘保护层(32)。
6.根据权利要求1所述水田船型深施肥开沟器，其特征在于：还包括连接在所述进肥管(2)侧部的深度调节板(9)，所述深度调节板(9)的底面固定在所述上盖板(5)上，所述深度调节板(9)上沿深度调节板(9)的高度方向开设有若干个所述深度调节孔(91)。
7.一种如权利要求1所述水田船型深施肥开沟器的监测方法，其特征在于：所述监测方法如下：
1)首先测得两组平行板电容器间无肥料颗粒时的电压值U0，再测两组平行板电容器间充满肥料颗粒时电压值U1及两组平行板电容器间平均肥料质量m1，当测肥料质量为mx、对应电压值Ux时，mx与Ux满足结构参数确定的两组平行板电容器之间空间体积为常数，记为V，则肥料流的平均固相浓度为
2)肥料流先后经过两组平行板电容器时会产生两组电压值及其变化相同但时间戳不同的信号，单片机CC2640R2F将上下游两组电容输出的包含电压值及时间戳的信号获取后，对比信号相似性，找到肥料流先后流经两组平行板电容器间的越渡时间tx；肥料流的平均速度则为L为两组结构参数相同的平行板电容器之间的中心距；
3)气固两相流体的瞬时质量流量M(t)＝kSρxvxd，式中，k为比例系数，S为进肥横截面积，ρx为肥料流平均固相浓度，vx为肥料流平均流速，d为肥料真实密度；一般S、d已知，故肥料流计算公式可合并为即最终仅需对K进行标定便可得到开沟器处肥料流量；
4)特定形式及结构参数确定的排肥器，其单圈拍肥量为常数(即排肥器结构和尺寸定了，它转一圈排出来的肥料数量也是确定的)，记为q，光电转速传感器可测排肥器转速n并通过I/O端口输出到上位机，则排肥器排出肥料流量为M1(t)＝qn；
5)上位机将M(t)、M1(t)进行对比，若其相对误差大于预期值，则通过I/O口使LED警示灯及蜂鸣器向机具驾驶者发送警示信息。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910039385.5A CN109739140B (zh) | 2019-01-16 | 2019-01-16 | 一种水田船型深施肥开沟器及监测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910039385.5A CN109739140B (zh) | 2019-01-16 | 2019-01-16 | 一种水田船型深施肥开沟器及监测方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109739140A true CN109739140A (zh) | 2019-05-10 |
| CN109739140B CN109739140B (zh) | 2024-04-12 |
Family
ID=66364950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910039385.5A Active CN109739140B (zh) | 2019-01-16 | 2019-01-16 | 一种水田船型深施肥开沟器及监测方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109739140B (zh) |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000166344A (ja) * | 1992-03-31 | 2000-06-20 | Iseki & Co Ltd | 施肥装置付き田植機 |
| CN1742532A (zh) * | 2005-09-30 | 2006-03-08 | 浙江理工大学 | 船式深施肥开沟器 |
| CN200976742Y (zh) * | 2006-10-10 | 2007-11-21 | 郭德朝 | 船刀式单体仿形谷物播种开沟器 |
| CN201450798U (zh) * | 2009-08-07 | 2010-05-12 | 华南农业大学 | 一种深施肥开沟器 |
| CN102349388A (zh) * | 2011-07-25 | 2012-02-15 | 华南农业大学 | 一种施肥机监控系统 |
| CN202232080U (zh) * | 2011-09-06 | 2012-05-30 | 华南农业大学 | 一种水田深施肥开沟装置 |
| CN103430665A (zh) * | 2013-08-30 | 2013-12-11 | 华南农业大学 | 一种水田深施肥开沟器 |
| CN203435325U (zh) * | 2013-08-30 | 2014-02-19 | 华南农业大学 | 一种水田深施肥开沟器 |
| CN107807408A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-03-16 | 浙江理工大学 | 开沟器堵塞传感装置 |
| CN207720671U (zh) * | 2018-01-15 | 2018-08-14 | 四川农业大学 | 一种水稻机插可调式侧位深施肥开沟装置 |
| CN209327828U (zh) * | 2019-01-16 | 2019-08-30 | 华中农业大学 | 一种水田船型深施肥开沟器 |
-
2019
- 2019-01-16 CN CN201910039385.5A patent/CN109739140B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000166344A (ja) * | 1992-03-31 | 2000-06-20 | Iseki & Co Ltd | 施肥装置付き田植機 |
| CN1742532A (zh) * | 2005-09-30 | 2006-03-08 | 浙江理工大学 | 船式深施肥开沟器 |
| CN200976742Y (zh) * | 2006-10-10 | 2007-11-21 | 郭德朝 | 船刀式单体仿形谷物播种开沟器 |
| CN201450798U (zh) * | 2009-08-07 | 2010-05-12 | 华南农业大学 | 一种深施肥开沟器 |
| CN102349388A (zh) * | 2011-07-25 | 2012-02-15 | 华南农业大学 | 一种施肥机监控系统 |
| CN202232080U (zh) * | 2011-09-06 | 2012-05-30 | 华南农业大学 | 一种水田深施肥开沟装置 |
| CN103430665A (zh) * | 2013-08-30 | 2013-12-11 | 华南农业大学 | 一种水田深施肥开沟器 |
| CN203435325U (zh) * | 2013-08-30 | 2014-02-19 | 华南农业大学 | 一种水田深施肥开沟器 |
| CN107807408A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-03-16 | 浙江理工大学 | 开沟器堵塞传感装置 |
| CN207720671U (zh) * | 2018-01-15 | 2018-08-14 | 四川农业大学 | 一种水稻机插可调式侧位深施肥开沟装置 |
| CN209327828U (zh) * | 2019-01-16 | 2019-08-30 | 华中农业大学 | 一种水田船型深施肥开沟器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109739140B (zh) | 2024-04-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN209327828U (zh) | 一种水田船型深施肥开沟器 | |
| CN104897216B (zh) | 一种适用于田间灌溉的栅板式水量计量及控制装置 | |
| CN102262042B (zh) | 农地耕层与犁底层土壤入渗性能连续测量装置及方法 | |
| CN108934351A (zh) | 一种基于多点雷达的精准施肥装置 | |
| CN109739140A (zh) | 一种水田船型深施肥开沟器及监测方法 | |
| CN106813914B (zh) | 一种地下高效灌溉系统灌水器性能的综合测试装置及方法 | |
| CN207754252U (zh) | 一种农田灌溉喷药两用设备 | |
| CN204832240U (zh) | 一种平缓小型渠道流量的测量装置 | |
| CN200975907Y (zh) | 水煤浆浆位激光测量装置 | |
| CN106171837B (zh) | 一种作物按需补灌方法 | |
| CN108709771A (zh) | 用于农业面源污染监测的连续性水样采集器及其监测方法 | |
| CN209473247U (zh) | 一种基于单片机的变量施水播种机 | |
| CN209201496U (zh) | 水稻多功能旱直精量穴播机 | |
| CN106941848A (zh) | 一种承重式液体施肥机装置 | |
| CN106483107A (zh) | 一种透明度检测装置 | |
| CN110442972A (zh) | 三维土工网垫生态护坡坡面最优植株密度的确定方法 | |
| CN205336818U (zh) | 油麦兼用型集排气送式分配装置 | |
| CN201569667U (zh) | 管段式超声波流速流量测量装置 | |
| CN204779400U (zh) | 一种包膜油熔融槽 | |
| CN208211097U (zh) | 一种智能滴灌设备 | |
| CN209265283U (zh) | 一种灌区供水计量设施管理系统 | |
| CN211630808U (zh) | 一种具有施肥播种量检测功能的施肥播种装置 | |
| CN206847699U (zh) | 一种超声波水表 | |
| CN208445952U (zh) | 一种宽窄可调式筑埂器 | |
| CN2648806Y (zh) | 内嵌补偿式滴灌管 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |