CN1545834A - 一种联合收割机粮食产量流量监视方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种联合收割机粮食流量监视方法及装置，其中该装置安装在联合收割机的机架上，包括驱动装置、螺旋推输送器、水分测量装置、称重传感器、车载信号处理电路及车载计算机，在螺旋推输送器的壳体两侧设置有称重传感器，螺旋推输送器的壳体通过称重传感器与机架连接，螺旋推输送器的内下方设置所述水分测量装置，由称重传感器测量的粮食重量信号及由水分测量装置测量的含水率信号经信号处理电路放大、模/数转换送入车载计算机，车载计算机将测得的粮食重量按螺旋推进器的转动时间计算流量并进行水分修正，积分运算测得粮食产量。该装置不仅可以直接安装在现有联合收割机上，而且测量精度和可靠性高，同时安装简单、成本低、实用性强。

Description

一种联合收割机粮食产量流量监视方法及装置

技术领域

本发明涉及一种粮食产量流量监视方法及装置，尤其涉及一种用于联合收割机粮食产量流量监视方法及其装置。

背景技术

作为联合收割机粮食流量监测重要组成部分的粮食流量计量方法，已有多种不同的测量原理。

一是，采用冲击式/力传感技术的方法：通过在籽粒提升器出口安装测量冲击力的传感器，可测量谷物流量从而获得粮食流量信息。在籽粒提升器出口处，谷物沿引导板装置周期性地撞击测力板，通过放大器将测力信号传给A/D转换器，转为数字信号后存入计算机存储器中。该测量方法的精度不仅与粮食重量有关，还取决于籽粒提升器的速度、谷物的类型和粮食的湿度。动态试验表明，该方法最高可以达到4％的精度，若用压电晶体板测量冲力的方法可以达到5％的精度。该方法存在的主要问题是测量精度不高。

二是，容积式测量方法：将光电装置安装在刮板式籽粒提升机两侧，光束横穿升运器，可将刮板上的谷物厚度信息转化为光电信号的亮、暗时间比，借助计算机定时计数接口采集不同状态的时间信息，再根据事先标定的产量/时间占空比来计算联合收割机的流量。该测量方法的精度取决于标定精度、谷物密度和光电器件对污染的可靠性程度。该方法测量可靠性差。

此外，在动态称重方面，也包括采用一个基于负荷重量传感器称重原理的动态称重系统。该传感器安装在储粮箱的底部，计量粮箱的动态重量随时间增加的变化量来统计收获粮食流量。但是该方法难以直接安装到现有的联合收割机上，安装问题是该流量传感器设计中的最大难点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种安装在联合收割机上的粮食产量流量监视方法及其装置，其不仅可以直接安装在现有联合收割机上，而且测量精度和可靠性高，同时该装置安装简单、成本低、实用性强。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种联合收割机粮食流量监视方法，包括如下步骤：

将被计量的粮食经提升送入安装在机架上的螺旋推进器中，

所述螺旋推进器驱动粮食沿水平方向进入粮仓；

通过安装在所述螺旋推进器两侧的称重传感器测量通过所述螺旋推进器的粮食；

通过设置在所述螺旋推进器内下方的水分测量装置测量通过粮食的含水率；

将测量的重量信号和含水率测量信号通过模数转换转为数字信号送入机载计算机进行信号处理，将测得的粮食重量按螺旋推进器的转动时间计算流量并进行水分修正，积分运算测得粮食产量。

上述的联合收割机粮食流量监视方法，其特点在于，进行积分运算的公式如下：

$W=c4*{\∫}_{t1}^{t2}q\left(t\right)*V\left(t\right)\mathrm{dt}$

其中，c4为标定常数，q为粮食的流量，V为测量输出电压，t为单位

上述的联合收割机粮食流量监视方法，其特点在于，还通过连接GPS定位系统来绘制粮食分布图。

为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种联合收割机粮食流量监视装置，安装在联合收割机的机架上，其特点在于，包括驱动装置、螺旋推输送器、水分测量装置、称重传感器、车载信号处理电路及车载计算机，在所述螺旋推输送器的壳体两侧设置有所述称重传器，所述螺旋推输送器的壳体通过所述称重传感器与所述机架连接，所述螺旋推输送器的内下方设置所述水分测量装置，由所述称重传感器测量的粮食重量信号及由水分测量装置测量的含水率信号经所述信号处理电路放大、模/数转换送入车载计算机，所述车载计算机将测得的粮食重量按螺旋推进器的转动时间计算流量并进行水分修正，积分运算测得粮食产量。

上述的联合收割机粮食流量监视装置，其特点在于，在所述称重传感器与机架之间还设置有减震平台。

上述的联合收割机粮食流量监视装置，其特点在于，所述驱动装置与所述螺旋推进器之间还水平连接有联轴器。

上述的联合收割机粮食流量监视装置，其特点在于，所述信号处理电路包括测量放大电路、模/数转换电路。

上述的联合收割机粮食流量监视装置，其特点在于，所述螺旋推进器驱动粮食沿水平方向进入粮箱。

在上述方法中，由于采用动态称重方法可以保证粮食流量的计量精度，同量采用螺旋推进方法可以十分方便地解决现有联合收割机的安装问题。

下面结合附图进一步说明本发明的具体实施方案

附图说明

图1是本发明所示采用螺旋推进称重装置的联合收割机产量监视装置结构示意图

图2是粮食产量流量信号处理过程示意图

具体实施方式

在图1中，本发明所求的一种联合收割机产量监视装置包括：驱动装置1、联轴器2、输送器壳体3、螺旋推送器、水分测量装置5、称重传感器6、机架7、减震平台8。驱动装置1通过联轴器2与螺旋推送器4相联，驱动螺旋推送器4。在螺旋推送器4的作用下，被测量的物料在螺旋推送器4与输送器壳体3之间沿图1中所示水平方向运动。物料在运动过程中由安装在输送器壳体3内下侧的水分测量装置5测量物料的含水率。安装在输送器壳体3与减震平台8之间的称重传感器6负责测取物料的重力信号，并将信号反馈给车载计算机，车载计算机综合已测到的含水率最终确定出通过螺旋推送器4物料的单位时间内的粮食流量。

在本实施例中，螺旋推送器4驱动粮食沿水平方向进入粮箱，螺旋推进器4、驱动装置1和动态的粮食重量由两侧两个称重传感器6来计量，经高精度放大器放大后，通过模拟量到数字量转换接口将重量信号转为数字信息送入机载计算机进行信号滤波处理，并将测得的粮食重量按螺旋推进器的转动时间计算流量同时进行水分修正，积分后可以测得粮食产量，进一步配合GPS定位系统用于绘制粮食产量分布图。

在本实施例中，双称重传感器式螺旋推进流量计量运算过程如下：

设t(i)时刻，螺旋推进器4有效称量段L上的物料重量为w(i)，设物料螺旋推进速度为v不变，则在t(i+1)时刻，通过Δt＝t(i+1)-t(i)＝L/v时间段物料的流出量为q(i)＝c1*w(i)，其中c1为校正系数。因为Δt为常量，所以单位时间的物料流量为q(i)＝c2*w(i)，其中c2＝c1/(L/v)为单位校正系数。由于测量输出电压为两个传感器电压之和V(i)＝V1(i)+V2(i)与重量w(i)成正比，则螺旋推进器单位时间输出量为：

        q(i)＝c2*c3*V(i)                     (1)

其中c3为电压V(i)与重量w(i)之间的换算系数，(1)式即为联合收割机粮食流量计量公式。按此式积分有：

$W=c4*{\∫}_{t1}^{t2}q\left(t\right)*V\left(t\right)\mathrm{dt}---\left(2\right)$

(2)式即为联合收割机粮食产量计量公式。其中，c4为标定常数。

本发明提高了联合收割机产量监视的准确性，提高系统的实用性，简化安装，降低成本，保证了联合收割机作业中粮食产量监视的准确性，解决了便于安装的问题，同时有利于该系统作为联合收割机的附件在各种现有的机型上配套使用。

Claims (8)

1、一种联合收割机粮食流量监视方法，包括如下步骤：

将被计量的粮食经提升送入安装在机架上的螺旋推进器中，

所述螺旋推进器驱动粮食沿水平方向进入粮仓；

通过安装在所述螺旋推进器两侧的称重传感器测量通过所述螺旋推进器的粮食；

通过设置在所述螺旋推进器内下方的水分测量装置测量通过粮食的水分；

将重量信号和含水率测量信号通过放大、模数转换转为数字信号送入机载计算机进行信号处理，将测得的粮食重量按螺旋推进器的转动时间计算流量并进行水分修正，积分运算测得粮食产量。

2、根据权利要求1所述的联合收割机粮食流量监视方法，其特征在于，进行积分运算的公式如下：

$W=c4*{\∫}_{t1}^{t2}q\left(t\right)*V\left(t\right)\mathrm{dt}$

其中，c4为标定常数，q为粮食的流量，V为测量输出电压，t为单位

3、根据权利要求1所述的联合收割机粮食流量监视方法，其特征在于，还通过连接GPS定位系统来绘制粮食分布图。

4、一种联合收割机粮食流量监视装置，安装在联合收割机的机架上，其特征在于，包括驱动装置、螺旋推输送器、水分测量装置、称重传感器、车载信号处理电路及车载计算机，在所述螺旋推输送器的壳体两侧设置有所述称重传器，所述螺旋推输送器的壳体通过所述称重传感器与所述机架连接，所述螺旋推输送器的内下方设置所述水分测量装置，由所述称重传感器测量的粮食重量信号及由水分测量装置测量的含水率信号经所述信号处理电路放大、模/数转换送入车载计算机，所述车载计算机将测得的粮食重量按螺旋推进器的转动时间计算流量并进行水分修正，积分运算测得粮食产量。

5、根据权利要求4所述的联合收割机粮食流量监视装置，其特征在于，在所述称重传感器与机架之间还设置有减震平台。

6、根据权利要求4所述的联合收割机粮食流量监视装置，其特征在于，所述驱动装置与所述螺旋推进器之间还水平连接有联轴器。

7、根据权利要求4所述的联合收割机粮食流量监视装置，其特征在于，所述信号处理电路包括测量放大电路、模/数转换电路。

8、根据权利要求4所述的联合收割机粮食流量监视装置，其特征在于，所述螺旋推进器驱动粮食沿水平方向进入粮箱。