CZ20054U1 - Circuit arrangement of ultrasonic sensor for detecting height of straw material layer while passing though harvester - Google Patents
Circuit arrangement of ultrasonic sensor for detecting height of straw material layer while passing though harvester Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20054U1 CZ20054U1 CZ200921460U CZ200921460U CZ20054U1 CZ 20054 U1 CZ20054 U1 CZ 20054U1 CZ 200921460 U CZ200921460 U CZ 200921460U CZ 200921460 U CZ200921460 U CZ 200921460U CZ 20054 U1 CZ20054 U1 CZ 20054U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- harvester
- ultrasonic sensor
- material layer
- circuit arrangement
- sensor
- Prior art date
Links
Description
Technické řešení se týká měření výšky vrstvy slamnatých materiálů pomocí ultrazvukové apara5 tury. Výšku vrstvy slámy, sena nebo posečené píce lze měřit přímo při sklizni na sklizňovém stroji při vstupu (sběrací zařízení), event. výstupu (u žacího stroje). Kontinuální snímání výšky vrstvy sklízeného materiálu umožní sledování okamžitého výnosu a tvorbu výnosových map.The technical solution relates to the measurement of the height of the layer of straw materials by means of ultrasonic apparatus. The height of the layer of straw, hay or cut forage can be measured directly at harvest on the harvesting machine at the entrance (collecting device), eventually. outlet (for mower). Continuous scanning of the height of the harvested material allows for immediate yield monitoring and yield map creation.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Monitorování výnosu při sklizni plodin je neoddělitelnou součástí systému precizního zeměděl10 ství. Pro sklizeň stébelnatých materiálů, zejména pícnin, jsou známy systémy pracující na principu kontaktního snímače. Užitný vzor CZ 17560 Ul popisuje možnost zjišťování okamžité průchodnosti materiálu žacím strojem pomocí snímání točivého momentu na hřídeli čechrače dynamomentrem. Čechrač žacího stroje je v kontaktu s posečeným materiálem a jeho příkon je úměrný množství procházejícího materiálu.Monitoring crop yield is an integral part of the precision farming system10. Systems operating on the principle of a contact sensor are known for harvesting stalks, especially forage crops. Utility model CZ 17560 U1 describes the possibility of detecting the instantaneous throughput of a material by a mower by sensing the torque on the agitator shaft by a dynamometer. The mower's cutter is in contact with the cut material and its power input is proportional to the amount of material passing through.
Další možností je snímání síly působící na šikmou nárazovou desku tenzometrickými můstky na desce, která je vložena materiálu do cesty při průchodu sklízecím strojem (Kumhála a kol. 2007, Computers and Electronics in Agricuíture). Rovněž kontinuální vážení překládacího dopravníku u žacích strojů je další možnost mapování výnosů při sklizni pícnin (Demmel a kol. 2002, Agricultural Engineering conference, VDI). Žací stroj však musí být tímto dopravníkem vybaven.Another option is to sense the force exerted on the inclined impact plate by the strain gauge bridges on the plate which is inserted into the path as it passes through the harvesting machine (Kumhála et al. 2007, Computers and Electronics in Agricuíture). Also, continuous weighing of the transfer conveyor on mowers is another possibility of yield mapping during forage harvesting (Demmel et al. 2002, Agricultural Engineering conference (VDI)). However, the mower must be equipped with this conveyor.
Používání kontaktních senzorů v zemědělství se však ukazuje jako nevhodné z důvodu vysokého rizika destrukce senzoru cizím předmětem, nejčastěji kamenem. Bezkontaktní senzory pro zjišťování okamžitého výnosu stébelnatých materiálů jsou pro tento účel výhodnější.However, the use of contact sensors in agriculture proves inappropriate due to the high risk of sensor destruction by foreign objects, most often by stone. Non-contact sensors for determining instantaneous crop yield are more advantageous for this purpose.
Gonígeni a kol. 2002, ASAE Paper No. 021169 popisuje možnost snímání množství procházejícího materiálu pomocí kamery a obrazové analýzy. Další snímače založené na optických princi25 pech, např. laser, jsou publikovány ve vědeckých časopisech.Gonigeni et al. 2002, ASAE Paper 021169 describes the possibility of sensing the amount of material passing through the camera and image analysis. Other sensors based on optical principles 25, such as a laser, are published in scientific journals.
Možné použití má í bezkontaktní metoda měření výnosu sklízených plodin pomocí kapacitního snímače, kde jsou dvě paralelní desky zapojené v elektrickém obvodu, mezi kterými prochází sklízený materiál - Martel a Savoie 1999, ASAE Paper No. 991050, Kumhála a kol. 2009, Biosystems Engineering.The non-contact method of measuring the yield of harvested crops by means of a capacitive sensor, where two parallel plates are connected in the electrical circuit between which the harvested material passes - Martel and Savoie 1999, ASAE Paper No. 1, is possible. 991050, Kumhala et al. 2009, Biosystems Engineering.
Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution
Technické řešení spočívá v uspořádání ultrazvukového snímacího elementu ve vstupním nebo výstupním kanálu sklízecího stroje, který kontinuálně měří výšku vrstvy procházejícího materiálu.The technical solution consists in arranging the ultrasonic sensing element in the inlet or outlet channel of the harvesting machine, which continuously measures the height of the layer of passing material.
Laboratorní měření prokázala exponenciální závislost množství materiálu, tedy výšky vrstvy procházející při sklizni strojem, na výstupním napětí ultrazvukového snímacího elementu. Se vzrůstající výškou vrstvy materiálu je zeslabováno procházející ultrazvukové vlnění a tím se snižuje výstupní napětí snímače.Laboratory measurements showed an exponential dependence of the amount of material, ie the height of the layer passing through the machine during harvesting, on the output voltage of the ultrasonic sensing element. As the height of the material layer increases, the ultrasonic wave passing is reduced and the sensor output voltage is reduced.
Podle kalibračních křivek pro určitý sklízený materiál a jeho vlhkost je možné určovat okamžitý výnos plodiny.According to the calibration curves for a particular harvested material and its moisture content, the instant crop yield can be determined.
Data ze snímače spolu s informací o přesné poloze stroje s GPS modulu umožňují tvorbu výnosových map celého pozemku. Datové věty se zaznamenávají do souborů do paměti RAM, ze které je možné data po skončení práce přenést do stolního PC.Data from the sensor together with information about the exact position of the machine with the GPS module enable creation of yield maps of the whole plot. Data records are recorded in RAM files, from which data can be transferred to a desktop PC after work is finished.
- 1 CZ, Ul- 2 CZ, Ul
Přehled obrázkůOverview of pictures
Obr. 1. Blokové schéma technického řešení zapojení snímače.Giant. 1. Block diagram of technical solution of sensor wiring.
Příklad provedení technického řešeníExample of technical solution
Zapojení ultrazvukového snímače pro zjišťování výšky vrstvy slamnatých materiálů při průchodu 5 sklízecím strojem je vyjádřeno blokovým schématem na obr. 1.The wiring of the ultrasonic transducer for determining the height of the straw material layer as it passes through the harvesting machine 5 is represented by the block diagram in Fig. 1.
Vysílací piezoelement 2 ultrazvukového vlnění a senzor 4 je umístěn ve vstupním, event. výstupním kanálu sklízecího stroje na jeho protilehlých stěnách (piezoelement 2 na horní stěně a senzor 4 na protilehlé spodní stěně). Mezi piezolelementem 2 a senzorem 4 tak prochází sklízený materiál 3 ve vrstvě. Vysílací piezoelement 2 ultrazvukového vlnění je připojen ke generátoru I viněto ní. Ultrazvukové vlny z piezoelementu 2 procházejí vrstvou materiálu 3 a jsou jí podle její velikosti zeslabovány. Prošlé vlnění je zachyceno snímačem 4, který je spojen s operačním zesilovačem 5. Signál ze snímače 4 úměrný intenzitě prošlého ultrazvukového vlnění je v operačním zesilovači 5 zesílen na měřené výstupní napětí 6.The transmitting piezoelement 2 of the ultrasonic wave and the sensor 4 are located in the input, event. the output channel of the harvester on its opposite walls (piezoelement 2 on the top wall and sensor 4 on the opposite bottom wall). Thus, between the piezolelement 2 and the sensor 4, the harvested material 3 passes in the layer. The ultrasonic wave transmit piezoelement 2 is connected to the winding generator 1. Ultrasonic waves from piezoelement 2 pass through the layer of material 3 and are attenuated according to its size. The transmitted wave is detected by the sensor 4, which is connected to the operational amplifier 5. The signal from the sensor 4 proportional to the intensity of the transmitted ultrasonic wave is amplified in the operational amplifier 5 to the measured output voltage 6.
Laboratorní měření ukázala, že se vzrůstající výškou vrstvy materiálu 3 je zeslabováno ultrazvu15 kové vlnění a tím se snižuje výstupní napětí 6. Byla prokázána exponenciální závislost množství materiálu 3 na výstupním napětí 6.Laboratory measurements have shown that as the height of the material layer 3 increases, ultrasonic waves are attenuated and thus the output voltage 6 is reduced. The exponential dependence of the amount of material 3 on the output voltage 6 has been demonstrated.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ200921460U CZ20054U1 (en) | 2009-07-17 | 2009-07-17 | Circuit arrangement of ultrasonic sensor for detecting height of straw material layer while passing though harvester |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ200921460U CZ20054U1 (en) | 2009-07-17 | 2009-07-17 | Circuit arrangement of ultrasonic sensor for detecting height of straw material layer while passing though harvester |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ20054U1 true CZ20054U1 (en) | 2009-09-14 |
Family
ID=41078403
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ200921460U CZ20054U1 (en) | 2009-07-17 | 2009-07-17 | Circuit arrangement of ultrasonic sensor for detecting height of straw material layer while passing though harvester |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ20054U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10356979B2 (en) | 2015-08-25 | 2019-07-23 | Cnh Industrial America Llc | Monitoring system for an agricultural harvester and agricultural harvester |
-
2009
- 2009-07-17 CZ CZ200921460U patent/CZ20054U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10356979B2 (en) | 2015-08-25 | 2019-07-23 | Cnh Industrial America Llc | Monitoring system for an agricultural harvester and agricultural harvester |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10827667B2 (en) | Yield monitor for windrow-collected material | |
Ehlert et al. | Measuring crop biomass density by laser triangulation | |
Reyns et al. | A review of combine sensors for precision farming | |
US8955402B2 (en) | Sugar cane yield mapping | |
RU2708976C2 (en) | Assembly and method for measuring mass flow of baler | |
Lee et al. | Silage yield monitoring system | |
Fulton et al. | Yield monitoring and mapping | |
US20140262548A1 (en) | In-flow weight sensor and methods for the same | |
US5685772A (en) | Acoustic volume and torque weight sensor | |
US20050085283A1 (en) | Crop measuring arrangement | |
Enciso et al. | A ground based platform for high throughput phenotyping | |
CA2456404A1 (en) | Device for measuring and/or checking the distance between a shearbar and a chopping knife | |
Demmel | Site-specific recording of yields | |
Long et al. | Assessment of yield monitoring equipment for dry matter and yield of corn silage and alfalfa/grass | |
CZ20054U1 (en) | Circuit arrangement of ultrasonic sensor for detecting height of straw material layer while passing though harvester | |
GB2449902A (en) | Weighing apparatus | |
Savoie et al. | Evaluation of five sensors to estimate mass–flow rate and moisture of grass in a forage harvester | |
CZ20218U1 (en) | Circuit arrangement of detecting bar for detecting height of straw materials | |
US8894479B2 (en) | Forage harvester with an arrangement for measuring the harvested material throughput | |
Lee et al. | Wagon-based silage yield mapping system | |
Maguire et al. | A dynamic weighing system for determining individual square bale weights during harvesting | |
Schrock et al. | A diaphragm impact sensor for measuring combine grain flow | |
CZ25210U1 (en) | Circuit arrangement of ultrasonic sensor for determining passage of grain through harvesting machine | |
Iida et al. | Measurement of grain yields in Japanese paddy field | |
Maughan et al. | Yield monitoring and mapping systems for hay and forage harvesting: A review |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20090914 |
|
MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20130717 |