RU2747624C1 - Wireless device for controlling operation of agricultural sprayers - Google Patents
Wireless device for controlling operation of agricultural sprayers Download PDFInfo
- Publication number
- RU2747624C1 RU2747624C1 RU2020137073A RU2020137073A RU2747624C1 RU 2747624 C1 RU2747624 C1 RU 2747624C1 RU 2020137073 A RU2020137073 A RU 2020137073A RU 2020137073 A RU2020137073 A RU 2020137073A RU 2747624 C1 RU2747624 C1 RU 2747624C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- nozzle
- sprayer
- photo
- nozzles
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01M—CATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
- A01M7/00—Special adaptations or arrangements of liquid-spraying apparatus for purposes covered by this subclass
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Insects & Arthropods (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Catching Or Destruction (AREA)
- Special Spraying Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к жидкостным опрыскивателям, специально приспособленным для уничтожения сорняков, вредителей, внесения химических растворов различного назначения, а также мелкокапельного полива, в частности к устройствам для получения различного вида выпуска жидкости в распыленной форме в виде брызг через несколько выпускных отверстий. The invention relates to agriculture, namely to liquid sprayers specially adapted for the destruction of weeds, pests, the introduction of chemical solutions for various purposes, as well as small-drop irrigation, in particular to devices for obtaining various types of liquid release in spray form in the form of spray through several outlet holes.
Известен детектор типичного звука форсунки сельскохозяйственного опрыскивателя, содержащий сенсорную головку в виде L-образного рупорного устройства, которое закреплено на крышке сопла посредством паза, в который входит ребро байонетной гайки форсунки. Рупор предназначен для приема звука от распылительной форсунки и передачи его на микрофон. Центральный процессор принимает сигналы от каждого из датчиков по очереди и обрабатывает их для сравнения с заранее заданным калибровочным сигналом, для определения заблокированных или неисправных сопел. Выбор между двумя различными частотами может быть сделан для различных типов сопел. Система динамического усреднения использована для учета изменений, происходящих во всех соплах, которые не зависят от неисправности в сопле (Патент № US4905897. Опубл. 06.03.1990).Known detector for the typical sound of an agricultural sprayer nozzle, containing a sensor head in the form of an L-shaped horn device, which is fixed on the nozzle cover by means of a groove, which includes the edge of the bayonet nut of the nozzle. The horn is designed to receive sound from the spray nozzle and transmit it to the microphone. The central processor receives signals from each of the sensors in turn and processes them for comparison with a predetermined calibration signal to determine blocked or faulty nozzles. The choice between two different frequencies can be made for different types of nozzles. The dynamic averaging system is used to account for changes occurring in all nozzles, which do not depend on a malfunction in the nozzle (Patent No. US4905897. Publ. 03/06/1990).
Однако в известном мониторе использован акустический принцип, основанный на распознавании звуков, характерных для нормально работающей либо забитой форсунки. Известный монитор (устройство) имеет сложную конструкцию звукоприемника (в частности, L-образный звуковод), что усложняет изготовление компактного и защищенного от внешнего воздействия устройства. Его установка требует прокладки кабельной линии с сигнальными проводниками по количеству датчиков, установленных на крыле опрыскивателя. Кроме того, при установке множества датчиков требуется изготовление герметично исполненной косы под конкретный тип опрыскивателя либо применение разъемных соединений с повышенной степенью защищенности от воздействия влаги и химических реактивов. Применение проводного подключения влечет за собой риск обрыва кабеля с последующим выходом из строя всей системы контроля работы форсунок или ее отдельного сегмента. В случае повреждения кабеля невозможен оперативный качественный ремонт системы, что связано с необходимостью надежной герметизации соединений для защиты от воздействия агрессивной окружающей среды. However, the known monitor uses an acoustic principle based on the recognition of sounds characteristic of a normally operating or clogged nozzle. The known monitor (device) has a complex design of a sound receiver (in particular, an L-shaped sound guide), which complicates the manufacture of a compact device that is protected from external influences. Its installation requires laying a cable line with signal wires according to the number of sensors installed on the sprayer wing. In addition, when installing a multitude of sensors, it is required to manufacture a hermetically sealed scythe for a specific type of sprayer or to use detachable connections with an increased degree of protection against moisture and chemical reagents. The use of a wired connection entails the risk of cable breakage with subsequent failure of the entire injector control system or its individual segment. In case of cable damage, prompt high-quality repair of the system is impossible, which is associated with the need for reliable sealing of connections to protect against the effects of an aggressive environment.
Известен акустический расходомер, имеющий чувствительный элемент, предназначенный для съемного закрепления на внешней поверхности трубы, который реагирует на ультразвуковые колебания, возникающие при движении жидкости в магистрали. Сигнал от элемента датчика фильтруется, частотно-избирательно усиливается и интегрируется, выход используется для работы средств индикации и различных типов устройств с релейным приводом. В одном варианте осуществления элемент датчика представляет собой пьезоэлектрическую пластину и амплитудно-частотные характеристики схемы, включающей элемент датчика, задаются такими, чтобы быть достаточно однородными в широком диапазоне частот, лежащем от верхней части звукового диапазона до, по меньшей мере, 100 кГц. В одной из модификаций этого элемента датчик предназначен для реагирования на относительно узкую полосу частот, значительно превышающую звуковой диапазон, на которую специально настроена схема усилитель-интегратор (Патент № US3580092. Опубл. 25.05.1971). Known acoustic flowmeter, which has a sensitive element designed for removable fastening on the outer surface of the pipe, which reacts to ultrasonic vibrations arising from the movement of fluid in the line. The signal from the sensor element is filtered, frequency-selectively amplified and integrated, the output is used for the operation of indication means and various types of relay-driven devices. In one embodiment, the sensor element is a piezoelectric plate and the frequency response of the circuit including the sensor element is set to be sufficiently uniform over a wide frequency range from the top of the audio range to at least 100 kHz. In one of the modifications of this element, the sensor is designed to respond to a relatively narrow frequency band, significantly exceeding the audio range, to which the amplifier-integrator circuit is specially tuned (Patent No. US3580092. Publ. 05/25/1971).
Однако в известном акустическом расходомере использован акустический принцип, в частности, основанный на регистрации возникающих при смешивании жидкой и газовой среды ультразвуковых колебаний. Упомянутый выше расходомер неприменим для контроля работы форсунок в силу сложности конструкции, предусматривающей необходимость наличия звуковой камеры и слабой защищенности звуковоспринимающего элемента от негативного воздействия агрессивной окружающей среды, а его установка требует прокладки кабельной линии, с указанными выше недостатками такого решения.However, the known acoustic flow meter uses the acoustic principle, in particular, based on the registration of ultrasonic vibrations arising during mixing of a liquid and a gas medium. The above-mentioned flowmeter is not applicable to control the operation of injectors due to the complexity of the design, which requires a sound chamber and poor protection of the sound-receiving element from the negative effects of an aggressive environment, and its installation requires laying a cable line, with the above disadvantages of such a solution.
Известно устройство и инструмент для контроля распыления, в котором культиватор или борона, оснащены распылителями жидкости, установленными на стреле, проходящей по ширине орудия. Рядом с каждым опрыскивателем расположено контрольное устройство, сигнализирующее о неисправности опрыскивателей. Контрольное устройство включает в себя диэлектрический корпус, имеющий верхний держатель для проволочного зонда и съемную нижнюю крышку, которая является полой и имеет открытый нижний конец. Крышка имеет внутреннюю камеру и внешнюю юбку. Зонд проходит через камеру и выходит из нижнего конца в положение, близкое к внешнему краю рисунка распыления. Предпочтительно, чтобы нижняя часть зонда была изогнута и проходила в направлении распыляемой жидкости. Каждый зонд связан с соответствующим световым индикатором, установленным на блоке управления (Патент № US4193356. Опубл. 18.03.1980).A device and tool for controlling spraying is known, in which a cultivator or harrow is equipped with liquid sprays mounted on an arrow extending across the width of the implement. A monitoring device is located next to each sprayer to signal if the sprayers are malfunctioning. The control device includes a dielectric housing having an upper holder for the probe wire and a removable bottom cover that is hollow and has an open lower end. The cover has an inner chamber and an outer skirt. The probe passes through the chamber and exits the lower end to a position close to the outer edge of the spray pattern. It is preferable that the lower part of the probe is curved and extends in the direction of the sprayed liquid. Each probe is associated with a corresponding indicator light installed on the control unit (Patent No. US4193356. Publ. 03/18/1980).
Однако в известном изобретении применен кондуктометрический принцип, в частности, основанном на регистрации электрической проводимости между жидкостью в магистрали и факелом форсунки. Применимость известного технического решения ограничена областью внесения жидких удобрений, поскольку сам принцип действия предусматривает наличие непрерывного потока жидкости (струи) в то время, как форсунки современных сельскохозяйственных опрыскивателей (в силу необходимости экономии воды и высокой эффективности реактивов различного назначения) формируют мелкодисперсную воздушно-водяную смесь. Кроме того, известное изобретение требует прокладки кабеля, что усложняет всю конструкцию и имеет недостатки указанные в ранее рассмотренных устройствах.However, the known invention uses the conductometric principle, in particular, based on the registration of electrical conductivity between the liquid in the line and the nozzle flame. The applicability of the known technical solution is limited to the field of application of liquid fertilizers, since the principle of operation itself provides for the presence of a continuous flow of liquid (jet), while the nozzles of modern agricultural sprayers (due to the need to save water and high efficiency of reagents for various purposes) form a finely dispersed air-water mixture ... In addition, the known invention requires a cable to be laid, which complicates the entire structure and has disadvantages indicated in the previously discussed devices.
Известна система для измерения расхода электропроводящей жидкости через сопло, представляющее собой одну сторону электрической чувствительной цепи. Проводящий зонд расположен рядом с соплом и вставлен в распылитель. Зонд установлен на зажиме, расположенном на внутренней стороне защитного кожуха. Зонд расположен в нижней части корпуса. Кроме того система оснащена переключателем, индикаторной лампой. При этом переключатель выполнен в виде транзистора, имеющим возможность управления светоизлучающим диодом (Патент № US 4084748. Опубл. 18.04.1978).A known system for measuring the flow rate of an electrically conductive liquid through a nozzle, which is one side of an electrical sensitive circuit. The conductive probe is located next to the nozzle and inserted into the nebulizer. The probe is mounted on a clip located on the inside of the protective casing. The probe is located at the bottom of the housing. In addition, the system is equipped with a switch, an indicator lamp. The switch is made in the form of a transistor with the ability to control a light-emitting diode (Patent No. US 4084748. Publ. 18.04.1978).
Однако для известного изобретения характерны вышеописанные недостатки, оно требует прокладки кабеля и имеет сложную конструкцию.However, the known invention is characterized by the above-described disadvantages, requires a cable to be laid and has a complex structure.
Известен способ определения расхода жидкости для коллекторных питающих сопел, определяющий массовый расход жидкости из каждого из сопел на коллекторе сопел, при этом обеспечивается абсолютная методика калибровки. При этом в известном способе сконструированы сопла с ограничительными отверстиями для подачи жидкости, поток которой регулируется блокирующим клапаном, масляный коллектор, маслобойные клапаны (Патент № US5297442. Опубл. 29.03.1994).There is a known method for determining the flow rate of liquid for the collector supply nozzles, which determines the mass flow rate of liquid from each of the nozzles on the nozzle manifold, while providing an absolute calibration technique. At the same time, in the known method, nozzles with restrictive holes for supplying liquid, the flow of which is controlled by a blocking valve, an oil manifold, oil flush valves are designed (Patent No. US5297442. Publ. 03/29/1994).
Однако в известном способе использовано множество форсунок, в корпусе, каждой из которых установлен датчика давления, для измерения давления жидкости в контролируемой форсунке и последующее сравнение этого параметра с этим же параметром работы остальных форсунок. Использование элементов конструкции в известном способе требует полной замены форсунок на опрыскивателе в случае модернизации уже имеющейся техники. Реализация известного способа влечет за собой необходимость прокладки кабеля связи. However, in the known method, a plurality of nozzles are used, in the housing, each of which is equipped with a pressure sensor, to measure the pressure of the liquid in the controlled nozzle and then compare this parameter with the same operating parameter of the remaining nozzles. The use of structural elements in the known method requires a complete replacement of the nozzles on the sprayer in case of modernization of the existing equipment. The implementation of the known method entails the need to lay a communication cable.
Известен монитор состояния сопла состоящий из немагнитного корпуса, имеющего правый верхний проход. Внутри канала расположен магнитный поршень, так как поток может проходить по бокам поршня. Стопоры расположены так, чтобы ограничивать ход поршня. Магнитный переключатель расположен вблизи одного конца верхнего правого канала, имеющий возможность закрытия при перемещении поршня. Средства обнаружения состояния магнитного переключателя предназначены для генерирования сигнала, свидетельствующего об адекватности протекания потока через сопло и, следовательно, о состоянии сопла (Патент № US4313111. Опубл. 26.01.1982).Known monitor of the state of the nozzle consisting of a non-magnetic housing having an upper right passage. A magnetic piston is located inside the channel, since the flow can pass along the sides of the piston. Stoppers are positioned to restrict piston travel. A magnetic switch is located near one end of the upper right channel and is capable of being closed by piston movement. The means for detecting the state of the magnetic switch are designed to generate a signal indicating the adequacy of the flow through the nozzle and, consequently, the state of the nozzle (Patent No. US4313111. Publ. 01/26/1982).
Однако в известном мониторе при засорении форсунки цилиндр с магнитом под воздействием давления поднимается и вызывает замыкание герметизированного контакта. Использование известного монитора затруднено в силу высокой стоимости модернизации уже имеющейся техники, поскольку предполагает замену всех штатных форсунок на новые и требует прокладки кабеля. However, in the known monitor, when the injector clogs, the cylinder with the magnet rises under the influence of pressure and causes the sealed contact to close. The use of a known monitor is difficult due to the high cost of upgrading existing equipment, since it involves replacing all standard nozzles with new ones and requires laying a cable.
Известна сетевая система диагностики и управления дозирующим аппаратом сельскохозяйственного опрыскивателя, включающая в себя распылительные сопла для распыления агрохимикатов в соответствии с заданной схемой распыления и расходом раствора; датчики вибрации, установленные на распылительном сопле сельскохозяйственного опрыскивателя с целью регистрации его вибрации. Система также включает в себя контрольное устройство с компьютерным процессором, связанным с датчиками вибрации. Контрольное устройство передает оператору информацию о текущем состоянии компонента сельскохозяйственной распылительной системы (сопла) на основе обнаруженных вибраций. Процессор также управляет каждым из компонентов, таким как распылительные сопла, для выборочного управления каждым из сопел или определенной группой сопел (Патент № 7826930. Опубл. 2010.11.02 ).Known network system for diagnostics and control of the dosing apparatus of an agricultural sprayer, including spray nozzles for spraying agrochemicals in accordance with a given spray pattern and solution flow rate; vibration sensors installed on the spray nozzle of an agricultural sprayer to record its vibration. The system also includes a monitoring device with a computer processor associated with vibration sensors. The monitoring device provides the operator with information about the current state of the agricultural spray system component (nozzle) based on the detected vibrations. The processor also controls each of the components, such as spray nozzles, to selectively control each of the nozzles or a specific group of nozzles (Patent No. 7826930. Publ. 2010.11.02).
Однако в известном изобретении в качестве датчика использован акселерометр либо пьезоэлемент, причем контролируемым параметром является микровибрация форсунки при формировании воздушно-водяной смеси. Описанное в известном изобретении устройство применимо с большими ограничениями (на стационарных объектах), поскольку вибрации, регистрируемые датчиком, значительно слабее вибраций, производимых опрыскивателем при работе. Кроме того реализация данной конструкции требует прокладки кабеля. However, in the known invention, an accelerometer or a piezoelectric element is used as a sensor, and the controlled parameter is the microvibration of the nozzle during the formation of an air-water mixture. The device described in the known invention is applicable with great restrictions (on stationary objects), since the vibrations recorded by the sensor are much weaker than the vibrations produced by the sprayer during operation. In addition, the implementation of this design requires cable laying.
Известна система контроля, содержащая лазер, установленный перед расшепителем, фотодиоды, которые включены в цепь формирователей импульсов, инверторы, световую и звуковую сигнализацию, сушильную камеру, оснащенную прозрачными окнами (Авторское свидетельство SU620279. Опубл. 25.08.1978).Known control system containing a laser installed in front of the splitter, photodiodes, which are included in the circuit of pulse shapers, inverters, light and sound alarms, a drying chamber equipped with transparent windows (Inventor's certificate SU620279. Publ. 25.08.1978).
Однако известная система оснащена сложной конструкцией устройства контроля, выполненной, по меньшей мере, из двух составных частей (передающей и приемной части), между которыми расположен факел форсунки, и требует прокладки кабеля связи между датчиком (датчиками) и контрольным устройством. However, the known system is equipped with a complex design of the control device made of at least two components (transmitting and receiving parts), between which the nozzle torch is located, and requires laying a communication cable between the sensor (s) and the control device.
Известна схема фотоприемника для электронной системы (управления сельскохозяйственным опрыскивателем), позволяющей проводить обработку гербицидами только тех участков земли, на которых растут сорняки. Схема фотоприемника содержит фотоприемник и активный фильтр. Фотоприемник не связан параллельно с индуктивно-конденсаторным резонансным контуром, который настраивает активный фильтр. В результате изменения емкости фотоприемника, вызванные изменением условий окружающего освещения, не отражаются на резонансной цепи индуктивности/конденсатора и, следовательно, не оказывают отрицательного влияния на частотные и фазовые характеристики цепи фотоприемника (Патент № US5763873. Опубл. 09.06.1998).There is a known scheme of a photodetector for an electronic system (control of an agricultural sprayer), which allows for the treatment of herbicides only on those plots of land on which weeds grow. The photodetector circuit contains a photodetector and an active filter. The photodetector is not connected in parallel with the inductive-capacitor resonant circuit that tunes the active filter. As a result, changes in the photodetector capacitance caused by changes in ambient lighting conditions do not affect the resonant inductor / capacitor circuit and, therefore, do not adversely affect the frequency and phase characteristics of the photodetector circuit (Patent No. US5763873. Publ. 09.06.1998).
Однако работа устройства основана на детектировании двух отраженных импульсных световых потоков в ИК-диапазоне с одинаковой частотой, но сдвинутых по фазе, причем степень сдвига фазы отраженного сигнала зависит от наличия отражающего объекта, что делает его сложным в реализации и требует применения нескольких прецизионных оптических компонентов. Кроме того, требуется прокладка кабеля. However, the operation of the device is based on the detection of two reflected pulsed light fluxes in the IR range with the same frequency, but phase-shifted, and the degree of phase shift of the reflected signal depends on the presence of a reflecting object, which makes it difficult to implement and requires the use of several precision optical components. In addition, cable routing is required.
В исследуемом и проанализированном уровне техники не выявлено наиболее близких конструктивных решений заявленному изобретению. The investigated and analyzed prior art did not reveal the closest design solutions to the claimed invention.
Таким образом, описанные выше технические устройства имеют недостатки в виде: сложных конструкций, низкой степени защищенности чувствительных элементов, высокой стоимости модернизации оборудования на действующих опрыскивателях, низкой степени надежности регистрации факта работы форсунки опрыскивателей, потребности в использовании проводного соединения. Проводное соединение, в свою очередь, приводит к рискам обрывов кабеля, приводящим к выходу из строя всей системы или ее отдельных сегментов, невозможности оперативной замены неисправных датчиков, невозможности оперативного изменения конфигурации системы (изменения количества датчиков, участвующих в работе). Кроме того, проводное соединение может потребовать применения разъемных соединений, что в условиях влажной агрессивной среды неприемлемо в силу быстрого электрохимического разрушения контактов разъемов. Thus, the technical devices described above have disadvantages in the form of: complex structures, low degree of protection of sensitive elements, high cost of modernization of equipment on existing sprayers, low degree of reliability of registration of the fact of operation of sprayers nozzles, the need to use a wired connection. The wired connection, in turn, leads to the risks of cable breaks, leading to the failure of the entire system or its individual segments, the impossibility of prompt replacement of faulty sensors, the impossibility of promptly changing the system configuration (changing the number of sensors participating in the work). In addition, the wire connection may require the use of detachable connections, which in a humid aggressive environment is unacceptable due to the rapid electrochemical destruction of the connector contacts.
Техническим результатом является возможность реализации достаточно простого в изготовлении и установке устройства для беспроводного удаленного контроля и выявления некачественной работы форсунок (сельскохозяйственного опрыскивателя), в основу которого положен оптический принцип действия и использующего беспроводные виды связи, что позволяет избежать использования кабельных линий и разъемных соединений, обеспечивает возможность оперативной замены неисправных датчиков и изменения конфигурации системы контроля опрыскивателя.The technical result is the possibility of implementing a device that is quite simple to manufacture and install for wireless remote control and detection of poor-quality operation of nozzles (agricultural sprayer), which is based on the optical principle of operation and uses wireless communication, which avoids the use of cable lines and detachable connections, provides the ability to quickly replace faulty sensors and change the configuration of the sprayer control system.
Поставленный технический результат достигается тем, что беспроводное устройство для контроля работы форсунок сельскохозяйственного опрыскивателя выполнено в виде герметичного корпуса, лицевая поверхность которого оснащена оптически активными поверхностями фотоизлучателей и фотоприемников, корпус, посредством узла крепления зафиксирован на несущем элементе, соединенном посредством консоли с распылителем, оснащенным форсункой, при этом лицевая поверхность корпуса расположена параллельно осевой линии распылителя, кроме того внутри корпуса размещена печатная плата, на которой механической и электронной связями соединены микроконтроллер, радиомодуль, один или несколько фотоизлучателей и фотоприемников ИК диапазона, автономный источник питания, антенна, модулятор, генераторы, формирователь логических уровней, элемент сравнения, элемент счета, радиомодуль, контрольный элемент, элемент индикации.The technical result achieved is achieved by the fact that the wireless device for controlling the operation of the agricultural sprayer nozzles is made in the form of a sealed body, the front surface of which is equipped with optically active surfaces of photo emitters and photo detectors, the body, by means of a fastening unit, is fixed on the supporting element connected by means of a console with a sprayer equipped with a nozzle , while the front surface of the housing is located parallel to the axial line of the atomizer, in addition, a printed circuit board is located inside the housing, on which a microcontroller, a radio module, one or more photo emitters and IR photodetectors, an autonomous power source, an antenna, a modulator, generators are connected by mechanical and electronic connections, logic level generator, comparison element, counting element, radio module, control element, indication element.
Целесообразно для уменьшения габаритов устройства и упрощения монтажа, корпус совместить с байонетной гайкой форсунки. It is advisable to reduce the size of the device and simplify installation, combine the body with the bayonet nut of the nozzle.
В варианте выполнения, для компенсации влияния внешней засветки естественного или искусственного происхождения, оснастить устройство оптическим сенсором, размещенном в корпусе устройства.In an embodiment, to compensate for the influence of external illumination of natural or artificial origin, equip the device with an optical sensor located in the body of the device.
Настоящее изобретение поясняют подробным описанием и схемами, на которых: The present invention is illustrated by a detailed description and diagrams, in which:
Фиг. 1 – характеризует аппаратную реализацию беспроводного устройства контроля работы форсунок сельскохозяйственного опрыскивателя;FIG. 1 - characterizes the hardware implementation of the wireless device for controlling the operation of the agricultural sprayer nozzles;
Фиг. 2 - показывает вариант исполнения устройства, совмещенного с байонетной гайкой форсунки опрыскивателя;FIG. 2 shows an embodiment of a device combined with a bayonet nut of a sprayer nozzle;
Фиг. 3 – показывает вариант исполнения устройства c дополнительным оптическим сенсором;FIG. 3 - shows a variant of the device with an additional optical sensor;
Фиг. 4 - показывает лицевую сторону корпуса с расположенными на ней фотоизлучателями, фотоприемниками и внутренним расположением электронных элементов;FIG. 4 - shows the front side of the housing with photo emitters, photo detectors and internal arrangement of electronic elements located on it;
Фиг. 5 – характеризует алгоритм работы электронной схемы, которую используют в беспроводном устройстве контроля работы форсунок сельскохозяйственного опрыскивателя.FIG. 5 - characterizes the algorithm of the electronic circuit, which is used in the wireless device for controlling the operation of the agricultural sprayer nozzles.
Беспроводное устройство контроля работы форсунок сельскохозяйственного опрыскивателя (далее устройство) содержит герметичный корпус 1(Фиг. 1). Лицевая поверхность корпуса 1 оснащена оптически активными поверхностями фотоизлучателя 2 с передаваемым световым потоком 3 и фотоприемника 4 с принимаемым световым потоком 5. Корпус 1, посредством узла крепления 6 зафиксирован на несущем элементе 7. В качестве несущего элемента 7 может быть применено крыло жесткости, либо магистраль подачи раствора опрыскивателя. Несущий элемент 7 соединен посредством консоли 8 и байонетной гайки 9 с распылителем 10. Распылитель 10 оснащен форсункой 11. При этом лицевая поверхность корпуса 1 расположена параллельно осевой линии 12 распылителя 10 и форсунки 11. Осевая линия 12 совмещена с осевой линией 13 потока распыла 14. The wireless device for controlling the operation of the agricultural sprayer nozzles (hereinafter referred to as the device) contains a sealed housing 1 (Fig. 1). The front surface of the
В варианте исполнения устройство может быть конструктивно совмещено с байонетной гайкой 9 распылителя 10 (Фиг.2).In an embodiment, the device can be structurally combined with the
При этом, устройство может быть оснащено дополнительным оптическим сенсором 15 для компенсации внешней засветки и автоматического выбора режима работы устройства (Фиг. 3).In this case, the device can be equipped with an additional
Кроме того внутри корпуса 1 размещена печатная плата 16 (Фиг. 4). На печатной плате 16 механической и электронной связями соединены микроконтроллер 17, радиомодуль 18, один или несколько фотоизлучателей 19 и фотоприемников 20 ИК диапазона. Печатная плата 16 оснащена автономным источником питания 21, антенной 22.In addition, a printed circuit board 16 (Fig. 4) is located inside the
При этом электронная схема устройства включает модулятор 23, генератор 24 и дополнительный генератор 25, формирователь 26 логических уровней, элемент сравнения 27, элемент счета 28, радиомодуль 29, радиоприемный модуль 30, элемент индикации 31.In this case, the electronic circuit of the device includes a
Предлагаемое беспроводное устройство для контроля работы форсунок сельскохозяйственного опрыскивателя используют следующим образом. The proposed wireless device for controlling the operation of the agricultural sprayer nozzles is used as follows.
В основу использования положен оптический принцип действия.The use is based on the optical principle of operation.
Закрепляют на несущем элементе 7, в виде магистрали подачи раствора, узел крепления 6 и консоль 8. Компонуют консоль 8, устанавливая соосно по оси 12 байонетную гайку 9, в которой закрепляют распылитель 10 с форсункой 11. На узле крепления 6 укрепляют герметичный корпус 1, предварительно оснастив его печатной платой 16, размещая последнюю внутри него. Перед тем как печатную плату разместить в корпусе 1 на ней компонуют, механически и электронно соединив в определенной последовательности, такие элементы как: источник питания 21, микроконтроллер 17, радиомодуль 18, один или несколько фотоизлучателей 19 и фотоприемников 20 ИК диапазона, антенну 22. Кроме того электронную схему оснащают: модулятором 23, генератором 24 и дополнительным генератором 25, формирователем 26 логических уровней, элементом сравнения 27, элементом счета 28, радиомодулем 29, радиоприемным модулем 30, элементом индикации 31. При этом на лицевой стороне корпуса 1 размещают оптически активные поверхности фотоизлучателя 2 ИК диапазона и фотоприемника 4 ИК диапазона. Лицевую поверхность корпуса 1 при установке размещают параллельно осевой линии 12, которая при распылении будет совмещаться с осевой линией 13 потока распыла 14. Fastened on the
При необходимости на лицевой поверхности корпуса 1 устанавливают дополнительный оптический сенсор 15 для компенсации внешней засветки и автоматического выбора режима работы устройства.If necessary, an additional
Принцип действия устройства основан на сравнении количества передаваемых 3 и принимаемых 5 в результате отражения от распыла 14 (факела) импульсов светового потока в ИК диапазоне за единицу времени. Причем для снижения влияния фоновой засветки естественного или искусственного происхождения излучаемый световой поток 3 модулирован по частоте, а соответствующий данному излучателю фотоприемник 4 снабжен активным фильтром, настроенным на ту же частоту. Передаваемый световой поток 3 эмитируется фотоизлучателем 2 ИК диапазона, причем источником сигнала является модулятор 23, в котором происходит смешение сигнала несущей частоты, формируемого генератором 24 и сигнала основной импульсной последовательности, формируемой дополнительным генератором 25. При наличии отражающей поверхности в виде факела распыла 14, создаваемого форсункой 11 распылителя 10, отраженный световой поток 5 попадает на линзу фотоприемника 4. Затем, проходя через модулятор 22 усилителя активного фильтра, настроенного на несущую частоту, и формирователь 26 логических уровней, поступает на один из двух входов элемента сравнения 27 (элемент И). На второй вход элемента сравнения 27 подается сигнал с дополнительного генератора 25 основной импульсной последовательности. В случае совпадения импульсов с обоих входов по лог. «1» на выходе элемента сравнения 27 формируется импульс, поступающий на вход элемента счета 28. Периодически через заданный интервал времени происходит обнуление состояния элемента счета 28 с одновременной записью накопленного количества импульсов в память микроконтроллера 17 и последующей передачей этой величины посредством радиомодуля 29 на радиоприемный модуль 30, снабженный элементом индикации 31. Количество совпавших импульсов напрямую коррелирует с однородностью распределения воздушно-жидкостной смеси в распыле 14, создаваемым форсункой 11 распылителя 10, что позволяет надежно детектировать факт отсутствия распыла 14, либо его существенного искажения, возникающего в результате полного или частичного засорения форсунки 11 распылителя 10. The principle of operation of the device is based on comparing the number of transmitted 3 and received 5 as a result of reflection from the spray 14 (torch) of light flux pulses in the IR range per unit time. Moreover, to reduce the influence of background illumination of natural or artificial origin, the emitted
Предлагаемое изобретение имеет простую конструкцию, удобно и просто в использовании, не требует прокладки кабеля.The proposed invention has a simple design, convenient and easy to use, does not require a cable.
Кроме того, обладает возможностью замены датчиков и оперативного изменения конфигурации системы опрыскивателя.In addition, it has the ability to replace sensors and quickly change the configuration of the sprayer system.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020137073A RU2747624C1 (en) | 2020-11-11 | 2020-11-11 | Wireless device for controlling operation of agricultural sprayers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020137073A RU2747624C1 (en) | 2020-11-11 | 2020-11-11 | Wireless device for controlling operation of agricultural sprayers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2747624C1 true RU2747624C1 (en) | 2021-05-11 |
Family
ID=75919779
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020137073A RU2747624C1 (en) | 2020-11-11 | 2020-11-11 | Wireless device for controlling operation of agricultural sprayers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2747624C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU620279A1 (en) * | 1977-02-08 | 1978-08-25 | Минский Научно-Исследовательский Институт Строительных Материалов Мпсм Белорусской Сср | Method of monitoring operation of nozzles in spray dryer |
US4905897A (en) * | 1988-06-17 | 1990-03-06 | Ramon Barry Rogers | Field sprayer nozzle pattern monitor |
US5763873A (en) * | 1996-08-28 | 1998-06-09 | Patchen, Inc. | Photodetector circuit for an electronic sprayer |
US20190150423A1 (en) * | 2014-06-10 | 2019-05-23 | Cnh Industrial America Llc | Device and method for detecting blockages in an agricultural sprayer |
-
2020
- 2020-11-11 RU RU2020137073A patent/RU2747624C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU620279A1 (en) * | 1977-02-08 | 1978-08-25 | Минский Научно-Исследовательский Институт Строительных Материалов Мпсм Белорусской Сср | Method of monitoring operation of nozzles in spray dryer |
US4905897A (en) * | 1988-06-17 | 1990-03-06 | Ramon Barry Rogers | Field sprayer nozzle pattern monitor |
US5763873A (en) * | 1996-08-28 | 1998-06-09 | Patchen, Inc. | Photodetector circuit for an electronic sprayer |
US20190150423A1 (en) * | 2014-06-10 | 2019-05-23 | Cnh Industrial America Llc | Device and method for detecting blockages in an agricultural sprayer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4905897A (en) | Field sprayer nozzle pattern monitor | |
CN1898551B (en) | Method for evaluating a scattered light signal and a scattered light detector for realizing the method | |
CN100592893C (en) | Drop detector system | |
US10405484B2 (en) | Method and device for avoiding seed-metering errors in planters | |
CN101952862B (en) | Smoke alarm with temporal evaluation of a backscatter signal, test method for the functional capability of a smoke alarm | |
US7742842B2 (en) | Networked diagnostic and control system for dispensing apparatus | |
JPH02152462A (en) | Monitor for contents of container | |
SE540300C2 (en) | Device and method for measuring the moisture in the casting molds | |
CN107917723B (en) | Small-particle-size seed flow sensing device in thin-surface laser | |
US11754492B2 (en) | Photoacoustic gas sensor device | |
US11241004B2 (en) | Plugged spray nozzle detection using radio-frequency transmissions | |
RU2747624C1 (en) | Wireless device for controlling operation of agricultural sprayers | |
US11417187B2 (en) | Scattered light detector and suction fire detection system having a scattered light detector | |
CN109669110A (en) | Sound focusing sensor and PD On-Line Measurement System and its detection method for shelf depreciation on-line checking | |
WO2020184544A1 (en) | Detection apparatus, detection system, and detection method | |
US7182271B2 (en) | Apparatus and method for detecting liquid flow from a spray device | |
US4523458A (en) | Injector tester | |
RU2426982C2 (en) | Method of dust detection on electronic hardware pcbs | |
CN207336376U (en) | A kind of new cigarette machine yew paper slice detecting device | |
CN112881340A (en) | General sensing device of refraction type thin-surface laser seed flow | |
CN209910815U (en) | Laser interference low frequency vibration measurer | |
CN211481632U (en) | Track PCB sensor and chip mounter | |
US11887452B2 (en) | Suction particle detection system with light guide system | |
RU2299546C2 (en) | Apparatus for controlling operating quality of pneumatic seeding units | |
JP3991611B2 (en) | Application gun clogging detection device and detection method for automatic coating equipment |