RU98082U1

RU98082U1 - UNIVERSAL SEEDER OPERATION CONTROL DEVICE

Info

Publication number: RU98082U1
Application number: RU2010120950/21U
Authority: RU
Inventors: Валерий Александрович Богословский
Original assignee: Валерий Александрович Богословский
Priority date: 2010-05-24
Filing date: 2010-05-24
Publication date: 2010-10-10

Abstract

1. Универсальное устройство контроля работы сеялки, содержащее акустические датчики, отличающееся тем, что датчики установлены непосредственно на трубы семяпроводов, содержат электронные устройства первичной обработки сигнала и соединены с устройством отображения ошибки, позволяющим преобразовывать сигналы датчиков и отображать ошибки в технологическом процессе высева визуально или с помощью звука. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве чувствительного элемента каждого датчика используется пьезоэлектрическая пластина, прикрепленная изнутри к стенке корпуса датчика. ! 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус каждого датчика выполнен такой формы, чтобы обеспечивать наименьшее расстояние между пьезоэлектрической пластиной и значительной частью потока семенного материала. ! 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электронное устройство первичной обработки сигнала, поступающего с пьезоэлектрической пластины, снабжено памятью. 1. A universal device for monitoring the work of the seeder, containing acoustic sensors, characterized in that the sensors are installed directly on the tubes of the seed tubes, contain electronic signal processing devices and are connected to an error display device that allows you to convert sensor signals and display errors in the sowing process visually or with using sound. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that as a sensitive element of each sensor uses a piezoelectric plate attached internally to the wall of the housing of the sensor. ! 3. The device according to claim 1, characterized in that the housing of each sensor is made in such a form as to provide the smallest distance between the piezoelectric plate and a significant part of the flow of seed material. ! 4. The device according to claim 1, characterized in that the electronic device for the primary processing of the signal from the piezoelectric plate is equipped with a memory.

Description

Устройство относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности, к устройствам контроля технологического процесса высева семян.The device relates to the field of agricultural engineering, in particular, to devices for controlling the technological process of sowing seeds.

В сеялках посевной материал (семена или смесь семян с удобрениями) подается из бункера к сошникам через систему семяпроводов.In the seeders, seed (seeds or a mixture of seeds with fertilizers) is fed from the hopper to the coulters through the seed tube system.

Существует необходимость контроля за пролетом семенного материала к каждому сошнику, так как выходное отверстие сошника часто забивается стерней, комьями земли и т.п., что приводит к огрехам в севе и, как следствие, к потере урожайности.There is a need to control the passage of seed to each coulter, as the coulter outlet is often clogged with stubble, clods of soil, etc., which leads to flaws in sowing and, as a consequence, to loss of productivity.

Широко применяется оптический способ контроля за пролетом семенного материала к сошникам, при котором оптический датчик содержит излучатель и приемник светового потока, расположенные так, что семенной материал, пролетая через семяпровод в районе установки датчика, периодически прерывает своими частицами (зернами и/или гранулами) этот световой поток и формирует сигнал датчика о том, что материал поступает к сошнику. Если же приемник не фиксирует кратковременные изменения яркости излучателя - это служит основанием для формирования сигнала о том, что данный семяпровод забился.The optical method of controlling the passage of seed material to the coulters is widely used, in which the optical sensor contains an emitter and a light flux receiver arranged so that the seed material flying through the seed tube in the area of the sensor installation periodically interrupts this particle (grains and / or granules) luminous flux and generates a sensor signal that the material is being supplied to the coulter. If the receiver does not record short-term changes in the brightness of the emitter, this serves as the basis for the formation of a signal that this vas deferens is clogged.

Известен, например, фотоэлектрический датчик контроля высева семян (А.С. на изобретение СССР №1209062, опубл. 07.02.1986 г.), который содержит корпус, источник света и фотоприемник, соединенный с выходом датчика через усилитель, причем датчик снабжен дополнительным фотоприемником с управляющей схемой. Дополнительный фотоприемник установлен в корпусе датчика на одной вертикали с источником света и в зоне его действия.Known, for example, is a photoelectric sensor for monitoring seed sowing (A.S. for the invention of the USSR No. 1209062, published 07.02.1986), which contains a housing, a light source and a photodetector connected to the output of the sensor through an amplifier, and the sensor is equipped with an additional photodetector with a control circuit. An additional photodetector is installed in the sensor housing on the same vertical line with the light source and in the zone of its operation.

К существенным недостаткам данного датчика следует отнести: прежде всего, низкую помехозащищенность от запыления источника света и фотоприемника, недостаточную механическую прочность элементов системы и как следствие относительно небольшой срок службы.Significant disadvantages of this sensor include: first of all, low noise immunity from dusting of the light source and photodetector, insufficient mechanical strength of the system elements and, as a result, relatively short service life.

Известны устройства для контроля пролета семенного материала, работающие на основе акустического датчика, например, «Устройство для контроля процесса высева семян в сеялках» (А.С. на изобретение СССР №331412, опубл. 07.03.1972 г.), которое содержит акустический датчик и звукоприемник. Акустический датчик помещен внутрь трубы семяпровода и выполнен в виде полого упругого колпачка, установленного на пути потока семян.Known devices for controlling span of seed, operating on the basis of an acoustic sensor, for example, “A device for monitoring the process of sowing seeds in seeders” (AS for the invention of the USSR No. 331412, publ. 03/07/1972), which contains an acoustic sensor and a sound receiver. An acoustic sensor is placed inside the tube of the vas deferens and is made in the form of a hollow elastic cap mounted on the path of the flow of seeds.

Недостатком известного устройства является повышение вероятности образования пробки (засора) в семяпроводе, вследствие установки чувствительного элемента датчика на пути движения семян, который представляет собой дополнительное препятствие.A disadvantage of the known device is the increased likelihood of a plug (clogging) in the vas deferens, due to the installation of a sensor element on the path of movement of the seeds, which is an additional obstacle.

Кроме того, все описанные выше датчики (и оптический и акустический) имеет один общий недостаток - относительно небольшой срок службы, вследствие наличия контакта чувствительных элементов датчика с летящим посевным материалом.In addition, all the sensors described above (both optical and acoustic) have one common drawback - their relatively short service life, due to the contact of the sensor's sensitive elements with flying seed.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является сельскохозяйственная посевная машина (DE 19723137 А1, опубл. 10.12.1998 г.), где описано устройство контроля высева семян, в котором акустический датчик установлен на внешней стороне изгиба специального элемента сеялки (изготовленного в виде дуги или арки), встраиваемого в семяпровод.The closest to the invention in technical essence and the achieved result is an agricultural sowing machine (DE 19723137 A1, publ. 10.12.1998), which describes a device for monitoring seed sowing, in which an acoustic sensor is mounted on the outside of the bend of a special seeder element (made in arc or arch) embedded in the vas deferens.

Недостатком описанного устройства является усложнение конструкции сеялки, т.к. необходимо изготавливать и монтировать специальные элементы семяпровода (арки или дуги), а также то, что данное устройство контроля имеет достаточно узкую область применения и может использоваться только в составе пневматических сеялок - таких сеялок, у которых посевной материал подается к сошникам через систему семяпроводов потоком воздуха от специального вентилятора. Применение описанного устройства для сеялок, у которых посевной материал подается из бункера через семяпроводы к сошникам под собственным весом - невозможно т.к. в этом случае дуги (арки) будут служить дополнительным препятствием на пути посевного материала и, кроме того, гранулы посевного материала не будут ударяться в верхнюю часть дуг, где именно и смонтирован датчик, и последний не сможет формировать информационный сигнал о том, поступает посевной материал через данный семяпровод, или нет.The disadvantage of the described device is the complexity of the design of the seeder, because it is necessary to produce and install special elements of the vas deferens (arches or arches), as well as the fact that this control device has a fairly narrow scope and can only be used as a part of pneumatic seeders - such seeders in which the seed is fed to the coulters through the vas deferens by air flow from a special fan. The use of the described device for seeders in which seed is fed from the hopper through the seed tubes to the coulters under their own weight is impossible because in this case, the arcs (arches) will serve as an additional obstacle to the seed and, in addition, the seed granules will not hit the upper part of the arches, where the sensor is mounted, and the latter will not be able to generate an information signal about the seed coming through this vas deferens or not.

Техническим результатом, получаемым при реализации заявленного устройства, является упрощение конструкции устройства контроля работы сеялки, повышение его универсальности и расширение области применения за счет сеялок с подачей посевного материала под собственным весом, а также повышение качества контроля сева и, как следствие, повышение урожайности.The technical result obtained by the implementation of the claimed device is to simplify the design of the seeder operation control device, increase its versatility and expand the scope due to seeders with seed supply under their own weight, as well as improve the quality of sowing control and, as a result, increase yield.

Указанный технический результат достигается тем, что универсальное устройство контроля работы сеялки включает в себя акустические датчики, закрепленные непосредственно на каждой трубе семяпровода, содержат электронные устройства первичной обработки сигнала и соединены с устройством отображения ошибки, позволяющим преобразовывать сигналы датчиков и отображать ошибки в технологическом процессе высева визуально или с помощью звука; причем качестве чувствительного элемента каждого датчика используется пьезоэлектрическая пластина, прикрепленная изнутри к стенке корпуса датчика; корпус каждого датчика выполнен такой формы, чтобы обеспечивать наименьшее расстояние между пьезоэлектрической пластиной и значительной частью потока семенного материала; электронное устройство первичной обработки сигнала, поступающего с пьезоэлектрической пластины, снабжено памятью.The specified technical result is achieved by the fact that the universal device for monitoring the work of the seeder includes acoustic sensors mounted directly on each tube of the vas deferens, contain electronic devices for primary signal processing and are connected to an error display device that allows you to convert sensor signals and display errors in the sowing process visually or using sound; moreover, as the sensitive element of each sensor uses a piezoelectric plate attached from the inside to the wall of the housing of the sensor; the housing of each sensor is made in such a way as to provide the smallest distance between the piezoelectric plate and a significant part of the flow of seed material; the electronic device for primary processing of the signal from the piezoelectric plate is equipped with a memory.

Датчики улавливают шум, издаваемый частицами посевного материала при соударении их со стенками семяпровода вне зависимости от того, подается посевной материал потоком воздуха от специального вентилятора или падает (течет) по трубе семяпровода под собственным весом.The sensors pick up the noise emitted by the seed particles when they collide with the walls of the vas deferens, regardless of whether the sowing material is supplied by a stream of air from a special fan or falls (flows) through the vas deferens under its own weight.

Датчики могут крепиться к трубе семяпровода в любом месте, в том числе, в непосредственной близости от сошника. Это существенно увеличивает быстродействие системы контроля, снижает просевы и увеличивает урожайность, т.к. датчик выдает сигнал тревоги в тот момент, когда посевной материал заполнит забившуюся трубу семяпровода от сошника и до места установки датчика. Длина трубы семяпровода у различных моделей сеялок может быть 10 и более метров и при установке датчика так, как указано в DE 19723137 А1, длинна огреха (просева) до момента срабатывания датчика будет составлять, например, 500…1000 метров при севе пшеницы и несколько километров при севе мелких семян - рапса и т.п. Установка датчика на трубу семяпровода в непосредственной близости от сошника позволяет значительно повысить эффективность контроля, и в несколько раз снизить величину огрехов и повысить урожайность.Sensors can be attached to the tube of the vas deferens anywhere, including in the immediate vicinity of the coulter. This significantly increases the speed of the control system, reduces screenings and increases productivity, because the sensor gives an alarm at the moment when the seed fills the clogged tube of the vas deferens from the coulter and to the place of installation of the sensor. The length of the tube of the seed tube for various models of seeders can be 10 meters or more and when installing the sensor as described in DE 19723137 A1, the length of the blemish (sifting) until the sensor is triggered will be, for example, 500 ... 1000 meters when sowing wheat and several kilometers when sowing small seeds - rapeseed, etc. Installing the sensor on the tube of the vas deferens in the immediate vicinity of the coulter can significantly increase the effectiveness of control, and several times reduce the size of flaws and increase productivity.

Для повышения чувствительности датчика и эффективности работы системы контроля корпус датчика изготавливается такой формы, что он несколько деформирует семяпровод в месте установки и повышает вероятность соударения гранул посевного материала со стенкой семяпровода в районе крепления датчика. То есть корпус каждого датчика выполнен такой формы, что повышается вероятность соударения гранул посевного материала со стенкой семяпровода в месте крепления датчика к трубе семяпровода.To increase the sensitivity of the sensor and the efficiency of the monitoring system, the sensor body is made in such a form that it slightly deforms the seed tube at the installation site and increases the likelihood of collision of the seed granules with the wall of the seed tube in the area of the sensor. That is, the housing of each sensor is made in such a form that the probability of collision of the seed granules with the wall of the vas deferens at the point of attachment of the sensor to the vas deferens tube increases.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства контроля работы сеялки. На схеме изображены: поток посевного материала 1, корпус датчика 2, пьезоэлектрическая пластина 3, электронное устройство первичной обработки сигнала 4, место деформации трубы семяпровода корпусом датчика 5, элементы крепления датчика к трубе семяпровода 6, труба семяпровода 7 и устройство отображения ошибки 8.Figure 1 shows a structural diagram of a device for monitoring the seeder. The diagram shows: seed flow 1, sensor housing 2, piezoelectric plate 3, electronic signal processing unit 4, deformation of the vas deferens tube of the sensor casing 5, elements for attaching the sensor to the vas deferens 6, vas deferens 7 and error display device 8.

Устройство контроля работы сеялки действует следующим образом.The control device of the seeder operates as follows.

Поток посевного материала 1 движется по трубе семяпровода 7 из бункера к сошнику, создавая при своем движении шум от соударения гранул посевного материала со стенками трубы семяпровода 7. Акустический датчик, закрепленный на трубе семяпровода 1, с помощью акустического сенсора 3, в качестве которого используется пьезоэлектрическая пластина, прикрепленная к стенке датчика, улавливает (через стенку трубы и корпус датчика) звук соударения частиц посевного материала 1 и стенок трубы 7. Для увеличения чувствительности датчика форма его корпуса 2 выбрана такой, что при монтаже датчика на трубу семяпровода 7 последняя деформируется так, что повышается вероятность соударения гранул посевного материала со стенкой семяпровода в районе крепления датчика.The seed flow 1 moves along the tube of the vas deferens 7 from the hopper to the coulter, creating during its movement a noise from the impact of the granules of the sowing material with the walls of the tube of the vas deferens 7. An acoustic sensor mounted on the tube of the vas deferens 1, using an acoustic sensor 3, which is used as a piezoelectric a plate attached to the wall of the sensor picks up (through the wall of the pipe and the body of the sensor) the sound of the impact of the particles of seed 1 and the walls of the pipe 7. To increase the sensitivity of the sensor, the shape of its body 2 chosen so that when the sensor is mounted on the tube of the vas deferens 7, the latter is deformed so that the likelihood of collision of the granules of the seed with the wall of the vas deferens in the area of attachment of the sensor increases.

Сигнал от пьезоэлектрической пластины обрабатывается электронным устройством, входящим в состав датчика, которое снабжено устройством памяти. В устройстве памяти накапливается информация о факте пролета семенного материала через датчик, что позволяет опрашивать датчики, установленные на всех трубах семяпроводов, поочередно. При прекращении потока посевного материала 1 (или при отклонении расхода от установленной нормы) в устройстве памяти отсутствует информация об обнаружении датчиком факта пролета посевного материала и, при очередном опросе датчика, на устройство отображения ошибки 8 поступает сигнал ошибки. Информация об ошибке отображается устройством отображения ошибки 8 визуально или с помощью звука.The signal from the piezoelectric plate is processed by an electronic device that is part of the sensor, which is equipped with a memory device. Information is accumulated in the memory device about the fact of the passage of the seed material through the sensor, which allows interrogating the sensors installed on all tubes of the seed tubes alternately. When the flow of seed 1 stops (or when the flow deviates from the established norm), the memory device does not contain information about the sensor detecting the fact of flight of seed and, when the sensor is polled again, an error signal is sent to the error display device 8. The error information is displayed by the error display device 8 visually or by sound.

Таким образом, предлагаемое устройство контроля работы сеялки имеет высокую надежность, т.к. акустические датчики не контактируют с летящим посевным материалом, упрощенную конструкцию, возможность использовать в составе сеялок большинства известных типов, а также обеспечивает повышение эффективности контроля сева, что приводит к повышению урожайности.Thus, the proposed device for monitoring the work of the seeder has high reliability, because acoustic sensors do not come in contact with flying seed, a simplified design, the ability to use most known types of seeders, and also improves the efficiency of sowing control, which leads to higher yields.

Claims

1. A universal device for monitoring the work of the seeder, containing acoustic sensors, characterized in that the sensors are installed directly on the tubes of the seed tubes, contain electronic signal processing devices and are connected to an error display device that allows you to convert sensor signals and display errors in the sowing process visually or with using sound.

2. The device according to claim 1, characterized in that as a sensitive element of each sensor uses a piezoelectric plate attached internally to the wall of the housing of the sensor.

3. The device according to claim 1, characterized in that the housing of each sensor is made in such a form as to provide the smallest distance between the piezoelectric plate and a significant part of the flow of seed material.

4. The device according to claim 1, characterized in that the electronic device for the primary processing of the signal from the piezoelectric plate is equipped with a memory.