SU1160923A3 - Способ отделени корнеклубнеплодов от почвенных комков и камней и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ отделени  корнеклубнеплодов от почвенных комков и камней , предусматривающий поштучную подачу компонентов смеси на датчик регистрации механических соударений, прием, анализ и преобразование полученных сигналов в электрические, по которым отдел ют почвенные комки и камни, отличающийс  тем, что, с цепью повышени  качества выполнени  технологического процесса отделени  корнеклубнеплодов путем увеличени  точности распознавани  компонентов смеси, дополнительно осуществл ют прохождение компонентов смеси через магнитное поле, создаваемое датчиком, совместный прием, анализ и преобразование полученных сигналов с сигналами.механического соударени , а отделение производ т СЛ по результирующему сигналу.

Description

( / 2.Устройство дл  отделени  корнеклубнеплодов от почвенных комков и камней, содержащее расположенный под транспортирующим устройством, по крайней мере один активный датчик регистрации механических соударений , имеющий отражательную пластину , блок приема, анализа и преобразовани  сигналов датчика и приспособление дл  отделени  почвенных комков и камней, отличающе с   тем, что датчик регистрации механических соударений выполнен в виде магнита, размещенного в ферр магнитном корпусе, при этом в кольцевом пространстве между магнитом и его корпусом расположена катушка индуктивности. 3.Устройство по п, 2, отличающеес  тем, что катушка индуктивности установлена жестко путем заполнени -кольцевого простра ства магнита беспористой заливкой. 4.Устройство по п, 2, о т л ич ающее с   тем, что транспортирующее устройство имеет каналы дл подачи компонентов смеси на активны датчик. 5.Устройство по пп. 2 и 3, отличающеес  тем, что блок приема, анализа и преобразовани  сигналов каждого активного датчика вьтолнен в виде соединенных с его катушкой индуктивности через усилитель двух усилительных каналов, первый из которых содержит схему от рицательной обратной св зи, соединенную через фильтр низких частот. 3 и усилитель с демодул тором с пороговыми схемами Г1олож1ттельньгх и отрицательных импульсов напр жени , при этом порогова  схема положительных импульсов, посредством звена задержки , и порогова  схема отрицательных импульсов подключены к схеме ИЛИ. 6.Устройство по п. 5, о т л ичающеес  тем, что другой усилительный канал содержит фильтр верхних частот, соединенный через усилитель с демодул тором со схемой отрицательной обратной св зи, выход которой посредством пороговой схемы и звена задержки св зан со схемой ИЛИ. 7.Устройство по пп. 5 и 6, отличающеес  тем, что схема ИЛИ соединена с приспособлением дл  отделени  почвенных комков и камней. 8.Устройство по пп. 2, 5 и 6, отличающеес   тем, что оно содержит по крайней мере один ненагружаемый пассивный датчик, а блок приема, анализа и преобразовани  сигналов пассивного датчика снабжен дополнительным каналом, соединенным с катущкой индуктивности пассивного датчика через усилитель и содержащим фильтр верхних частот., св занный через усилитель с демодул тором , при этом вход дополнительного усилительного канала св зан со схемой отрицательной обратной св зи первого усилительного канала, а выход - со схемой отрицательной обратной св зи второго усилительного канала.

1

Изобретение относитс  к сельскохоз йственному машиностроению, в частности к способам и устройствам дл  отделени  корнеклубнеплодов от почвенных комков и камней и может быть использовано в машинах дл  уборки и послеуборочной обработки корнеклубнеплодов.

Наиболее к предлагаемому по технической сущности способу  вл етс  способ отделени  корнеклубнеплодов от почвенных комков и камней , содержащий поштучную подачу

компонентов смеси на датчик регистрации механических соударений, прием , анализ и преобразование полученных сигналов в электрические, по которым осуществл ют отделение почвенных комков и камней р J.

Однако этот способ основан лишь исключительно на учете различительных критериев механического соударени , поэтому корнеклубнеплоды и почвенные комки и камни можно различить лишь при особо благопри тных услови х влажности и типа почвы. 31 Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство дл  отделени  корнеклубн плодов из смеси от почвенных комков и камней, содержащее расположенный под транспортирующим устройством по крайней мере один активный датчик регистрации механических соударений , имеющий отражательную пласти ну, блок приема, анализа и преобраз вани  сигналов датчика и приспособление дл  отделени  комков и камней 2. Недостатком известного устройства  вл етс  невысока  точность процесса отделени  корнеклубнеплодов из смеси от почвенных комков и камней. Целью изобретени   вл етс  повышение качества выполнени  технологического процесса отделени  корнеклуб неплодов путем увеличени  точности распознавани  компонентов смеси. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу отделени  корнеклубнеплодов от почвенных комков и камней, предусматривающему поштучную подачу компонентов смеси на датчик регистрации механических соударений, прием, анализ и преобразование полученньк сигналов в электрические , по которым отдел ют почвенные комки и камни, дополнительно осуществл ют прохождение компонентов смеси через магнитное поле, создавае мое датчиком совместные прием, анализ и преобразование полученных сигналов с сигналами механических соуда рений, а отделение производ т по результирующему сигналу Кроме того, в устройстве дл  отде лени  корнеклубнеплодов от почвенных комков и камней, содержащем расположенньй под транспортирующим устройст вом по.крайней мере один активный датчик регистрации механических соударений , имеющий отражательную плас тину, блок приема, анализа и преобра зовани  сигналов датчика и приспособ ление дл  отделени  почвенньпс комков и камней, датчик регистрации механических соударений вьшолнен в виде магнита, размещенного в ферромагнитном корпусе, при этом в коль цевом пространстве между магнитом и его корпусом расположена катушка индуктивности. Кроме того, катушка индуктивности j установлена жестко путем заполнени  34 кольцевого пространства магнита бес пористой заливкой. Транспортирующее устройство имеет каналы дл  подачи компонентов смеси на активный датчик. Блок приема, анализа и преобразовани  сигналов каждого активного датчика выполнен в виде соединенных с его кат тпкой индуктивности через усилитель дв тсусилительных каналов, первый из которьк содерзк т схеьгу отрицательной обратной св зи, соединенную через фильтр низких частот, и усилитель с демодул тором с пороговыми схемами положительных и отрицательных импульсов напр жени , при этом порогова  схема положительных импульсов, посредством звена задержки и порогова  схема отрицательных импульсов подключены к схеме ИЛИ. Другой усилительный канал содержит фильтр верхних частот, соединенный через усилитель с демодул тором со схемой отрицательной обратной св зи, выход которой посредством пороговой схемы и звена задержки св зан со схемой 51Г1И. I Схема ИЛИ соединена с приспособлением дл  отделени  почвенных комков и камней. При этом устройство содержит по крайней мере один ненагружаемый пассивный датчик, а блок приема, анализа и преобразовани  сигналов пассивного датчика снабжен дополни-, тельным каналом, соединенным с катушкой индуктивности пассивного датчика через усилитель и содержащим фильтр верхних частот, св занный через усилитель с демодул тором , при этом вход дополнительного усилительного-канала св зан со схемой отрицательной обратной св зи первого усилительного канала, а выход - со схемой отрицательной обратной св зи второго усилительного канала На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство дл  отделени  корнеклубнеплодов от почвенных комков и камней, вид сбоку; на фиг, 2 и 3 - вьшолнение и взаимное расположение транспортной ленты и датчиков, на фиг. 4 - датчик, разрезу на фиг. 5 - сигналы, индуктируемые в датчике, при прохождении корнеклубнеплодов, почвенных комков J 1 и камней; на фиг, 6 - блок-схема устройства приема, анализа и преобразование сигналов датчика. Способ отделени  корнеклубнеплодов от почвенных комков и камней состоит в том, что различительными критери ми  вл етс  вли ние компоне тов смеси на магнитное по е, вследствие того, что вли ние почвенных комков и камней на магнитное поле значительно отличаетс  от вли ни  н магнитное поле картофел , что может служить надежным различительным кри терием дл  определени  и отделени  почвенных комков и камней. Дл  учета всех необходимых критериев используетс  комбинированный датчик, реагирующий и на ударные колебани  и на изменени  магнитного пол  под вли нием движущегос  объекта, и имеющий мембранообразную отражатель ную пластину, через которую проходи магнитное поле, в котором находитс  также катушка индуктивности. Как ударные колебани  отражательной пластины, так и прохождение почвенных комков и камней, через магнитное поле, пронизывающее эту пластину , оказывает вли ние на магнитное поле, в результате чего в катушке индуктивности индуцируютс  все необ ходимые сигналы, которые анализируютс  в блоке приема, анализа и преобразовани  сигалов. датчика по типовым критери м. Это позвол ет создать не только надежное, но и сравнительно простое и .дешевое устройствг ) дл  определени  и при необходимости отделени  почв.енных комков и камней от корнеклубнеплодов. Устройство дл  отделени  корнеклубнеплодов от почвенных комков и камней содержит транспортер 1, на который известным образом (не показано ) подаетс  смесь картофел , почвенных комков, камней. Под верхней ветвью транспортера находитс  вращающийс  многогранник 2, который вращаетс  при движении транспортера и вызьшает тр ску, благодар  чему компоненты смеси на транспортере отдел ютс  один от другого и направл ютс  по разным дорожкам. Дл  этого транспЪртер 1, состо щий из одной или нескольких лент, имеет соответствующий профиль с неглубокими желобками 3 шириной, например, 35 мм (фиг, 2), При этом небольшие 36 компоненты смеси попадают симметрично в один из желобков, в то врем  как большие могут занимать несколько желобков транспортера,, Нижн   ветвь транспортера 1 проходит над очищающей щеткою 4. , Под выходн лм концом транспортера 1 наклонно расположен р д активных датчиков 5 регистрации механических соударений 5, В области вогнутых участков транспортера, где ожидаютс  падающие компоненты смеси, предусмотрено соответствующее число активных датчиков 5 о( , которые расположены в общем корпусе 6. По концам р да датчиков 5а наход тс  два пассивных датчика 5Ь, которые выполнены так же, так и датчики 5о, но н подвергаютс  воздействию объектов. Пассивные датчики 5t служат дл  того, чтобы компенсировать сигналы помехи, возникающие во всех датчиках. Датчик регистрации механических соударений как активный, так и пассивный выполнен в виде расположенного в отверстии общего корпуса 6 магнита 7, размещенного в ферромагнитном корпусе 8, при этом в кольцевом пространстве между магнитом 7 и его корпусом 8 расположейа катушка 9 индуктивности, установленна  жестко путем заполнени  кольцевого пространства магнита 7 беспористой заливкой. Магнит 7 расположен на небольшом, рассто нии от демпферной пластины 10, с которой соединена отражательна  пластина 11. Рассто ние магнита 7 от отражательной пластины 11 составл ет менее 1 мм, а отражательна  пластина выполнена из электропровод щего материала, который пропускает магнитное поле магнита 7„ Пластины 10 и 11 в виде мембраны расположены над магнитом 7 и вибрируют при воздействии подающих компонентов смеси, а так как отражательна  пластина 11 оказывает определенное вли ние на магнитное поле, то происход т соответствующие вибраци м изменени  магнитного пол , которые индуцируют в катушке 9 соответствующие сигналы, Прохождение чистого картофел  и камней непосредственно не вли ет на магнитное поле, напротив комь  земли воздействуют на магнитное поле

7

И индуцируют типичные сигналы в катушке 9 индуктивности.

На фиг, 5 показаны различные сигналы , которые возникают в катушке 9 при соударении компонента смеси с отражательной пластиной 11. Если поступает чистый картофель, то возникает относительно слаба  низкочастотна  вибраци  пластины 11, что приводит к образованию соответствующего слабого низкочастотного затухающего сигнала К, индуцированного в катушке 9. Если картофель очень гр зный, то на сигнал К накладываетс  воздействие земли, например , небольшое положительное отклонение напр жени  при приближении картофел  к датчику и слабое отрицательное отклонение, когда картофель удал етс  от датчика. Такой сигнал на фиг, 5 обозначен К , Комо земли производит знакопеременное напр жение гораздо большей амплитуды к с положительной полуволной К и отрицательной полуволной. К . При соударении комка земли с отражательной пластиной 11 на этот типичный сигнал накладываетс  легка  низкочастотна  вибраци , аналогична  сигналу К дл  чистого картофел .

Если на отражательную пластину 11 падает камень, то возникает вибраци  и соответствующий индуцированный сигнал, накладываетс  легка  низкочастотна  вибраци , аналогична  сигналу К дл  чистого картофел .

Если на отражательную пластину 1 падает камень,.то воз икает вибраци  и соответствующий индуцированный сигнал ST с гораздо большей амплитудой и частотой, чем при падении картофел  или земл ного комка.

Устройство также содержит общий |блок 12 приема, анализа и преобразо |вани  сигналов. Каждый активный дачик 5с( имеет блок 12й приема, анализа и преобразовани  сигналов с выходом 13, присоединенным к магнитному клапану 14, который приводит в действие выбрасывающий цилиндр 15 с выбрасывающим толкателем 16,

Блок -1201 приема, анализа и преобразовани  сигналов каждого актирного датчика 5 «  выполнен в виде содиненных с его катушкой 9 индуктивности через усилитель 17 двух усилительных каналов, первый каждый из которых содержит схему 18 отрица609238 . .

тельной обратной св зи, соединенную через фильтр 19 низких частот и усилилитель с демодул тором 20 с пороговыми схемами положительных 21 , и отрицательных 22 импульсов напр жени , при этом порогова  схема 21 положительных импульсов посредством звена 23 задержки и порогова  схема 22 отрицательных импульсов подклюO чены к схеме ИЛИ 24, выход которой управл ет приспособлением дл  отделени  почвенных комков и камней посредством моностабильности.выключател  25, другой усилительный канал содержит фильтр 26 верхних частот,

соединенный через усилитель 27 с демодул тором 28 со схемой 29 отрицательной обратной св зи, выход которой посред ством пороговой схемы 30 и

Q звена 31 задержки св зан со схемойЯЛИ 24.

Дополнительно устройство содержит общий блок 12Ь приема, анализа и преобразовани  сигналов пассивного

5 датчика, снабженный дополнительным каналом, соединенным с катушкой 9 индуктивности пассивного датчика через усилитель 32 и содержащим фильтр 33 верхних частот, св занный через усилитель 23 с демодул тором 35. При этом вход дополнительного усилительного канала св зан со схемой 18 отрицательной обратной гв зи первого усилительного канала, а выход - со схемой 29 отрицательной обратной св зи второго усилительного канаша. Кроме того, устройство имеет отвод щие транспортеры 36 и 37 дл  картофел  и комков почвы и камней.

Устройство работает следующим образом.

Если на отражательную пластину 11 датчика 5с( падает картофель, то в катушке 9 индуцируетс  сигнал К, который имеет относительно малые амплитуду и частоту. Этот сигнал усиливаетс  в усилителе 17 и попадает как на вход первого усилительного канала, состо щего из элементов 18-23, так и на вход другого усилительного канала, состо щего из элементов 26-31. Сигнал проходит через блоки 18-20. Однако амплитуда, поступающа  на пороговые схемы21 и 22, недостаточна дл  того, чтобы они сработали. Сигнал не пропускаетс  фильтром 26 высоких частот, поэтому через этот канал сигнал на схему ИЛИ 24 не 9 поступает. Таким образом, на выходе 13 выходного импульса не образуетс , клапан 14 не срабатывает и толкатель 16 остаетс  в своем ней ральном положении J а картофель падает на транспортер 36. Сигнал имеет несколько большую амплитуду, однако он не в состо нии вызвать срабатывание пороговых схем 21 или 22 или пройти через фильтр 26 высоких частот. Если на датчик So падает комок земли, то индуцируетс  сигнал к с относительно большой амплитудой. Этот сигнал  вл етс  низкочастотным и не проходит через фильтр 26 высоких частот. Однако он усиливаетс  в низкочастотном канале с фильтром 19 низких частот и затем сначала во врем  положительной полуволны вызывает срабатывание порогов схемы 21, а несколько позднее во врем  отрицательной полуволны пороговой схемы 22. Задержка в зве не 23 задержки установлена такой, чтобы оба импульса одновременно попали на схему ИЛИ 24, поэтому выходной импульс попадает на моностабильный выключатель 25 и выход 13. Магнитный клапан 14 возбуждаетс  и сжатый воздух поступает к цилиндру 15j который приводит в действие толкатель 1G и земл ной ком выбрасы ваетс  в транспортер 27. Опыт показывает, что часто одна или несколько полуволк К или К с напа к не имеют достаточной амплитуды , чтобы вызвать срабатывание пороговых схем 21 или 22. По этой причине обе полуволны оцениваютс  ,и практически одновременно поступают на схему ИЛИ 24, Следовательно , есть гаранти  того, что всегда поступит по меньшей мере один импульс , который вызовет выброс зем л ного кома. Если на активный датчик 5« падает камень, то в соответствующее устройство 12« пос упает импульс Т высокой частоты на входы фильтра 19 низких частот и фильтра 26 высоких частот. Через фильтр 19 импульс не проходит, а через фильтр 26 проходит. Затем он усиливаетс , демодулируетс  и вызывает срабатывание пороговой схемы 30, котора  через звено 31 задержки посылает импульс на схему ИЛИ 24 и вызывает срабатывание моностабильного выклю3 чател  25, в результате чего импульс выброса с выхода 13 передаетс  на клапан 14. С точно определ емой звеном 31 задержкой приводитс  толкатель 16 и камень выбрасываетс  в транспортирующее устройство 27, Таким образом, индуцированные полезные сигналы, особенно сигналы К и к , очень слабы. Поэтому может случитьс , что какие-либо писторонние воздействи , например сотр сени  на передвижной установке, злектрические и /или магнитные пол  линий высоковольтных передач и т.д., вызывают индуцирование сигналов достаточной амплитуды дл  срабатывани  порогового устройства. Чтобы исключить такие помехи, в по возможности аналогичных с активными датчиками 5 а услови х монтируютс  два пассивных или компенсационных датчика 5Ь. Сигналы параллельно включенных датчиков 5Ь, усиленные и в соответствующей форме, попадают на схемы 18 и 29 обратной св зи как и сигналы из датчиков 5«. Таким образом, помехи компенсируютс  и не оказывают вли ни  на работу устройства, обладающего исключительно высокой чувствительностью . По аналогичным причинам индукционна  катушка 9 должна быть, жестко залита, так как вс кое взаимное перемещение катушки и деталей магнита или даже витков катущки между собой может вызвать паразитный сигнал , который приводит к нежелательному срабатыванию выбрасываю 1его устройства. Исключительно низка  чувствительность датчиков на вибрацию, что обуславливает очень высокое усиление или чувствительность анализатора, необходима, так как происход щие от ударов картофел  и комьев земли сигналы дохгжны иметь амполитуду меньше, чем очень слабые сигналы К, которые образуютс  из-за магнитного воздействи  комьев земли. Эта очень мала  чувствительность такого датчика как микрофон достигаетс  тем, что отражательна  пластина 11 имеет очень малое вли ние на магнитное поле . Это достигаетс  тем, что сама по себе не провод ща  пластина снабжена тонким металлическими включени ми . Вместе с тем магнитное поле практически беспреп тственно проходит через отражательную пластину,

11116092312

поэтому комь  земли могут оказывать осуществлени  позвол ет значительно оптимальное воздействие на это поле. повысить качество выполнени  технолоИспользование предлагаемого гического процесса отделени  корне (технического решени ) способа отделе- клубнеплодов путем увеличени  л..лтчптгт11-г ЛЛТТ ( TJO иТ ОТЗ

ни  корнеклубнеплодов от почвенных j

комков и камней и устройства дл  его смеси.

ности распо--навани  компонентов

/

// /

-. / /

56

г / л- / /i

а за 5а а

Ю

5Ъ

Sa

Фиг.

5а,5Ъ

ф1Аг.6

Claims (8)

1. Способ отделения корнеклубнеплодов от почвенных комков и камней, предусматривающий поштучную по- дачу компонентов смеси на датчик регистрации механических соударений, прием, анализ и преобразование полученных сигналов в электрические, по которым отделяют почвенные комки и камни, отличающийся тем, что, с целью повышения качества выполнения технологического процесса отделения корнеклубнеплодов путем увеличения точности распознавания компонентов смеси, дополнительно осуществляют прохождение компонентов смеси через магнитное поле, создаваемое датчиком, совместный прием, анализ и преобразование полученных сигналов с сигналами.механического соударения, а отделение производят по результирующему сигналу.

SU,,. 1160923 >

Фиг1

2. Устройство для отделения корнеклубнеплодов от почвенных комков и камней, содержащее расположенный под транспортирующим устройством, по крайней мере один активный датчик регистрации механических соударений, имеющий отражательную пластину, блок приема, анализа и преобразования сигналов датчика и приспособление для отделения почвенных комков и камней, отличающее· с я тем, что датчик регистрации механических соударений выполнен в виде магнита, размещенного в ферромагнитном корпусе, при этом в кольцевом пространстве между магнитом и его корпусом расположена катушка индуктивности.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что катушка индуктивности установлена жестко путем заполнения·кольцевого пространства магнита беспористой заливкой.

4. Устройство по п. 2, о т л ич ающее с я тем, что транспортирующее устройство имеет каналы для подачи компонентов смеси на активный датчик.

5. Устройство по пп. 2 и 3, отличающееся тем, что блок приема, анализа и преобразования сигналов каждого активного датчика выполнен в виде соединенных с его катушкой индуктивности через усилитель двух усилительных каналов, первый из которых содержит схему отрицательной обратной связи, соединенную через фильтр низких частот, и усилитель с демодулятором с пороговыми схемами положительных и отрицательных импульсов напряжения, при этом пороговая схема положительных импульсов, посредством звена задержки, и пороговая схема отрицательных импульсов подключены к схеме ИЛИ.

6. Устройство по п. 5, о т л ичающееся тем, что другой усилительный канал содержит фильтр верхних частот, соединенный через усилитель с демодулятором со схемой отрицательной обратной связи, выход которой посредством пороговой схемы и звена задержки связан со схемой ИЛИ.

7. Устройство по пп. 5 и 6, отличающееся тем, что схема ИЛИ соединена с приспособлением для отделения почвенных комков и камней.

8. Устройство по пп. 2, 5 и 6, отличающеес я тем, что оно содержит по крайней мере один ненагружаемый пассивный датчик, а блок приема, анализа и преобразования сигналов пассивного датчика снабжен дополнительным каналом, соединенным с катушкой индуктивности пассивного датчика через усилитель и содержащим фильтр верхних частот, связанный через усилитель с демодулятором, при этом вход дополнительного усилительного канала связан со схемой отрицательной обратной связи первого усилительного канала, а выход - со схемой отрицательной обратной связи второго усилительного канала.