專(zhuān)利名稱(chēng)：列陣浮筏結(jié)構(gòu)谷物損失監(jiān)測(cè)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于聯(lián)合收割機(jī)谷物損失測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種列陣浮筏結(jié)構(gòu)谷物損失監(jiān)測(cè)傳感器。
背景技術(shù)：
聯(lián)合收割機(jī)田間作業(yè)時(shí)不可避免會(huì)產(chǎn)生谷物損失，主要形式為清選損失和夾帶損失，損失量的大小是衡量聯(lián)合收割機(jī)作業(yè)性能的主要性能指標(biāo)，也是聯(lián)合收割機(jī)工作參數(shù)調(diào)整的重要依據(jù)。近年來(lái)，谷物損失的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)已經(jīng)成為聯(lián)合收割機(jī)智能化發(fā)展的重要研究課題，主要采用的方法是在聯(lián)合收割機(jī)清選篩尾部和分離凹板下方安裝傳感器，根據(jù)傳感器監(jiān)測(cè)到的損失谷物量與實(shí)際谷物損失量之間的比例關(guān)系，計(jì)算得到聯(lián)合收割機(jī)實(shí)際工作的谷物損失量，可見(jiàn)，其核心問(wèn)題就是研發(fā)谷物監(jiān)測(cè)傳感器。采用壓電敏感材料測(cè)量谷物沖擊信號(hào)，是現(xiàn)有谷物監(jiān)測(cè)傳感器采用的主要工作原理，雖然并取得了一些成果，但總體技術(shù)還不完善，主要表現(xiàn)在，聯(lián)合收割機(jī)在收獲過(guò)程時(shí)的振動(dòng)作用較強(qiáng)，而農(nóng)業(yè)谷物的質(zhì)量較小，損失的谷物通常是同其它雜余(主要為短莖稈和穎殼)混雜在一起，沖擊信號(hào)比較微弱，這些因素都會(huì)對(duì)壓電材料輸出信號(hào)產(chǎn)生顯著影響，導(dǎo)致測(cè)量誤差增大，因此，如何能夠從振動(dòng)干擾中有效提取谷粒沖擊信號(hào)，提高測(cè)量精度和響應(yīng)速度，成為傳感器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決聯(lián)合收割機(jī)田間作業(yè)時(shí)谷物損失的準(zhǔn)確實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)難題，發(fā)明了一種列陣浮筏結(jié)構(gòu)谷物損失監(jiān)測(cè)傳感器，將傳感器安裝在聯(lián)合收割機(jī)清選篩尾部或分離凹板下方的谷物損失位置，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)谷物清選和夾帶谷物損失情況，并可以為聯(lián)合收割機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)提供谷物損失監(jiān)測(cè)信號(hào)，以保證作業(yè)質(zhì)量，提高作業(yè)效率。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
采用相互鉚接的雙層薄板，在上面板的背面粘接敏感元件構(gòu)成一個(gè)監(jiān)測(cè)單元，將多個(gè)監(jiān)測(cè)單元平行排列在浮動(dòng)支撐板上，浮動(dòng)支撐板安裝在傳感器底座上，每個(gè)監(jiān)測(cè)單元與浮動(dòng)支撐板、浮動(dòng)支撐板與底座之間安裝減振片，構(gòu)成雙層浮筏減振結(jié)構(gòu)，減小聯(lián)合收割機(jī)的振動(dòng)影響，傳感器監(jiān)測(cè)落在傳感器區(qū)域內(nèi)的谷物和雜余信號(hào)，將谷物和雜余信號(hào)傳輸?shù)叫盘?hào)調(diào)制電路，信號(hào)調(diào)制電路區(qū)分出谷物信號(hào)，將谷物信號(hào)傳輸?shù)蕉蝺x表，二次儀表實(shí)時(shí)采集傳感器監(jiān)測(cè)的谷物信號(hào)，計(jì)算得到傳感器區(qū)域內(nèi)的谷物損失量，當(dāng)實(shí)時(shí)損失量超過(guò)一定值時(shí)，輸出報(bào)警信號(hào)。上述方法具體是
通過(guò)鉚釘連接上面板和下面板，在上面板的背面粘接敏感元件構(gòu)成一個(gè)監(jiān)測(cè)單元，將多個(gè)監(jiān)測(cè)單元平行排列在浮動(dòng)支撐板上，浮動(dòng)支撐板安裝在底座上，每個(gè)監(jiān)測(cè)單元與浮動(dòng)支撐板之間安裝減振片一，浮動(dòng)支撐板與底座之間安裝減振片二，構(gòu)成雙層浮筏減振結(jié)構(gòu)， 在聯(lián)合收割機(jī)清選篩尾部或分離凹板下方的谷物損失測(cè)量位置安裝支架，傳感器底座通過(guò)
4螺栓和螺帽連接在支架上，底座與螺栓之間安裝彈簧一，底座與支架之間安裝彈簧二，調(diào)節(jié)螺栓和螺帽可以改變彈簧和彈簧的壓縮距離，從而改變底座與支架之間的安裝預(yù)緊力，減小支架對(duì)底座的沖擊影響，當(dāng)谷物和雜余沖擊到上面板時(shí)，上面板產(chǎn)生微小變形，敏感元件產(chǎn)生電荷信號(hào)，將電荷信號(hào)傳輸給信號(hào)調(diào)制電路，信號(hào)調(diào)制電路將谷物從雜余中區(qū)分出來(lái)， 并將谷物信號(hào)以標(biāo)準(zhǔn)方波電壓傳輸?shù)蕉蝺x表，每個(gè)監(jiān)測(cè)單元設(shè)計(jì)獨(dú)立的信號(hào)調(diào)制電路， 二次儀表以單片機(jī)為核心，通過(guò)高速計(jì)數(shù)器實(shí)時(shí)采集信號(hào)調(diào)制電路輸出的方波信號(hào)個(gè)數(shù)， 得到?jīng)_擊到傳感器上的谷物數(shù)量，能夠?qū)崟r(shí)顯示監(jiān)測(cè)結(jié)果，并能夠?qū)⒔Y(jié)果以通訊形式輸出， 二次儀表內(nèi)設(shè)定閾值，當(dāng)實(shí)時(shí)損失量超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，二次儀表輸出報(bào)警信號(hào)。本發(fā)明的裝置包括上面板、敏感元件、下面板、鉚釘、浮動(dòng)支撐板、減振片一、底座、 減振片二、支架、螺栓、彈簧一、彈簧二、螺帽、信號(hào)調(diào)制電路、二次儀表；
所述的監(jiān)測(cè)單元由上面板、敏感元件、下面板和鉚釘(4)共同構(gòu)成，平行排列在浮動(dòng)支撐板上監(jiān)測(cè)單元的數(shù)量為1-5片。所述的上面板和下面板為形狀相同的矩形，長(zhǎng)寬尺寸100-300 mm，上面板和下面板通過(guò)鉚釘連接，上面板可采用不銹鋼、鋁合金或膠木材料，厚度為0. 5-1 mm，下面板采用不銹鋼材料，厚度為1-1.5 mm，鉚釘數(shù)量可以為4-8個(gè)，位置均勻分布在上面板和下面板的周邊。所述的敏感元件采用PVDF壓電薄膜，硬性粘接在上面板的背面中心位置，當(dāng)上面板受到谷物和雜余沖擊后產(chǎn)生微小變形，敏感元件會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，并輸出電荷信號(hào)，敏感元件形狀為矩形，長(zhǎng)寬尺寸比上面板小10 mm，厚度30-100 μ m，以保證谷物和雜余沖擊在上面板的不同位置，敏感元件輸出穩(wěn)定一致的電荷信號(hào)。根據(jù)監(jiān)測(cè)谷物力學(xué)特性的不同，改變上面板的材料、厚度以及上面板、下面板的連接方式，可以改變上面板的沖擊振動(dòng)變形特性，從而改變傳感器對(duì)谷物沖擊響應(yīng)的靈敏度。每個(gè)監(jiān)測(cè)單元與浮動(dòng)支撐板、浮動(dòng)支撐板與平行底座之間安裝柔性減振片，構(gòu)成雙層浮筏減震結(jié)構(gòu)，將剛性沖擊變?yōu)槿嵝詻_擊，以減小振動(dòng)干擾信號(hào)。所述的傳感器信號(hào)調(diào)制電路依次由電荷放大器、抗混頻濾波器、絕對(duì)值峰值檢波放大器、包絡(luò)線(xiàn)檢波器、電壓比較器和整波電路等組成。由于敏感元件輸出的是電荷信號(hào)，不能直接進(jìn)行測(cè)量，需要通過(guò)電荷放大器將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。谷物沖擊產(chǎn)生的信號(hào)和雜余沖擊信號(hào)以及振動(dòng)信號(hào)的頻率不同，通過(guò)抗混頻濾波器可以識(shí)別谷物沖擊信號(hào)。根據(jù)聯(lián)合收割機(jī)工作參數(shù)和收獲作物的不同，抗混頻濾波器的閾值頻率可以調(diào)節(jié)。谷物沖擊到敏感元件上具有隨機(jī)性，沖擊角度、速度以及位置的不同，產(chǎn)生電壓信號(hào)的峰值可能為正值，也可能為負(fù)值，通過(guò)絕對(duì)值峰值檢波放大器可以獲取谷物沖擊信號(hào)的絕對(duì)峰值，以提高監(jiān)測(cè)精度。薄板為彈性體，受到?jīng)_擊后會(huì)產(chǎn)生諧振， 通過(guò)包絡(luò)線(xiàn)檢波器可以得到一次沖擊振動(dòng)信號(hào)的包絡(luò)線(xiàn)，消除諧振波信號(hào)的干擾。由于谷物的密度和硬度通常大于其他雜余，其沖擊到敏感元件上產(chǎn)生的電壓信號(hào)的峰值也較大， 針對(duì)不同作物谷物沖擊信號(hào)的特點(diǎn)，設(shè)定合適的電壓比較器閾值，可以將谷物沖擊信號(hào)和和其他雜余沖擊信號(hào)有效區(qū)分，提高谷物計(jì)數(shù)準(zhǔn)確性。將電壓比較器輸出信號(hào)調(diào)整為幅值和寬度一致的方波電壓信號(hào)，并輸出給二次儀表，根據(jù)收獲作物要求的不同，方波的幅值和寬度可調(diào)。所述的二次儀表主要實(shí)現(xiàn)方波信號(hào)計(jì)數(shù)，得到傳感器監(jiān)測(cè)到的谷物數(shù)量，能夠?qū)崟r(shí)顯示計(jì)算結(jié)果，并能夠?qū)⒂?jì)算結(jié)果以通訊形式輸出，通訊形式可以是RS232、RS485或其它總線(xiàn)形式，二次儀表內(nèi)設(shè)定閾值，當(dāng)實(shí)時(shí)損失量超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，二次儀表輸出報(bào)警信號(hào)。本發(fā)明取得的效果本發(fā)明以傳感器技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，發(fā)明了一種列陣浮筏結(jié)構(gòu)谷物損失監(jiān)測(cè)傳感器，改變傳統(tǒng)人工測(cè)試谷物損失的方法，節(jié)約了人力、物力，提高了測(cè)量精度。振動(dòng)干擾是影響傳感器測(cè)量精度的重要因素，本發(fā)明中將傳感器通過(guò)彈簧柔性安裝在支架上，通過(guò)調(diào)節(jié)安裝彈簧預(yù)緊力，減小支架對(duì)底座的剛性沖擊，將傳感器的監(jiān)測(cè)單元列陣排列，每個(gè)監(jiān)測(cè)單元設(shè)計(jì)獨(dú)立信號(hào)調(diào)制電路，以提高測(cè)量速度，谷物監(jiān)測(cè)頻率大于5kHz，采用雙層浮筏減振結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，消除監(jiān)測(cè)單元之間的干擾，改變支架沖擊的力學(xué)特性，最后根據(jù)谷物沖擊與振動(dòng)干擾信號(hào)的頻譜差異設(shè)計(jì)信號(hào)調(diào)制電路，使得傳感器能夠從復(fù)雜振動(dòng)背景中準(zhǔn)確識(shí)別谷物沖擊信號(hào)，通過(guò)改變傳感器面板的材料、厚度以及安裝連接方式，調(diào)整傳感器對(duì)谷物沖擊響應(yīng)的靈敏度，以適應(yīng)不同力學(xué)特性谷物監(jiān)測(cè)要求。將本發(fā)明傳感器安裝在聯(lián)合收割機(jī)清選篩尾部或分離凹板下方的谷物損失位置，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)谷物清選和夾帶谷物損失情況，并可以為聯(lián)合收割機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)提供谷物損失監(jiān)測(cè)信號(hào)，以保證作業(yè)質(zhì)量，提高作業(yè)效率。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是傳感器安裝結(jié)構(gòu)示意主視圖。圖2是傳感器安裝結(jié)構(gòu)示意俯視圖。圖3是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理圖。圖4是傳感器信號(hào)調(diào)制電路原理圖。圖中1上面板2敏感元件3下面板4鉚釘5浮動(dòng)支撐板6減振片一 7底座8 減振片二 9支架10螺栓11彈簧一 12彈簧二 13螺帽14信號(hào)調(diào)制電路15 二次儀表。
具體實(shí)施例方式結(jié)合圖1、2，上面板1與下面板3之間通過(guò)鉚釘4固定，敏感元件2粘貼在上面板 1的背面中心位置，下面板3與浮動(dòng)支撐板5之間安裝減振片一 6，浮動(dòng)支撐板5通過(guò)減振片二 8與底座7連接，底座7通過(guò)螺栓10和螺帽13連接在支架9上，底座7與螺栓10之間安裝彈簧一 11，底座7與支架9之間安裝彈簧二 12。上面板1、敏感元件2、下面板3和鉚釘4共同構(gòu)成一個(gè)監(jiān)測(cè)單元，將多個(gè)監(jiān)測(cè)單元平行排列在浮動(dòng)支撐板5上，監(jiān)測(cè)單元的數(shù)量可以為1-5片。上面板1和下面板3為形狀相同的矩形，長(zhǎng)寬尺寸100-300 mm，上面板1和下面板 3通過(guò)鉚釘4連接，上面板1可采用不銹鋼、鋁合金或膠木材料，厚度為0. 5-1 mm,下面板3 采用不銹鋼材料，厚度為1-1. 5 mm，鉚釘4數(shù)量可以為4_8個(gè)，位置均勻分布在上面板1和下面板3的周邊。敏感元件2采用PVDF壓電薄膜，硬性粘接在上面板1的背面中心位置，當(dāng)上面板 1受到谷物和雜余沖擊后產(chǎn)生微小變形，敏感元件2會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，并輸出電荷信號(hào)，敏感元件2形狀為矩形，長(zhǎng)寬尺寸比上面板1小10 mm，厚度30-100 μ m,以保證谷物和雜余沖擊在上面板1的不同位置，敏感元件2輸出穩(wěn)定一致的電荷信號(hào)。根據(jù)監(jiān)測(cè)谷物力學(xué)特性的不同，改變上面板1的材料、厚度以及上面板1、下面板 3的連接方式，可以改變上面板1的沖擊振動(dòng)變形特性，從而改變傳感器對(duì)谷物沖擊響應(yīng)的
靈敏度。減振片一 6和減振片二 9可以選用低密度海綿或橡膠等減震材料，主要用于將支架9引起的敏感元件2剛性沖擊變?yōu)槿嵝詻_擊，以減小振動(dòng)干擾信號(hào)。支架9安裝在聯(lián)合收割機(jī)清選篩尾部或分離凹板下方的谷物損失測(cè)量位置，調(diào)節(jié)螺栓10和螺帽13可以改變彈簧11和彈簧12的壓縮距離，從而調(diào)整底座7與支架9之間的安裝預(yù)緊力。結(jié)合圖3，敏感元件2輸出電荷傳送給信號(hào)調(diào)制電路14，信號(hào)調(diào)制電路14將敏感元件2監(jiān)測(cè)到的谷物沖擊轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)方波電壓信號(hào)，并傳輸給二次儀表15，每片敏感元件2 設(shè)計(jì)獨(dú)立的信號(hào)調(diào)制電路14，二次儀表15以單片機(jī)為核心，通過(guò)高速計(jì)數(shù)器對(duì)傳感器信號(hào)調(diào)制電路14輸出的標(biāo)準(zhǔn)方波電壓信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，能夠?qū)崟r(shí)顯示計(jì)算結(jié)果，并能夠?qū)⒂?jì)算結(jié)果以通訊形式輸出，通訊形式可以是RS232、RS485或其它總線(xiàn)形式，二次儀表15內(nèi)設(shè)定閾值，當(dāng)實(shí)時(shí)損失量超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，二次儀表15輸出報(bào)警信號(hào)。。結(jié)合圖4，傳感器信號(hào)調(diào)制電路由電荷放大器、抗混頻濾波器、絕對(duì)值峰值檢波放大器、包絡(luò)線(xiàn)檢波器、電壓比較器和整波電路依次串聯(lián)組成，將谷物沖擊電荷信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)方波電壓信號(hào)，每片敏感元件2設(shè)計(jì)獨(dú)立的信號(hào)調(diào)制電路。下面結(jié)合實(shí)例做進(jìn)一步的闡述
在聯(lián)合收割機(jī)清選篩尾部或分離凹板下方的谷物損失位置安裝支架9，工作過(guò)程中，聯(lián)合收割機(jī)的振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致支架9會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)沖擊，由彈簧一 11、彈簧二 12、減振片一 6和減振片二 8共同構(gòu)成減振作用，將支架9產(chǎn)生的剛性沖擊變?yōu)槿嵝詻_擊，當(dāng)雜余和損失谷物沖擊到上面板1的表面時(shí)，上面板1產(chǎn)生微小變形振動(dòng)，上面板1的微小變形會(huì)導(dǎo)致敏感元件2 表面的應(yīng)力集中，從而輸出電荷信號(hào)，通過(guò)電荷放大器將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。上面板1與下面板3之間通過(guò)鉚釘4固定，根據(jù)監(jiān)測(cè)谷物力學(xué)特性的不同，改變上面板1的材料、厚度以及上面板1、下面板3的連接方式，可以改變上面板1的沖擊振動(dòng)變形特性，從而改變傳感器對(duì)谷物沖擊響應(yīng)的靈敏度，(例如，進(jìn)行水稻監(jiān)測(cè)時(shí)，上面板可采用厚度為0. 8mm的不銹鋼材料，在上面板和下面板的周邊采用6點(diǎn)鉚釘連接，進(jìn)行油菜監(jiān)測(cè)時(shí)， 由于油菜籽粒的質(zhì)量較輕，沖擊力信號(hào)比較微弱，上面板可采用厚度為0. 5mm的不銹鋼材料，在上面板和下面板的周邊采用4點(diǎn)鉚釘連接，以提高傳感器的靈敏度，)通過(guò)減振片一 6消除上面板1相互之間的沖擊干擾，根據(jù)谷物、雜余的沖擊信號(hào)和聯(lián)合收割機(jī)振動(dòng)干擾信號(hào)頻率的不同，設(shè)定抗混頻濾波器的參數(shù)，獲取谷物沖擊信號(hào)，通過(guò)絕對(duì)值峰值檢波放大器和包絡(luò)線(xiàn)檢波器得到一次谷物沖擊振動(dòng)信號(hào)的包絡(luò)線(xiàn)，消除諧振波信號(hào)的干擾。由于谷物的密度和硬度通常大于其他雜余，其沖擊到敏感元件上產(chǎn)生的電壓信號(hào)的峰值也較大，通過(guò)設(shè)定合適的電壓比較器閾值，可以將谷物沖擊信號(hào)和和其他雜余沖擊信號(hào)有效區(qū)分，最后通過(guò)整波電路調(diào)整輸出信號(hào)的幅值和寬度，從而實(shí)現(xiàn)谷物沖擊一次，傳感器信號(hào)調(diào)制電路13輸出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方波電壓。 工作過(guò)程中，二次儀表15實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)傳感器14輸出的損失谷物數(shù)量，能夠?qū)崟r(shí)顯示計(jì)算結(jié)果，并能夠?qū)⒂?jì)算結(jié)果以通訊形式輸出，通訊形式可以是RS232、RS485或其它總線(xiàn)形式，二次儀表15內(nèi)設(shè)定閾值，當(dāng)實(shí)時(shí)損失量超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，二次儀表15輸出報(bào)警信號(hào)。
傳感器的厚度小于15 mm，谷物監(jiān)測(cè)頻率大于5kHz，計(jì)數(shù)相對(duì)誤差小于3%。
權(quán)利要求
1.一種列陣浮筏結(jié)構(gòu)谷物損失監(jiān)測(cè)傳感器，其特征在于，上面板(1)和下面板(3)通過(guò)鉚釘(4)連接，在上面板(1)的背面粘接敏感元件(2)構(gòu)成一個(gè)監(jiān)測(cè)單元，將多個(gè)監(jiān)測(cè)單元平行排列在浮動(dòng)支撐板(5)上，浮動(dòng)支撐板(5)安裝在底座(7)上，每個(gè)監(jiān)測(cè)單元與浮動(dòng)支撐板(5)之間安裝減振片一(6)，浮動(dòng)支撐板(5)與底座(7)之間安裝減振片二(8)，構(gòu)成雙層浮筏減振結(jié)構(gòu)；谷物和雜余沖擊到上面板(1)時(shí)，上面板(1)產(chǎn)生微小變形，敏感元件(2) 產(chǎn)生電荷信號(hào)，將電荷信號(hào)傳輸給信號(hào)調(diào)制電路(14)，信號(hào)調(diào)制電路(14)將谷物從雜余中區(qū)分出來(lái)，并將谷物信號(hào)傳輸?shù)蕉蝺x表(15)，二次儀表(15)實(shí)時(shí)采集信號(hào)調(diào)制電路(14) 輸出的谷物信號(hào)，實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測(cè)結(jié)果，并將結(jié)果以通訊形式輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列陣浮筏結(jié)構(gòu)谷物損失監(jiān)測(cè)傳感器，其特征在于，在聯(lián)合收割機(jī)清選篩尾部或分離凹板下方的谷物損失測(cè)量位置安裝支架(9)，所述傳感器底座(7) 通過(guò)螺栓(10)和螺帽(13)連接在支架(9)上，底座(7)與螺栓(10)之間安裝彈簧一(11)， 底座(7)與支架(9)之間安裝彈簧二(12)，通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓(10)和螺帽(13)改變彈簧(11) 和彈簧(12)的壓縮距離，從而改變底座(7)與支架(9)之間的安裝預(yù)緊力，減小支架(9)對(duì)底座(7)的沖擊影響。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的列陣浮筏結(jié)構(gòu)谷物損失監(jiān)測(cè)傳感器，其特征在于，所述上面板(1)、敏感元件(2)、下面板(3)和鉚釘(4)共同構(gòu)成一個(gè)監(jiān)測(cè)單元，1-5片監(jiān)測(cè)單元平行排列在浮動(dòng)支撐板(5)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的列陣浮筏結(jié)構(gòu)谷物損失監(jiān)測(cè)傳感器，其特征在于，所述上面板(1)和下面板(3)為形狀相同的矩形，長(zhǎng)寬尺寸100-300 mm;所述鉚釘(4)數(shù)量為 4-8個(gè)，位置均勻分布在上面板(1)和下面板(3)的周邊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的列陣浮筏結(jié)構(gòu)谷物損失監(jiān)測(cè)傳感器，其特征在于，上面板(1)采用不銹鋼、鋁合金或膠木材料，厚度為0. 5-1 mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的列陣浮筏結(jié)構(gòu)谷物損失監(jiān)測(cè)傳感器，其特征在于，下面板(3)采用不銹鋼材料，厚度為1-1.5 mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的列陣浮筏結(jié)構(gòu)谷物損失監(jiān)測(cè)傳感器，其特征在于，所述敏感元件(2)采用PVDF壓電薄膜，硬性粘接在上面板(1)的背面中心位置，當(dāng)上面板(1) 受到谷物和雜余沖擊后產(chǎn)生微小變形，敏感元件(2)產(chǎn)生應(yīng)力，并輸出電荷信號(hào)；敏感元件 (2)形狀為矩形，長(zhǎng)寬尺寸比上面板(1)小10 mm，厚度30-100 μ m，以保證谷物和雜余沖擊在上面板(1)的不同位置，敏感元件(2)輸出穩(wěn)定一致的電荷信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的列陣浮筏結(jié)構(gòu)谷物損失監(jiān)測(cè)傳感器，其特征在于，根據(jù)監(jiān)測(cè)谷物力學(xué)特性的不同，通過(guò)改變上面板(1)的材料、厚度以及上面板(1)、下面板(3)的連接方式，改變上面板(1)的沖擊振動(dòng)變形特性，從而改變傳感器對(duì)谷物沖擊響應(yīng)的靈敏度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的列陣浮筏結(jié)構(gòu)谷物損失監(jiān)測(cè)傳感器，其特征在于，所述信號(hào)調(diào)制電路(14)由電荷放大、抗混頻濾波、絕對(duì)值峰值檢波放大、包絡(luò)線(xiàn)檢波、電壓比較和整波電路依次串聯(lián)組成，敏感元件(2)監(jiān)測(cè)到一次谷物沖擊，信號(hào)調(diào)制電路(14)輸出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方波電壓信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的列陣浮筏結(jié)構(gòu)谷物損失監(jiān)測(cè)傳感器，其特征在于，所述二次儀表(15)以單片機(jī)為核心，通過(guò)高速計(jì)數(shù)器記錄信號(hào)調(diào)制電路(14)輸出的標(biāo)準(zhǔn)方波電壓信號(hào)，實(shí)時(shí)計(jì)算得到谷物損失量，結(jié)果通過(guò)二次儀表(14)顯示和通訊輸出，當(dāng)實(shí)時(shí)損失量超過(guò)設(shè)定值時(shí)，二次儀表(14)輸出報(bào)警信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明為一種列陣浮筏結(jié)構(gòu)谷物損失監(jiān)測(cè)傳感器，屬于聯(lián)合收割機(jī)谷物損失測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，主要用于聯(lián)合收割機(jī)收獲小麥、水稻、油菜等谷物時(shí)夾帶、清選損失的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。本發(fā)明采用雙層鉚接的薄板為機(jī)架，在上面板的背面粘接敏感元件構(gòu)成一個(gè)單元，將多個(gè)監(jiān)測(cè)單元平行排列在浮動(dòng)支撐板上，每個(gè)單元與浮動(dòng)支撐板、浮動(dòng)支撐板與傳感器底座之間安裝減振片，每個(gè)監(jiān)測(cè)單元設(shè)計(jì)獨(dú)立的信號(hào)調(diào)制電路，通過(guò)信號(hào)調(diào)制電路將損失谷物從其他雜余中識(shí)別出來(lái)，并以標(biāo)準(zhǔn)方波電壓信號(hào)輸出，二次儀表實(shí)時(shí)采集方波電壓信號(hào)，得到傳感器監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)損失的谷物數(shù)量。本發(fā)明的測(cè)量精度高，頻率快，振動(dòng)干擾小，可以應(yīng)用于聯(lián)合收割機(jī)夾帶和清選損失的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
文檔編號(hào)A01D41/127GK102396322SQ20111035921
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者李耀明, 粱振偉, 趙湛, 陳義 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)