[发明专利]谷物联合收割机的清选损失的实时在线监测方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及谷物联合收割机性能测试技术，特别涉及一种谷物联合收割机的清选损失的实时在线监测方法，以及该方法所使用的谷物联合收割机的清选损失的实时在线监测装置。

背景技术

随着农业装备的迅速发展，联合收割机的应用规模、收获性能及自动化程度己成为现代农业的重要衡量指标。性能好、自动化程度高的联合收割机，应是能够实时监测谷物损失量，自动调节作业状态，从而保证在不超过允许损失量的前提下发挥最大的收获效率。目前，我国大部分联合收割机作业时，依靠机手个人经验，通过调整行走速度改变喂入量来调节机组作业负荷。这种作业方式对机手驾驶水平要求高，劳动强度大，难以降低故障率，作业速度和作业效率低。有时机手为追求作业效率，茎秆含水率较低时，脱粒过程中产生的大量碎茎秆，造成清选负荷加大，清选质量下降，清选损失率很高，极大地降低了作业质量。长期以来，该指标的监测一直采用人工计数和人工计算损失率，其缺陷是:工作效率低，误差大，不能实时指导机组收获作业。

收割机清选筛排出物中谷粒相对于茎秆和草非常少，收割机在田间工作时条件复杂，加上机器振动及其它强干扰信号的影响，使得谷粒信号的识别与提取变得极其困难，用传感器监测到的谷粒损失信号非常微弱，给研究带来了很大困难。目前国内研究尚未见到监测性能好的方法和装置；国外研究的传感器对国产收割机振动和噪声的强干扰的适应性差，监测数据可靠性不高。

发明内容

本发明的目的是针对目前技术的不足，提供一种联合收割机谷物清选损失监测方法，以及这种方法所使用的装置，该方法和装置能够解决联合收割机谷粒清选损失准确、实时在线监测的难题。这是一种实时性好、准确率高且可靠性强的联合收割机谷粒清选损失监测方法和装置。

本发明采用的技术方案是：一种谷物联合收割机的清选损失的实时在线监测方法，其特征在于，步骤如下：

⑴.将对称式压电晶体传感器安装于联合收割机的清选筛出口处，均宽分布；

⑵. 联合收割机收割作业时，清选排出物经清选筛排出口流出；

⑶. 所述的对称式压电晶体传感器从多区域多角度获取清选筛抛出物的冲击信号；

⑷. 将对称式压电晶体传感器输出的信号送入可调带通带通电荷放大电路，转换成具有一定幅值的电压信号；

⑸. 对步骤⑷的“具有一定幅值的电压信号”，通过信号补偿电路进行信号调整；通过该调整步骤可以消弱干扰信号，增强谷粒信号，提高谷物损失信号的识别能力；

⑹.运用带通滤波电路、灵敏度调节电路分别从步骤⑸调整后信号的频域和时域中，分离出振动噪声与谷粒信号特征；

⑺.将分离出的振动噪声与谷粒信号通过脉冲整形电路，整形为单片微型处理器可以执行的标准脉冲信号；

⑻.键盘切换为“在线监测”模式时，单片微处理器实时采集谷粒清选损失信号，且对采集到的谷粒信号进行计数和处理，并将结果实时显示在主显示数码管上；键盘切换为“查询数据”模式时，单片微型处理器调出当前工作时段内损失谷粒的总量，用于评价此次收获作业质量状况。

本发明上述方法具有以下优化方案：

1、增加有以下步骤：检测不同作物时，改变可调滤波电路(4)的截止频率点和灵敏度调节电路(5)幅值比较电压值进行参数调整。该步骤可以置于第⑴步骤之后或者其他时间。

2、步骤3)中的单片微型处理器可以执行的标准脉冲宽度为5—10ms。

3、步骤4)中，单片微处理器单独工作的同时，也可通过通信串口与上位机之间实时传输数据，若谷粒损失量超出设定的极限值，通过报警电路发出报警命令；

4、上位机对联合收割机发出调整指令，自动调节联合收割机的作业状态。

完成本申请第2个发明任务的技术方案是，上述谷物联合收割机的清选损失的实时在线监测方法所使用的装置：谷物联合收割机的清选损失的实时在线监测装置，联合收割机上设有清选筛出口，其特征在于，在该清选筛出口处，设有对称式压电晶体传感器，该对称式压电晶体传感器的输出端连接可调带通电荷放大电路，带通电荷放大电路的输出端依次串接信号补偿电路、可调带通滤波电路、灵敏度调节电路、脉冲整形电路、单片微型处理器;单片微型处理器连接键盘、报警电路和显示数码管;电源电路分别连接带通电荷放大电路、单片微型处理器、键盘、主显示数码管以及各所述电路。

上述谷物联合收割机的清选损失的实时在线监测装置有以下优化方案：