[实用新型]电容式精密排种器性能检测传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及农业机械测试装置，具体涉及一种用于精密播种机排种器性能检测的传感器。 

背景技术

排种部件作为精密播种机的核心，其性能好坏直接影响着精密播种的质量。排种部件工作不稳定或出现故障会造成田间植株分布不均匀，甚至造成减产。因此，对排种器性能实时监控逐渐成为研究人员关心的技术热点。目前，精密播种性能监测系统主要采用光电传感器和视觉传感器等方法检测种子流动情况。光电传感器方法易受到田间灰尘的污染和不易识别多粒种子同时下落，或由于传感器存在盲区影响性能。视觉传感器结构复杂、响应速度慢，多用于室内排种性能试验和测试，不易实现播种机田间作业性能监测，所以有必要探索新方法检测排种器的工作状态。 

发明内容

本实用新型提出一种用于精密播种机排种器性能检测的电容式精密排种器性能检测传感器，旨在克服光电法排种性能检测易受灰尘影响的缺点，提高排种性能检测稳定性和可靠性。 

本实用新型电容式精密排种器性能检测传感器，由保护层、电容极板、基底、测试电路和护壳组成；采用印刷或电路腐蚀方法制备的两个所述的电容极板设置在基底的上表面上，两极板形状呈E形，按极板开口相对、互相嵌入方式布置在同一平面上，两极板间隙在1-2mm之间，与所述两个电容极板电联接的测试电路设置在基底的下表面上，所述的护壳通过螺钉设置在基底上，所述的保护层为喷涂或压制在电容极板上表面的超高分子聚乙烯(UHMWPE)膜。 

所述的基底由厚度为2.5-3mm的电木制作；电容极板的厚度为0.1-0.3mm。基底的两端设有四个安装孔，用于该传感器的连接和固定。 

精密播种过程中，在排种机构作用下形成均匀稳定的种子流，排出的种子沿输种管落入种沟。排种性能检测传感器也要结合排种器工作方式进行配置。为避免影响种子流动，一般将传感器安装在输种管上。本实用新型通过读取种子流过检测位置时传感器电容值的变化监控排种性能指标。 

如式(1)所示：电容传感器的电容量C是极板结构参数和电介质介电常数的函数。 

C=ϵsd---(1)]]>

式中，C为电容传感器电容量，F；ε为电容传感器等效介电常数，F/m；s为极板面积，m²；d为极板间距，m； 

由于种子和空气的介电常数不同，当种子从电容传感器极板间通过时，电容传感器介电常数发生变化，引起电容量的改变。设种子及空气的介电常数分别为ε₁、ε₂。则等效介电常数可用式(2)表示。 

ϵ=V1Vϵ1+V2Vϵ2---(2)]]>

式中，V、V₁和V₂分别为电容极板间检测场总体积、种子体积和空气体积，V₂=V-V₁，m³。 

当传感器内有种子通过时，电容量可用(3)式表示。