[发明专利]一种用于螺旋输送器物料流量的测量方法

说明书

本发明公开了一种用于螺旋输送器物料流量的测量方法，首先对工业相机和激光器进行标定，选取线激光基准线；运用激光三角法，通过工业相机拍摄螺旋输送器运输谷物时，线激光照射螺旋叶片推运的谷物表面激光线形态变化的图片，对图片进行实时的处理，建立图片信息与推运物料体积之间的关系；进而获得螺旋输送器推送的物料体积流量和累加的总体积。本发明利用激光三角法对螺旋输送器推运物料的体积流量进行实时测量，可用于一般螺旋输送器，特别是谷物联合收割机输粮搅龙，为田间测产提供一个新的测量方法，同时激光测量方法精度高，测量效果稳定，可提高测产精度。

技术领域

本发明属于测量技术领域，涉及一种用于螺旋输送器物料流量的测量方法。

背景技术

联合收割机收割谷物时，实时产量是精细农业中需要获取的最重要信息之一，它可以直接反应土壤、农药、虫害等对产量的影响。由此生产者可以根据这些信息，对农田进行科学调控，从而达到节约成本、提高产量、减少污染的目的。获取谷物区域产量信息，建立产量空间分布图是实施精细农业的起点，因此产量的实时精确的测量便成为了关键。

现阶段测产方法多种多样，主要分如下几类，称重法、冲量法、γ射线法、体积法；国外许多公司及科研机构已经推出了很多实验与应用装置，他们的研究主要集中于谷物流量传感器技术，及产量图误差分析的研究。其中代表性的有：Arslan等以JohnDeere4420联合收割机为主体，设计了一种联合收割机测产系统试验装置，主要包括喂入绞龙、升运器、入粮箱等。Schrock等对冲量式传感器进行的试验，证明流量与冲击力之间成较强的非线性关系。由英国诺福克郡克莱顿先生设计的一种基于容积式的计量装置克拉斯产量仪。

国内起步较晚，多以流量传感器为核心，目前主要是一些大学和科研院所在引进国外技术的基础上进行研制，其中代表的有：周俊等设计额的一种平行梁结构冲量式谷物流量传感器，并对传感器进行了阻尼设计，其方法是采用高分子阻尼材料裹住悬臂梁进行减震。江苏大学的马朝兴提出采用激光传感器进行厚度测量，再根据谷物容重和传输速度来测量流量，但易受水稻厚度影响。张小超等人设计了称重式传感器，对收割机改动过大，且极易受收割机振动影响。

现有的测产方法，称重，体积，冲量这三种方法易受外界环境因素影响，且对收割机等设备改动过大，无法十分有效的反应实时的谷物产量信息。而γ射线法精度虽然高，但其具有放射性，对谷物本身有一定影响。目前我国的联合收割机采用螺旋输送运粮装置，因此研究应用于螺旋输送器的物料流量传感器成为测产的一个发展方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于螺旋输送器物料流量的测量方法，为农业测产提供一种新的物料流量的测量方法；

本发明所采用的技术方案是首先对工业相机和激光器进行标定，选取线激光基准线；运用激光三角法，通过工业相机拍摄螺旋输送器运输谷物时，线激光照射螺旋叶片推运的谷物表面激光线形态变化的图片，对图片进行实时的处理，建立图片信息与推运谷物体积之间的关系；

空转螺旋输送器，通过图像处理，获取线激光照射位置的螺旋叶片空转一周的体积变化V₁；进行谷物传送时，通过工业相机获取线激光照射在谷物表面的激光线变化图片，处理图片获取曲线与线激光基准线之间围成的面积S_i；同时实时统计叶片旋转一周工业相机拍摄图片数N_i，时间t_i，叶片旋转圈数n，叶片旋转一周谷物前进距离为一个螺距S；并计算螺旋输送器输送谷物时，每旋转一周线激光扫过的体积变化V_f，通过数学建模得出对未被相机拍摄到的谷物体积V_t，进而获得螺旋输送器旋转一周推送的谷物体积V_i；累加的总体积V。

所述工业相机和激光器安装在靠近出料口一侧的测量台上，线激光垂直照射螺旋输送机内的螺旋叶片。

进一步，