Универсальное устройство контроля работы сеялки

Устройство относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности, к устройствам контроля работы сеялок. Техническим результатом, получаемым при реализации заявленного устройства, является упрощение конструкции устройства контроля, увеличение срока его службы и повышение эффективности контроля, а также возможность использования устройства как в составе пневматических сеялок, так и сеялок, у которых посевной материал подается к сошникам под собственным весом. Устройство контроля работы сеялки содержит блок отображения ошибки и ряд акустических датчиков, установленных непосредственно на трубы семяпроводов, улавливающий звук соударения частиц посевного материала и стенок трубы, причем датчики соединены с блоком отображения ошибки, позволяющим преобразовывать сигнал каждого датчика о прекращении потока посевного материала (либо об отклонении его от нормы) и отображать нарушения в технологическом процессе высева визуально или с помощью звука. Чувствительным элементом датчика является пьезоэлектрическая пластина, прикрепленная к корпусу датчика изнутри и воспринимающая звук соударения гранул посевного материала и стенки трубы семяпровода через стенку трубы и корпус датчика. Корпус датчика выполнен такой формы, что при монтаже он деформирует трубу семяпровода, обеспечивая тем самым повышение чувствительности датчика. Возможность крепление датчика к трубе в непосредственной близости к сошнику существенно повышает эффективность работы системы. Встроенное в датчик электронное устройство первичной обработки информации снабжено памятью, что позволяет производить опрос датчиков поочередно.

Устройство относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности, к устройствам контроля технологического процесса высева семян.

В сеялках посевной материал (семена или смесь семян с удобрениями) подается из бункера к сошникам через систему семяпроводов.

Существует необходимость контроля за пролетом семенного материала к каждому сошнику, так как выходное отверстие сошника часто забивается стерней, комьями земли и т.п., что приводит к огрехам в севе и, как следствие, к потере урожайности.

Широко применяется оптический способ контроля за пролетом семенного материала к сошникам, при котором оптический датчик содержит излучатель и приемник светового потока, расположенные так, что семенной материал, пролетая через семяпровод в районе установки датчика, периодически прерывает своими частицами (зернами и/или гранулами) этот световой поток и формирует сигнал датчика о том, что материал поступает к сошнику. Если же приемник не фиксирует кратковременные изменения яркости излучателя - это служит основанием для формирования сигнала о том, что данный семяпровод забился.

Известен, например, фотоэлектрический датчик контроля высева семян (А.С. на изобретение СССР 1209062, опубл. 07.02.1986 г.), который содержит корпус, источник света и фотоприемник, соединенный с выходом датчика через усилитель, причем датчик снабжен дополнительным фотоприемником с управляющей схемой. Дополнительный фотоприемник установлен в корпусе датчика на одной вертикали с источником света и в зоне его действия.

К существенным недостаткам данного датчика следует отнести: прежде всего, низкую помехозащищенность от запыления источника света и фотоприемника, недостаточную механическую прочность элементов системы и как следствие относительно небольшой срок службы.

Известны устройства для контроля пролета семенного материала, работающие на основе акустического датчика, например, «Устройство для контроля процесса высева семян в сеялках» (А.С. на изобретение СССР 331412, опубл. 07.03.1972 г.), которое содержит акустический датчик и звукоприемник. Акустический датчик помещен внутрь трубы семяпровода и выполнен в виде полого упругого колпачка, установленного на пути потока семян.

Недостатком известного устройства является повышение вероятности образования пробки (засора) в семяпроводе, вследствие установки чувствительного элемента датчика на пути движения семян, который представляет собой дополнительное препятствие.

Кроме того, все описанные выше датчики (и оптический и акустический) имеет один общий недостаток - относительно небольшой срок службы, вследствие наличия контакта чувствительных элементов датчика с летящим посевным материалом.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является сельскохозяйственная посевная машина (DE 19723137 А1, опубл. 10.12.1998 г.), где описано устройство контроля высева семян, в котором акустический датчик установлен на внешней стороне изгиба специального элемента сеялки (изготовленного в виде дуги или арки), встраиваемого в семяпровод.

Недостатком описанного устройства является усложнение конструкции сеялки, т.к. необходимо изготавливать и монтировать специальные элементы семяпровода (арки или дуги), а также то, что данное устройство контроля имеет достаточно узкую область применения и может использоваться только в составе пневматических сеялок - таких сеялок, у которых посевной материал подается к сошникам через систему семяпроводов потоком воздуха от специального вентилятора. Применение описанного устройства для сеялок, у которых посевной материал подается из бункера через семяпроводы к сошникам под собственным весом - невозможно т.к. в этом случае дуги (арки) будут служить дополнительным препятствием на пути посевного материала и, кроме того, гранулы посевного материала не будут ударяться в верхнюю часть дуг, где именно и смонтирован датчик, и последний не сможет формировать информационный сигнал о том, поступает посевной материал через данный семяпровод, или нет.

Техническим результатом, получаемым при реализации заявленного устройства, является упрощение конструкции устройства контроля работы сеялки, повышение его универсальности и расширение области применения за счет сеялок с подачей посевного материала под собственным весом, а также повышение качества контроля сева и, как следствие, повышение урожайности.

Указанный технический результат достигается тем, что универсальное устройство контроля работы сеялки включает в себя акустические датчики, закрепленные непосредственно на каждой трубе семяпровода, содержат электронные устройства первичной обработки сигнала и соединены с устройством отображения ошибки, позволяющим преобразовывать сигналы датчиков и отображать ошибки в технологическом процессе высева визуально или с помощью звука; причем качестве чувствительного элемента каждого датчика используется пьезоэлектрическая пластина, прикрепленная изнутри к стенке корпуса датчика; корпус каждого датчика выполнен такой формы, чтобы обеспечивать наименьшее расстояние между пьезоэлектрической пластиной и значительной частью потока семенного материала; электронное устройство первичной обработки сигнала, поступающего с пьезоэлектрической пластины, снабжено памятью.

Датчики улавливают шум, издаваемый частицами посевного материала при соударении их со стенками семяпровода вне зависимости от того, подается посевной материал потоком воздуха от специального вентилятора или падает (течет) по трубе семяпровода под собственным весом.

Датчики могут крепиться к трубе семяпровода в любом месте, в том числе, в непосредственной близости от сошника. Это существенно увеличивает быстродействие системы контроля, снижает просевы и увеличивает урожайность, т.к. датчик выдает сигнал тревоги в тот момент, когда посевной материал заполнит забившуюся трубу семяпровода от сошника и до места установки датчика. Длина трубы семяпровода у различных моделей сеялок может быть 10 и более метров и при установке датчика так, как указано в DE 19723137 А1, длинна огреха (просева) до момента срабатывания датчика будет составлять, например, 5001000 метров при севе пшеницы и несколько километров при севе мелких семян - рапса и т.п. Установка датчика на трубу семяпровода в непосредственной близости от сошника позволяет значительно повысить эффективность контроля, и в несколько раз снизить величину огрехов и повысить урожайность.

Для повышения чувствительности датчика и эффективности работы системы контроля корпус датчика изготавливается такой формы, что он несколько деформирует семяпровод в месте установки и повышает вероятность соударения гранул посевного материала со стенкой семяпровода в районе крепления датчика. То есть корпус каждого датчика выполнен такой формы, что повышается вероятность соударения гранул посевного материала со стенкой семяпровода в месте крепления датчика к трубе семяпровода.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства контроля работы сеялки. На схеме изображены: поток посевного материала 1, корпус датчика 2, пьезоэлектрическая пластина 3, электронное устройство первичной обработки сигнала 4, место деформации трубы семяпровода корпусом датчика 5, элементы крепления датчика к трубе семяпровода 6, труба семяпровода 7 и устройство отображения ошибки 8.

Устройство контроля работы сеялки действует следующим образом.

Поток посевного материала 1 движется по трубе семяпровода 7 из бункера к сошнику, создавая при своем движении шум от соударения гранул посевного материала со стенками трубы семяпровода 7. Акустический датчик, закрепленный на трубе семяпровода 1, с помощью акустического сенсора 3, в качестве которого используется пьезоэлектрическая пластина, прикрепленная к стенке датчика, улавливает (через стенку трубы и корпус датчика) звук соударения частиц посевного материала 1 и стенок трубы 7. Для увеличения чувствительности датчика форма его корпуса 2 выбрана такой, что при монтаже датчика на трубу семяпровода 7 последняя деформируется так, что повышается вероятность соударения гранул посевного материала со стенкой семяпровода в районе крепления датчика.

Сигнал от пьезоэлектрической пластины обрабатывается электронным устройством, входящим в состав датчика, которое снабжено устройством памяти. В устройстве памяти накапливается информация о факте пролета семенного материала через датчик, что позволяет опрашивать датчики, установленные на всех трубах семяпроводов, поочередно. При прекращении потока посевного материала 1 (или при отклонении расхода от установленной нормы) в устройстве памяти отсутствует информация об обнаружении датчиком факта пролета посевного материала и, при очередном опросе датчика, на устройство отображения ошибки 8 поступает сигнал ошибки. Информация об ошибке отображается устройством отображения ошибки 8 визуально или с помощью звука.

Таким образом, предлагаемое устройство контроля работы сеялки имеет высокую надежность, т.к. акустические датчики не контактируют с летящим посевным материалом, упрощенную конструкцию, возможность использовать в составе сеялок большинства известных типов, а также обеспечивает повышение эффективности контроля сева, что приводит к повышению урожайности.

1. Универсальное устройство контроля работы сеялки, содержащее акустические датчики, отличающееся тем, что датчики установлены непосредственно на трубы семяпроводов, содержат электронные устройства первичной обработки сигнала и соединены с устройством отображения ошибки, позволяющим преобразовывать сигналы датчиков и отображать ошибки в технологическом процессе высева визуально или с помощью звука.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве чувствительного элемента каждого датчика используется пьезоэлектрическая пластина, прикрепленная изнутри к стенке корпуса датчика.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус каждого датчика выполнен такой формы, чтобы обеспечивать наименьшее расстояние между пьезоэлектрической пластиной и значительной частью потока семенного материала.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электронное устройство первичной обработки сигнала, поступающего с пьезоэлектрической пластины, снабжено памятью.