[发明专利]一种冲量式谷物质量流量传感器标定与试验装置

说明书

技术领域：

本发明涉及谷物质量流量传感器标定与试验机械领域，具体的讲一种冲量式谷物质量流量传感器标定与性能试验装置。

背景技术：

谷物联合收割机在收获谷物的同时，对其小区产量的精确测量是监测总产量的关键因素。开发出高精度、高稳定性的谷物流量传感器对产量图的精度至关重要。联合收割机收割过程中谷物的流量和联合收割机的振动环境不能得到有效定量控制，为谷物流量传感器的标定以及性能试验造成很大的技术瓶颈，开发出能模拟联合收割机振动工况并且谷物流量可以人工调节的谷物流量传感器标定与性能试验装置对高精度、高稳定性的谷物流量传感器的研发具有重要意义。

目前国内对谷物流量传感器的标定主要在收割机上进行，得到一段时间内收割的谷物总量与这段时间累计信号之间的线性关系。这种方法可以一定程度上对谷物流量传感器进行标定，但是由于收割机工况复杂，单一环境下标定出的传感器，可移植性差。再者该方法无法对传感器对谷物流量变化的响应有定量的认识。而简单的台架试验没能定量、客观的考虑振动噪声的影响，谷物流量亦无法得到有效控制。

在现有技术中，申请人未发现有关谷物质量流量传感器标定与性能试验台的相关专利，在对同类技术检索时发现：2008年M.Loghavi，R.Ehsani，R.Reeder在文献“Development of a portable grain mass flow sensor test rig”(computers and electronics in agriculture 61(2008)160-168)提出一种谷物产量模块性能试验装置，该装置升运器的角度通过液压缸调节，配置有称重现实模块，谷物湿度传感器，GPS模块，同时通过信号发生器模拟收割机运行速度信号。该装置没有考虑收割机工作时振动噪声，谷物与流量传感器的碰撞过程无法监测。

美国农业生物工程师学会(ASABE)2007年公布了产量监测器性能试验标准S578JAN2007.Yield Monitor Performance Test Standard，对谷物流量传感器的试验规程做了详细说明。

发明内容：

本发明针对目前冲量式谷物质量流量传感器标定与性能试验方法相对混乱，传统简易台架试验谷物流量与机身振动强度不能得到有效控制，机身不便于移动，以及冲量式谷物流量传感器安装位置不便于调节等缺点，提出了一种冲量式谷物质量流量传感器标定与性能试验装置，填补国内空白。该装置遵照ASABE S578标准设计。

为解决上述问题，本发明的冲量式谷物质量流量传感器标定与性能试验装置包括：机架、净粮升运器，料斗A，料斗B，转速传感器、振动传感器、倾角传感器、料斗秤，谷物流量传感器安装位置调节装置，三台振动电机，一台三相异步电动机，四台变频器，高速摄像采集系统，监测存储系统，轮子。

机架立方体框架，料斗A设置在机架左上方，料斗A下部设有开度可调阀门，阀门出口对准净粮升运器的粮食入口；净粮升运器设于料斗A的出料口下方，净粮升运器连接三相异步电动机，三相异步电动机连接变频器，净粮升运器的转速通过三相异步电动机和变频器控制；在净粮升运器顶部轴上装有转速传感器用以检测净粮升运器的实际转速；谷物质量流量传感器安装底座设于净粮升运器出口正对的机架上；在谷物质量流量传感器安装底座上安装振动传感器和倾角传感器，用以监测谷物质量流量传感器安装位置处的振动工况和安装角度；料斗B安装在净粮升运器出粮口和谷物质量流量传感器位置调节装置正下方，用于收集从净粮升运器出来的谷物；机架上部安装透明罩，透明罩将净粮升运器出口、料斗B的上部、谷物质量流量传感器位置调节装置罩住，有利于高速摄像采集系统采集信息，同时防止在试验过程中谷物籽粒飞溅；高速摄像采集系统安装在谷物流量传感器上方，充分观测摄取谷物与谷物质量流量传感器的作用过程；料斗B与机架连接处装有料斗秤，用于实时检测料斗B内谷物流量的变化，为谷物流量传感器的测量值提供参照；三台振动电机分别装在机架右下角X、Y、Z三个方向上，每台振动电机分别装有一个变频器，振动电机的振幅和频率根据需要模拟的联合收割机的工况调节；整个试验装置底部对称安装四个带有锁紧装置的轮子，既保证了试验装置的可移动性，有保证在试验过程中整个实验装置的牢固性；转速传感器、振动传感器、倾角传感器、料斗秤与监测存储系统相连。