[实用新型]谷物联合收割机清选损失检测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于谷物联合收割机损失监测技术领域，具体涉及一种谷物联合收割机清选损失实时监测装置。 

背景技术

目前联合收割机清选装置主要采用的是风筛式结构形式，它主要是由风机和振动清选筛组成。联合收割机滚筒脱出混合物在风机产生的气流和清选筛的振动作用下实现籽粒和杂余的分离，其中籽粒透筛进入粮箱，杂余通过清选筛尾部排出，但是总会有少量的籽粒夹杂在杂余中，并从清选筛尾部排出造成清选损失。清选损失是联合收割机田间作业的主要损失之一，清选损失率则是衡量联合收割机作业性能的主要性能指标。目前，联合收割机清选损失的检测通常还是采用人工方法，即将清选筛尾部的排出物（包括籽粒、茎秆、轻杂余等）收集起来进行人工清选分离，得到损失的籽粒量。这种方法工作量大，工作强度高，耗费时间长，不能实现清选损失的实时监测。联合收割机田间作业时，主要还依赖操作人员的经验，根据田间作物的长势情况，对联合收割机工作参数进行主观调整，很难保证作业性能和质量，可见，清选损失的实时监测已成为联合收割机发展亟待解决的难题，迄今为止，我国尚未见性能稳定的清选损失实时监测的方法与装置的报道。 

发明内容

本实用新型是为了解决联合收割机田间正常作业时清选损失准确实时监测的难题，可以为操作人员提供联合收割机实时清选损失情况，以保证作业质量，提高作业效率，并可以为联合收割机自动控制系统提供清选损失监测信号。为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是： 

在联合收割机清选筛尾部安装敏感元件，敏感元件监测落在敏感元件区域内的籽粒和杂余信号，将籽粒和杂余信号传输到信号调制电路，信号调制电路区分出籽粒信号，将籽粒信号传输到二次仪表，二次仪表实时采集传感器监测的籽粒信号、籽粒流量以及联合收割机清选筛振动频率、振幅、联合收割机前进速度等参数信息，根据监测区域内的籽粒量与清选损失量之间的数学模型计算得到联合收割机田间正常作业时的实时清选损失量和清选损失率。

上述方法具体是： 

在联合收割机振动筛尾部安装支架一和支架二，监测传感器的敏感元件固定安装在支架二上，并且在敏感元件与支架二之间加装柔性减震阻尼片，当清选筛尾部排出的籽粒和杂余冲击到敏感元件上时，产生电荷信号，传感器通过信号调制电路将籽粒从杂余中区分出来，并输出标准方波信号给二次仪表，二次仪表以单片机为核心，通过高速计数器计算传感器输出的方波信号个数得到冲击到传感器上的籽粒数量，二次仪表能够实时采集籽粒流量、清选筛振动频率、振幅、联合收割机前进速度等参数，根据建立的监测区域内籽粒量与清选损失量的数学模型，计算联合收割机田间正常作业时的实时清选损失量和清选损失率，计算结果可以通过二次仪表显示和通讯输出。

所述的敏感元件监测区域内籽粒量与清选损失量的数学模型是在风筛式清选装置试验台上通过台架试验建立，在不同作物喂入量、风机转速、出风口角度、清选筛振动频率、振幅等参数条件下，将清选筛尾部排出的籽粒和杂余下落区间分为矩形网格化小区域，收集各个小区域内的籽粒和杂余，人工清选出各个小区域内包含的籽粒，得到籽粒在清选筛尾部排出的分布规律，建立敏感元件监测区域内的籽粒量与清选损失量之间的数学模型，试验台架采用与相应联合收割机清选装置相同结构参数。 

本实用新型的装置包括螺栓一、螺栓二、支架一、敏感元件、柔性减震阻尼片、信号调制电路、二次仪表；支架一通过螺栓一固定在清选筛的尾端，支架二通过螺栓二与支架一固定连接，敏感元件设于支架二上，敏感元件数量为2-4块，敏感元件与支架二之间加装柔性减震阻尼片，螺栓二通过调节支架一与支架二之间的位置调节敏感元件与清选筛的轴向位置和安装角度，敏感元件与信号调制电路、 二次仪表依次连接。 

所述的敏感元件与清选筛之间的轴向位置调节范围100-600mm和安装角度调节范围0-60°，以保证收获水稻、小麦、油菜等不同作物时，敏感元件能够有效监测到清选筛尾部的籽粒信号。 

所述的敏感元件可采用PVDF压电薄膜、压电陶瓷等材料等压电类材料，敏感元件在支架二上的安装数量可以为2-4块，每块的长宽尺寸在100－300mm，每片敏感元件（10）由4-24片矩形PVDF压电薄膜阵列式排布构成，PVDF压电薄膜厚度30-100μm，当敏感元件受到机架振动影响以及清选筛尾部分离出的籽粒和其他杂余的冲击后将产生电荷信号。 

所述的柔性减震阻尼片可以是低密度海绵或橡胶等减震材料，主要用于将清选筛引起的敏感元件刚性冲击变为柔性冲击，以减小振动干扰信号。