[发明专利]一种谷物流量检测装置及检测方法

说明书

本发明公开了一种谷物流量检测装置及检测方法，属于谷物流量检测技术领域，包括净粮升运器、冲击板、刚体梁、二维力传感器、第一微型倾角传感器、微型加速度传感器、信号处理模块、外壳和连接支架；净粮升运器用于提升谷物至设定高度后抛出，冲击板固定在刚体梁上且位于谷物抛出路径上，外壳固定于连接支架，外壳外部固定有二维力传感器、内部设置有信号处理模块，二维力传感器本体上贴有应力片；连接支架固定于净粮升运器顶部，第一微型倾角传感器和微型加速度传感器固定于连接支架；第一微型角度传感器、微型加速度传感器以及应力片的输出均连接信号处理模块的输入接口。本发明提高了谷物流量检测的准确性。

技术领域

本发明涉及谷物流量检测技术领域，特别涉及一种谷物流量检测装置及检测方法。

背景技术

精准农业是根据作物生长的土壤养分情况，调节对作物的投入，依据作物生长目标，调动土壤生产力，以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入，并改善环境，高效利用各类农业资源。对于农田土壤肥力而言，可以通过作物产量反演，因而联合收割机上配有测产系统十分有必要。

测产系统中的核心部件是谷物流量检测装置。目前，谷物流量检测方式主要有光电容积式、辐射式和冲量式。相比较而言，光电式探头易受污染，辐射式对人体有伤害，冲量式结构简单且安装方便，是应用最广泛的一类。但是由于受联合收割机振动、流量变化和田间的坡度等因素的影响，冲量式检测装置测量误差大。

其中，中国专利公开号为CN101995284B的发明专利提出了一种冲量式谷物质量流量传感器标定与试验装置，其采用一维力方式测量冲击力，并结合了振动传感器、倾角传感器对测定结果进行校正，但由于是一维方向测定且倾角也只考虑了一维校正，对谷物质量流量的检测精度有限。中国专利公开号为CN103125204A的发明专利提出了一种联合收割机的谷物质量测量装置与测量方法，其采用多维力方式对冲击力进行测量，但该装置中多维力的标定较复杂，在实际应用中受到限制。另外该装置没有考虑联合收割机作业时振动、倾斜对测量的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，以提高谷物流量测量准确性。

为实现以上目的，本发明采用一种谷物流量检测装置，包括：净粮升运器、冲击板、刚体梁、二维力传感器、第一微型倾角传感器、微型加速度传感器、信号处理模块、外壳和连接支架；

净粮升运器用于提升谷物至设定高度后抛出，冲击板固定在刚体梁上且位于谷物抛出路径上，外壳固定于连接支架，外壳外部固定有二维力传感器、内部设置有信号处理模块；二维力传感器本体上贴有应力片，用于测量谷物冲击产生的垂直冲击力和竖直方向谷物自身重力；连接支架固定于净粮升运器顶部，第一微型倾角传感器和微型加速度传感器固定于连接支架；第一微型倾角传感器、微型加速度传感器以及应力片的输出均连接信号处理模块的输入接口。

进一步地，所述连接支架上还固定有第二微型倾角传感器，所述第一微型倾角传感器和第二微型倾角传感器分别用于测量联合收割机作业时前后和左右方向角度变化。

进一步地，所述第一微型倾角传感器和第二微型倾角传感器均为动态倾角传感器。

进一步地，所述二维力传感器为八角环形，在八角环形左右竖直边内外各贴有所述应力片。

进一步地，所述信号处理模块包括全惠斯通电桥电路、DSP芯片、输入和输出接口，所述二维力传感器的输出与全惠斯通电桥电路输入连接，全惠斯通电桥电路的输出与DSP芯片连接，第一微型倾角传感器、第二微型倾角传感器和微型加速度传感器的输出经输入接口与DSP芯片的输入连接，输出接口用于输出校正后的谷物流量值。

进一步地，所述冲击板由超高分子聚合物板和钢板组成。

第二方面，采用一种联合收割机，包括如上所述的谷物流量检测装置。

第三方面，采用一种谷物流量检测方法，包括如下步骤：