一種電容式小麥?zhǔn)斋@產(chǎn)量實(shí)時(shí)測(cè)量裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
[0002]本實(shí)用新型屬于糧食測(cè)產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電容式小麥?zhǔn)斋@產(chǎn)量實(shí)時(shí)測(cè)量
目.ο
[0003]【背景技術(shù)】:
[0004]糧食是人類生存的基本必需品，保障糧食產(chǎn)量安全事關(guān)國(guó)計(jì)民生。小麥?zhǔn)俏覈?guó)重要的糧食之一，其產(chǎn)量集中反映了田地土壤墑情、種肥使用、氣象條件以及病蟲(chóng)害等因素對(duì)產(chǎn)量的影響，實(shí)現(xiàn)小麥?zhǔn)斋@產(chǎn)量實(shí)時(shí)測(cè)量將能夠獲取農(nóng)田不同區(qū)域的產(chǎn)量差異信息并進(jìn)行綜合分析，為后續(xù)的小麥?zhǔn)斋@決策提供理論依據(jù)，有利于提高小麥產(chǎn)量，對(duì)保障國(guó)家糧食安全具有重要意義。
[0005]近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，采用現(xiàn)代電子技術(shù)應(yīng)用于糧食收獲產(chǎn)量實(shí)時(shí)測(cè)量成為糧食測(cè)產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展方向與趨勢(shì)。具體來(lái)說(shuō)，常用的電子測(cè)產(chǎn)方法有:動(dòng)量式、光電式、容積式和電容式等。動(dòng)量式測(cè)產(chǎn)方法基于動(dòng)量定理，運(yùn)動(dòng)中的糧食流與裝有傳感器的感應(yīng)板撞擊時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與糧食質(zhì)量相關(guān)的動(dòng)量變化，當(dāng)連續(xù)測(cè)量糧食流撞擊感應(yīng)板后其動(dòng)量的變化即可實(shí)時(shí)測(cè)量糧食積累的產(chǎn)量，但本方法受限于對(duì)撞擊動(dòng)量的精準(zhǔn)測(cè)量，容易受到收獲機(jī)速度和機(jī)器震動(dòng)而產(chǎn)生較大誤差。光電式測(cè)產(chǎn)方法采用當(dāng)糧食流通過(guò)對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)之間時(shí)，阻礙光電開(kāi)關(guān)之間的正常接收而產(chǎn)生了一個(gè)脈沖信號(hào)，根據(jù)擋光時(shí)間來(lái)測(cè)量糧食產(chǎn)量，本方法由于采用光電傳感器易受田間塵土污染等復(fù)雜的田間工況影響，降低測(cè)量精度。容積式測(cè)產(chǎn)方法依托于收獲機(jī)械裝置，先將糧食流喂入葉輪，當(dāng)糧食高度達(dá)到并觸發(fā)葉輪上方探測(cè)傳感器，驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)將糧食倒入下一個(gè)出口，根據(jù)葉輪容積和旋轉(zhuǎn)次數(shù)計(jì)算測(cè)定糧食產(chǎn)量，此方法需要對(duì)原有收獲機(jī)進(jìn)行局部改造，成本高、安裝調(diào)試?yán)щy。電容式測(cè)產(chǎn)方法基于電容傳感器，利用糧食流通過(guò)電容傳感器時(shí)介電常數(shù)產(chǎn)生變化導(dǎo)致電容變化，根據(jù)電容變化與糧食流量的關(guān)系測(cè)定糧食產(chǎn)量，本方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、靈敏度高，但目前國(guó)內(nèi)學(xué)者在利用電容法計(jì)算電容與糧食流量關(guān)系時(shí)多采用互相關(guān)函數(shù)、互相關(guān)峰值插值修正以及快速傅立葉變換等高等數(shù)學(xué)方法，極為繁雜且運(yùn)算量大。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0007]本實(shí)用新型旨在克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確快速且易于使用的小麥?zhǔn)斋@產(chǎn)量實(shí)時(shí)測(cè)量裝置，利用小麥流量值與平行極板電容值和小麥流速的數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)小麥?zhǔn)斋@產(chǎn)量快速、準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)測(cè)量。
[0008]本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電容式小麥?zhǔn)斋@產(chǎn)量實(shí)時(shí)測(cè)量裝置，該裝置包括一個(gè)進(jìn)料口平行極板、一個(gè)出料口平行極板、一個(gè)輸送管、一個(gè)電子測(cè)量?jī)x。工作時(shí)，輸送管進(jìn)料口喂入小麥，出料口流出小麥；平行極板測(cè)量極板間因小麥通過(guò)造成的電容變化；電子測(cè)量?jī)x具有數(shù)據(jù)分析、顯示和人機(jī)交互的功能。
[0009]所述輸送管設(shè)計(jì)為半圓柱體空心結(jié)構(gòu)。
[0010]所述進(jìn)料口平行極板和出料口平行極板結(jié)構(gòu)完全一樣，橫向?qū)R且相隔一段距離內(nèi)置安裝于輸送管內(nèi)。
[0011]所述電子測(cè)量?jī)x包括電子測(cè)量?jī)x盒和測(cè)量工作電路；
[0012]所述電子測(cè)量?jī)x盒固定安裝在輸送管表面圓柱剖面處，采用上下兩層配合設(shè)計(jì)，布置預(yù)留一個(gè)電源開(kāi)/關(guān)鍵接口、一個(gè)密度選擇鍵接口、一個(gè)開(kāi)始工作鍵接口、一個(gè)液晶顯示屏接口、一個(gè)鋰電池充電接口，儀器盒內(nèi)預(yù)留電源安裝空間；
[0013]所述測(cè)量工作電路安裝在電子測(cè)量?jī)x盒內(nèi)部，以單片機(jī)為控制核心，包括電容信號(hào)處理模塊、模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、鍵盤輸入模塊、液晶顯不模塊、程序下載模塊和可充電鋰電池電源模塊；
[0014]所述單片機(jī)控制核心主要包括復(fù)位電路、晶振電路保證單片機(jī)正常工作，實(shí)現(xiàn)控制各模塊工作和運(yùn)算電容與流量的數(shù)學(xué)關(guān)系；
[0015]所述電容信號(hào)處理模塊使用電容轉(zhuǎn)電壓電路，提取平行極板的電容值，將其直接轉(zhuǎn)換為易于直接測(cè)量的電壓值；
[0016]所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將輸出與被測(cè)電容線性相關(guān)的直流電壓模擬信號(hào)，經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后送至單片機(jī)處理，便于單片機(jī)用于計(jì)算；
[0017]所述鍵盤輸入模塊實(shí)現(xiàn)功能的選擇輸入，包括一個(gè)電源開(kāi)/關(guān)鍵、一個(gè)密度選擇鍵、一個(gè)開(kāi)始工作鍵；
[0018]所述液晶顯示模塊采用字符型顯示裝置，用于顯示電容值、小麥流量值和產(chǎn)量值，完成測(cè)量數(shù)據(jù)的顯示輸出；
[0019]所述程序下載模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)的控制編程功能；
[0020]所述可充電鋰電池電源模塊供應(yīng)裝置整體用電，并能夠循環(huán)充電實(shí)現(xiàn)降低電池成本功能；
[0021]所述進(jìn)料口平行極板、出料口平行極板與電容信號(hào)處理模塊連接；所述電容信號(hào)處理模塊與模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接；所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與單片機(jī)控制核心連接；所述鍵盤輸入模塊與單片機(jī)控制核心連接；所述液晶顯示模塊與單片機(jī)控制核心連接；所述程序下載模塊與單片機(jī)控制核心連接；所述可充電鋰電池電源模塊為本裝置充電及供電。
[0022]本實(shí)用新型的電容式小麥?zhǔn)斋@產(chǎn)量實(shí)時(shí)測(cè)量裝置提供了一種簡(jiǎn)化、準(zhǔn)確的小麥?zhǔn)斋@產(chǎn)量實(shí)時(shí)測(cè)量裝置，此裝置主要由傳感器和相應(yīng)的模塊組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，易于實(shí)現(xiàn)。用此裝置進(jìn)行小麥?zhǔn)斋@產(chǎn)量的實(shí)時(shí)測(cè)量，電子測(cè)量?jī)x一體化完成數(shù)據(jù)處理與運(yùn)算，能夠大幅降低運(yùn)算量、簡(jiǎn)化測(cè)量步驟與設(shè)備，測(cè)量過(guò)程中可實(shí)時(shí)顯示測(cè)量流速、流量和產(chǎn)量的數(shù)據(jù)，提高小麥產(chǎn)量的測(cè)量精度。
[0023]【附圖說(shuō)明】:
[0024]圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)工作示意圖；
[0025]圖2是本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)外觀圖；
[0026]圖3是本實(shí)用新型測(cè)量工作電路總體結(jié)構(gòu)框圖。
[0027]【具體實(shí)施方式】:
[0028]下面以實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述，進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的目的和特點(diǎn)。
[0029]實(shí)施例一:裝置及其使用說(shuō)明
[0030]如圖1所示，本實(shí)用新型的一種電容式小麥?zhǔn)斋@產(chǎn)量實(shí)時(shí)測(cè)量裝置，該裝置包括一個(gè)進(jìn)料口平行極板1、一個(gè)出料口平行極板2、一個(gè)輸送管3、一個(gè)電子測(cè)量?jī)x5。進(jìn)料口平行極板1和出料口平行極板2具有檢測(cè)電容變化功能。輸送管3在收獲小麥時(shí)使小麥能夠流通本裝置。電子測(cè)量?jī)x5具有數(shù)據(jù)處理分析、存儲(chǔ)、人機(jī)交互和數(shù)據(jù)顯示功能。
[0031]如圖2所示，本實(shí)用新型的一種電容式小麥?zhǔn)斋@產(chǎn)量實(shí)時(shí)測(cè)量裝置，裝置外觀包括小麥