一种谷粒损失监控装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种谷粒损失监控装置，它包括：微处理器，其具有输入端和输出端；依次单向连接的谷粒损失测量传感器、电荷放大器、RC低通滤波器、RC高通滤波器、放大器、平均值电路和A/D转换器，所述A/D转换器的输出端与所述微处理器的输入端连接；D/A转换器，一端连接于所述微处理器的输出端；另一端连接变频器，连接于所述变频器13输出端以执行所述微处理器指令动作的异步电动机及风机。它可有效监控清粮损失情况，降低清粮损失率，从而改善工作质量，提高经济效益。操作自动化程度高，不需要人工干预的情况下对谷粒损失率的自动检测、显示、报警提醒，并能根据实际谷粒损失情况对风机的转速进行调整，质量稳定、效率高。
【专利说明】一种谷粒损失监控装置
[0001]【【技术领域】】
本发明涉及到一种农业机械方面的谷粒损失监控装置，主要应用于联合收割机、谷物
机械清粮装置中，该装置在保证监测结果的客观性和可靠性的前提下，可让驾驶员及时有
效了解清粮损失的情况，并根据损失情况自动调整风机吹风量，降低谷粒损失，提高经济效.
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[0002]【【背景技术】】
据市场调查和专利检索，清粮装置是联合收割机、谷粒清选机械的一个重要组成部分。在清粮装置的性能测试中，谷粒损失率是一项重要指标。我国谷物联合收割机大多机型清粮装置仍采用的是离心风机、振动筛或离心风机、圆筒筛式清选机构。谷粒脱壳后，通过风机吹风的方式将谷壳等吹走，同时也会携带一部分谷粒，若风机的吹风量太大，谷壳中携带的谷粒将会较多，从而使谷粒损失率上升。长期以来，清粮装置的谷粒损失监测主要有两种方式:一种是采用人工清选，计算损失率，工作效率很低；另一种是利用监视仪表对传感器测得的信号进行分析、处理，并与标准参数对比，作出判断，但不具备智能化处理功能，而且结构复杂、操作不方便，制造成本高，自动化程度低等问题。
[0003]为了克服上述问题，我研制了一种谷粒损失监控装置，它可有效监控清粮损失情况，降低清粮损失率，从而改善工作质量，提高经济效益。
[0004]【
【发明内容】
】
本发明的目的所要解决的技术问题是要提供一种谷粒损失监控装置，它具有安全可靠、成本低廉、使用寿命长；它可有效监控清粮损失情况，降低清粮损失率，从而改善工作质量，提高经济效益。操作自动化程度高，有效提高工作效率。因此它是一种技术性和经济性均具有优越性能的产品。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种谷粒损失监控装置，它包括: 微处理器，其具有输入端和输出端；
依次单向连接的谷粒损失测量传感器、电荷放大器、RC低通滤波器、RC高通滤波器、放大器、平均值电路和A/D转换器，所述A/D转换器的输出端与所述微处理器的输入端连接；D/A转换器，一端连接于所述微处理器的输出端；另一端连接变频器，连接于所述变频器13输出端以执行所述微处理器指令动作的异步电动机及风机。
[0006]进一步地，它还包括:
声光报警装置，用于接收所述微处理器的报警信号，以执行声光警示动作；
LED数码管，所述微处理器接收所述A/D转换器输入的数字信号进行标度变换，转换成二进制数送入所述LED数码管10，以显示谷粒损失数据；
键盘，其与所述微处理器双向连接。
[0007]进一步地，所述微处理器为单片机或PLC。
[0008]进一步地，所述谷粒损失测量传感器安装于清粮筛尾部。
[0009]进一步地，通过人机交互方式从所述键盘输入，以确定谷粒损失率的设定值。
[0010]进一步地，所述LED数码管将谷粒损失情况实时显示。[0011]进一步地，所述声光报警装置将谷粒损失超出设定值，以发出声/光作警示。
[0012]进一步地，所述谷粒损失测量传感器采用的是压电式加速度传感器，所述微处理器为88031单片机。
[0013] 进一步地，所述放大器采用tl081芯片，A/D转换器采用的是ADC0809，D/A转换器为 DAC0832。
[0014]进一步地，所述声光报警装置采用的是压电蜂鸣器。
[0015]本发明同【背景技术】相比所产生的有益效果:
本发明采用了上述技术方案，它具有安全可靠、成本低廉、使用寿命长；它可有效监控清粮损失情况，降低清粮损失率，从而改善工作质量，提高经济效益。操作自动化程度高，不需要人工干预的情况下对谷粒损失率的自动检测、显示、报警提醒，并能根据实际谷粒损失情况对风机的转速进行调整，质量稳定、效率高。因此它是一种技术性和经济性均具有优越性能的产品。
[0016]【【专利附图】
【附图说明】】
图1为本发明的实施例中的一种谷粒损失监控装置的结构框图；
图2为本发明的实施例中的声光报警装置9、LED数码管10和键盘11的组合结构示意图；
图3为本发明的实施例中D/A转换器16与微处理器8的接口电路；
图4为本发明的实施例中A/D转换器7与微处理器8的接口电路；
图中标记:
1-RC低通滤波器；
2—电荷放大器；
3—谷粒损失测量传感器；
4—RC高通滤波器；
5—放大器；
6—平均值电路；
7—A/D转换器；
8—微处理器；
9—声光报警装置；
10—LED数码管；
11一键盘；
12—电源；
13—变频器；
14—异步电动机；
15—风机；
16—D/A转换器。
[0017]【【具体实施方式】】
下面详细描述本发明的实施例，所述的实施例示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。[0018]在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、
“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能应理解为限制本发明的具体保护范围。
[0019]此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0020]在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。
[0021 ] 在发明中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第和征在第二特征正上方和斜上方，或 仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
[0022]下面结合附图，通过对本发明的【具体实施方式】作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。
[0023]参见附图1-4所示，其为本发明较佳地提供实施例，一种谷粒损失监控装置，它包括:
微处理器8,其具有输入端和输出端；
依次单向连接的谷粒损失测量传感器3、电荷放大器2、RC低通滤波器1、RC高通滤波器4、放大器5、平均值电路6和A/D转换器7，所述A/D转换器7的输出端与所述微处理器8的输入端连接；
D/A转换器16，一端连接于所述微处理器8的输出端；另一端连接变频器13，连接于所述变频器13输出端以执行所述微处理器8指令动作的异步电动机14及风机15。
[0024]较佳地，它还包括:
声光报警装置9，用于接收所述微处理器8的报警信号，以执行声光警示动作；
LED数码管10，所述微处理器8接收所述A/D转换器7输入的数字信号进行标度变换，转换成二进制数送入所述LED数码管10，以显示谷粒损失数据；
键盘11，其与所述微处理器8双向连接。
[0025]较佳地，所述微处理器8为8031单片机。
[0026]较佳地，所述谷粒损失测量传感器3安装于清粮筛尾部。
[0027]较佳地，通过人机交互方式从所述键盘11输入，以确定谷粒损失率的设定值。
[0028]较佳地，所述LED数码管10将谷粒损失情况实时显示。[0029]较佳地，所述声光报警装置9将谷粒损失超出设定值，以发出声/光作警示。
[0030]较佳地，所述谷粒损失测量传感器3采用的是压电式加速度传感器。
[0031]较佳地，所述放大器5采用tl081芯片，A/D转换器7采用的是ADC0809，D/A转换器 16 为 DAC0832。
[0032]较佳地，所述声光报警装置9采用的是压电蜂鸣器。
[0033]综合上述内容并结合所有附图，进一步描述本实施例的工作原理:
工作时，谷粒损失测量传感器3安装于清粮筛尾部(图中未示)，当被吹出的谷粒下落对谷粒损失测量传感器3进行撞击时，谷粒损失测量传感器3将撞击强度转换成电脉冲信号，该信号经过电荷放大器2后，转变成交流电压信号，经过RC低通滤波器1、RC高通滤波器4将由杂草、茎杆、土石块对传感器撞击产生的低频信号和高频信号过滤掉，经过放大器5对电压信号进行放大，并经过平均值电路6将交流电压信号转换成直流电压信号，送入电压型A/D转换器7转变成二进制数据送入单片机8进行处理，单片机8 一方面对输入的数字信号进行标度变换，转换成二进制数送入LED数码管10，显示谷粒损失数据；另一方面测量到的谷粒损失数据超出允许的谷粒损失范围，产生报警信号送入声光报警装置9，并产生一个数字量控制信号，该信号经D/A转换器16变成模拟信号，将模拟量信号送入变频器13，改变异步电动机14电源的频率，从而调整异步电动机14的转速，调节风机15吹风量，改变谷粒被吹出的量。如果实际谷粒损失过大，工作在变频器调整方式的风机经过调整后仍不足以降低损失率，则说明清粮损失过大不是由于风机转速引起，而是由于其它因素造成，比如清粮装置振动筛的振幅和排杂口的调节板位置产生的故障，应该立即停机，对可能造成故障的部件进行修理调整。电源12根据各器件的需要提供相应的电压。不再需要人工干预的情况下对谷粒损失率的自动检测、显示、报警提醒，并能根据实际谷粒损失情况对风机15的转速进行调整，质量稳定、效率高。
[0034]在图2中所示的，声光报警装置9、LED数码管10和键盘11组成结构，可以称为人机界面，其中3个蜂鸣器组成声光报警装置9，6个LED数码管10组成数据显示区，18个键组成键盘11。当然，这个仅为所列举的实施例，本发明的声光报警装置9、LED数码管10和键盘11的具体数量可以不限上述限制。
[0035]图3所示的，D/A转换器16采用的DAC0832与微处理器8采用的8031单片机的接口电路，选址方式为地址译码法，选用的地址译码器为74LS138，采用Y3引脚作为片选信号。片选信号和信号一起经“或非”门产生ADC0809的启动信号START和地址锁存信号ALE，片选信号和信号一起经“或非”门产生ADC0809输出允许信号0E。OE=I时选通三态门使输出锁存器中的转换结果送入数据总线。ADC0809的EOC信号经反相后接到8031的引脚用于产生转换完成的中断请求信号。
[0036]图4所示的，A/D转换器7为ADC0809与微处理器8采用8031单片机的接口电路，Rfb为外部运算放大器提供的反馈电阻。Vref端是由外电路为芯片提供一个+IOV~-1OV的基准电源。在1utl与1ut2的输出端连接了两级放大器，使DAC0832具有调零和调满度的功能。
[0037]另要说明的是，PLC是可编程逻辑控制器。英文的全称是Programmable LogicController，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。在本实施中也可采用编程数控系统PLC作为中央控制系统，可用触摸屏来实现整机的程序输入和运行控制，实现一种谷粒损失监控装置的谷粒损失测量、信号传输和转换、指令异步电机和风机指行相应动作等行程和往复过程的自动化，并根据不同的谷粒预置各种参数，对不同工谷物需要进行整机运行控制，以提高生产效率。单片机是一种集成电路芯片，具有体积小、控制功能强、功耗低、环境适应能力强、扩展灵活和使用方便等优点，在选用时，可以根据不同的需要进行适当型号的调整。当然，这些应用到具体的执行步骤和指令编码和算法，在此，不再进行详细的展开。本领域普通技术人员，均可以理解，可以通过采用PLC或单片机完全可以实现本发明的的执行方式和步骤和相应动作。
[0038]在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“优选地”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点，包含于本发明的至少一个实施例或示例中，在本说明书中对于上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或者示例中以合适方式结合。
[0039]通过上述的结构和原理的描述，所属【技术领域】的技术人员应当理解，本发明不局限于上述的【具体实施方式】，在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范 围，应由各权利要求限定之。
【权利要求】
1.一种谷粒损失监控装置，其特征在于，它包括: 微处理器，其具有输入端和输出端； 依次单向连接的谷粒损失测量传感器、电荷放大器、RC低通滤波器、RC高通滤波器、放大器、平均值电路和A/D转换器，所述A/D转换器的输出端与所述微处理器的输入端连接； D/A转换器，一端连接于所述微处理器的输出端；另一端连接变频器，连接于所述变频器输出端以执行所述微处理器指令动作的异步电动机及风机。
2.根据权利要求1所述的谷粒损失监控装置，其特征在于，它还包括: 声光报警装置，用于接收所述微处理器的报警信号，以执行声光警示动作； LED数码管，所述微处理器接收所述A/D转换器输入的数字信号进行标度变换，转换成二进制数送入所述LED数码管，以显示谷粒损失数据； 键盘，其与所述微处理器双向连接。
3.根据权利要求1或2所述的谷粒损失监控装置，其特征在于:所述微处理器为单片机或PLC。
4.根据权利要求3所述的谷粒损失监控装置，其特征在于:所述谷粒损失测量传感器安装于清粮筛尾部。
5.根据权利要求2所述的谷粒损失监控装置，其特征在于:通过人机交互方式从所述键盘输入，以确定谷粒损失率的设定值。`
6.根据权利要求5所述的谷粒损失监控装置，其特征在于:所述LED数码管将谷粒损失情况实时显示。
7.根据权利要求6所述的谷粒损失监控装置，其特征在于:所述声光报警装置将谷粒损失超出设定值，以发出声/光作警示。
8.根据权利要求1或2所述的谷粒损失监控装置，其特征在于:所述谷粒损失测量传感器采用的是压电式加速度传感器，所述微处理器为88031单片机。
9.根据权利要求8所述的谷粒损失监控装置，其特征在于:所述放大器采用tl081芯片，A/D转换器采用的是ADC0809，D/A转换器为DAC0832。
10.根据权利要求7所述的谷粒损失监控装置，其特征在于:所述声光报警装置采用的是压电蜂鸣器。
【文档编号】A01F12/58GK103718734SQ201410013431
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2014年1月10日 优先权日:2014年1月10日
【发明者】刘小娟, 黄信兵, 赵长明 申请人:中山职业技术学院