一种基于静电传感器的精密排种器工作性能在线检测装置的制作方法

本实用新型属于农业自动化机械检测技术范围，特别涉及一种基于静电传感器的精密排种器工作性能在线检测装置。

背景技术：
农业自动化技术的发展是提高农作物产量和农民收益的重要措施。精密播种技术的出现，提高了播种效率、节约了人力成本，是农业产业化发展的重要方面。精密播种机排种器的性能参数直接影响到播种的合格率，因此对其进行实时检测显得尤为重要。衡量精密排种器性能的主要指标有合格指数、重播指数、漏播指数和单位长度播种量。目前存在的检测装置所采用的方法主要可分为三类：传统采样法，图像法，光电法。传统采样法需要对下落的种群分布采样，虽然比较准确，直观，但取样不方便、效率较低，而且离线检测无时效性。图像法利用光学相机获取种子下落图像，通过对种子下落图像的详细分析，提取种子大小和种子间距信息，该方法结果也比较直观，但成本较高，光学元件容易受现场环境污染。光电法通过检测由种子下落引起的脉冲信号，提取排种器性能参数，虽然其结构简单，价格低廉，但在光敏元件覆盖不到的区域内存在检测盲区，而且透光窗口长期使用受到的污染会严重影响测量性能。

技术实现要素：
本实用新型的目的是针对现有精密排种器检测装置存在光敏元件覆盖不到的区域内存在检测盲区，而且透光窗口长期使用受到的污染会严重影响测量性能 的不足，提出一种基于静电传感器的精密排种器工作性能在线检测装置，其特征在于，所述精密排种器性能在线检测装置结构为由组成传感器探头1的N条环形金属电极嵌入精密排种器排种管的内壁上，并沿着与种子运动的垂直方向平行排列，组成环形金属电极阵列2，通过与其相连的金属接线柱7引出，再通过屏蔽线缆3和信号调理模块4相连接；信号调理模块4连接信号分析模块5，信号分析模块5接受信号调理模块4的输出信号对测量信号进行滤波与放大处理；对信号进行分析；分析结果通过显示模块6实时显示。所述静电传感器探头的主体为高机械强度的不锈钢金属材料，嵌入精密排种器排种管内，其内部几何尺寸与所嵌入的精密排种器排种管内径一致。所述环形金属电极阵列2与静电传感器探头1的主体部分通过绝缘材料8实现电气隔离；静电传感器探头1主体通过接地屏蔽外界电磁场对环形金属电极阵列2的干扰。所述组成传感器探头1的N条环形金属电极的径向厚度小于5mm、轴向宽度小于10mm；环形金属电极之间的中心距离小于50mm，相邻环形金属电极之间的距离相等或不相等；N为2-4。所述环形金属阵列2由相同或不同宽度的环形金属电极组合。本实用新型的有益效果是本装置属于非接触式在线检测，不干扰种子下落，环形传感器不存在检测盲区，且结构简单、价格低廉；可以准确、连续在线检测精密排种器的漏播、重播、播种均匀性和种子完好情况。附图说明图1为基于静电传感器的精密排种器工作性能在线检测装置结构示意图。图2a为传感器探头的纵截面图；图2b为电极处横截面图。图中：1-传感器探头；2-环形金属电极阵列；3-屏蔽线缆；4-信号调理模块； 5-信号分析模块；6-显示模块；7-金属接线柱；8-耐磨的绝缘材料。图3为精密排种器性能检测装置工作流程图。具体实施方式本实用新型提供一种基于静电传感器的精密排种器工作性能在线检测装置，下面结合附图对本发明予以说明。图1所示为基于静电传感器的精密排种器工作性能在线检测装置结构示意图。图中，所述精密排种器性能在线检测装置结构为由组成传感器探头1的N条环形金属电极嵌入精密排种器排种管的内壁上，并沿着与种子运动的垂直方向平行排列，组成环形金属电极阵列2，通过与其相连的金属接线柱7引出，再通过屏蔽线缆3和信号调理模块4相连接；信号调理模块4连接信号分析模块5，信号分析模块5接受信号调理模块4的输出信号对测量信号进行滤波与放大处理；对信号进行分析；分析结果通过显示模块6实时显示。传感器探头为具有高机械强度的不锈钢金属材料使用时嵌入精密排种器排种管，若排种管为高机械强度的不锈钢等金属材料时可通过法兰与精密排种器排种管相连，其内部几何尺寸与所嵌入的精密排种器排种管内径一致；其所包含的环形金属电极(铜、镍，不锈钢)阵列2几何尺寸一致，并沿与种子运动的垂直方向平行排列；环形金属电极阵列2与传感器探头的其它部分通过绝缘材料8实现电气隔离，同时采用金属屏蔽罩隔离外界电磁干扰；其输出信号由与其相连的金属接线柱7引出，并通过屏蔽线缆3连接到信号调理模块4；每个环形金属电极可单独测量精密播种机漏播和重播情况，多个电极组合可测量精密播种机落种均匀性；信号分析模块5通过分析落种静电信号的有无、强弱以及关联性得到精密排种器的性能参数,通过对比落种静电信号的有无可知精密排种器是否漏播；通过对比落种静电信号的强弱可知精密排种器是否重播；通过对比落种静电信号 的时间间隔可知精密排种器落种是否均匀；通过对比落种静电信号的频带宽度可知所落种子是否破损。信号分析模块5对信号进行时域和频域分析，得到精密排种器的漏播率、重播率和播种均匀性参数，利用数据融合技术得到精密排种器的播种合格率。图2a为传感器探头的纵截面图；图2b为电极处横截面图。其中，环形金属电极阵列中金属电极之间的距离L为0.2至50mm，金属电极的径向厚度为0.1至5mm、轴向宽度为0.2至10mm；静电信号通过与环形金属电极阵列2直接相连的金属接线柱7引出；环形金属电极阵列2与下落种子之间增加耐磨的绝缘材料8。图3所示为精密排种器性能检测装置工作流程图。信号分析模块5通过分析落种静电信号的有无、强弱以及关联性得到精密排种器的性能参数。通过对比落种静电信号的有无可知精密排种器是否漏播；通过对比落种静电信号的强弱可知精密排种器是否重播；通过对比落种静电信号的时间间隔可知精密排种器落种是否均匀；通过对比落种静电信号的频带宽度可知所落种子是否破损。其中漏播率、重播率和种子破损率的检测可以通过单个电极检测得出，也可通过多个电极所测参数融合得出，但播种均匀性检测需要至少两个电极所测信号运算得出。