一种青贮饲料收获机的磁性金属检测装置及其检测方法与流程

本发明属于金属目标探测领域，特别涉及该领域中的一种青贮饲料收获机的磁性金属检测装置及其检测方法。

背景技术：

青贮饲料收获机是指由动力机械驱动，专门用于青饲料或作物秸秆收获、粉碎，并制作青贮饲料的农业机械。

在青饲料收割过程中，饲料农作物中可能存在的磁性金属物体会损伤收割机刀盘，如果磁性金属物体随同饲料一起被收割存储，则会在喂食牲畜时被牲畜摄取而危及牲畜健康。磁性金属检测装置可在饲料收割时就检测出饲料作物中的磁性金属物体，可避免收割机刀盘的损伤和牲畜误食饲料中的磁性金属异物，在畜牧业的生产过程中有积极的意义。

与国外的青贮饲料收获机相比较，国外机械的进料装置大多配备有磁性金属检测装置，在检测到磁性金属物体时，能在0.1s内实现急停，保护青贮饲料收获机内部，可大幅度提高机器可靠性，但是国内的青贮饲料收获机设备基本没有配备磁性金属检测装置。

磁性金属检测装置可以防止由于磁性物体造成的机器损坏，使工作人员专注于工作，避免由磁性物体从田间进入作物引起的机器停工利润损失，还可以减少饲料中危害牲畜健康的异物。因此研究一款磁性金属检测装置，具有重大的社会意义和经济效益。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题就是提供一种青贮饲料收获机的磁性金属检测装置及其检测方法。

本发明采用如下技术方案：

一种青贮饲料收获机的磁性金属检测装置，其改进之处在于：包括安装在进料辊内主轴上的槽型屏蔽壳，该屏蔽壳的顶部开口，在屏蔽壳开口下的槽体内安装信号处理板和具有两个端子的传感器线圈，传感器线圈的一个端子接地，另一个端子与信号处理板电连接，信号处理板则与进料辊的急停装置电连接。

进一步的，青贮饲料收获机的进料辊安装在进料口的前端，并经过退磁处理。

进一步的，屏蔽壳与主轴之间通过并排的三个锁轴固定连接。

进一步的，屏蔽壳由生铁或熟铁加工而成，侧壁厚度为10mm，底壁厚度为20mm。

进一步的，在屏蔽壳的底壁开设两个孔，其中一个孔连接电源线、地线和输出阈值开关信号线，另一个孔安装信号处理板上的电位器。

进一步的，屏蔽壳内各部件之间的间隙用环氧树脂完全填充。

进一步的，传感器线圈是缠绕在永磁铁ns极之间中间位置的单根漆包细铜丝，缠绕方向垂直于永磁铁ns极方向，线圈匝数3000-5000圈。

进一步的，传感器线圈的数量为三个，三个传感器线圈等间隔的放置在屏蔽壳槽体内，中间传感器线圈永磁铁的s极朝上，两端传感器线圈永磁铁的n极朝上，信号处理板放置在其中两个传感器线圈的中间位置。

进一步的，信号处理板内包括分别与三个传感器线圈的一个端子电连接的三个运算放大器，分别与三个运算放大器电连接的三个高通滤波器、分别与三个高通滤波器电连接的三个低通滤波器，与三个低通滤波器电连接的一个模数转换器，与模数转换器电连接的处理器，与处理器电连接的阈值开关，该阈值开关与急停装置电连接。

一种检测方法，适用于上述的青贮饲料收获机的磁性金属检测装置，其改进之处在于，包括如下步骤：在青贮饲料经进料辊进入进料口的过程中如有磁性金属通过，三个传感器线圈基于电磁感应原理会分别响应出电压信号v1，v2和v3，三个电压信号分别经信号处理板内的三个运算放大器差分放大、三个高通滤波器和三个低通滤波器滤波后，由模数转换器转换为数字检测信号送入处理器，如检测信号超过设定阈值，处理器控制阈值开关输出阈值开关信号到急停装置，使急停装置启动，停止进料辊运转。

本发明的有益效果是：

本发明所公开的检测装置，可以检测农作物饲料中是否带有磁性金属，在检测到磁性金属时输出阈值开关信号，避免损坏青贮饲料收获机的内部刀具，提高了安全；同时可以减少磁性金属异物混入农作物饲料，以免危害牲畜健康。本发明所公开的检测装置在农作物饲料收割机的金属检测方面具有广阔的应用前景。

本发明所公开的检测方法，采用电磁感应原理，基于被动接收式的磁性金属检测装置检测青贮饲料收获机进料口位置饲料作物中存在的磁性金属，检测速度快，精度高。

附图说明

图1是本发明实施例1所公开检测装置的安装位置示意图；

图2是本发明实施例1所公开检测装置沿屏蔽壳宽度方向的剖面示意图；

图3是本发明实施例1所公开检测装置沿屏蔽壳长度方向的剖面示意图；

图4是本发明实施例1所公开检测装置的俯视示意图；

图5是本发明实施例1所公开检测装置的电气连接示意图；

图6是本发明实施例1所公开检测装置中信号处理板内的电气框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1，如图1-5所示本实施例公开了一种青贮饲料收获机的磁性金属检测装置，包括安装在圆形进料辊1内主轴7上的槽型屏蔽壳4，该屏蔽壳的顶部开口，在屏蔽壳开口下的槽体内安装信号处理板9和具有两个端子的传感器线圈3，传感器线圈的一个端子接地，另一个端子与信号处理板电连接，信号处理板则与进料辊的急停装置std13电连接。在进料辊的上方还有辅助进料的预压辊16。

在本实施例中，青贮饲料收获机的进料辊安装在进料口的前端，并经过退磁处理。屏蔽壳与主轴之间通过并排的三个锁轴6固定连接。屏蔽壳由生铁或熟铁加工而成，侧壁厚度为10mm，底壁厚度为20mm。在屏蔽壳的底壁开设两个孔，其中一个孔12连接电源线、地线和输出阈值开关信号线，另一个孔11安装信号处理板上的电位器。屏蔽壳内各部件之间的间隙用环氧树脂完全填充。传感器线圈3是缠绕在永磁铁2的ns极之间中间位置的单根漆包细铜丝，缠绕方向垂直于永磁铁ns极方向，线圈匝数3000-5000圈。传感器线圈的数量为三个，三个传感器线圈等间隔的放置在屏蔽壳槽体内，中间传感器线圈永磁铁的s极朝上，两端传感器线圈永磁铁的n极朝上，以便尽量使永磁铁的磁场磁力线8集中在屏蔽壳开口处的上方。三个传感器线圈的其中一个端子连接在一起接地，另一个端子分别作为下述信号处理板内三个运算放大器各自的输入，信号处理板放置在其中两个传感器线圈的中间位置。

如图6所示，信号处理板内包括分别与三个传感器线圈的一个端子电连接的三个运算放大器17，分别与三个运算放大器电连接的三个高通滤波器hf18、分别与三个高通滤波器电连接的三个低通滤波器lf19，与三个低通滤波器电连接的一个模数转换器a/d20，与模数转换器电连接的处理器mcu21，与处理器电连接的阈值开关sw22，该阈值开关与急停装置std电连接。

本实施例还公开了一种检测方法，适用于上述的青贮饲料收获机的磁性金属检测装置，将带有检测装置的进料辊安装在青贮饲料收获机进料口14的前端，采用被动接收信号的方式检测，包括如下步骤：检测装置的信号处理板连续测量输入信号，在青贮饲料经进料辊上方流入进料口的过程中如有磁性金属通过，三个传感器线圈基于电磁感应原理会分别响应出电压信号v1，v2和v3，三个电压信号分别经信号处理板内的三个运算放大器差分放大、三个高通滤波器和三个低通滤波器滤波后，由模数转换器转换为数字检测信号送入处理器，直接由处理器做算法处理，如检测信号超过设定阈值，处理器控制阈值开关输出阈值开关信号（关闭信号）到急停装置，使急停装置启动，停止进料辊运转。