Универсальный комплекс и метод определения показателей качества дозирования пневматических высевающих аппаратов

Метод обработки регистрируемых сигналов. Применение измерительной аппаратуры и метода обработки данных. Определение показателей качества дозирования семян аппаратами точного высева. Распределение подачи семян. Регистрация количества дозирующих элементов.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 27.07.2017
Размер файла 201,2 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Универсальный комплекс и метод определения показателей качества дозирования пневматических высевающих аппаратов

А.Ю. Попов

Азово-Черноморский инженерный институт

Зерноград

Аннотация

Рассмотрен универсальный компьютеризированный комплекс для определения показателей качества дозирования семян аппаратами точного высева. Представлен метод обработки регистрируемых сигналов. Рассматриваемый комплекс, с применением измерительной аппаратуры и метод обработки данных, позволяет оценить качество работы высевающих аппаратов точного высева. В частности определять распределение подачи семян, к которому относится пропуски, одноштучные подачи, двухштучные подачи и подачи более высокого порядка. Также с помощью комплекса одновременно проводится регистрация количества дозирующих элементов и общее количество поданных семян за опыт.

Ключевые слова: высев, дозирование, датчики, регистрация, звуковая плата, сигнал, пропуск, подача, семена, высевающий аппарат.

Для исследования высевающих аппаратов в лабораторных условиях применяются различные стенды и комплексы, оснащенные измерительной аппаратурой [1,2]. Современные стенды должны отвечать последним требованиям научно-исследовательских изысканий, а именно быть универсальными, компьютеризированными, обеспечивать высокую точность полученной информации и позволять использовать различную цифровую измерительную аппаратуры [3].

Но большинство стендов [4] не позволяют определить такие качественные показатели дозирования высевающих аппаратов точного высева, как пропуски, одноштучные подачи, двухштучные подачи и тем более подачи более высокого порядка автоматически, без регистрации семян визуально или вручную. В основном, измерительные комплексы ограничиваются определением избыточного давления или вакуума в семенной камере высевающего аппарата, регулированием частоты вращения высевающего диска, а также регистрацией общего количества семян, высеянных за время проведения опыта. Регистрация и подсчет пропусков (нулевые подачи), двухштучных подач и подач семян более высокого порядка затруднена и выполняется часто вручную, а иногда и не выполняется в зависимости от целей исследования. Кроме того большинство измерительных средств трудоемкие в исполнении, дорогостоящие и не в полной мере воспроизводят реальный процесс дозировании семян высевающим аппаратом.

Поэтому разработка и обоснование методик по регистрации и оценке показателей качества дозирования семян аппаратами точного высева [5, 6] с применением цифровых средств управления и обработки информации на основе компьютерных технологий является актуальной.

В данной статье предлагается описание универсального компьютеризированного комплекса и методика оценки показателей качества дозирования высевающих аппаратов точного высева с применением звуковой платы персонального компьютера в качестве аналогово-цифрового преобразователя. Основная суть методики заключается в том, что сигналы с измерительной аппаратуры стенда записываются на персональный компьютер через звуковую плату в виде звука, с последующей обработкой полученных данных специальными программами.

Схема универсального компьютеризированного комплекса для проведения исследований пневматических высевающих аппаратов точного высева изображена на рис. 1. В рассматриваемый комплекс входят следующие устройства и оборудование: источник питания 1, пульт управления 2; электродвигатель постоянного тока 3, механическая передача 4, исследуемый пневматический высевающий аппарат 5; воздуховод 6, турбина 7, емкость для приема семян (не показано).

В состав цифровой измерительной аппаратуры комплекса входят: цифровой тахометр; манометр; пьезодатчик ударного типа 8; фотодатчик 9; ЭВМ 10 с пакетом программ "Adobe Audition 2.0" и "Frequency Counter 1.01" для обработки данных через звуковую плату (аналогово-цифровой преобразователь). Датчики 8 и 9 подключены к линейному и микрофонному входам звуковой платы компьютера. Регулировка частоты вращения высевающего диска пневматического аппарата [7, 8, 9] производится с помощью пульта управления 2 универсального компьютеризированного стенда путем изменения частоты вращения электродвигателя постоянного тока 3. Необходимый уровень избыточного давления воздуха в семенной камере аппарата 5 устанавливается при помощи дроссельной заслонкой турбины 7.

Рис. 1. - Схема универсального компьютеризированного комплекса

В рассматриваемом исследовательском комплексе звуковая карта вместе с установленным на персональном компьютере специализированным пакетом программ исполняет роль аналогово-цифрового преобразователя. Так как обычная звуковая плата способна воспринимать и преобразовывать электрический сигнал сложной формы в пределах звуковой частоты и амплитудой до 2В в цифровую форму с линейного входа или же с микрофона. Причем сигнал с датчиков записывается в виде звукового файла, а затем обрабатывается звуковыми программами.

Для регистрации высеваемых семян применяется пьезометрический датчик, который устанавливается в зоне сброса семян в сошник. Во время эксперимента, выпавшие семена ударяются о пьезодатчик и отскакивают в емкость для приема семян. При этом от удара семени в пьезоэлементе датчика генерируется электрический сигнал, который поступает на линейный вход звуковой карты. Далее сигналы с пьезодатчика отображаются в волновом виде в нижней части окна программы. Общий вид программы Adobe Audition 2 с фрагментом записи сигналов приведен на рис. 2, из которого видно, что программа Adobe Audition 2 позволяет определять кроме количества ударов семян еще и временной промежуток между ними с достаточно высокой точностью. При этом разница амплитуд сигналов объясняется разностью масс семян, сгенерировавших их.

Рис. 2. - Общий вид программы Adobe Audition 2 с записью сигналов

Наряду с сигналами пьезодатчика, на микрофонный вход звуковой карты компьютера поступают сигналы с фотодатчика, который устанавливается в нижней части пневматического аппарата, напротив отверстий высевающего диска. Сигнал от фотодатчика также обрабатывается программой Adobe Audition 2 и отображается в волновой форме в верхней части окна программы (рис. 2). Полученные данные сохраняются программой Adobe Audition 2 в виде мультисессии в звуковом файле. При помощи встроенных программных средств Adobe Audition 2 производится подсчет общего количества ячеек, зарегистрированных за опыт и общее количество семян [10]. обработка регистрируемый сигнал высев

Для определения общего количества ячеек необходимо выбрать дорожку с сигналами фотодатчика и перейти в режим "мастеринг и анализ". Выделив нужный участок записи, при помощи автометок, определяются пики, которые соответствуют сигналам фотодатчика. Все автометки пронумеровываются программой и выводятся на экран монитора. Аналогично определяем общее количество поданных семян за эксперимент.

Тем самым, зная количество высеянных семян и всех ячеек за опыт, определяем среднюю подачу исследуемым аппаратом по формуле

(1)

где М - средняя подача семян исследуемым аппаратом, шт.; mc - количество семян поданных высевающим аппаратом за опыт, шт.; N - количество дозирующих элементов высевающего диска за опыт, шт.

Так как компьютер регистрирует сигналы с фотодатчика и пьезодатчика одновременно, то это позволяет проводить подсчет двойных, тройных подач семян и подач более высокого порядка, путем сравнения дорожек с сигналами пьезодатчика и фотодатчика. Так из рис. 3 видно, что одноштучная подача определяется совпадением сигналов от фотодатчика и пьезодатчика в верхней и нижней дорожках. Если на сигнал фотодатчика отсутствует сигнал пьезодатчика, то это означает пропуск. Если же на сигнал фотодатчика в программе имеется два сигнала от пьезодатчика, то это двойная подача. Соответственно определяются тройные подачи и выше.

Для определения достоверности результатов, полученных с помощью предлагаемого универсального комплекса на различных нормах высева семян, проводилось сравнение с данными, полученными визуально и методом скоростной видеосъемки. Сравнительные испытания проводились на семенах кукурузы. Норма высева варьировалась в пределах от 1 до 6 шт/м. Повторность опытов трехкратная по 400 подач в каждой повторности. Точность опытов, т.е. относительная ошибка показателей подачи семян составила от 1,12 до 1,57%. Статистический анализ опытных данных показывает, что отклонение частости нулевых подач на всем диапазоне изменения нормы высева семян отсутствует, а отклонение остальных показателей качества дозирования (частость двухштучных подач, средняя подача семян, среднеквадратическое отклонение и коэффициент вариации подачи семян) полученных с помощью рассматриваемого метода от данных определенных вручную не превышает 0,4%, что входит в статистическую погрешность опыта, а значит, могут приниматься достоверными.

Рис. 3. - Определение подачи семян высевающим аппаратом

Таким образом, представленный универсальный комплекс и методика обработки данных позволяет оценивать показатели качества дозирования высевающих аппаратов точного высева с одновременной регистрацией количества дозирующих элементов и общего количества поданных семян за опыт посредством использования звуковой карты персонального компьютера в качестве аналогово-цифрового преобразователя.

Литература

1. Киреев И.М, Коваль З.М. Устройство для оценки неравномерности высева семян // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2011. №1. С. 32-34.

2. Lan, Y., M.F. Kocher and J.A. Smith, 1999. Opto-electronic sensor system for laboratory measurement of planter seed spacing with small seeds. Journal of Agricultural Engineering Research, 72(2): pp. 119-127.

3. Zhan, Zh., L. Yaoming, Ch. Jin and X. Lizhang, 2010. Numerical analysis and laboratory testing of seed spacing uniformity performance for vacuum-cylinder precision seeder. Biosystems Engineering, 106(4): pp. 344-351.

4. Karayel, D., M. Wiesehoff, A. Цzmerzi and J. Mьller, 2006. Laboratory measurement of seed drill seed spacing and velocity of fall of seeds using high-speed camera system. Computers and Electronics in Agriculture, 50(2): pp. 89-96.

5. Попов А.Ю. К теории выноса семян дозирующим элементом высевающего аппарата избыточного давления из общей массы // Вестник ДГТУ. Спецвыпуск. Технические науки. Часть I.. 2009. №Том 9. С. 108-116.

6. Попов А.Ю., Казачков И.А. К теории дозирования семян пневматическим высевающим аппаратом избыточного давления // Инженерный вестник Дона, 2014, №2 URL: ivdon.ru/magazine/archive/n2y2014/2345/.

7. Попов А.Ю. Элементы теории пневматического высевающего аппарата избыточного давления // Вестник аграрной науки Дона. 2009. №1. С. 22-28.

8. Попов А.Ю. Подача семян кукурузы пневматическим высевающим аппаратом избыточного давления // Вестник аграрной науки Дона. 2009. №2. С. 48-53.

9. Казачков И.А., Попов А.Ю. Взаимодействие частиц минеральных удобрений с криволинейными лопатками вертикального ротора // Инженерный вестник Дона. 2014. №2 URL: ivdon.ru/magazine/archive/n2y2014/2349/.

10. Попов А.Ю. Обоснование параметров пневматического аппарата избыточного давления для высева семян кукурузы: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.01. Зерноград, 2009. 167 с.

References

1. Ivanov Kireev I.M, Koval' Z.M. Sel'skokhozyaystvennye mashiny i tekhnologii. 2011. №1. pp. 32-34.

2. Lan, Y., M.F. Kocher and J.A. Smith, 1999. Opto-electronic sensor system for laboratory measurement of planter seed spacing with small seeds. Journal of Agricultural Engineering Research, 72(2): pp. 119-127.

3. Zhan, Zh., L. Yaoming, Ch. Jin and X. Lizhang, 2010. Numerical analysis and laboratory testing of seed spacing uniformity performance for vacuum-cylinder precision seeder. Biosystems Engineering, 106(4): pp. 344-351.

4. Karayel, D., M. Wiesehoff, A. Цzmerzi and J. Mьller, 2006. Laboratory measurement of seed drill seed spacing and velocity of fall of seeds using high-speed camera system. Computers and Electronics in Agriculture, 50(2): pp. 89-96.

5. Popov A.Yu. Vestnik DGTU. Spetsvypusk. Tekhnicheskie nauki. Chast' I.. 2009. №Tom 9. pp. 108-116.

6. Popov A.Yu., Kazachkov I.A. Inћenernyj vestnik Dona (Rus), 2014, №2 URL: ivdon.ru/magazine/archive/n2y2014/2345/.

7. Popov A.Yu. Vestnik agrarnoy nauki Dona, 2009. №1. pp. 22-28.

8. Popov A.Yu. Vestnik agrarnoy nauki Dona, 2009. №2. pp. 48-53.

9. Kazachkov I.A., Popov A.Yu. Inћenernyj vestnik Dona (Rus). 2014. №2 URL: ivdon.ru/magazine/archive/n2y2014/2349/.

10. Popov A.Yu. Obosnovanie parametrov pnevmaticheskogo apparata izbytochnogo davleniya dlya vyseva semyan kukuruzy [Substantiation of parametres of the pneumatic apparatus of an overpressure for seeding of seeds of corn]: dis. ... kand. tekhn. nauk: 05.20.01. Zernograd, 2009. 167 p.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Морфологические признаки, посевные качества семян. Показатели качества семян. Жизнеспособность семян. Зараженность семян болезнями. Формирование, налив, созревание семян. Образование и формирование семян. Покой, долговечность и прорастание семян.

    реферат [27,1 K], добавлен 21.09.2008

  • Исследования и реализация фактора качества семян для повышения продуктивности фабричной сахарной свеклы и интенсификации свекловодства. Требования к основным показателям качества семян сахарной свеклы и создание условий для улучшения этих показателей.

    реферат [23,2 K], добавлен 20.02.2008

  • Сведения о регионе возделывания зерна (Алтайский край). Показатели качества партий зерна и семян. Формирование партий зерна с учетом его качества. Поточная линия обработки зерна. Технология послеуборочной обработки зерна (семян). Сушка зерновых масс.

    курсовая работа [67,8 K], добавлен 27.11.2012

  • Морфо-биологическая характеристика яровой твердой пшеницы и ее семян. Полевая апробация как метод сортового контроля в семеноводстве. Показатели посевных качеств семян культуры, их значение, методика и техника их определения. Расчет нормы их высева.

    курсовая работа [74,3 K], добавлен 10.12.2015

  • Технология послеуборочной обработки зерна (семян) в хозяйстве. Оптимальный режим работы зерноочистительных машин и сушилок, контроль за процессом очистки и сушки. Активное вентилирование зерна и семян. Оценка качества работы механизированного тока.

    курсовая работа [78,0 K], добавлен 11.08.2008

  • Применение средств комплексной механизации сбора и обработки плодов и семян лиственных пород, выращивания саженцев, создания лесных культур на горных склонах. Расчёт технико-экономических показателей при использовании систем машин на санитарных рубках.

    курсовая работа [75,3 K], добавлен 13.05.2012

  • Влияние предпосевной обработки семян микробиологическими фунгицидами (Ризоплан, Алирин, Бинорам) на величину урожая и качество зерна яровой пшеницы. Фенологические и фитопатологические наблюдения. Динамика элементов питания в почве и ее влажности.

    дипломная работа [236,2 K], добавлен 01.10.2015

  • Описание почв и агроклиматические условия аграрного предприятия. Размещение культур в севообороте и система обработки почвы, расчет норм удобрений. Сорта и посевные качества семян, подготовка семян к посеву. Обоснование сроков и способов уборки.

    курсовая работа [568,8 K], добавлен 28.10.2015

  • Исследование и оценка влияния химических веществ, электромагнитной (биофизической) и лазерной обработки на процесс роста и развития растений. Особенности анализа и изучения всхожести семян ячменя в зависимости от степени и характера их облучения лазером.

    курсовая работа [40,8 K], добавлен 14.06.2014

  • Характерные особенности райграса однолетнего, его темпы развития, физические и физиологические свойства, а также особенности выбора и обработки почвы, подготовка семян к посеву. Характеристика уборки, хранения семян, послеуборочной обработки продукции.

    курсовая работа [33,1 K], добавлен 11.12.2009

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.