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联合收割机是农业生产活动中使用最为广泛的大型农业装备,其结构复杂,零部件多,在现代农业领域扮演非常重要的角色。随着农业机械的快速发展,联合收割机也趋于智能化,高性能化。在联合收割机的性能指标中,清选损失是影响其工作质量和效率的重要因素。目前,国内还没有能够实时在线监测清选损失量且实用性较好的的研究成果。随着传感器技术、检测技术等电子信息技术在农业装备领域的广泛应用,增强联合收割机的高科技含量,提升其整机性能成为研究的热点。实现清选损失的智能监测也成了人们关注的焦点。
本文分析了国内外在联合收割机清选损失监测方面的研究现状,对现有的研究成果进行了分析介绍。在前人研究经验基础上,本文针对背景信号强干扰、传感器检测精度和可靠性不高的问题,利用信号补偿原理,研制了联合收割机清选损失监测装置。
本文对收割机机组、茎秆颖壳和谷粒损失信号特征进行了细致研究,采用压电传感器作为转换元件,获取谷粒损失信号,选用奥氏体不锈钢钢板作为弹性元件。利用带通电荷放大电路选择性的放大处理激励信号,运用信号补偿原理,设计了“对称传感器结构",通过信号补偿达到降低干扰信号的强度的目的,提高了谷粒损失信号的识别和提取的能力。根据收割机机组振动信号、谷粒和茎秆敲击检测传感器响应信号的差异,设计采用滤波电路消除茎秆和碎草的影响。根据谷粒、茎秆和振动信号幅值的差异,设定幅值比较电压,最后由单片机监控单元实时监测计数。
对本文研制的清选损失监测装置进行了实验室试验和田间试验。从试验结果看,监测系统具备了较高精度在线测量清选损失的能力,整个系统基本达到了实际应用的目标。该研究成果还顺利通过了相关部门技术鉴定和专家组课题验收。