Обзор применяемых первичных преобразователей в системах контроля высева семян пропашных сеялок

Зубрилина Е.М.; Маркво И.А.; Минеев А.А.; Новиков В.И.; Тимолянов К.А.

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 03-2/2017 ISSN 2410-700Х_

университета. Серия: Техника и технологии. 2014. Т. 7. № 8. С. 886-893.

4. Zadeh L., Bellman R. Decision-making in a fuzzy environment. - Management Science, vol.17. No. 4, 1970.

5. Буштрук Т.Н., Буштрук А.Д., Евдокимов И.В. Метод идентификации моделей фильтр Заде//Современные информационные технологии. 2004. № S1. C. 122-125.

6. Евдокимов И.В. Сумма гармонических сигналов с постоянной составляющей как тестирующее воздействие в одном методе активной идентификации//Труды Братского государственного университета. Серия: Естественные и инженерные науки. 2005. Т. 1. С. 39-41.

7. Евдокимов И.В. Разработка метода идентификации фильтра Заде при использовании суммы гармонических сигналов//автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Иркутский государственный университет путей сообщения. Иркутск, 2004.

8. Сидоров Д. Н. Интегральные динамические модели: приближенные методы и приложения: Автореф. дис. д-ра физ.-мат. наук: 05.13.18; [Место защиты: Иркутский гос. университет]. — И., 2014. — 32 с.

9. Коплярова Н. В. Алгоритм идентификации систем класса Винера. - Красноярск: Вестник СибГАУ. 2014. Вып. 5(57). С. 67-77.

10.Ильюшин И.А., Евдокимов И.В. Программное обеспечение идентификации экономических нелинейных динамических систем в классе блочно-ориентированных моделей//Современные информационные технологии. - 2016. - № 23 (23). С. 21-24.

11.Пащенко А. Ф. Моделирование нелинейных систем Винера-Гаммерштейна. - Москва, Институт проблем управления РАН.

12.Труды М.К. Идентификация систем и задачи управления. - Москва, 2003. - 2706 с.

13.Ярцев А. В. Об управление угловым отклонением рамок электромеханической системы посредством ПД-регулятора. - Ростов-на-Дону: Известия Южного федерального университета. Технические науки. 2015. Вып. 4(165). С. 139-149.

14.Колемаев, В. А. Экономико-математическое моделирование. Моделирование макроэкономических процессов и систем: учебник для вузов. - М.: ЮНИТИ-ДАНА. 2005. 295 с.

15.Колемаев, В. А. Математическая экономика: учебник для вузов. - М.: ЮНИТИ-ДАНА. 2002. 399 с.

16.Евдокимов И.В. Процедура идентификации как этап создания систем управления и принятия решений/Проблемы социально-экономического развития Сибири. 2012. № 4. С. 14-18.

УДК 631.331.54

Е. М. Зубрилина, канд.техн.наук, доцент ДГТУ И. А. Маркво, старший преподаватель ДГТУ А.А. Минеев, магистрант ДГТУ В.И. Новиков, студент ДГТУ К.А. Тимолянов, ассистент ДГТУ г. Ростов-на-Дону, РФ e-mail: Q-factor2017@yandex.ru

ОБЗОР ПРИМЕНЯЕМЫХ ПЕРВИЧНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ В СИСТЕМАХ КОНТРОЛЯ ВЫСЕВА СЕМЯН ПРОПАШНЫХ СЕЯЛОК

Аннотация

В статье представлен обзор и анализ датчиков контроля высева посевного материала в системе сеялки точного посева. Описаны преимущества и недостатки датчиков скорости высева и наличия зёрен в высевающем канале при использовании их в сеялках точного высева. Рассмотрен принцип работы каждого

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 03-2/2017 ISSN 2410-700Х_

вида датчика. Приведены виды датчиков контроля высева применяемые на данный момент в отечественном и зарубежном производстве.

Ключевые слова

Сеялка точного высева, датчик пролета семян, электромеханические, пьезокристаллические,

емкостные, оптические, акустические датчики.

Увеличение объёма урожая возможно двумя способами: интенсификацией (повышением удельного собираемого урожая) и экстенсификацией сбора (расширением посевных площадей). Если второй способ является затратным, и в европейских странах уже исчерпавшим себя, то первый всегда является актуальным и требует постоянного совершенствования технических средств [1].

Системы контроля высева семян активно развиваются [2], внедрение подобных систем позволяет равномерно распределить семена по площади поля, сократить сроки посева и исключить перерасход семян.

Одним из ключевых элементов сеялки точного высева является электронный модуль управления системой высева [3]. Модуль включает в себя совокупность датчиков (первичных преобразователей), управляющий процессор, блок управления приводами рабочих органов сеялки. Особый интерес вызывают первичные преобразователи, необходимые для получения оперативных данных о скоростях движения сеялки, наличии семенного материала скорости его движения в высевающем канале.

Целью работы является обзор и анализ датчиков контроля высева посевного материала в системе сеялки точного посева.

Существует множество датчиков скорости высева, наличия зёрен в высевающем канале, работающих на разных принципах. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки при использовании в системе сеялки точного высева.

По принципу действия можно выделить следующие первичные преобразователи наличия и движения объектов: емкостные, оптические, акустические, пьезокристаллические, электромеханические датчики высева.

Электромеханические датчики высева. Принцип действия электромеханического датчика заключается в механическом контакте семени с чувствительной пластиной датчика, которая в свою очередь снабжена электрическими контактами [4]. Недостатками датчика является малая надежность и забивание сыпучим материалом контактов, а также повреждение сыпучего материала при соударении с пластиной.

Пьезокристаллические (кварцевые) датчики контроля высева. Одной из разновидностей электромеханических датчиков являются пьезокристаллические, принцип действия которых основан на соударении высевного материала с пьезокристаллом. Импульс силы при ударе семян о контактную площадку должен быть достаточным для возникающего в дальнейшем электрическом напряжении [5]. После отражения от контактной площадки семена должны захватываться воздушным потоком так, чтобы был исключен повторный удар. Недостатком данного типа датчика является то, что семена при ударе могут повреждаться; не все семена создают достаточный для срабатывания датчика момент импульса (при движении по касательной).

Оптические (фотодатчики, фотоэлектрические) датчики высева. Основной особенностью данных датчиков является изменение выходных характеристик под воздействием электромагнитного излучения в видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах [6]. Наибольшее распространение оптические датчики получили в системах промышленного зрения. По принципу работы оптических датчиков выделяют три группы: датчики барьерного типа, рефлекторного типа, диффузного типа. Однако использование оптических датчиков для контроля пролета семян затруднено, в связи с тем, что посевной материал не является полностью чистым, что вскоре приводит к загрязнению и износу чувствительных поверхностей датчиков и невозможности зафиксировать движение. Известен способ снижения влияния засорения оптического датчика и повышения времени его наработки до чистки, путем контроля тока излучателя. В системе высева семян SeedEye от производителя Väderstad, для фиксации пролета используются оптические транзисторы, чувствительные к инфракрасному спектру, рисунок 1.

Рисунок 1 - Оптический датчик пролета семян SeedEye

Оптические датчики высева применяются в пневматических посевных комплексах сплошного высева Horsch Pronto DC, Horsch Агро-Союз, Amazone Citan, а также в сеялках точного высева John Deere DB, John Deere 1700.

Емкостные датчики. Принцип действия емкостных датчиков основан на изменении реактивного сопротивления конденсатора при перемещении семени между его обкладками, рисунок 2. Основной областью применения ёмкостных датчиков является обнаружение, подсчет и позиционирование металлических и неметаллических объектов, а также контроль уровня жидкости и сыпучих веществ в бункерах. Основным недостатком емкостных датчиков является сильное влияние внешних электромагнитных полей, а также особые требования к каналу сеялки.

Рисунок 2 - Емкостной датчик системы контроля высева «Факт»

Емкостные датчики применяются в механических посевных комплексах рядового посева: Great Plaints 3S-4000 HDM, Ника-4 (Велес-Агро), в сеялках точного высева СУПН 8, СПМ-8 Велес АГРО, VESTA 8 profi, в системах контроля высева «Дарина-У», «ЛЕММА», «Нива 23» и других.

Акустические датчики. Известны несколько типов акустических датчиков: встраиваемых внутрь высевающего канала (принцип действия основан на регистрации звукоприемником искажения от источника звуковых волн при прохождении сыпучего материала через датчик) навесные конструкции, и устанавливаемые сверху высевающего канала, например, датчик ДП-5, используемые в системе контроля высева СКИФ-30 [7], «Арыш-РК М» [8]. К недостаткам первого типа акустического датчика можно отнести образование запоров в высевающем канале, за счет частичного перекрытия пути движения семян чувствительными элементами датчика. В качестве чувствительных элементов в акустических датчиках используется пьезоэлектрическая пластина.

Рисунок 3 - Акустический датчик «ДПП» системы контроля высева «СКИФ»

Датчики улавливают шум, создаваемый при соударении посевного материала со стенками высевающего канала. Основным достоинством акустического датчика второго типа является, то, что датчик устанавливается накладным способом монтажа и исключается возможность разреза семяпровода; не имеет контакта с потоком посевного материала.

Обзор и анализ датчиков контроля высева выявил, что на данный момент в отечественной промышленности используются и применяются емкостные и акустические датчики. В зарубежной промышленности - оптические и емкостные датчики.

Наиболее, перспективными для дальнейшего исследования и применения являются акустические датчики, обладающие простотой конструкции и высокой надежностью. Список использованной литературы:

1. Бородаева, М.Г. Тенденции качественного развития сеялок точного высева в условиях конкурентоспособного импортозамещения [Текст] / Бородаева М.Г., Зубрилина Е.М., Каргина А.В., Маркво И.А., Пастухов А.Г. // В сборнике: Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного машиностроения: сб. ст.10-й межд-ой науч.-практич. конф. в рамках 20-й межд-ой агропром. выст. «Интерагромаш-2017», Ростов/Дон, 2017. - С. 153-154.

2. Зубрилина, Е.М. К вопросу автоматизации контроля процесса высева пропашных культур [Текст] / Зубрилина Е.М., Маркво И.А., Минеев А.А., Новиков В.И. // В сборнике: Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного машиностроения: сб. ст.10-й межд-ой науч.-практич. конф. в рамках 20-й межд-ой агропром. выст. «Интерагромаш-2017», Ростов/Дон, 2017. - С. 157-158.

3. Каргина, А.В. К вопросу импортозамещения и разработки инновационной сеялки точного высева [Текст] / Каргина А.В., Бородаева М.Г., Набокина М.А., Зубрилина Е.М., Маркво И.А. // Качество продукции: контроль, управление, повышение, планирование: сборник научных трудов Международной молодежной научно-практической конференции, Курск: Из-во ЗАО «Университетская книга», 2016. - Т. 1. - С. 331-334.

4. Кондрашов, В. Ф. Автоматизация технологических процессов сельскохозяйственного производства: учебное пособие / В.Ф. Кондрашов. - Петрозаводск : Изд-во ПетрГУ, 2008. - 48 с.

5. Устройство с пьезокристаллическим датчиком для контроля высева семян. Пат. 47163 Российская Федерация, (51) МПК A01C 7/00 (2000.01). Заявитель и патентообладатель РосНИИТиМ. - № 2005105889/22; заявл. 02.03.2005; опубл. 27.08.2005, Бюл. №24.

6. Зубрилина, Е.М. Способ измерения скорости семян в пневматических сеялках с семяпроводамие [Текст] / Е.М. Зубрилина, И.А. Маркво, М.А. Набокина // Современный научный вестник. - 2016. - Т. 8. - №2. - С. 10-12.

7. Универсальное устройство контроля работы сеялки. Пат. 98082 Российская Федерация, (51) МПК A01C 7/10 (2006.01). Заявитель и патентообладатель Богословский В. А. - № 2010120950/21; заявл. 24.05.2010; опубл. 10.10.2010, Бюл. №28.

8. Система контроля высева «Арыш». - Технические характеристики. - Режим доступа: http://www.skv-arish.ru/index.php?path=main4 (дата обращения 20.03.2017).

УДК 004,4:371.322

Иванов А.С., Дьяконов Н.А.

студенты МГТУ им. Носова г. Магнитогорск, РФ

О ТРЕБОВАНИЯХ К ФОТОГРАФИИ В ПОРТФОЛИО СТУДЕНТА

Аннотация

Электронное портфолио является важной частью в организации деятельности студентов. Одной из

Текст научной работы на тему «Обзор применяемых первичных преобразователей в системах контроля высева семян пропашных сеялок»