[发明专利]一种联合收割机谷物损失空间分布的测量方法及其装置

说明书

技术领域

本发明为精准农业机械装备在线检测技术领域，涉及一种联合收割机的智能检测设备，尤其涉及一种联合收割机谷物损失分布的测量方法及其测量装置。

背景技术

联合收割机在田间作业时，不可避免的会产生各种粮食损失。而联合收割机使用要求中的一个重要原则是在保证粮食损失最小的情况下，提高机具前进速度，从而最大程度发挥联合收割机的生产效率。为了测定谷物损失，目前国内通常采用人工观察地上籽粒的方法来判断，或者采用人工的方法，将通过分离机构的排出物、通过清选机构的排出物以及经由籽粒升运器进入粮仓的籽粒等全部脱出物，分别收集起来，经过处理、分类、称重，然后再计算得出损失量，上述的人工方法不仅不能连续测定，而且劳动量很大，不能很好地为驾驶员提供及时、有效的损失监测信息且得出的损失率受客观因素影响而不够精准。

目前国内也出现了采用安装谷物损失传感器来测量联合收割机的谷物损失，是在联合收割机的分离机构和清选机构的尾部安装传感器，但这种方式也只是测量谷物损失的绝对值，不能实现实时监测。而相应于联合收割机采用传感器来测量谷物损失也出现了针对提高谷物损失传感器的测试精度而试验研究的论文，如《农机化研究》2007年第10期刊登了“联合收割机谷物损失传感器试验研究”一文就揭示了对谷物损失传感器结构改进方案，用以提高联合收割机的谷物损失传感器的测试度。

中国专利200510018095.0也揭示了一种“联合收割机随机损失率实时监测方法”该发明揭示的联合收割机随机损失率实时监测方法是采用在联合收割机工作部件的相应位置安装喂入量传感器、籽粒收获量传感器、籽粒损失传感器，采集联合收割机的随机喂入量、籽粒收获量、籽粒损失量信号；将信号放大、调理、转换传输给计算机；计算机进行分析和处理，得出联合收割机的喂入量、草谷比、分离损失率、清选损失率和总损失率结果；通过显示装置显示。该方法对多个位置设置的传感器进行信号采集处理，较为繁琐。

国外联合收割机上所安装的粮食损失传感器通常是在一块长方形或圆形铁板中心位置上安装一片压电陶瓷，当谷粒下落撞击传感器铁板时，铁板产生机械振动，经压电陶瓷转变为相应的电脉冲信号，对信号进行鉴别处理，从而得到籽粒量。上述方法一方面限于敏感材料的类型而不能大幅提高所测撞击频率的上限，从而降低测量精度，另一方面只能得到传感器测量范围内的籽粒损失总量，而无法获得测量区域内的损失空间分布状况。因此，籽粒损失的空间分布对于监测联合收割机工作性能具有重要意义。

如何解决联合收割机谷物损失在线测量问题是联合收割机监控的重要方面之一，对于提高联合收割机收获作业的质量和效率具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种针对联合收割机谷物损失测量，提出的空间分布的谷物损失测量方法及装置，以实现谷物损失的实时定量监测，为联合收割机的各类谷物损失测量提供有利支持。

为了实现上述目的，本发明提供了一种联合收割机谷物损失空间分布的测量方法，包括：

步骤一，提供阵列式传感器并安装于联合收割机所需测量损失的对应位置，将包含籽粒、短茎秆和轻杂余的物料对阵列式传感器的表面冲击力转换为电信号；

步骤二，提供信号调理电路，实时处理阵列式传感器提供的信号，将籽粒与其他物料信号区分、脉冲计数；

步骤三，提供单片机处理器，根据所述脉冲计数的数值计算阵列式传感器的各阵列单元的损失量，并结合阵列式传感器的单元尺寸及分布信息，计算谷物损失的空间分布信息；

步骤四，提供显示装置通过串行接口接收谷物损失空间分布信息，并实时显示。

上述的联合收割机谷物损失空间分布的测量方法，其中，所述步骤二中提供的信号调理电路包括：电荷转换放大模块、鉴频滤波模块、脉冲整形模块、高速计数模块，所述电荷转换放大模块连接阵列式传感器和鉴频滤波模块，用于将阵列式传感器产生的电荷信号转换放大为电压信号，所述鉴频滤波模块连接电荷转换放大模块和脉冲整形模块，用于提取籽粒、短茎秆和轻杂余信号的特征，根据这些信号特征不同，滤除短茎秆和轻杂余信号，保留籽粒信号，所述脉冲整形模块连接鉴频滤波和高速计数模块，用于将分辨出的籽粒信号整形为标准方波信号，所述高速计数模块连接脉冲整形模块，用于对整形输出的标准方波信号的计数。

上述的联合收割机谷物损失空间分布的测量方法，其中，所述阵列式传感器的安装为与水平呈一定角度。

上述的联合收割机谷物损失空间分布的测量方法，其中，所述阵列式传感器的阵列单元为采用聚偏二氟乙烯压电薄膜构成敏感元件。