[发明专利]具有谷物密度测量功能的谷物质量监测装置及监测方法

权利要求书

1.一种利用具有谷物密度测量功能的谷物质量监测装置进行监测的方法，具有谷物密度测量功能的谷物质量监测装置包括刮板式升运器(Ⅰ)、谷物密度测量装置(Ⅱ)和谷物收集区(Ⅲ)；

刮板式升运器(Ⅰ)位于收获机上，刮板式升运器(Ⅰ)上设置到位检测装置(2)、光电式传感器(3)和刮板计数传感器(5)；

谷物密度测量装置(Ⅱ)位于收获机上并与刮板式升运器(Ⅰ)连接；

谷物收集区(Ⅲ)位于谷物密度测量装置(Ⅱ)下方，其特征在于：包括以下步骤：

采用称重传感器测量计量筒满位时谷物的质量m，计量筒体积为定值V，得出谷物密度ρ＝m/V，根据计量筒体积V和装满计量筒转过的刮板数量N，计算出每个刮板上谷物的实际平均体积V_B，V_B＝V/N；

根据采集的光电信号与刮板提升速度，通过梯形逼近积分法得出谷物截面积S，估算出每个刮板上谷物的体积V_T，根据装满计量筒转过的刮板数量N和谷物体积估算值为V_T，得出刮板提升谷物的总估算体积V′，进而得出每个刮板上谷物的平均估算体积V_A；

设定谷物体积补偿参数k，k＝V_B/V_A，得到每个刮板上补偿后的谷物的体积V_R＝kV_T,某个时间段或某地块的谷物质量M可以计算得出：M＝m_n+ρV_R(Nz-N′)

式中m_n—n次谷物密度测量计量筒内谷物的总质量；

ρ—谷物的密度；

N_z—刮板总计数值；

N′—n次谷物密度测量时装满计量筒转过的刮板总计数值；

V_R—补偿后每个刮板上的谷物体积。

2.根据权利要求1所述利用具有谷物密度测量功能的谷物质量监测装置进行监测的方法，其特征在于：采用对射式光栅传感器自上而下扫描刮板上的谷物，当光束被谷物遮挡时开始数据采集，到位检测装置被刮板边缘的铁片触发时，数据采集停止；根据采集的光电信号与刮板提升速度可以得到谷物的平面信息，通过梯形逼近积分法得出谷物截面积S：

式中a_i—光电信号生成的一维数组a[n]值；

v—刮板运行速度；

Δt—采样时间间隔；

由于刮板上谷物的形态不规则，谷物体积估算值为V_T：V_T＝Sl

式中：S—谷物截面积；l—刮板长度。

3.根据权利要求1所述利用具有谷物密度测量功能的谷物质量监测装置进行监测的方法，其特征在于：根据刮板计数传感器(5)测得装满计量筒(6)转过的刮板数量N和谷物体积估算值为V_T，得出刮板提升谷物的总估算体积V′，V′＝V_T1+V_T2+V_T3+…+V_TN，进而得出每个刮板上谷物的平均估算体积V_A，V_A＝V′/N；

每个刮板上补偿后的谷物的体积V_R：

式中—两次谷物密度测量所得补偿参数的平均值，

V_T—谷物体积估算值。

4.根据权利要求1所述利用具有谷物密度测量功能的谷物质量监测装置进行监测的方法，其特征在于：刮板式升运器(Ⅰ)包括升运器外壳(1)、刮板(10)、传动轴(4)、输送链(11)和传动链轮(12)，传动轴(4)上设置传动链轮(12)，传动链轮(12)和输送链(11)配合，输送链(11)上均匀分布着刮板(10)，刮板(10)远离输送链(11)一侧的边缘用铁片包覆。