青饲机收获中金属异物检测系统研发
发布时间：2020-03-28 02:40
【摘要】：青饲机在青饲料收获过程中,经常会出现金属异物损坏切碎切刀,影响机械使用寿命,降低收获效率等情况,而且在已收获的青储饲料中夹杂的金属异物易损伤食草兽类肠胃,因此,国外先进青饲料收获机一般均配有金属检测装置,但其价格相对比较昂贵。目前国内在该领域尚处于起步阶段,没有成熟的商业化产品。针对上述问题,本文在分析对比了金属检测常用方法的基础上,设计了青饲机金属检测系统,并进行了台架试验。主要研究内容如下:1.金属检测原理分析与检测电路设计。依据电磁感应与涡流效应原理,分析对比了差拍式、自激振荡式、耗能式和平衡式四种检测方案的优缺点,最终确定使用改进的自激振荡式金属检测方案。采用模块化设计方法,设计了检测线圈模块、LDC检测模块、控制及传输模块、电源模块。选用STM32F103系列芯片作为主要控制芯片,VP230作为CAN传输模块收发器,电感检测芯片LDC1000作为线圈数据采集芯片,在主控单元协调下将LDC检测模块检测的数据通过CAN收发器发送给上位机。2.金属传感装置结构设计。基于青饲机滚筒结构以及安全检测距离的要求,设计了检测线圈位置、数量、尺寸、缠绕方式以及传感器机械结构,其中,在检测线圈内部增加了强磁结构,有效地提高了检测距离和检测精度。3.软件系统设计。下位机软件实现了 LDC检测模块数字信号转换、主控单元的数字滤波处理与CAN通信的数据实时传输,其中数字滤波选用具有抗外部振动干扰、无延时等特点的卡尔曼滤波算法,提高了青饲机金属探测系统的检测灵敏度和准确性。基于LabVIEW设计了金属检测系统的上位机软件,驾驶员可根据实时报警信息进行金属异物处理。4.金属检测系统模拟实验台搭建与实验验证。搭建了模拟秸秆喂入的金属检测系统模拟实验台,其包括机架、不锈钢喂入滚筒、传送装置与转速调控装置。在实验台上进行了检测灵敏度、预警准确度、反应时间等大量验证实验,实验结果表明该系统在最大安全检测距离为100mm(安全传输时间为0.23s)的前提下,对金属铁丝的检测极限为直径0.6mm,长度12mm,报警准确率达90%,系统反应时间为0.16s,短于安全传输时间,满足青饲机金属检测预警的要求。
【图文】：
达国家引进过先进的金属检测装置，经过技术追踪和研发，在探测精度、灵敏度等方面得到了很逡逑大的发展，但在探索检测方法和原理方面还存在一定的差距目前，国内金属探测器在安检、逡逑军事、地质勘察等各行业中均得到广泛应用，如图１－３所示。在军事方面，金属探测常用来探测逡逑金属地雷，例如在我国中越边境地带仍然有常年使用金属探测器进行排雷任务的专业排：部队：逡逑在考古方面，考古队员可以探测古墓中的金属制品，例如墓葬中的金银制品、首饰、钱币等；在逡逑工程勘察方面，施工人员应用金属探测T 有效地检测到地下的金Ｍ管道和线缆，＂Ｈｉ＇效地预防管逡逑道、电缆被挖断等情况；在工业领域，可用来检测自动传送生产加工线丨：的金；，＿４杂物，以防止金逡逑属异物混入生产物料之中，从而影响工、丨ｋ制品的品质，其？中Ｍ常见的！川行业为玻璃生产、水泥逡逑生产、煤炭加工等；在教育领域，金属探测生要作为Ｗ少年国防教育和科普的工具：在公共场所，逡逑金属检测主要用于安保工作，，如机场和乍站等进站安检丨＇邋ｊ，邋＂Ｊ
在农业青储饲料收获中，国外研发的自走式青贮饲料收获机均配有先进的金属探测、籽粒破逡逑碎和智能控制系统。例如，德国ＣＬＡＡＳ公司的８３０－９５０系列自走式青贮饲料收获销往世界＆地逡逑机，其销售额占全球总销售额的５０％以上，如图１－４所示。Ｎｅｗ邋Ｈｏｌｌａｎｄ的ＦＲ系列青贮饲料收逡逑获机，割台自主独立研发，性价比较氋【ＩＱ］。美国Ｊｏｈｎ邋Ｄｅｅｒｅ公司的青贮饲料收获机切割ｆ台配备逡逑了德国Ｋｅｍｐｅｒ公司的玉米Ｗ别台，ｊ丨V打Ｄ动Ａ＇度控制系统，T 以在斜坡或的地面条件逡逑下工作。德国Ｋｒｏｎｅ邋ＢＩＧＸ邋１１００型收获机配备了大功率发动机和宽幅割台，集石头监测、金属探逡逑测、自动磨刀、切段长度Ｕ调和籽粒破碎等功能？？分，如图１－５所小，代表了抨贮饲料收获机逡逑的最高技术水平和未O喎⒄骨魇疲郏梗薄６砺匏埂⒍泛徒信罚渭业模沃橇鲜栈窕际跛较喽越襄义系停钐ㄊ栈袼鹗Ы洗螅械兑姿鸹担保鹤骺煽啃杂写岣撸鄹裣喽员阋恕ｅ义希冲义
本文编号：2603795
【图文】：
达国家引进过先进的金属检测装置，经过技术追踪和研发，在探测精度、灵敏度等方面得到了很逡逑大的发展，但在探索检测方法和原理方面还存在一定的差距目前，国内金属探测器在安检、逡逑军事、地质勘察等各行业中均得到广泛应用，如图１－３所示。在军事方面，金属探测常用来探测逡逑金属地雷，例如在我国中越边境地带仍然有常年使用金属探测器进行排雷任务的专业排：部队：逡逑在考古方面，考古队员可以探测古墓中的金属制品，例如墓葬中的金银制品、首饰、钱币等；在逡逑工程勘察方面，施工人员应用金属探测T 有效地检测到地下的金Ｍ管道和线缆，＂Ｈｉ＇效地预防管逡逑道、电缆被挖断等情况；在工业领域，可用来检测自动传送生产加工线丨：的金；，＿４杂物，以防止金逡逑属异物混入生产物料之中，从而影响工、丨ｋ制品的品质，其？中Ｍ常见的！川行业为玻璃生产、水泥逡逑生产、煤炭加工等；在教育领域，金属探测生要作为Ｗ少年国防教育和科普的工具：在公共场所，逡逑金属检测主要用于安保工作，，如机场和乍站等进站安检丨＇邋ｊ，邋＂Ｊ
在农业青储饲料收获中，国外研发的自走式青贮饲料收获机均配有先进的金属探测、籽粒破逡逑碎和智能控制系统。例如，德国ＣＬＡＡＳ公司的８３０－９５０系列自走式青贮饲料收获销往世界＆地逡逑机，其销售额占全球总销售额的５０％以上，如图１－４所示。Ｎｅｗ邋Ｈｏｌｌａｎｄ的ＦＲ系列青贮饲料收逡逑获机，割台自主独立研发，性价比较氋【ＩＱ］。美国Ｊｏｈｎ邋Ｄｅｅｒｅ公司的青贮饲料收获机切割ｆ台配备逡逑了德国Ｋｅｍｐｅｒ公司的玉米Ｗ别台，ｊ丨V打Ｄ动Ａ＇度控制系统，T 以在斜坡或的地面条件逡逑下工作。德国Ｋｒｏｎｅ邋ＢＩＧＸ邋１１００型收获机配备了大功率发动机和宽幅割台，集石头监测、金属探逡逑测、自动磨刀、切段长度Ｕ调和籽粒破碎等功能？？分，如图１－５所小，代表了抨贮饲料收获机逡逑的最高技术水平和未O喎⒄骨魇疲郏梗薄６砺匏埂⒍泛徒信罚渭业模沃橇鲜栈窕际跛较喽越襄义系停钐ㄊ栈袼鹗Ы洗螅械兑姿鸹担保鹤骺煽啃杂写岣撸鄹裣喽员阋恕ｅ义希冲义
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