устройство контроля технологического процесса посевных агрегатов

Формула изобретения

1. Устройство контроля технологического процесса посевных агрегатов, содержащее фотоэлектрические датчики высева по числу каналов контроля, выходы каждого датчика через импульсный усилитель и ключевой транзистор соединен с интегрирующим конденсатором и согласующим усилителем, световые индикаторы, соединенные через элемент ИЛИ с входом формирователя одиночного импульса, генератор, усилитель мощности, нагруженный на звуковой излучатель, и кнопку "Проверка", отличающееся тем, что в него введены триггеры по числу датчиков высева, управляемый стабилизатор напряжения, тумблер "Блокировка" и двухвходовый элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом формирователя одиночного импульса, а второй вход элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом генератора и тактовыми входами D-триггеров, выход элемента ИЛИ-НЕ подключен к входу усилителя мощности, выход управляемого стабилизатора напряжения соединен с входами датчиков высева, а к управляемому входу управляемого стабилизатора напряжения подключена кнопка "Проверка", при этом входы световых индикаторов подключены к выходам D-триггеров, выходы датчиков высева соединены с информационными входами D-триггеров, а тумблер "Блокировка" подключен к управляющему входу генератора.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что элемент ИЛИ выполнен в виде транзистора и резистора, включенного в разрыв шины питания индикаторов, а переход эмиттер-база транзистора подключен параллельно резистору.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что импульсный усилитель, ключевой транзистор, интегрирующий конденсатор и согласующий усилитель каждого канала контроля расположен в одном корпусе с фотопарой каждого датчика высева соответствующего канала контроля, при этом ключевой транзистор подключен параллельно интегрирующему конденсатору.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что управляемый стабилизатор напряжения выполнен в виде двух транзисторов, двух резисторов, диода и стабилитрона.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к устройствам контроля высева, и может быть использовано при построении унифицированной системы контроля технологического процесса широкого класса посевных агрегатов.

Известно устройство контроля посевных агрегатов, содержащее датчики контроля высева семян, выходы которых подключены к многоканальной схеме преобразования, выполненной на основе усилителей с интеграторами на выходах, элемент ИЛИ, входами соединенный со световыми индикаторами, генератор звуковой частоты, нагруженный на звуковой излучатель, генератор импульсов, соединенный через тумблер "проверка" с входами датчиков высева, и регулировочный резистор. (СССР, а.с. N 1055372, кл. А 01 С 7/00, 1983).

Недостаток известного устройства ограниченные эксплуатационные возможности, что затрудняет использование известного устройства для контроля процесса высева у посевных агрегатов с различным количеством сеялок в сцепке и разным количеством сошников у сеялок разных типов. Обусловлено это следующим. При использовании известного устройства контроля на различных посевных агрегатах необходимо перенастраивать устройство контроля путем изменения числа датчиков контроля высева, а в ряде случаев и их типов. При этом необходимо вводить элементы блокировки в неиспользуемые каналы контроля для исключения формирования ложных информационных сигналов в каналах, где датчики отключены. Кроме того, известная система контроля не обеспечивает запоминание отказавших каналов при остановках сеялки. При использовании известного устройства контроля механизатор вынужден запоминать номера отказавших каналов при остановке агрегата, что достаточно затруднительно, особенно при использовании известного устройства на широкозахватных агрегатах. Указанные эксплуатационные ограничения не позволяют известное устройство использовать для построения унифицированной системы контроля, пригодной для использования на широкой гамме сеялок. Кроме того, известное устройство имеет сложную конструкцию, т.к. содержит в своем составе два генератора.

Известно другое устройство контроля технологического процесса посевных агрегатов, содержащее фотоэлектрические датчики высева по числу каналов контроля, выход каждого датчика через импульсный усилитель и ключевой транзистор соединен с интегрирующим конденсатором и согласующим усилителем, световые индикаторы, соединенные через элемент ИЛИ с входом формирователя одиночного импульса, генератор, усилитель мощности, нагруженный на звуковой излучатель, и кнопку "проверка". (СССР, а.с. N 1061723, кл. А 01 С 7/00, 1983).

Известное устройство имеет недостатки, указанные выше. Кроме того, в известном устройстве в каждом канале установлен ключ для блокировки канала при отключении датчика. Это дополнительно усложняет конструкцию устройства за счет введения ключей, снижающих к тому же надежность работы каналов контроля.

Цель предполагаемого изобретения расширение эксплуатационных возможностей устройства контроля.

Для достижения поставленной цели в устройство, содержащее фотоэлектрические датчики высева по числу каналов контроля, выход каждого датчика через импульсный усилитель и ключевой транзистор соединен с интегрирующим конденсатором и согласующим усилителем, световые индикаторы, соединенные через элемент ИЛИ с входом формирователя одиночного импульса, генератор, усилитель мощности, нагруженный на звуковой излучатель и кнопку "проверка" введены D-триггеры по числу датчиков высева, управляемый стабилизатор напряжения, тумблер "блокировка" и двувходовой элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом генератора и тактовыми входами D-триггеров, выход элемента ИЛИ-НЕ подключен к входу усилителя мощности, выход управляемого стабилизатора напряжения соединен с входами датчиков высева, а к управляющему входу управляемого стабилизатора напряжения подключена кнопка "проверка", при этом входы световых индикаторов подключены к выходам D-триггеров, выходы датчиков высева соединены с информационными входами D-триггеров, а тумблер "блокировка" подключен к управляющему входу генератора. Элемент ИЛИ устройства выполнен в виде транзистора и резистора, включенного в разрыв шины питания индикаторов, а переход эмиттер база транзистора подключен параллельно резистору. Импульсный усилитель, ключевой транзистор, интегрирующий конденсатор и согласующий усилитель каждого канала контроля расположены в одном корпусе с фотопарой каждого датчика высева соответствующего канала контроля, при этом ключевой транзистор подключен параллельно интегрирующему конденсатору. Управляемый стабилизатор напряжения выполнен в виде двух транзисторов, двух резисторов, диода и стабилитрона.

На чертеже показана схема устройства контроля технологического процесса посевных агрегатов.

Устройство контроля содержит фотоэлектрические датчики 1-1, 1-21-n высева, где n- число каналов контроля. Датчики высева имеют одинаковое схемное и конструктивное решение. Каждый датчик включает в себя светоизлучающий диод 2, работающий на ИК лучах, фотоприемник 3, подключенный к входу импульсного усилителя 4. К входу усилителя 4 подключена база ключевого транзистора 5. Выход ключевого транзистора 5 соединен с интегрирующим конденсатором 6 и входом согласующего усилителя, выполненного на транзисторе 7. Резистор 8 вместе с конденсатором 6 образует интегрирующую цепь. Резистор 9 ограничивает ток светодиода 2. Элементы 4.9 расположены в одном корпусе с фотопарой из элементов 2 и 3. Цепи датчика высева выведены на разъем ( на чертеже показан только контакт 10 выходного разъема). Выход каждого датчика 1-1.1 -n через контакт 10 разъема к информационному входу D триггера 11, который через резистор 12 соединен с нулевой шиной. Устройство содержит n -триггеров, к выходу каждого триггера через резистор 13 и транзистор 14 подключен световой индикатор 15 выполненный на светодиоде. В разрыв шины питания светодиодных индикаторов включен резистор 16, который с транзистором 17 образует элемент ИЛИ. Выход транзистора 17 подключен ко входу формирователя 18 одиночных импульсов, в качестве которого использован ждущий мультивибратор. Выход формирователя 18 подключен к первому входу элемента 19 ИЛИ-НЕ. Второй вход элемента 19 подключен к выходу генератора 20, формирующего прямоугольные импульсы, частота следования которых лежит в звуковом диапазоне. Кроме того, выход генератора 20 соединен с тактовыми входами D-триггеров. Выход элемента 19 соединен с входом усилители 21 мощности, который нагружен на звуковой излучатель 22. Тумблер 23 "блокировка" подключен к управляющему входу генератора 20. Входы датчиков 1-1.1-n ( это шина питания светодиодов 2) подключены к выходу управляемого стабилизатора 24 напряжения, в состав которого входят транзисторы 25, 26, резисторы 27, 28, диод 29 и стабилитрон 30. К управляющему входу стабилизатора 24 подключена кнопка 31 "проверка". Питание устройства контроля осуществляется от бортовой сети посевного агрегата (шина + Е). В цепь питания включен предохранитель 32 и тумблер 33 для включения питания. Питание интегрирующих цепей из элементов 6 и 8 осуществляется от шины +Е1, образованной на выходе регулируемого источника 34 постоянного напряжения. Регулировка напряжения производится переменным резистором 35, ось которого выведена на переднюю панель (на чертеже не показана) устройства. Устройство контроля содержит также, каналы контроля уровня посевного материала в бункерах сеялки, которые выполнены по традиционной схеме, такой, например, как и в известном устройстве, а потому на чертеже не показаны.

Устройство работает следующим образом.

При нормальном протекании процесса высева семена пересекают световой поток между излучателем 2 и фотоприемником 3 и результате этого на выходе фотоприемника 3 формируются импульсы, которые после усиления усилителем 4 периодически открывают транзистор 5, разряжающий конденсатор 6. На выходе согласующего усилителя 7 сохраняется напряжение логического нуля (в дальнейшем "0"), которое поступает на вход триггера 11. В режиме "работа", когда ведется контроль процесса высева, тумблер 23 замкнут, а генератор 20 формирует прямоугольные импульсы звуковой частоты, которые поступают на тактовые входы триггеров 11. В результате этого информация с выходов датчиков 1-1.1-n периодически заносится в триггеры 11. При нормальном ходе технологического процесса на выходах триггеров 11 сохраняется "0", а индикаторы 15 остаются выключенными. В этом режиме работы на выходе формирователя 18 сохраняется уровень логической единицы, которой блокирован элемент 19 и звуковой излучатель 22 выключен.

Если в каком-либо канале произошло нарушение процесса высева, например, из-за забивания сошника сеялки (на чертеже не показан), то импульсы на выходе усилителя 4 не формируются, а транзистор 5 не отпирается. Конденсатор 6 в этом режиме работы заряжается до напряжения логической единицы (в дальнейшем "1"), которое записывается в триггер 11. В результате этого транзистор 14 открывается, включая соответствующий светодиод 15, указывающий номер канала, в котором произошло нарушение технологического процесса. Одновременно с этим открывается транзистор 17 элемента ИЛИ. Сигналом "1" с выхода транзистора 17 запускается формирователь 18, который формирует одиночный импульс с уровнем "О". За время действия одиночного импульса, через элемент 19 от генератора 20 проходят импульсы, а излучатель 22 формирует звуковой сигнал, оповещающий механизатора о возникшем нарушении. Если механизатор принимает решение об остановке агрегата для устpанения возникшего нарушения, он переводит тумблер 23 в положение"блокировка". При размыкании контактов тумблера 23 генератор 20 выключается, а все триггера 11 переходят в режим хранения входной информации. На индикаторах 15 сохраняется информация об отказавших каналах. После устранения нарушений и установки тумблера 23 в положение "работа " триггера 11 вновь переходят в режим слежения за выходной информацией датчиков 1-1.1 -n и контроль высева продолжается аналогичным образом.

Переменный резистор 35 источника 34 позволяет изменять уровень напряжения Е1 и изменять тем самым скорость заряда конденсатора 6. Это обеспечивает настройку устройства на контроль различной интенсивности высева, что необходимо для контроля технологического процесса различных типов сеялок.

При необходимости перенастроить устройство контроля на сеялку с меньшим чем n количеством сошников, лишние датчики высева отключаются путем отстыковки разъемов датчиков. При отключенном контакте 10 разъема датчика на информационном входе триггера 11 сохраняется "0" и в каналах, где отключены датчики, светодиоды 15 не включаются. Таким образом, ложная информация из-за отключения датчика не формируется. Светодиоды 2 датчиков 1-1.1-n питаются стабилизированным напряжением от стабилизатора 24. Это обеспечивает стабильность светового потока 24 датчиков высева при колебаниях напряжения в бортовой сети посевного агрегата. Кроме того, стабилизатор 24 обеспечивает работу устройства в режиме проверки. Проверка осуществляется следующим образом. Перед началом работы сеялки, когда еще нет высева, механизатор регистрирует визуально количество включенных индикаторов 15, которое должно равняться количеству задействованных датчиков высева. Затем кратковременно нажимает кнопку 31 "проверка". При этом кратковременно запираются транзисторы 25, 26 стабилизатора 24, отключая светодиоды 2 датчиков 1-1. 1-n от шины питания +E. Это эквивалентно прерыванию потока света в датчике высева от пролетания семени. На выходе усилителя 4 возникает импульс, отпирающий транзистор 5, который разряжает конденсатор 6. При этом все индикаторы 15 выключаются, что свидетельствует о правильном функционировании датчиков высева и каналов контроля в целом. После заряда конденсаторов 6 через индикаторы 15 вновь включаются и формируется кратковременный звуковой сигнал. После этого устройство готово к работе. Время необходимое для проведения проверки, не превышает 15 с, поэтому проверка функционирования может быть проведена оперативно в любой момент при остановки посевного агрегата. Указанное обстоятельство обеспечивает высокую надежность контроля технологического процесса сеялки за счет своевременного выявления и устранения отказов устройства контроля. В 1991-1992 г.г. на УкрЦИТ проводились испытания унифицированной системы контроля УСК-12МО, выполненной по описанной выше схеме. Испытания подтвердили целесообразность использования описанной системы для контроля контроля технологического процесса посевных агрегатов. По результатам испытаний система УСК-12МО рекомендована в серийное производство. Выписка из протокола испытаний прилагается.