專利名稱：：一種沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器標定與試驗裝置的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及谷物質(zhì)量流量傳感器標定與試驗機械領域，具體的講一種沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器標定與性能試驗裝置。
背景技術：
：谷物聯(lián)合收割機在收獲谷物的同時，對其小區(qū)產(chǎn)量的精確測量是監(jiān)測總產(chǎn)量的關鍵因素。開發(fā)出高精度、高穩(wěn)定性的谷物流量傳感器對產(chǎn)量圖的精度至關重要。聯(lián)合收割機收割過程中谷物的流量和聯(lián)合收割機的振動環(huán)境不能得到有效定量控制，為谷物流量傳感器的標定以及性能試驗造成很大的技術瓶頸，開發(fā)出能模擬聯(lián)合收割機振動工況并且谷物流量可以人工調(diào)節(jié)的谷物流量傳感器標定與性能試驗裝置對高精度、高穩(wěn)定性的谷物流量傳感器的研發(fā)具有重要意義。目前國內(nèi)對谷物流量傳感器的標定主要在收割機上進行，得到一段時間內(nèi)收割的谷物總量與這段時間累計信號之間的線性關系。這種方法可以一定程度上對谷物流量傳感器進行標定，但是由于收割機工況復雜，單一環(huán)境下標定出的傳感器，可移植性差。再者該方法無法對傳感器對谷物流量變化的響應有定量的認識。而簡單的臺架試驗沒能定量、客觀的考慮振動噪聲的影響，谷物流量亦無法得到有效控制。在現(xiàn)有技術中，申請人未發(fā)現(xiàn)有關谷物質(zhì)量流量傳感器標定與性能試驗臺的相關專利，在對同類技術檢索時發(fā)現(xiàn)2008年M.Loghavi,R.Ehsani,R.Reeder在文獻"Developmentofaportablegrainmassflowsensortestrig，，(computersandelectronicsinagriculture61(2008)160-168)提出一種谷物產(chǎn)量模塊性能試驗裝置，該裝置升運器的角度通過液壓缸調(diào)節(jié)，配置有稱重現(xiàn)實模塊，谷物濕度傳感器，GPS模塊，同時通過信號發(fā)生器模擬收割機運行速度信號。該裝置沒有考慮收割機工作時振動噪聲，谷物與流量傳感器的碰撞過程無法監(jiān)測。美國農(nóng)業(yè)生物工程師學會(ASABE)2007年公布了產(chǎn)量監(jiān)測器性能試驗標準S578JAN2007.YieldMonitorPerformanceTestStandard，對谷物流量傳感器的試驗規(guī)程做了詳細說明。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對目前沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器標定與性能試驗方法相對混亂，傳統(tǒng)簡易臺架試驗谷物流量與機身振動強度不能得到有效控制，機身不便于移動，以及沖量式谷物流量傳感器安裝位置不便于調(diào)節(jié)等缺點，提出了一種沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器標定與性能試驗裝置，填補國內(nèi)空白。該裝置遵照ASABES578標準設計。為解決上述問題，本發(fā)明的沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器標定與性能試驗裝置包括機架、凈糧升運器，料斗A，料斗B，轉速傳感器、振動傳感器、傾角傳感器、料斗秤，谷物流量傳感器安裝位置調(diào)節(jié)裝置，三臺振動電機，一臺三相異步電動機，四臺變頻器，高速攝像采集系統(tǒng)，監(jiān)測存儲系統(tǒng)，輪子。機架立方體框架，料斗A設置在機架左上方，料斗A下部設有開度可調(diào)閥門，閥門出口對準凈糧升運器的糧食入口；凈糧升運器設于料斗A的出料口下方，凈糧升運器連接三相異步電動機，三相異步電動機連接變頻器，凈糧升運器的轉速通過三相異步電動機和變頻器控制；在凈糧升運器頂部軸上裝有轉速傳感器用以檢測凈糧升運器的實際轉速；谷物質(zhì)量流量傳感器安裝底座設于凈糧升運器出口正對的機架上；在谷物質(zhì)量流量傳感器安裝底座上安裝振動傳感器和傾角傳感器，用以監(jiān)測谷物質(zhì)量流量傳感器安裝位置處的振動工況和安裝角度；料斗B安裝在凈糧升運器出糧口和谷物質(zhì)量流量傳感器位置調(diào)節(jié)裝置正下方，用于收集從凈糧升運器出來的谷物；機架上部安裝透明罩，透明罩將凈糧升運器出口、料斗B的上部、谷物質(zhì)量流量傳感器位置調(diào)節(jié)裝置罩住，有利于高速攝像采集系統(tǒng)采集信息，同時防止在試驗過程中谷物籽粒飛濺；高速攝像采集系統(tǒng)安裝在谷物流量傳感器上方，充分觀測攝取谷物與谷物質(zhì)量流量傳感器的作用過程；料斗B與機架連接處裝有料斗秤，用于實時檢測料斗B內(nèi)谷物流量的變化，為谷物流量傳感器的測量值提供參照；三臺振動電機分別裝在機架右下角X、Y、Z三個方向上，每臺振動電機分別裝有一個變頻器，振動電機的振幅和頻率根據(jù)需要模擬的聯(lián)合收割機的工況調(diào)節(jié)；整個試驗裝置底部對稱安裝四個帶有鎖緊裝置的輪子，既保證了試驗裝置的可移動性，有保證在試驗過程中整個實驗裝置的牢固性；轉速傳感器、振動傳感器、傾角傳感器、料斗秤與監(jiān)測存儲系統(tǒng)相連。上述谷物流量傳感器安裝位置調(diào)節(jié)裝置的一種技術方案是，谷物質(zhì)量流量傳感器位置調(diào)節(jié)裝置包括谷物質(zhì)量流量傳感器安裝底座、連桿、滑塊A、滑塊B、一個長直線導軌、兩平行水平直線導軌以及螺紋桿和兩個螺母。連桿分別與谷物質(zhì)量流量傳感器安裝底座和滑塊A鉸接，谷物質(zhì)量流量傳感器安裝底座與螺紋桿鉸接，以上零件構成曲柄滑塊機構實現(xiàn)對谷物質(zhì)量流量傳感器安裝底座角度的調(diào)節(jié)；滑塊A裝在一個長直線導軌上實現(xiàn)對沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器安裝底座水平位置的調(diào)節(jié)；滑塊B裝在兩平行水平直線導軌上實現(xiàn)谷物質(zhì)量流量傳感器安裝底座水平位置的調(diào)節(jié)；長直線導軌設于兩個平行直線導軌對稱中心線上，滑塊A的右側；以上三個直線導軌都帶有鎖緊裝置；螺紋桿穿過滑塊A，通過調(diào)節(jié)螺紋桿與滑塊A的相對位置實現(xiàn)谷物質(zhì)量流量傳感器安裝底座豎直位置的調(diào)節(jié)，位置調(diào)節(jié)完成之后利用兩個螺母固定。上述谷物流量傳感器安裝位置調(diào)節(jié)裝置的另一種技術方案是，谷物質(zhì)量流量傳感器安裝底座與三角塊和墊板通過螺栓連接；三角塊的傾角有5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°；墊板的厚度有10mm、20mm、30mm、50mm，每種厚度各有兩個墊板，這樣選擇不同墊板能夠組合出范圍為10-220mm，間隔為IOmm的不同高度值。工作時，谷物流量通過供料料斗出口出可調(diào)節(jié)開度的閥門控制系統(tǒng)內(nèi)的谷物流量，由變頻調(diào)速電機帶動凈糧升運器，谷物由供料料斗輸入試驗裝置，經(jīng)過凈糧升運器打擊到?jīng)_量式谷物流量傳感器上，最后落到料斗B。振動傳感器、傾角傳感器、轉速傳感器、高速攝像采集系統(tǒng)、料斗秤以及數(shù)據(jù)監(jiān)測存儲系統(tǒng)完成對這一沖擊過程的監(jiān)測。本發(fā)明所提供的沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器標定與性能試驗裝置遵照ASABES578標準設計，實現(xiàn)自動化檢測。本發(fā)明安裝簡單，便于拆卸和移動。沖量式谷物流量傳感器在本試驗裝置上標定之后，可以直接安裝到聯(lián)合收割機上進行作業(yè)。下面結合附圖對本發(fā)明進一步說明。圖1是沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器標定與性能試驗裝置的結構示意圖。圖2是谷物流量傳感器安裝位置調(diào)節(jié)裝置的實施例1正視圖。圖3是谷物流量傳感器安裝位置調(diào)節(jié)裝置的實施例1俯視圖。圖4是谷物流量傳感器安裝位置調(diào)節(jié)裝置的實施例2正視5是谷物流量傳感器安裝位置調(diào)節(jié)裝置的實施例2俯視6是三角塊30的正視7是三角塊30的俯視8是墊板A的正視9是墊板A的俯視10是沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器標定與性能試驗裝置監(jiān)測存儲系統(tǒng)原理圖。圖中，1、機架，2、料斗A，3、凈糧升運器，4、轉速傳感器，5、透明罩，6、高速攝像采集系統(tǒng)，7、振動傳感器，8、沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器，9、傾角傳感器，10、沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器安裝底座，11、螺紋桿，12、螺母A，13、螺母B，14、滑塊A，15、連桿，16、長直線導軌，17、滑塊B,18、料斗秤，19、料斗B,20、振動電機A，21、振動電機B,22、振動電機C，23、輪子A，24、輪子B,25、減速器，26、三相異步電動機，27、閥門，28、直線導軌A，29、直線導軌B,30、三角塊，31、墊板A，32、墊板B、33、墊板C，34、螺栓A，35、螺栓B，36、螺母C，37、螺釘A，38、螺栓C、39、螺釘B、40、螺釘C、41、螺釘D。具體實施例方式一種沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器標定與性能試驗裝置，包括機架1，料斗A2，凈糧升運器3，轉速傳感器4，透明罩5，高速攝像采集系統(tǒng)6，振動傳感器7，沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器8，傾角傳感器9，沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器安裝底座10，螺紋桿11，螺母A12，螺母B13，滑塊A14，連桿15，長直線導軌16，滑塊B17，料斗秤18，料斗B19，振動電機A20，振動電機B21，振動電機C22，輪子A23，輪子B24，減速器25，三相異步電動機26，開度可調(diào)閥門27，直線導軌A28，直線導軌B29。料斗A2、料斗B19，凈糧升運器3以及振動電機A20、振動電機B21、振動電機C22固定安裝在機架1上；料斗A2固定在凈糧升運器3糧食入口的上方，料斗A2的開度可調(diào)閥門27與凈糧升運器3的糧食入口相對；三相異步電動機26設于凈糧升運器3的底部，固定在機架1上，并與減速器25及變頻器連接；凈糧升運器3頂部軸上安裝轉速傳感器4；谷物質(zhì)量流量傳感器安裝底座10安裝在與凈糧升運器出口正對的機架1上；沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器安裝底座10上安裝有振動傳感器7和傾角傳感器9；料斗B19安裝在凈糧升運器3的出糧口和谷物質(zhì)量流量傳感器位置調(diào)節(jié)裝置正下方；機架1上部安裝透明罩5，將谷物質(zhì)量流量傳感器位置調(diào)節(jié)裝置、料斗B19、凈糧升運器3的出糧口罩?。桓咚贁z像采集系統(tǒng)6安裝在透明罩5外側沖量式谷物流量傳感器8上方；料斗B19與機架1連接處裝有料斗秤18；振動電機A20、振動電機B21、振動電機C22分別安裝在機架1右下角X、Y、Z三個方向上，每臺振動電機分別裝有變頻器；機架1下部安裝四個帶有鎖緊裝置的輪子；轉速傳感器4、振動傳感器7、傾角傳感器9、料斗秤18與監(jiān)測存儲系統(tǒng)相連。谷物流量傳感器安裝位置調(diào)節(jié)裝置包括沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器安裝底座10，螺紋桿11，螺母A12，螺母B13，滑塊A14，連桿15，長直線導軌16，滑塊B17，直線導軌A28，直線導軌B29，它的具體實施方式是，沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器安裝底座10分別與連桿15和螺紋桿11鉸接，連桿15與滑塊B17鉸接，滑塊B17與長直線導軌16連接，長直線導軌16帶有鎖緊裝置并水平固定在機架1上；螺紋桿11從滑塊A14的中心孔插入，通過螺母A12和螺母B13與螺紋桿11旋合固定；滑塊A14與直線導軌A28、直線導軌B29相連，直線導軌A28和直線導軌B29帶有鎖緊裝置并平行固定在機架1上；長直線導軌16安裝于直線導軌A28、直線導軌B29對稱中心線上，位于滑塊A14的右側。工作時先將四個輪子固定鎖緊，調(diào)節(jié)好振動電機A20、振動電機B21、振動電機C22的頻率和振幅以及凈糧升運器3的轉速。調(diào)節(jié)滑塊A14在兩平行直線導軌A28和直線導軌B29上的位置，調(diào)節(jié)完畢之后用直線導軌A28和直線導軌B29的鎖緊機構固定；豎直移動螺紋桿11調(diào)節(jié)沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器底座10的豎直位置，調(diào)節(jié)完畢之后用螺母A12和螺母B13固定豎直位置；左右移動滑塊B17驅動曲柄連桿機構調(diào)節(jié)沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器底座10的傾角，調(diào)節(jié)完畢后用長直線導軌16的鎖緊機構固定。利用料斗A2的出口開度可調(diào)閥門27實現(xiàn)谷物流量的控制，谷物經(jīng)由料斗A2進入凈糧升運器3，在凈糧升運器3出口處打擊到?jīng)_量式谷物質(zhì)量流量傳感器8上，高速攝像采集系統(tǒng)6采集谷物與沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器8的沖擊過程的信息，振動傳感器7監(jiān)測沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器安裝底座10處的振動情況，傾角傳感器9監(jiān)測沖量式谷物流量傳感器8的安裝角度，轉速傳感器4實時監(jiān)測凈糧升運器3的轉速，料斗秤18監(jiān)測料斗B19內(nèi)谷物質(zhì)量的變化。圖4是本發(fā)明中谷物流量傳感器安裝位置調(diào)節(jié)裝置的另外一個實施例，用三角塊30調(diào)整谷物流量傳感器安裝底座10的傾角，用墊板A31、墊板B32、墊板C33來調(diào)節(jié)調(diào)整谷物流量傳感器安裝底座10的豎直位置。三角塊30傾角有5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°十種角度；墊板的厚度有10mm、20mm、30mm、50mm，每種厚度各兩個墊板，可以取若干個墊板自由組合形成的調(diào)節(jié)范圍10-220mm，間隔10mm。墊板組合與滑塊A14之間用螺栓A34、螺栓B35、螺栓C38連接，谷物流量傳感器安裝底座10與三角塊30用螺釘A37、螺釘B39、螺釘C40、螺釘D41連接。圖10是沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器標定與性能試驗裝置監(jiān)測存儲系統(tǒng)原理圖，振動傳感器，傾角傳感器，轉速傳感器，料斗秤，以及高速攝像采集系統(tǒng)的信息被送到監(jiān)測存儲單元顯示并存儲。權利要求1.一種沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器標定與試驗裝置，其特征在于，包括機架(1)、凈糧升運器(3)，料斗A(2)，料斗B(19)，轉速傳感器(4)、振動傳感器(7)、傾角傳感器(9)、料斗秤(18)、谷物流量傳感器安裝位置調(diào)節(jié)裝置、谷物質(zhì)量傳感器安裝位置調(diào)節(jié)裝置、三臺振動電機、一臺三相異步電動機(26)、四臺變頻器、高速攝像采集系統(tǒng)(6)、監(jiān)測存儲系統(tǒng)和四個輪子；所述機架(1)為立方體框架，所述料斗A(2)設置在機架(1)左上方，所述料斗A(2)下部設有開度可調(diào)閥門(27)，閥門(27)出口對準凈糧升運器(3)的糧食入口；所述凈糧升運器(3)設于料斗A(2)的出料口下方，凈糧升運器(3)連接三相異步電動機(26)，三相異步電動機(26)連接變頻器，凈糧升運器(3)的轉速通過三相異步電動機(26)和變頻器控制；在所述凈糧升運器(3)頂部軸上裝有轉速傳感器(4)用以檢測凈糧升運器(3)的實際轉速；所述谷物質(zhì)量傳感器安裝位置調(diào)節(jié)裝置設于機架(1)上，正對凈糧升運器(3)出口；在谷物質(zhì)量傳感器安裝位置調(diào)節(jié)裝置上安裝振動傳感器(7)和傾角傳感器(9)，監(jiān)測谷物質(zhì)量流量傳感器(8)安裝位置處的振動工況和安裝角度；所述料斗B(19)安裝在凈糧升運器(3)出糧口和谷物質(zhì)量流量傳感器位置調(diào)節(jié)裝置正下方，收集從凈糧升運器(3)出來的谷物；所述機架(1)上部安裝透明罩(5)，所述透明罩(5)將凈糧升運器(3)出口、料斗B(19)的上部、谷物質(zhì)量流量傳感器位置調(diào)節(jié)裝置罩?。凰龈咚贁z像采集系統(tǒng)(6)安裝在谷物流量傳感器(8)上方的透明罩(5)外；所述料斗B(19)與機架(1)連接處裝有料斗秤(18)，實時檢測料斗B(19)內(nèi)谷物流量的變化；三臺振動電機分別裝在機架⑴右下角X、Y、Z三個方向上，每臺振動電機分別裝有一個變頻器，振動電機的振幅和頻率根據(jù)需要模擬的聯(lián)合收割機的工況調(diào)節(jié)；所述機架底部對稱安裝四個帶有鎖緊裝置的輪子；轉速傳感器(4)、振動傳感器(7)、傾角傳感器(9)、料斗秤(18)與監(jiān)測存儲系統(tǒng)相連。2.根據(jù)權利要求1所述的一種沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器標定與試驗裝置，其特征在于，所述谷物流量傳感器安裝位置調(diào)節(jié)裝置包括沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器安裝底座(10)，螺紋桿(11)，螺母A(12)，螺母B(13)，滑塊A(14)，連桿(15)，長直線導軌(16)，滑塊B(17)，直線導軌A(28)，直線導軌B(29)，所述沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器安裝底座(10)分別與連桿(15)和螺紋桿(11)鉸接，所述連桿(15)與滑塊Β(17)鉸接，所述滑塊Β(17)與長直線導軌(16)連接，長直線導軌(16)帶有鎖緊裝置并水平固定在機架(1)上；螺紋桿(11)從滑塊Α(14)的中心孔插入，通過螺母Α(12)和螺母Β(13)與螺紋桿(11)旋合固定；滑塊A(14)與直線導軌A(28)、直線導軌B(29)相連，直線導軌A(28)和直線導軌B(29)帶有鎖緊裝置并平行固定在機架(1)上；長直線導軌(16)安裝于直線導軌Α(28)、直線導軌B(29)對稱中心線上，位于滑塊Α(14)的右側。3.根據(jù)權利要求1所述的一種沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器標定與試驗裝置，其特征在于，所述所述谷物質(zhì)量流量傳感器位置調(diào)節(jié)裝置包括谷物質(zhì)量流量傳感器安裝底座(10)、連桿(15)、滑塊Α(14)、滑塊Β(17)、長直線導軌(16)、兩平行水平直線導軌以及螺紋桿(11)和兩個螺母；所述連桿(15)分別與谷物質(zhì)量流量傳感器安裝底座(10)和滑塊A(14)鉸接，所述谷物質(zhì)量流量傳感器安裝底座(10)與螺紋桿(11)鉸接；所述滑塊A(14)裝在長直線導軌上調(diào)節(jié)谷物質(zhì)量流量傳感器安裝底座(10)的水平位置；所述滑塊B(17)裝在兩平行水平直線導軌上調(diào)節(jié)谷物質(zhì)量流量傳感器安裝底座(10)的水平位置；所述長直線導軌(16)設于兩平行水平直線導軌的對稱中心線上，滑塊Α(14)的右側；三個所述直線導軌都設置鎖緊裝置；所述螺紋桿(11)穿過滑A(14)，通過調(diào)節(jié)螺紋桿(11)與滑塊Α(14)的相對位置調(diào)節(jié)谷物質(zhì)量流量傳感器安裝底座(10)豎直位置，位置調(diào)節(jié)完成之后利用兩個螺母固定。4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的一種沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器標定與試驗裝置，其特征在于，所述谷物流量傳感器安裝位置調(diào)節(jié)裝置的谷物質(zhì)量流量傳感器安裝底座(10)與三角塊(30)和墊板通過螺栓連接；三角塊(30)的傾角為5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°或50°；墊板的厚度為10mm、20mm、30mm和50mm，每種厚度各設兩個墊板。全文摘要本發(fā)明公開了一種沖量式谷物質(zhì)量流量傳感器標定與試驗裝置，涉及谷物質(zhì)量流量傳感器標定與試驗機械領域，包括機架(1)、凈糧升運器(3)，料斗A(2)，料斗B(19)，轉速傳感器(4)、振動傳感器(7)、傾角傳感器(9)、料斗秤(18)、谷物流量傳感器安裝位置調(diào)節(jié)裝置、谷物質(zhì)量傳感器安裝位置調(diào)節(jié)裝置、三臺振動電機、一臺三相異步電動機(26)、四臺變頻器、高速攝像采集系統(tǒng)(6)、監(jiān)測存儲系統(tǒng)和四個輪子。本發(fā)明安裝簡單，便于拆卸和移動。沖量式谷物流量傳感器在本試驗裝置上標定之后，可以直接安裝到聯(lián)合收割機上進行作業(yè)。文檔編號G01F1/76GK101995284SQ201010281349公開日2011年3月30日申請日期2010年9月14日優(yōu)先權日2010年9月14日發(fā)明者姜國微,徐溪超,李耀明,楊寧,邱白晶申請人:江蘇大學