專利名稱：谷物流量測(cè)量方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明實(shí)施例涉及測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種谷物流量測(cè)量方法及裝置。

背景技術(shù)：
在精細(xì)農(nóng)業(yè)的研究中，通過獲取作物產(chǎn)量空間分布差異的信息(即產(chǎn)量圖)，研究影響產(chǎn)量的因素是“精細(xì)農(nóng)業(yè)”研究中非常重要的工作之一。作物產(chǎn)量空間分布差異信息是研究影響產(chǎn)量因素的最原始的資料和數(shù)據(jù)，也是進(jìn)行精細(xì)農(nóng)田管理決策的前提和基礎(chǔ)。
現(xiàn)有技術(shù)中，通常采取在聯(lián)合收割機(jī)上設(shè)置谷物流量傳感器。在對(duì)谷物進(jìn)行收割的過程中，通過谷物流量傳感器在線測(cè)量谷物流量和收割作物的產(chǎn)量，獲取作物產(chǎn)量空間分布差異的信息。通常采用的谷物流量傳感器有體積流式流量傳感器和質(zhì)量流式流量傳感器。其中體積流式流量傳感器主要包括刮板輪式容積流量傳感器和光電式容積流量傳感器。質(zhì)量流式流量傳感器主要包括γ射線式流量傳感器和沖擊式流量傳感器。其中唯有光電式流量傳感器以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝調(diào)試方便，標(biāo)定檢查方便，得到了廣泛的推廣應(yīng)用。
但是現(xiàn)有的光電式容積流量傳感器通常采用可見光作為光源，可見光非常容易受到太陽光的干擾產(chǎn)生測(cè)量誤差，而且基于現(xiàn)有的光電式容積流量傳感器的計(jì)算谷物流量的方法，光線強(qiáng)度的衰減與遮擋谷物的厚度的關(guān)系不明確，無法根據(jù)光強(qiáng)的衰減修正谷物橫向厚度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。由此可知，基于現(xiàn)有的光電式容積流量傳感器及相應(yīng)的谷物流量測(cè)量方法的測(cè)量精度不高，結(jié)果不準(zhǔn)確。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種谷物流量測(cè)量方法及裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中谷物流量測(cè)量方法及裝置測(cè)量精度不高，測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。提高了谷物流量測(cè)量的精度。
本發(fā)明實(shí)施例提供一種谷物流量測(cè)量方法，包括以下步驟 獲取當(dāng)?shù)趇個(gè)刮板經(jīng)過對(duì)射式光電傳感器時(shí)，所述對(duì)射式光電傳感器的光電探測(cè)器輸出第一光電流值IS時(shí)對(duì)應(yīng)的第一時(shí)刻TS，所述第一光電流值IS為預(yù)先設(shè)置的谷物開始遮擋所述對(duì)射式光電傳感器的光發(fā)射器發(fā)出的近紅外光時(shí)，所述光電探測(cè)器輸出的光電流值； 獲取所述光電探測(cè)器輸出第二光電流值I0時(shí)對(duì)應(yīng)的第二時(shí)刻T0，所述第二光電流值I0為預(yù)先設(shè)置的所述光發(fā)射器發(fā)出的近紅外光被谷物完全遮擋時(shí)，所述光電探測(cè)器輸出的光電流值； 根據(jù)所述第一光電流值IS、以及谷物沿近紅外光方向上的厚度與光電流值的衰減關(guān)系，獲取所述第一時(shí)刻TS到所述第二時(shí)刻T0之間任一時(shí)刻t的第i個(gè)刮板承載的谷物沿近紅外光方向上的厚度Lt； 根據(jù)所述第i個(gè)刮板的寬度L和任一時(shí)刻t的所述第i個(gè)刮板承載的谷物沿近紅外光方向上的厚度Lt，獲取當(dāng)?shù)趇個(gè)刮板經(jīng)過對(duì)射式光電傳感器時(shí)所述第一時(shí)刻TS與所述第二時(shí)刻T0之間的第一修正遮擋時(shí)間τi，1； 獲取所述第i個(gè)刮板承載的谷物結(jié)束遮擋光發(fā)射器發(fā)出的近紅外光時(shí)，所述光電探測(cè)器恢復(fù)輸出最大光電流值的第三時(shí)刻TE； 根據(jù)所述第二時(shí)刻T0和所述第三時(shí)刻TE，獲取當(dāng)?shù)趇個(gè)刮板經(jīng)過對(duì)射式光電傳感器時(shí)對(duì)應(yīng)的第二修正遮擋時(shí)間τi，2； 根據(jù)所述第一修正遮擋時(shí)間τi，1、所述第二修正遮擋時(shí)間τi，2和單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過所述光發(fā)射器的運(yùn)輸谷物的刮板的數(shù)目，獲取谷物的流量值。
本發(fā)明實(shí)施例還提供一種谷物流量測(cè)量裝置，包括 對(duì)射式光電傳感器，設(shè)置在聯(lián)合收割機(jī)的升運(yùn)器的中部；所述對(duì)射式光電傳感器包括光發(fā)射器和光電探測(cè)器；所述光發(fā)射器用于發(fā)出近紅外光，所述光電探測(cè)器用于檢測(cè)透過所述升運(yùn)器的近紅外光，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果輸出光電流信號(hào)； 信號(hào)處理電路，與所述光電探測(cè)器電連接，用于接收所述光電探測(cè)器輸出的所述光電流信號(hào)，并根據(jù)所述光電流信號(hào)，獲取谷物的流量值。
本發(fā)明實(shí)施例的谷物流量測(cè)量方法及裝置，通過設(shè)置包括有包括光發(fā)射器和光電探測(cè)器的對(duì)射式光電傳感器，及相應(yīng)的測(cè)量方法實(shí)現(xiàn)對(duì)谷物流量進(jìn)行測(cè)量。采用本實(shí)施例的技術(shù)方案，能夠有效地提高谷物流量的測(cè)量精度。



為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的谷物流量測(cè)量方法的流程圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的光電探測(cè)器輸出的光電流變化曲線示意圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例的光電探測(cè)器探測(cè)的第i個(gè)刮板經(jīng)過時(shí)輸出的光電流變化曲線示意圖； 圖4為本發(fā)明實(shí)施例二提供的谷物流量測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本發(fā)明實(shí)施例三提供的谷物流量測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明實(shí)施例四提供的谷物流量測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為本發(fā)明實(shí)施例的一種谷物流量測(cè)量裝置的控制終端操作面板的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施例方式 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
精細(xì)農(nóng)業(yè)研究中，為了在收獲谷物的同時(shí)，獲得谷物的產(chǎn)量分布，聯(lián)合收割機(jī)中通常需要設(shè)置有谷物流量裝置，以測(cè)量收獲的谷物的多少。為了得到產(chǎn)量分布，必須記錄每個(gè)流量所對(duì)應(yīng)的位置以及收獲的面積，聯(lián)合收割機(jī)也需要設(shè)置GPS系統(tǒng)。要保證只有當(dāng)聯(lián)合收割機(jī)在收割時(shí)才進(jìn)行谷物流量測(cè)量，空駛時(shí)流量傳感器不需要工作，割臺(tái)高度傳感器就是完成這個(gè)任務(wù)的必要元件。因此聯(lián)合收割機(jī)上還需要設(shè)置割臺(tái)高度傳感器。為了補(bǔ)償谷物溫濕度、車輛行駛速度、升運(yùn)器轉(zhuǎn)速對(duì)流量測(cè)量誤差的影響，系聯(lián)合收割機(jī)中還配備了谷物水分和溫度傳感器、地速傳感器和升運(yùn)器轉(zhuǎn)速傳感器。為了控制整個(gè)聯(lián)合收割機(jī)的運(yùn)行、記錄和處理所測(cè)得的數(shù)據(jù)，智能監(jiān)控器是必須的。本發(fā)明實(shí)施例針對(duì)谷物聯(lián)合收割機(jī)流量測(cè)量方法和裝置提供一種技術(shù)方案。
本發(fā)明實(shí)施例提供的谷物測(cè)量方法及裝置，基于包括光發(fā)射器和光電探測(cè)器的對(duì)射式光電傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)谷物流量的測(cè)量、其中光發(fā)射器和光電探測(cè)器分別設(shè)置在聯(lián)合收割機(jī)的升運(yùn)器中部的兩側(cè)。當(dāng)升運(yùn)器的刮板開始向上輸運(yùn)谷物時(shí)，擋板上的谷物會(huì)遮擋發(fā)射器發(fā)出的近紅外光，因此會(huì)影響光電探測(cè)器探測(cè)的光線。本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案就是通過分析光電探測(cè)器根據(jù)探測(cè)到的光線輸出的光電流信號(hào)，以獲取谷物流量。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的谷物流量測(cè)量方法的流程圖。
本實(shí)施例的測(cè)量方法是基于將光發(fā)射器和光電探測(cè)器安裝在升運(yùn)器中部的兩側(cè)。當(dāng)凈糧升運(yùn)器的刮板上升時(shí)，刮板上的谷物會(huì)間隔性的阻斷傳感器的光線，光電探測(cè)器輸出的光電流就會(huì)發(fā)生變化?，F(xiàn)有的光電傳感器上，僅記錄從光線被遮擋開始到遮擋結(jié)束所經(jīng)歷的時(shí)間，不考慮刮板上谷物的厚度。本發(fā)明實(shí)施例改進(jìn)了光電式傳感器的測(cè)量方法，從近紅外光光束被遮擋開始，詳細(xì)記錄了光電探測(cè)器的光電流輸出變化。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例的光電探測(cè)器輸出的光電流變化曲線示意圖。如圖2所示，從光發(fā)射器發(fā)出的光被遮擋開始，光電探探測(cè)器的輸出開始衰減，直至完全被遮擋，光電流輸出衰減為零。本發(fā)明實(shí)施例就是要根據(jù)光電流的衰減程度，計(jì)算出刮板上谷物的厚度，對(duì)光線被遮擋的時(shí)間進(jìn)行修正，進(jìn)而精確地測(cè)量谷物流量。圖3為本發(fā)明實(shí)施例的光電探測(cè)器探測(cè)的第i個(gè)刮板經(jīng)過時(shí)輸出的光電流變化曲線示意圖。下面結(jié)合圖3所示示意圖和圖1所示流程圖詳細(xì)介紹本實(shí)施例的谷物流量測(cè)量方法。
如圖1所示，本實(shí)施例的谷物流量測(cè)量方法，具體可以包括以下步驟 步驟100、獲取當(dāng)?shù)趇個(gè)刮板經(jīng)過對(duì)射式光電傳感器時(shí)，所述對(duì)射式光電傳感器的光電探測(cè)器輸出第一光電流值IS時(shí)對(duì)應(yīng)的第一時(shí)刻TS； 在谷物流量測(cè)量裝置使用之前，根據(jù)對(duì)射式光電傳感器的特性，確定谷物開始遮擋光反射器發(fā)出的近紅外光時(shí)，光電探測(cè)器輸出的光電流的閾值IS，為便于描述，稱之為第一光電流值IS，即圖3所示的IS。當(dāng)光電探測(cè)器輸出的光電流值大于第一光電流值IS時(shí)，認(rèn)為光發(fā)射器和光電探測(cè)器之間無遮擋。升運(yùn)器中的刮板是均勻分布在傳送皮帶上，對(duì)應(yīng)的刮板也是周期性地經(jīng)過對(duì)射式光電探測(cè)器。由此可知，光電探測(cè)器測(cè)量的光電流信號(hào)也是周期性的。本步驟以及后序的前幾個(gè)步驟首先以圖3所示的第i個(gè)刮板經(jīng)過對(duì)射式光電傳感器的過程為例，獲取各個(gè)參數(shù)。
從對(duì)應(yīng)的光電探測(cè)器輸出的光電流信號(hào)中，獲取升運(yùn)器中的第i個(gè)刮板經(jīng)過對(duì)射式光電傳感器的過程中，當(dāng)谷物開始遮擋光發(fā)射器發(fā)出的紅外光時(shí)，光電探測(cè)器此時(shí)輸出的第一光電流值IS時(shí)對(duì)應(yīng)的第一時(shí)刻TS。因?yàn)楣任镌趽醢迳喜⒉皇蔷鶆虻男螤?，尤其是谷物的上表面通常情況下會(huì)高低不平，比如谷物的上表面呈錐形、或其他不規(guī)則的形狀。所以谷物開始遮擋光發(fā)射器發(fā)出的近紅外光時(shí)，不會(huì)全部遮擋。
本實(shí)施例中的光發(fā)射器優(yōu)選地采用峰值波長(zhǎng)為910-940nm的砷化鎵紅外發(fā)光二極管，光電探測(cè)器優(yōu)選地采用光譜峰值波長(zhǎng)為880-940nm的硅光敏三極管，為了保證探測(cè)結(jié)果，對(duì)射式光電傳感器的光發(fā)射器和光電探測(cè)器的中心波長(zhǎng)要相當(dāng)。當(dāng)光發(fā)射器和光電探測(cè)器之間有谷物遮擋時(shí)，經(jīng)過谷物的光線會(huì)部分或全部被谷物分子吸收，發(fā)生光線衰減。光電探測(cè)器的光電流輸出可以很好地反映發(fā)射光經(jīng)過刮板上的谷物時(shí)的衰減情況，進(jìn)而計(jì)算出刮板上是否有谷物以及有谷物時(shí)谷物沿近紅外光方向上的厚度。
步驟101、獲取所述光電探測(cè)器輸出第二光電流值I0時(shí)對(duì)應(yīng)的第二時(shí)刻T0； 在谷物流量測(cè)量裝置使用之前，根據(jù)對(duì)射式光電傳感器的特性，同時(shí)還確定光發(fā)射器發(fā)出的近紅外光被谷物完全遮擋時(shí)，光電探測(cè)器輸出的光電流的閾值I0，為便于描述，稱之為第二光電流值I0。當(dāng)光電探測(cè)器輸出的光電流值小于或等于I0時(shí)，認(rèn)為光發(fā)射器和光電探測(cè)器之間被完全遮擋。
隨著升運(yùn)器的繼續(xù)上升，所述擋板承載著谷物繼續(xù)上升。谷物的厚度不斷增加，同時(shí)變得比較均勻，隨著升運(yùn)器得上升，能夠慢慢完全遮擋住光發(fā)射器發(fā)出的近紅外光，此時(shí)獲取光電探測(cè)器輸出的第二電流值I0對(duì)應(yīng)的第二時(shí)刻T0。
步驟102、根據(jù)所述第一光電流值IS、以及谷物沿近紅外光方向上的厚度與光電流值的衰減關(guān)系，獲取所述第一時(shí)刻TS到所述第二時(shí)刻T0之間任一時(shí)刻t的第i個(gè)刮板承載的谷物沿近紅外光方向上的厚度Lt； 本實(shí)施例中，根據(jù)谷物開始遮擋光發(fā)射管發(fā)送的近紅外光時(shí)，光電探測(cè)器獲取的第一光電流值IS，再結(jié)合擋板上升的任一時(shí)刻t時(shí)，第i個(gè)刮板承載的谷物沿近紅外光方向上的厚度Lt和對(duì)應(yīng)此時(shí)刻的光電流值It的衰減關(guān)系

從而，可以獲取從谷物開始遮擋光發(fā)射器發(fā)出的近紅外光的第一時(shí)刻TS到光發(fā)射器發(fā)出的近紅外光被谷物完全遮擋的第二時(shí)刻T0之間任一時(shí)刻t的沿近紅外光方向上的谷物厚度Lt為 其中k為比例常數(shù)。
步驟103、根據(jù)所述第i個(gè)刮板的寬度L和任一時(shí)刻t的所述第i個(gè)刮板承載的谷物沿近紅外光方向上的厚度Lt，獲取當(dāng)?shù)趇個(gè)刮板經(jīng)過對(duì)射式光電傳感器時(shí)所述第一時(shí)刻TS與所述第二時(shí)刻T0之間的第一修正遮擋時(shí)間τi，1； 設(shè)升運(yùn)器中第i個(gè)刮板的寬度為L(zhǎng)，通常情況下，所有升運(yùn)器的刮板的厚度都相等。根據(jù)任一時(shí)刻t的所述第i個(gè)刮板承載的谷物的厚度Lt與刮板寬度L之比，對(duì)第i個(gè)擋板從第一時(shí)刻TS到所述第二時(shí)刻T0之間的遮擋時(shí)間進(jìn)行修正，獲得第i個(gè)擋板第一修正遮擋時(shí)間τi，1為 其中τi，1表示第i個(gè)擋板的第一修正遮擋時(shí)間；由于從近紅外光開始被遮擋的第一時(shí)刻TS到完全遮擋的第二時(shí)刻T0之間，對(duì)應(yīng)測(cè)得的刮板上谷物并不是均勻分布的，對(duì)應(yīng)的這一段時(shí)間內(nèi)刮板上谷物流量是與經(jīng)過的時(shí)間不成正比，所以這里采用修正的方法，使得修正后的從近紅外光開始被遮擋到被完全遮擋的時(shí)間能夠與刮板上谷物流量成正比，以準(zhǔn)確計(jì)算谷物的流量。
步驟104、獲取所述第i個(gè)刮板承載的谷物結(jié)束遮擋光發(fā)射器發(fā)出的近紅外光時(shí)，所述光電探測(cè)器恢復(fù)輸出最大光電流值的第三時(shí)刻TE； 再從光電探測(cè)器輸出的光電流信號(hào)中獲取第i個(gè)刮板承載的谷物結(jié)束遮擋光發(fā)射器發(fā)出的近紅外光時(shí)，光電探測(cè)器恢復(fù)輸出最大光電流值的第三時(shí)刻TE。
步驟105、根據(jù)所述第二時(shí)刻T0和所述第三時(shí)刻TE，獲取當(dāng)?shù)趇個(gè)刮板經(jīng)過對(duì)射式光電傳感器時(shí)對(duì)應(yīng)的第二修正遮擋時(shí)間τi，2； 然后根據(jù)第三時(shí)刻TE，根據(jù)公式τi，2＝TE-T0，獲取第二修正遮擋時(shí)間τi，2，其中τi，2表示第i個(gè)擋板的第二修正遮擋時(shí)間。
上述步驟102和步驟103用于獲取第一修正遮擋時(shí)間τi，1。步驟104和步驟105是用于獲取第二修正遮擋時(shí)間τi，2。實(shí)際測(cè)量中也可以先執(zhí)行步驟104和步驟105以進(jìn)行測(cè)量并獲取第二修正遮擋時(shí)間，再根據(jù)步驟102和步驟103獲取第一修正遮擋時(shí)間τi，1。不限制獲取第一修正遮擋時(shí)間τi，1和第二修正遮擋時(shí)間τi，2的先后順序，獲取到即可。
步驟106、根據(jù)所述第一修正遮擋時(shí)間τi，1、所述第二修正遮擋時(shí)間τi，2和單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過所述光發(fā)射器的運(yùn)輸谷物的刮板的數(shù)目，獲取谷物的流量值； 由上述可知，第i個(gè)刮板修正后的總遮擋時(shí)間為 τi＝τi，1+τi，2 由于谷物流量和修正后的遮擋時(shí)間τi成正比； 設(shè)單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過的刮板數(shù)為m，獲取谷物流量F為 式中m為單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過所述對(duì)射式光電探測(cè)器的運(yùn)輸谷物的刮板的數(shù)目；a，b為常數(shù)；a，b均為模型參數(shù)。它們與聯(lián)合收割機(jī)機(jī)型、收割幅寬、作物品種等有關(guān)，需要在使用之前采用標(biāo)定的方法得到；也是由測(cè)量人員經(jīng)過室內(nèi)和田間試驗(yàn)得到的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。第一光電流值IS和第二光電流值I0也是由測(cè)量人員根據(jù)采用的對(duì)射式光電探測(cè)器的特性設(shè)定的閾值。
本實(shí)施例的谷物流量測(cè)量方法，通過對(duì)谷物遮擋紅外光線的時(shí)間進(jìn)行修正，獲取刮板修正后的總遮擋時(shí)間，從而獲得更加準(zhǔn)確的谷物流量。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成，前述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括ROM、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。
圖4為本發(fā)明實(shí)施例二提供的谷物流量測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖4所示，本實(shí)施例的谷物流量測(cè)量裝置包括對(duì)射式光電傳感器10和信號(hào)處理電路11。
其中對(duì)射式光電傳感器10設(shè)置在聯(lián)合收割機(jī)的升運(yùn)器的中部；對(duì)射式光電傳感器10包括光發(fā)射器12和光電探測(cè)器13；光發(fā)射器12用于發(fā)出近紅外光，光電探測(cè)器13用于檢測(cè)透過升運(yùn)器的近紅外光，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果輸出光電流信號(hào)。本實(shí)施例中光發(fā)射器12優(yōu)選地采用峰值波長(zhǎng)為910-940nm的砷化鎵紅外發(fā)光二極管，光電探測(cè)器13優(yōu)選地采用光譜峰值波長(zhǎng)為880-940nm的硅光敏三極管，而且可以在硅光敏三極管的工作面覆蓋一層紅外濾光片，以提高抗干擾能力。為了保證探測(cè)結(jié)果，對(duì)射式光電傳感器的光發(fā)射器12和光電探測(cè)器13的中心波長(zhǎng)要相當(dāng)。光電探測(cè)器13的光電流輸出可以很好地反映發(fā)射光經(jīng)過刮板上的谷物時(shí)的衰減情況，進(jìn)而計(jì)算出刮板上是否有谷物以及有谷物時(shí)谷物的厚度。光發(fā)射器12和光電探測(cè)器13都為狹窄光束型，指向特性為±10°。光發(fā)射器12和光電探測(cè)器13構(gòu)成的對(duì)射式光電傳感器10采用對(duì)射方式工作，近紅外光束由光發(fā)射器12發(fā)出，橫穿升運(yùn)器，被光電探測(cè)器13探測(cè)接收。近紅外光束的最小寬度略大于一顆谷粒，以免運(yùn)載中飛揚(yáng)的谷粒遮住光束產(chǎn)生干擾信號(hào)。光發(fā)射器12和光電探測(cè)器13的安裝座密閉不透光。光發(fā)射器12和光電探測(cè)器13的工作面加玻璃護(hù)罩，防止灰塵和谷粒堵塞測(cè)孔。
信號(hào)處理電路11與光電探測(cè)器13相連接，用于接收光電探測(cè)器13輸出的所述光電流信號(hào)，并根據(jù)所述光電流信號(hào)，獲取谷物的流量值。
本實(shí)施例的谷物流量測(cè)量裝置，通過采用對(duì)射式光電傳感器測(cè)量谷物流量，能夠準(zhǔn)確地測(cè)量谷物流量。
需要說明的是，上述實(shí)施例的谷物流量測(cè)量裝置的對(duì)射式光電傳感器10的光發(fā)射器12和光電探測(cè)器13分別安裝在聯(lián)合收割機(jī)的升運(yùn)器的中部。該升運(yùn)器也稱為凈糧升運(yùn)器，當(dāng)聯(lián)合收割機(jī)工作時(shí)，凈糧升運(yùn)器旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)有谷物的一側(cè)刮板上升，將谷物運(yùn)進(jìn)谷倉，另一側(cè)的刮板下降以便下一次再一次刮運(yùn)谷物。當(dāng)凈糧升運(yùn)器的刮板上升時(shí)，刮板上的谷物會(huì)間隔性的阻斷傳感器的光線，光電探測(cè)器輸出的光電流就會(huì)發(fā)生變化，根據(jù)光線被阻斷的時(shí)間的長(zhǎng)短，可以計(jì)算出谷物流量。
圖5為本發(fā)明實(shí)施例三提供的谷物流量測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖5所示，在上述實(shí)施例二的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例的信號(hào)處理電路11，具體可以包括電流采集電路14、信號(hào)放大電路15、電流電壓轉(zhuǎn)換電路16、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路17和主處理電路18。
其中電流采集電路14用于接收光電探測(cè)器13輸出的光電流信號(hào)；電流采集電路14采集到的光電流信號(hào)可以直接進(jìn)行處理，但是由于采集到得光電流信號(hào)可能比較弱，不方便進(jìn)行處理，這里可以先將采集到的光電流信號(hào)進(jìn)行放大。具體地采用信號(hào)放大電路15與電流采集電路14連接，用于將電流采集電路14采集到的光電流信號(hào)進(jìn)行放大處理。由于電流信號(hào)無法直接進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，采用電流電壓轉(zhuǎn)換電路16與信號(hào)放大電路15連接，將放大處理后的光電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路17即A/D轉(zhuǎn)換電路與電流電壓轉(zhuǎn)換電路16連接，將模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。最后將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)輸出給主處理電路18進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以得到谷物的流量值。本實(shí)施例中電流電壓轉(zhuǎn)換電路16可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的型號(hào)為MAX472芯片，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路17采用現(xiàn)有技術(shù)中常用的10位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7810。主處理電路18可以采用現(xiàn)有的51系列單片機(jī)中的ATM89S52芯片。
本實(shí)施例的谷物流量測(cè)量裝置，信號(hào)處理電路11可以具體包含多個(gè)處理電路，以對(duì)光電探測(cè)器13輸出的光電流信號(hào)進(jìn)行處理分析，獲取準(zhǔn)確的谷物流量測(cè)量值。
圖6為本發(fā)明實(shí)施例四提供的谷物流量測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖6所示，本實(shí)施例的谷物流量測(cè)量裝置在上述實(shí)施例三的基礎(chǔ)上，主處理電路18中具體還可以包括第一接收模塊181、第二接收模塊182、第一獲取模塊183、第二獲取模塊184、第三接收模塊185、第三獲取模塊186和第四獲取模塊187。
其中第一接收模塊181用于接收所述數(shù)字信號(hào)，并從所述數(shù)字信號(hào)中獲取當(dāng)?shù)趇個(gè)刮板經(jīng)過對(duì)射式光電傳感器時(shí)，所述光電探測(cè)器輸出第一光電流值IS時(shí)對(duì)應(yīng)的第一時(shí)刻TS，所述第一光電流值IS為預(yù)先設(shè)置的谷物開始遮擋所述光發(fā)射器發(fā)出的近紅外光時(shí)，所述光電探測(cè)器輸出的光電流值。第二接收模塊182用于接收所述數(shù)字信號(hào)，并從所述數(shù)字信號(hào)中獲取所述光電探測(cè)器輸出第二光電流值I0時(shí)對(duì)應(yīng)的第二時(shí)刻T0，所述第二光電流值I0為預(yù)先設(shè)置的所述光發(fā)射器發(fā)出的近紅外光被谷物完全遮擋時(shí)，所述光電探測(cè)器輸出的光電流值。第一獲取模塊183用于根據(jù)所述第一光電流值IS、以及谷物沿近紅外光方向上的厚度與光電流值的衰減關(guān)系，獲取所述第一時(shí)刻TS到所述第二時(shí)刻T0之間任一時(shí)刻t的第i個(gè)刮板承載的谷物沿近紅外光方向上的厚度Lt。第二獲取模塊184用于根據(jù)所述第i個(gè)刮板的寬度L和任一時(shí)刻t的所述第i個(gè)刮板承載的谷物沿近紅外光方向上的厚度Lt，獲取當(dāng)?shù)趇個(gè)刮板經(jīng)過對(duì)射式光電傳感器時(shí)所述第一時(shí)刻TS與所述第二時(shí)刻T0之間的第一修正遮擋時(shí)間τi，1。第三接收模塊185用于接收所述數(shù)字信號(hào)，并從所述數(shù)字信號(hào)中獲取所述第i個(gè)刮板承載的谷物結(jié)束遮擋光發(fā)射器發(fā)出的近紅外光時(shí)，所述光電探測(cè)器恢復(fù)輸出最大光電流值的第三時(shí)刻TE。第三獲取模塊186用于根據(jù)所述第二時(shí)刻T0和所述第三時(shí)刻TE，獲取當(dāng)?shù)趇個(gè)刮板經(jīng)過對(duì)射式光電傳感器時(shí)對(duì)應(yīng)的第二修正遮擋時(shí)間τi，2。第四獲取模塊187用于根據(jù)所述第一修正遮擋時(shí)間τi，1、所述第二修正遮擋時(shí)間τi，2和單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過所述光發(fā)射器的運(yùn)輸谷物的刮板的數(shù)目，獲取谷物的流量值。
具體地，第一接收模塊181與模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路17連接，接收轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)，并從數(shù)字信號(hào)中獲取谷物開始遮擋光發(fā)射器12發(fā)出的近紅外光時(shí)，光電探測(cè)器13輸出第一光電流值IS時(shí)對(duì)應(yīng)的第一時(shí)刻TS；第二接收模塊182與模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路17連接，也用于接收轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)，用于從數(shù)字信號(hào)中獲取光發(fā)射器12發(fā)出的近紅外光被谷物完全遮擋時(shí)，光電探測(cè)器13輸出第二電流值I0時(shí)對(duì)應(yīng)的第二時(shí)刻T0；第一獲取模塊183分別與第一接收模塊181和第二接收模塊182連接，用于根據(jù)第一接收模塊181獲取的第一光電流值IS、以及谷物厚度與光電流值的衰減關(guān)系，獲取第一時(shí)刻TS到第二時(shí)刻T0之間任一時(shí)刻t的谷物厚度Lt；第二獲取模塊184與第一獲取模塊183連接，用于根據(jù)承載谷物的刮板的寬度L和根據(jù)第一獲取模塊183獲取的任一時(shí)刻t的谷物厚度Lt，獲取從第一時(shí)刻TS到第二時(shí)刻T0之間的第一修正遮擋時(shí)間τi，1。第三接收模塊185也與模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路17連接，用于接收轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)，并從數(shù)字信號(hào)中獲取谷物結(jié)束遮擋光發(fā)射器12發(fā)出的近紅外光時(shí)，光電探測(cè)器13恢復(fù)輸出最大光電流值的第三時(shí)刻TE。第三獲取模塊186與第二接收模塊182和第三接收模塊185連接，用于根據(jù)第二接收模塊182獲取到的第二時(shí)刻T0和第三接收模塊185獲取到的第三時(shí)刻TE，獲取第二修正遮擋時(shí)間τi，2。第四獲取模塊187分別與第二獲取模塊184和第三獲取模塊186連接，根據(jù)第二獲取模塊184獲取的第一修正遮擋時(shí)間τi，1和第三獲取模塊186獲取的第二修正遮擋時(shí)間τi，2和單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過光發(fā)射器12的運(yùn)輸谷物的刮板的數(shù)目，獲取谷物的流量值。其中單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過光發(fā)射器12的運(yùn)輸谷物的刮板的數(shù)目可以通過測(cè)量光電流變化的周期數(shù)獲得，光電流每變化一個(gè)周期，相當(dāng)于經(jīng)過一個(gè)刮板。
本實(shí)施例的谷物流量測(cè)量裝置中各電路及模塊實(shí)現(xiàn)谷物流量的測(cè)量與上述實(shí)施例一的實(shí)現(xiàn)機(jī)制相同，詳細(xì)可參照上述實(shí)施例一的相關(guān)描述，在此不再贅述。
本實(shí)施例的谷物流量測(cè)量裝置，通過采用包含本實(shí)施例多個(gè)模塊的主處理電路18，能夠有效地提高谷物流量測(cè)量的精度。
如圖6所示，在上述實(shí)施例四技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，上述實(shí)施例四的谷物流量測(cè)量裝置中還可以包括數(shù)字顯示設(shè)備19，與第四獲取模塊187連接，用于顯示獲取的谷物的流量值。數(shù)字顯示設(shè)備19具體可以為液晶顯示模塊來實(shí)現(xiàn)，比如可以選用青云創(chuàng)新的LCM128645ZK芯片。
同理也可以在上述實(shí)施例二或三的基礎(chǔ)上增加數(shù)字顯示設(shè)備19，以顯示獲取的谷物的流量值。
如圖6所示，在上述實(shí)施例四技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，上述實(shí)施例四的谷物流量測(cè)量裝置中還可以包括存儲(chǔ)設(shè)備20，存儲(chǔ)設(shè)備20也與第四獲取模塊187連接，用于存儲(chǔ)獲取的谷物的流量值。存儲(chǔ)設(shè)備20可以選用南京沁恒電子公司生產(chǎn)的型號(hào)是CH375HM的U盤模塊。
同理也可以在上述實(shí)施例二或三的基礎(chǔ)上增加數(shù)字顯示設(shè)備19，以顯示獲取的谷物的流量值。
以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到至少兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上。可以根據(jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)的情況下，即可以理解并實(shí)施。
圖7為本發(fā)明實(shí)施例的一種的控制終端操作面板的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖7所示，該控制終端操作面板上包括液晶顯示屏、主電路電源開關(guān)、USB電源開關(guān)以及4×4鍵盤。其中液晶顯示屏用于顯示測(cè)量的結(jié)果。主電路電源開關(guān)有效地控制整個(gè)處理電路的電源。USB電源開關(guān)來控制設(shè)置在操作面板的右側(cè)面的USB插口，該USB插口用于外接存儲(chǔ)設(shè)備。當(dāng)不需要使用存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的時(shí)候，關(guān)閉USB電源開關(guān)，可以有效地節(jié)省裝置中的電量，對(duì)于像聯(lián)合收割機(jī)這種戶外作業(yè)的設(shè)備，通過設(shè)置USB電源開關(guān)可以為設(shè)備節(jié)約不少的電量。4×4鍵盤上可以根據(jù)需要設(shè)置多個(gè)按鍵，比如采集開始按鍵，即按動(dòng)按鍵開始采集光電探測(cè)器上的光電流。采集結(jié)束按鍵，當(dāng)收割測(cè)量完畢，按動(dòng)此按鍵。還包括參數(shù)設(shè)定按鍵，用于設(shè)置一些計(jì)算中用到的一些比例常數(shù)或者模型參數(shù)等參數(shù)。還包括保存數(shù)據(jù)按鍵，用于在需要保存測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)按動(dòng)此按鍵。還包括復(fù)位按鍵，當(dāng)需要重新開始測(cè)量的時(shí)，可以按動(dòng)此按鍵。根據(jù)實(shí)際需求，還可以在其他按鍵位置設(shè)置適當(dāng)功能的按鍵。各個(gè)按鍵在主處理電路內(nèi)部與相應(yīng)的電路或者模塊相連，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。
下面簡(jiǎn)單介紹圖7所示的控制終端的測(cè)量裝置的使用過程。
操作之前，首先將系統(tǒng)使用的光電式流量傳感器和升運(yùn)器速度傳感器安裝在聯(lián)合收割機(jī)或者室內(nèi)試驗(yàn)平臺(tái)的指定位置，將控制終端安裝在駕駛室或手持，以準(zhǔn)備測(cè)量。
第一步，打開系統(tǒng)電源，液晶屏上可以顯示“中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)精細(xì)農(nóng)業(yè)研究中心谷物產(chǎn)量測(cè)量?jī)x”，表示裝置已經(jīng)初始化完成，可以正常工作。
第二步，按下參數(shù)設(shè)定按鍵，進(jìn)行采集次數(shù)、采集電流閾值、顯示項(xiàng)目等設(shè)定，比如設(shè)置第一光電流值IS，第二光電流值I0，比例常數(shù)k以及計(jì)算谷物流量時(shí)的模型參數(shù)a和b等參數(shù)，按確定鍵退出參數(shù)設(shè)定界面。
第三步，按下采集開始鍵，裝置將采集谷物流量電流信號(hào)和升運(yùn)器轉(zhuǎn)速信號(hào)，經(jīng)過主處理電路的計(jì)算處理通過液晶顯示屏顯示結(jié)果。具體的主處理電路的處理可以參考上述實(shí)施例二到實(shí)施例四的技術(shù)方案，并參考上述實(shí)施例一的測(cè)量方法實(shí)現(xiàn)對(duì)谷物流量的測(cè)量。最后將測(cè)量所得谷物流量顯示在顯示屏上。
第四步，當(dāng)采集次數(shù)完成時(shí)，液晶屏上顯示“數(shù)據(jù)采集完畢，請(qǐng)保存”。若此時(shí)沒有到采集設(shè)定次數(shù)，而直接按采集結(jié)束鍵，液晶屏顯示“采集數(shù)據(jù)**次，請(qǐng)保存。
第五步，打開U盤電源，通過控制面板的右側(cè)面的U盤插口插入U(xiǎn)盤，按下保存數(shù)據(jù)鍵，系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)通過串口傳輸保存到U盤中，液晶屏顯示“數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中”，數(shù)據(jù)傳輸完后，界面顯示“存儲(chǔ)完成”。若在撥動(dòng)保存鍵前沒有插上U盤或是U盤沒有插好，界面會(huì)提示“請(qǐng)插入U(xiǎn)盤”。
采用上述實(shí)施例二到四任一所述的谷物流量測(cè)量裝置可以集成圖7所述的谷物流量測(cè)量裝置的測(cè)量?jī)x，該測(cè)量?jī)x操作簡(jiǎn)單、使用方便，測(cè)量精度也較高。
本發(fā)明實(shí)施例還提供一種聯(lián)合收割機(jī)，在該聯(lián)合收割機(jī)上設(shè)置有上述實(shí)施例二到四任一所述的谷物流量測(cè)量裝置。
采用本實(shí)施例的聯(lián)合收割機(jī)，可以更加準(zhǔn)確地測(cè)量谷物流量，以滿足精細(xì)農(nóng)業(yè)的研究需求。
最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種谷物流量測(cè)量方法，其特征在于，包括以下步驟
獲取當(dāng)?shù)趇個(gè)刮板經(jīng)過對(duì)射式光電傳感器時(shí)，所述對(duì)射式光電傳感器的光電探測(cè)器輸出第一光電流值IS時(shí)對(duì)應(yīng)的第一時(shí)刻TS，所述第一光電流值IS為預(yù)先設(shè)置的谷物開始遮擋所述對(duì)射式光電傳感器的光發(fā)射器發(fā)出的近紅外光時(shí)，所述光電探測(cè)器輸出的光電流值；
獲取所述光電探測(cè)器輸出第二光電流值I0時(shí)對(duì)應(yīng)的第二時(shí)刻T0，所述第二光電流值I0為預(yù)先設(shè)置的所述光發(fā)射器發(fā)出的近紅外光被谷物完全遮擋時(shí)，所述光電探測(cè)器輸出的光電流值；
根據(jù)所述第一光電流值IS、以及谷物沿近紅外光方向上的厚度與光電流值的衰減關(guān)系，獲取所述第一時(shí)刻TS到所述第二時(shí)刻T0之間任一時(shí)刻t的第i個(gè)刮板承載的谷物沿近紅外光方向上的厚度Lt；
根據(jù)所述第i個(gè)刮板的寬度L和任一時(shí)刻t的所述第i個(gè)刮板承載的谷物沿近紅外光方向上的厚度Lt，獲取當(dāng)?shù)趇個(gè)刮板經(jīng)過對(duì)射式光電傳感器時(shí)所述第一時(shí)刻TS與所述第二時(shí)刻T0之間的第一修正遮擋時(shí)間τi，1；
獲取所述第i個(gè)刮板承載的谷物結(jié)束遮擋光發(fā)射器發(fā)出的近紅外光時(shí)，所述光電探測(cè)器恢復(fù)輸出最大光電流值的第三時(shí)刻TE；
根據(jù)所述第二時(shí)刻T0和所述第三時(shí)刻TE，獲取當(dāng)?shù)趇個(gè)刮板經(jīng)過對(duì)射式光電傳感器時(shí)對(duì)應(yīng)的第二修正遮擋時(shí)間τi，2；
根據(jù)所述第一修正遮擋時(shí)間τi，1、所述第二修正遮擋時(shí)間τi，2和單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過所述光發(fā)射器的運(yùn)輸谷物的刮板的數(shù)目，獲取谷物的流量值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的谷物流量測(cè)量方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一光電流值IS、以及谷物沿近紅外光方向上的厚度與光電流值的衰減關(guān)系，獲取所述第一時(shí)刻TS到所述第二時(shí)刻T0之間任一時(shí)刻t的第i個(gè)刮板承載的谷物沿近紅外光方向上的厚度Lt，具體包括
根據(jù)任一時(shí)刻t谷物的沿近紅外光方向上的厚度Lt和光電流It的衰減關(guān)系
獲取任一時(shí)刻t的第i個(gè)刮板承載的谷物沿近紅外光方向上的厚度Lt為
其中k為比例常數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的谷物流量測(cè)量方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第i個(gè)刮板的寬度L和任一時(shí)刻t的所述第i個(gè)刮板承載的谷物沿近紅外光方向上的厚度Lt，獲取當(dāng)?shù)趇個(gè)刮板經(jīng)過對(duì)射式光電傳感器時(shí)所述第一時(shí)刻TS與所述第二時(shí)刻T0之間的第一修正遮擋時(shí)間τi，1，具體包括
根據(jù)公式
計(jì)算所述第一時(shí)刻TS到所述第二時(shí)刻T0之間的第一修正遮擋時(shí)間τi，1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的谷物流量測(cè)量方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第二時(shí)刻T0和所述第三時(shí)刻TE，獲取當(dāng)?shù)趇個(gè)刮板經(jīng)過對(duì)射式光電傳感器時(shí)對(duì)應(yīng)的第二修正遮擋時(shí)間τi，2，具體包括
根據(jù)公式τi，2＝TE-T0，獲取第i個(gè)擋板的第二修正遮擋時(shí)間τi，2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的谷物流量測(cè)量方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一修正遮擋時(shí)間τi，1和所述第二修正遮擋時(shí)間τi，2和單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過所述發(fā)射器的運(yùn)輸谷物的刮板的數(shù)目，獲取谷物的流量值，具體包括
根據(jù)公式τi＝τi，1+τi，2，獲得第i個(gè)擋板遮擋谷物的總修正遮擋時(shí)間τi，；
根據(jù)光電流變化的周期數(shù)，獲取單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過所述對(duì)射式光電探測(cè)器的運(yùn)輸谷物的刮板的數(shù)目m；
根據(jù)所述總修正遮擋時(shí)間τi，和獲取的單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過所述對(duì)射式光電探測(cè)器的運(yùn)輸谷物的刮板的數(shù)目m，根據(jù)公式
獲取谷物流量；其中F表示谷物的流量；a，b為常數(shù)。
6.一種谷物流量測(cè)量裝置，其特征在于，包括
對(duì)射式光電傳感器，設(shè)置在聯(lián)合收割機(jī)的升運(yùn)器的中部；所述對(duì)射式光電傳感器包括光發(fā)射器和光電探測(cè)器；所述光發(fā)射器用于發(fā)出近紅外光，所述光電探測(cè)器用于檢測(cè)透過所述升運(yùn)器的近紅外光，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果輸出光電流信號(hào)；
信號(hào)處理電路，與所述光電探測(cè)器電連接，用于接收所述光電探測(cè)器輸出的所述光電流信號(hào)，并根據(jù)所述光電流信號(hào)，獲取谷物的流量值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的谷物流量測(cè)量裝置，其特征在于，所述信號(hào)處理電路，具體包括
電流采集電路，用于接收所述光電探測(cè)器輸出的所述光電流信號(hào)；
信號(hào)放大電路，用于將所述光電流信號(hào)進(jìn)行放大處理；
電流電壓轉(zhuǎn)換電路，用于將所述放大處理后的光電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)；
模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，用于將所述轉(zhuǎn)換后的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；
主處理電路，用于接收所述轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)，并對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，獲取谷物的流量值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的谷物流量測(cè)量裝置，其特征在于，所述主處理電路，具體包括
第一接收模塊，用于接收所述數(shù)字信號(hào)，并從所述數(shù)字信號(hào)中獲取當(dāng)?shù)趇個(gè)刮板經(jīng)過對(duì)射式光電傳感器時(shí)，所述光電探測(cè)器輸出第一光電流值IS時(shí)對(duì)應(yīng)的第一時(shí)刻TS，所述第一光電流值IS為預(yù)先設(shè)置的谷物開始遮擋所述光發(fā)射器發(fā)出的近紅外光時(shí)，所述光電探測(cè)器輸出的光電流值；
第二接收模塊，用于接收所述數(shù)字信號(hào)，并從所述數(shù)字信號(hào)中獲取所述光電探測(cè)器輸出第二光電流值I0時(shí)對(duì)應(yīng)的第二時(shí)刻T0，所述第二光電流值I0為預(yù)先設(shè)置的所述光發(fā)射器發(fā)出的近紅外光被谷物完全遮擋時(shí)，所述光電探測(cè)器輸出的光電流值；
第一獲取模塊，用于根據(jù)所述第一光電流值IS、以及谷物沿近紅外光方向上的厚度與光電流值的衰減關(guān)系，獲取所述第一時(shí)刻TS到所述第二時(shí)刻T0之間任一時(shí)刻t的第i個(gè)刮板承載的谷物沿近紅外光方向上的厚度Lt；
第二獲取模塊，用于根據(jù)所述第i個(gè)刮板的寬度L和任一時(shí)刻t的所述第i個(gè)刮板承載的谷物沿近紅外光方向上的厚度Lt，獲取當(dāng)?shù)趇個(gè)刮板經(jīng)過對(duì)射式光電傳感器時(shí)所述第一時(shí)刻TS與所述第二時(shí)刻T0之間的第一修正遮擋時(shí)間τi，1；
第三接收模塊，用于接收所述數(shù)字信號(hào)，并從所述數(shù)字信號(hào)中獲取所述第i個(gè)刮板承載的谷物結(jié)束遮擋光發(fā)射器發(fā)出的近紅外光時(shí)，所述光電探測(cè)器恢復(fù)輸出最大光電流值的第三時(shí)刻TE；
第四獲取模塊，用于根據(jù)所述第二時(shí)刻T0和所述第三時(shí)刻TE，獲取當(dāng)?shù)趇個(gè)刮板經(jīng)過對(duì)射式光電傳感器時(shí)對(duì)應(yīng)的第二修正遮擋時(shí)間τi，2；
第五獲取模塊，用于根據(jù)所述第一修正遮擋時(shí)間τi，1、所述第二修正遮擋時(shí)間τi，2和單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過所述光發(fā)射器的運(yùn)輸谷物的刮板的數(shù)目，獲取谷物的流量值。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8任一所述的谷物流量測(cè)量裝置，其特征在于，還包括數(shù)字顯示設(shè)備，用于顯示所述獲取的谷物的流量值。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-8任一所述的谷物流量測(cè)量裝置，其特征在于，還包括存儲(chǔ)設(shè)備，用于存儲(chǔ)所述獲取的谷物的流量值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種谷物流量測(cè)量方法及裝置。其中谷物流量測(cè)量裝置，包括對(duì)射式光電傳感器，設(shè)置在聯(lián)合收割機(jī)的升運(yùn)器的中部；所述對(duì)射式光電傳感器包括光發(fā)射器和光電探測(cè)器；所述光發(fā)射器用于發(fā)出近紅外光，所述光電探測(cè)器用于檢測(cè)透過升運(yùn)器的近紅外光，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果輸出光電流信號(hào)；信號(hào)處理電路，與所述光電探測(cè)器電連接，用于接收所述光電探測(cè)器輸出的所述光電流信號(hào)，并根據(jù)所述光電流信號(hào)，獲取谷物的流量值。采用本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中谷物流量測(cè)量方法及裝置測(cè)量精度不高，測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確的問題；有效地提高谷物流量測(cè)量的精度。
文檔編號(hào)G01F1/86GK101782408SQ201010124759
公開日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2010年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者李民贊, 王薄, 崔笛 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)