精密排种器虚拟仪器检测系统研究

精准、高效的检测仪器对于精密播种机的关键部件——排种器的研究、设计与生产极为重要，然而目前我国精密排种器性能检测设备与方法仍较落后，这在一定程度上阻碍了新产品的设计开发；另一方面，随着计算机技术的快速发展，计算机正在以低成本、高性能融入到测试领域，特别是面向对象编程技术的发展，越来越多的硬件功能可以通过软件来实现，在此背景下出现了“虚拟仪器”的概念。 虚拟仪器较传统的仪器有诸多优点，它已成功的应用于军事、航天等领域，而在农业机械，特别是精密播种机的测试方面，还处于探索实验阶段。本研究的目的在于充分发挥计算机能进行高速数据采集的长处，研究能检测双粒(或多粒)重播情况的精密排种器虚拟器检测系统，使精密排种器检测系统的精度有较大的突破。本研究的主要工作为： 一、研制了用于排种检测的新型光电传感器。精确的传感设备是实现精确检测的关键。本研究通过分析以往光电传感器的缺点，找出了其在选用光电元件及在光电元件的空间布置方式上的弊端，在此基础上，通过选择合适的光电元件及合适的光电元件的空间布置方式，研制了新型的排种检测光电传感器。实验研究表明，该传感器的输出信号能够准确的反映排种情况，在种子尺寸、形状较均匀的情况下还能准确反映出双粒(或多粒)重叠(或连续)下落的重播情况。 二、研究开发了基于虚拟仪器的排种性能检测系统。按照虚拟仪器的设计思想，运用以软件为主、软硬件结合的方式，选择Delphi作为软件开发平台，开发了基于虚拟仪器的检测系统软件。该系统通过采用高速精密定时器采集粒距样本，并通过DMA方式直接传入计算机内存，在计算机中数据以曲线和数字显示方式显示，并可存入数据库或文本中。大量实验研究表明，系统能根据所测粒距样本，得出各种评价指标：合格指数、重播指数、漏播指数、平均值、标准差及变异系数等，而且在种子尺寸、形状较均匀的情况下还能准确的检测出双粒(或多粒)重叠(或连续)下落的重播情况。 三、设计了机械式精密排种器排种性能实验台。通过选择合理的传动方案和合适的传动方式、动力源及减速装置，自行设计了能用于所有机械式精密排种器排种性能实验的实验台。实验运行表明，该实验台性能稳定，达到了设计要求。 本研究为精密播种机的自动化研究打下了基础，同时也为虚拟仪器在农机测试中的应用提供了重要的参考。