【摘要】：青飼機(jī)在青飼料收獲過程中,經(jīng)常會出現(xiàn)金屬異物損壞切碎切刀,影響機(jī)械使用壽命,降低收獲效率等情況,而且在已收獲的青儲飼料中夾雜的金屬異物易損傷食草獸類腸胃,因此,國外先進(jìn)青飼料收獲機(jī)一般均配有金屬檢測裝置,但其價格相對比較昂貴。目前國內(nèi)在該領(lǐng)域尚處于起步階段,沒有成熟的商業(yè)化產(chǎn)品。針對上述問題,本文在分析對比了金屬檢測常用方法的基礎(chǔ)上,設(shè)計了青飼機(jī)金屬檢測系統(tǒng),并進(jìn)行了臺架試驗。主要研究內(nèi)容如下:1.金屬檢測原理分析與檢測電路設(shè)計。依據(jù)電磁感應(yīng)與渦流效應(yīng)原理,分析對比了差拍式、自激振蕩式、耗能式和平衡式四種檢測方案的優(yōu)缺點(diǎn),最終確定使用改進(jìn)的自激振蕩式金屬檢測方案。采用模塊化設(shè)計方法,設(shè)計了檢測線圈模塊、LDC檢測模塊、控制及傳輸模塊、電源模塊。選用STM32F103系列芯片作為主要控制芯片,VP230作為CAN傳輸模塊收發(fā)器,電感檢測芯片LDC1000作為線圈數(shù)據(jù)采集芯片,在主控單元協(xié)調(diào)下將LDC檢測模塊檢測的數(shù)據(jù)通過CAN收發(fā)器發(fā)送給上位機(jī)。2.金屬傳感裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計�；谇囡暀C(jī)滾筒結(jié)構(gòu)以及安全檢測距離的要求,設(shè)計了檢測線圈位置、數(shù)量、尺寸、纏繞方式以及傳感器機(jī)械結(jié)構(gòu),其中,在檢測線圈內(nèi)部增加了強(qiáng)磁結(jié)構(gòu),有效地提高了檢測距離和檢測精度。3.軟件系統(tǒng)設(shè)計。下位機(jī)軟件實現(xiàn)了 LDC檢測模塊數(shù)字信號轉(zhuǎn)換、主控單元的數(shù)字濾波處理與CAN通信的數(shù)據(jù)實時傳輸,其中數(shù)字濾波選用具有抗外部振動干擾、無延時等特點(diǎn)的卡爾曼濾波算法,提高了青飼機(jī)金屬探測系統(tǒng)的檢測靈敏度和準(zhǔn)確性。基于LabVIEW設(shè)計了金屬檢測系統(tǒng)的上位機(jī)軟件,駕駛員可根據(jù)實時報警信息進(jìn)行金屬異物處理。4.金屬檢測系統(tǒng)模擬實驗臺搭建與實驗驗證。搭建了模擬秸稈喂入的金屬檢測系統(tǒng)模擬實驗臺,其包括機(jī)架、不銹鋼喂入滾筒、傳送裝置與轉(zhuǎn)速調(diào)控裝置。在實驗臺上進(jìn)行了檢測靈敏度、預(yù)警準(zhǔn)確度、反應(yīng)時間等大量驗證實驗,實驗結(jié)果表明該系統(tǒng)在最大安全檢測距離為100mm(安全傳輸時間為0.23s)的前提下,對金屬鐵絲的檢測極限為直徑0.6mm,長度12mm,報警準(zhǔn)確率達(dá)90%,系統(tǒng)反應(yīng)時間為0.16s,短于安全傳輸時間,滿足青飼機(jī)金屬檢測預(yù)警的要求。
【圖文】：

達(dá)國家引進(jìn)過先進(jìn)的金屬檢測裝置，經(jīng)過技術(shù)追蹤和研發(fā)，在探測精度、靈敏度等方面得到了很逡逑大的發(fā)展，但在探索檢測方法和原理方面還存在一定的差距目前，國內(nèi)金屬探測器在安檢、逡逑軍事、地質(zhì)勘察等各行業(yè)中均得到廣泛應(yīng)用，如圖１－３所示。在軍事方面，金屬探測常用來探測逡逑金屬地雷，例如在我國中越邊境地帶仍然有常年使用金屬探測器進(jìn)行排雷任務(wù)的專業(yè)排：部隊：逡逑在考古方面，考古隊員可以探測古墓中的金屬制品，例如墓葬中的金銀制品、首飾、錢幣等；在逡逑工程勘察方面，施工人員應(yīng)用金屬探測T有效地檢測到地下的金Ｍ管道和線纜，＂Ｈｉ＇效地預(yù)防管逡逑道、電纜被挖斷等情況；在工業(yè)領(lǐng)域，可用來檢測自動傳送生產(chǎn)加工線丨：的金；，＿４雜物，以防止金逡逑屬異物混入生產(chǎn)物料之中，從而影響工、丨ｋ制品的品質(zhì)，其？中Ｍ常見的！川行業(yè)為玻璃生產(chǎn)、水泥逡逑生產(chǎn)、煤炭加工等；在教育領(lǐng)域，金屬探測生要作為Ｗ少年國防教育和科普的工具：在公共場所，逡逑金屬檢測主要用于安保工作，，如機(jī)場和乍站等進(jìn)站安檢丨＇邋ｊ，邋＂Ｊ

在農(nóng)業(yè)青儲飼料收獲中，國外研發(fā)的自走式青貯飼料收獲機(jī)均配有先進(jìn)的金屬探測、籽粒破逡逑碎和智能控制系統(tǒng)。例如，德國ＣＬＡＡＳ公司的８３０－９５０系列自走式青貯飼料收獲銷往世界＆地逡逑機(jī)，其銷售額占全球總銷售額的５０％以上，如圖１－４所示。Ｎｅｗ邋Ｈｏｌｌａｎｄ的ＦＲ系列青貯飼料收逡逑獲機(jī)，割臺自主獨(dú)立研發(fā)，性價比較氋【ＩＱ］。美國Ｊｏｈｎ邋Ｄｅｅｒｅ公司的青貯飼料收獲機(jī)切割ｆ臺配備逡逑了德國Ｋｅｍｐｅｒ公司的玉米Ｗ別臺，ｊ丨V打Ｄ動Ａ＇度控制系統(tǒng)，T以在斜坡或的地面條件逡逑下工作。德國Ｋｒｏｎｅ邋ＢＩＧＸ邋１１００型收獲機(jī)配備了大功率發(fā)動機(jī)和寬幅割臺，集石頭監(jiān)測、金屬探逡逑測、自動磨刀、切段長度Ｕ調(diào)和籽粒破碎等功能？？分，如圖１－５所小，代表了抨貯飼料收獲機(jī)逡逑的最高技術(shù)水平和未O喎⒄骨魘疲郟梗薄６礪匏�、尔欧和叫帕P渭業(yè)模沃橇鮮棧窕際跛較嘍越襄義系停釤ㄊ棧袼鶚Ы洗�，切祪蹲锁帗�(dān)保鶴骺煽啃雜寫岣擼鄹襝嘍員鬩恕ｅ義希沖義

本文編號：2603795