Brevet FR2568031A1 — publié le 19860124

"Procédé pour la d-o'terination et la régulation du débit d'une machine à distribuer un produit." La présente invention concerne un procédé pour la détermination et la régulation du débit d'une machine à distribuer un produit pourvue d'organes de dosage, au moyen d'une installation électronique de contrôle et de régulation dans laquelle est enregistrée, électroniquement, par une installation de mesure électrique, le changement d'une grandeur physique par le passage du matériau, en particulier dans un semoir mécanique ou disributeur d'engrais. Dans des tachine desties à la distribution de matériau en grains, notamment des semoirs mécaniques pour l'introduction de semences de céréales dans le sol, la quantité prédéterminée et désirée de produit par unité de surface doit être maintenue de manière aussi précise que possible. Dans les machines mises en oeuvre pratiquement jusqu'à ce jour, on réalise, avant la mise en service de la machine sur le terrain un essai d ' échantillonnage en vue de déterminer combien de grains et quel poids de semence ou d'engrais par unité de surface sont efectivement distribués pour un réglage approprié des organes de dosage. Par plusieurs essais de ce genre on tatonnait ainsi vers la valeur désirée de la quantité distribuée.Le comptage des grains individuels n'est pas possible dans le cas d'un semoir cas nique, contrairement au cas d'une machine à semer par grains individuels. Par le brevet DE-OS 29 Ol 767, est connu un procédé pour la détermination et la régulation de la quantité distribuée dans lequel il est possible de compter les grains par voie électronique. En outre, ce procédé connu permet un couplage dwun compteur d'espacement avec le compteur de grains, tel que soit assuré, par l'intermédiaire d'un organe de réglage, que soit distribué le nombre de grains correct par unité de longueur de parcours. Ce procédé connu et le dispositif proposé à cet effet, ne sont applicables dans la pratique qu'avec des machines à semer par grains individuels, dans lesquelles les grains de semence à distribuer sont séparés par un dispositif approprié et ensuite déposés individuellement dans le sol. Dans le cas de semoirs :-caniques de céréales et de machines à distribuer des engrais, ce procédé connu et le dispositif proposé à cet effet, ne sont pas utilisables sans dispositions spéciales et sont même absolument inapplicables. Dans ces machines, les grains de céréales ainsi que les grains d'engrais ne sont pas amenés l'un après l'autre des organes de dosage vers les organes de distribution tels que socs à semence et buses de distribution, mais sont amenés en partie en vrac sous forme de petits tas. Pour cette raison, avec ces machines, le procédé et le dispositif proposés par le brevet DE-OS 29 01 767 sont défaillants. En outre, par le brevet DE-OS 31 41 104, a été connu un procédé pour la détermination et la régulation de la quantité de produit dans une machine de distribution, dans lequel la masse de produit à distribuer qui se trouve encore dans la trémie de réserve est pesée en permanence, et on conclut de ce résultat la masse de produit à distribuer qui a été prélevée dans la trémie. En outre, au moyen d'une installation de mesure, la longueur du chemin parcouru est mesurée et enregistrée lors du processus de distribution. A l'aide d'un micro-processeur, est comparée au chemin parcouru et à la quantité du produit extrait, la quantité de produit effectivement distribuée.Dans le cas d'écarts entre la va leur de consigne et la valeur réelle, un rgulateur est comandé par le icrozocesseur, et il co -ande l'entrainement des organes de dosage afin que la quantité de produit désirée soit réellement distribuée. La déte .ination de le quantité distribuée est absolument inutilisable et insuf isante au moyen de ce procédé et du dispositif proposé. Elle est coûteuse et est sujette à de no-breuses erreurs et insu fisances. Entre autres, il n'est pas possible d'absorbes les vibrations produites par les roues de déplacement et par les outils de travail du sol d'une machine de telle manière qu'elles ne soient pas transmises sur la trémie du réservoir. Ces vibrations fausseront toujours les résultats de la mesure et de la pesée des produits. Etant donné que doivent être mesurées des valeurs de quantités distribuées qui sont relativement faibles par rapport aux masses à peser relativement importantes, il est nécessaire de prévoir une installation de mesure compliquée, coûteuse et sensible qui ne convient pas aux conditions grossières de fonctionnement de service agricole. En outre, il n'est pas possible, avec le dispositif connu, de déterminer le nombre des grains débités. La présente invention a pour but de proposer un procédé simple pour la détermination à chaque instant de la quantité, ainsi que le nombre de grains du produit effec tivement délivrés par une machine de distribution, et de réaliser un dispositif simple à manoeuvrer pcur l'rpplication de ce procédé, qui conviennent aux conditions de service relativement sévères des travaux agricoles. Ce problème est résolu, conformément à l'invention, par un procédé caractérisé en ce qu'on détermine la somme, c'est-à-dire le déroulement dans le temps du changement de la grandeur physique lors d'une quantité d'écoulement déterminée du type de produit à distribuer, et, sur la base de ce changement de la grandeur physique, le type dunaté- riau de produit à distribuer qui est délivré par unité de surface ou par unité de temps. Grâce à ces mesures, il est possible de déterminer, d'une manière extrênement simple, la quantité de produit délivrée par unité de surface à chaque instant du processus de distribution. Avec ce procédé, est effectuée simplement la comparaison entre la modification de grandeurs physiques causées par le produit à distribuer et une grandeur de comparaison déterminée, au moyen d'un micro-processeur. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est prévu que, en vue d'un étalonnage, on dirige dans l'installation de mesure, dans un espace de temps, une quantité déterminée de produit à distribuer, qui est située dans le domaine de la quantité de produit à distribuer effec tienent par la machine par unité de temps. De cette manière, le procédé est encore simplifié et 'universellement applicable, car il peut être utilisé pour tous les produits à distribuer, indépëndamment de la teneur en humidité, de la grosseur et des propriétés de surface du produit à distribuer. Il est sinplement nécessaire d'étalonner, avant l'opération de distribution, l'installation de mesure avec une quantité échantillon de la quantité à distribuer, cet échantillon étant introduit dans l'installation de mesure. Il est d'inportance secondaire que l'échantillon soit déterminé, avant ou après l'opération d'étalonnage dans sa grosseur, son poids ou son nombre de grains. En outre, le procédé prévoit que l'installa tion électronique de contrôle et de régulation, règle la quantité désirée du type de produit à distribuer. Ainsi, est automatiquement assurée une quantité constante distribuée pendant la totalité du processus de distribution. Le dispositif pour l'application du procédé comprend au moins une installation de mesure qui est disposée dans le domaine d'au moins un organe de dosage. Grâce à cela, on obtient une détermination simple et précise des quantités effectivement distribuées avec exclusion des facteurs importants de perturbation des résultats. Dans certains cas, il peut être suffisant de monter l'installation de mesure sur l'un des organes de dosage. Dans d'autres cas, on peut envisager de monter l'installation de mesure sur plusieurs organes de dosage pour fournir aussi les valeurs mesurées et pouvoir obtenir une expression plus précise des résl;ltats. L'installation de mesure est disposée sur les organes de dosage qui amènent les produits à distribuer aux socs de semaille ou aux buses de projection des produits à distribuer. Il n'est pas nécessaire de prévoir des organes de dosage spéciaux pour l'installation de mesure. En vue de pouvoir saisir, dans l'opération d'étalonnage, le produit transporté par l'unité de mesure, il est prévu, au-dessous de l'organe de dosage équipé avec l'installation de mesure, un dispositif collecteur pour recevoir le produit qui est déplacé, par l'organe de dosage, à travers linstallation de mesure, ce dispositif étant disposé de manière démontable au-dessous de l'organe de dosage.L'avantage résultant de ce dispositif, réside en ce que, l'installation de mesure peut être étalonnée sans dispositif supplémentaire, la machine étant entraînée à tourner un court instant et la modification prescrite étant aussit8t enregistrée par le micro-calculateur. Ensuite la quantité extraite du produit introduit dans l'installation de mesure est comptée ou pesée. Suivant un mode de réalisation particulier de l'invention, il est prévu, pour le dispositif d'étalonnage, sur l'organe de dosage qui est équipé avec l'installa tion de mesure, un dispositif de dosage avec un petit réservoir d'alimentation. Il est ainsi possible de diriger une quantité prédéterminée du produit à distribuer à travers l'installation de mesure. Cette quantité peut, par exemple, être déterminée, dans le cas de céréales, au moyen d'une planchette de comptage de grains. Dans le cas d'engrais on détermine juicieusement le poids de produit et la quantité déterminée est alors dirigée à travers l'installation de mesure.Mais il est égalenent possible de déterniner le nombre de grains ou le poids seulement après son passage à travers l'installation de mesure. Pour cela, il est alors nécessaire de disposer un dispositif collecteur au-dessous de l'organe de dosage. En vue d'obtenir un résultat aussi expressif et exact que possible, assurant un étalonnage absolument précis, le dispositif de dosage comprend un organe de dosage qui correspond aux organes de dosage montés sur la machine de distribution. Afin de maintenir automatiquement la quantité distribuée pendant la totalité de l'opération de distribution, l'installation électronique de contrôle et de régulation est accouplée avec le mécanisme de positionnement de ltorgane de réglage affecté aux organes de dosage. Suivant un mode de réalisation particulier du dispositif conforme à l'invention, l'installation de mesure comprend deux plaques de condensateur se faisant face disposées sur le carter de dosage. Ce mode de réalisation est très robuste et insensible à l'égard des encrassements et des vibrations inévitables etc... Il est cependant également envisageable que l'installation de mesure soit pourvue, au -ieu des plaques de conducteur, d'une bobine ou d'un barrage optique à travers lesquels tombe le produit à distribuer, ou encore un ou plusieurs microphones sur lesquels tombe le produit. Ces distributions et d'autres possibles, sont expressément conprises dans le domaine d'étendue de l'invention. Avec le procédé et le dispositif conformes à l'invention, on obtient que le déroulement de modification ou de la somme des modifications des grandeurs physiques pendant le processus de distribution est comparé avec une valeur d'étalonnage. Dans le procédé et le dispositif conformes à l'invention, les conditions sont différentes de la situation antérieure dans laquelle chaque grain doit être compté. On enregistre une grandeur correspondante au courant de grains ou au courant de masse de produits et alors la valeur de modification d'une grandeur physique est éta- blie dans un rapport avec le nombre de grains ou la nasse du produit qui est déterminée préalablement par une opération d'étalonnage. D'autres caractéristiques de l'invention résultent des exemples de réalisation décrits ci-après et représentés dans les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une projection latérale d'un organe de dosage équipant une machine de distribution conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en projection par l'arrière du dispositif de la figure 1, - la figure 3 est une vue analogue d'un autre organe de dosage d'une machine de distribution équipée, con-qrnément à l'invention, - la figure 4 est une représentation schéma tique du dispositif pour l'application du procédé conforme à l'invention. La machine de distribution est constituée comme un semoir pourvu d'une trémie de réserve I. Dans le doaine inférieur de cette trémie 1 se trouvent des orifices de sortie 2 juxtaposés en une rangée s'étendant transversalement à la direction du déplacement de la machine et devant lesquels sont disposés les organes de dosage 3, qui sont constitués par des roues de dosage 5 montées dans le carter de dosage 4. Les roues de dosage 3 sont calées solidaires en rotation sur l'arbre de dosage 6, par lequel elles sont entraînées, par l'intermédiaire dun mécanisme en continu 7, par les roues porteuses de la machine de distribution, ou à partir d'une autre source de puissance.Par l'internédiai- re du mécanisme 7, l'arbre de dosage 6, et ainsi les roues de dosage 5, sont entrainées, en correspondance avec le réglage choisi pour le nécanisne, avec la vitesse correspondante désirée, de telle sorte que des quantités distribuées de grandeurs différentes, ou un nombre de grains dif sérient par unité de s rface ou par unité de distance par- courue sont extraites de la trémie. Les organes de dosage 3 dirigent alors le 'produit de semence contenu dans la trémie 1, de la manière désirée, par des conduites tubulaires, vers les socs à semence. La machine de districution est pourvue d'une installation de contrôle et de régulation. Cette installation électronique comprend tout d'abord une installation électrique de mesure 8 qui est placée, dans le domaine de l'un des organes de dosage 3, sur le carter de dosage 4. Cette installation de mesure 8 comprend deux plaques de condensateur 9 se niaisant face sur le carter de dosage 4, et qui sont réunies, par un câble 10, avec le micro-calculateur Il de llinsta11a- tion de contr8le et de régulation. Ce micro-calculateur Il est lui-même réuni, par un câble 12, avec le moteur 14 constitué conne organe de pré-réglage 13, du mécanisme 7 En outre, le micro-calculateur 11 est réuni, par un câble 16, à l'appareil 15 destiné à mesurer le trajet parcouru par la machine. Les plaques de condensateur 9, l'appareil 15 de mesure du trajet parcouru, le moteur de pré-réglage 14 et le micro-calculateur 11, sont raccordés à une source de courant, par exemple à la batterie ou au circuit de courant du tracteur entraînant la machine de distribution. Par l'application d'une tension électrique sur les plaques de condensateur 9, se produit un champ électrique entre les deux plaques 9. Si un objet se déplace dans ce chanp électrique, la grandeur physique décrite par ce champ se modifie, cette grandeur étant désignée par "constante diélectrique". La somme ou le déroulement dans le temps de la modification de la constante diélectrique est enregistrée et exploitée par le micro-calculateur 11. Le déroulement du procédé conforme à l'invention à l'aide du dispositif représenté dans les figures 1 et 2 est décrit ci-après Avant que l'installation de contrôle et de régulation puisse fonctionner efficacement, elle doit autre étalonnée. Pour cela, il est prévu, au-dessous du carter de dosage 4, sur lequel sont disposées les plaques de conducteur 9 de l'installation de mesure 8, un dispositif collecteur amovible 17, destiné à recueillir les grains de semence 18 qui sont déplacés à travers l'installation de mesure 8 au cours de l'opération d'étalonnage. L'arbre de dosage 6, et ainsi les roues de dosage, sont alors mis en rotation, par l'intermédiaire du mécanisme 7, dans le sens de la flèche 19. Le réglage préalable du mécanisme 7 se trouve, pendant l'opération d'étalonnage, sensiblement dans le domaine du réglage effectivement nécessaire.La somme, c'est-à-dire le déroulement de modification dans le temps de la constante diélectrique dû au champ électrique produit par les plaques du condensateur 9, est enregistrée par le micro-calculateur il. Ensuite, sont déterminés le nombre des grains de semence prélevés 18 qui ont été transportés dans le dispo sitif de mesure 8, et la modification de la constante diélec trique qui en a résulté, par comptage direct ou à l'aide de moyens auxiliaires, tels que la planchette de comptage de grains. Le nombre de ces grains est également délivré au micro-calculateur et est enregistré par celui-ci. La somme, c'est-à-dire le déroulement dans le temps de la modification de la constante diélectrique fournit, par comparaison avec le nombre réel des grains ayant provoqué cette modification, une valeur de mesure, d'après laquelle, lors autres nodifications, on pourra conclure sur le nombre de grains qui auront effectivement été extraits de la trémie. Avant de mettre en action la machine sur le terrain, on introduit encore dans le micro-calculateur, au moyen d'un clavier, le nombre désiré de grains à délivrer par trajet parcouru. Ce trajet est fourni par l'appareil 15 de mesure de parcours et il est transmis dans le microcalculateur. D'après ces valeurs, le micro-calculateur calcule la valeur réelle effective qui est alors comparée à la valeur de consigne. le micro-calculateur il effectue cette comparaison de valeur réelle de manière pernanente et, en cas d'écart par rapport à la valeur de consigne, il provoque un réglage par l'intermédiaire du moteur de réglage 14 du mécanisme 7, jusqu'à ce que la valeur réelle constatée concorde avec la valeur de consigne. L'application du procédé conforme à l'invention au moyen du dispositif représenté dans la figure 3 s'effectue de la manière suivante Pour l'étalonnage de l'installation de mesure 8, sur la machine de distribution conforme à la figure 3, sur le carter de dosage 4, sur les parois latérales duquel sont fixées les plaques de condensateur 9, on monte un dispositif de dosage 20 pourvu d'une petite trémie de réserve 21. L'organe de dosage 22 de ce dispositif de dosage 20 correspond aux organes de dosage 3 montés sur la machine0 Pour pouvoir effectuer l'étalonnage, on verse dans la petite trémie 21 un échantillon de grains comptés du produit de semence à distribuer. Ensuite, on met en circuit l'installation de contrôle et de régulation, de telle sorte qu'une tension est appliquée aux plaques de condensateur 9, et que le micro-calculateur soit également en fonction.On fait alors tourner, au moyen de la manivelle à main 23, la roue de dosage 5 en direction de la flèche 24, de telle sorte que les grains comptés tombent à travers le champ électrique créé par les plaques de condensateur 9 et provoquent un changement de la constante diélectrique. La sonne, c'est-àdire le aéroulenert dans le temps de la constante diélectrique est enregistrée par le micro-calculateur. Cette valeur indiquée permet d'exprimer un critère relatif aux grains qui sont tombés dans le carter à semences.On peut alors cor-parer le nombre ou la masse des grains tombant à travers l'installation de -esure avec la valeur enregistrée, c'est à-dire que l'installation de contrôle et de régulation est étalonnée. Cette opération est essentielle pour le fonctionnement ultérieur de la régulation électronique. La figure 4 est une représentation schématique de la suite du déroulement du procédé conforme à l'invention Lors de l'opération d'étalonnage décrite cidessus, le micro-calculateur a enregistré la somme, c'est-à- dire le déroulement dans le temps du changement de la constante diélectrique qui a été produit par la chute des grains à travers le champ électrique créé par les plaques de condensateur 9.Ensuite, on introduit, par l'intermédiaire du clavier à touches 26, dans la feinte "étalonnage", le nombre de grains qui a provoqué, lors de 1'opération d'étalonnage, le changement de la constante diélectrique. il est également possible de programmer à demeure ce nombre dans le microcalculateur, de telle sorte que ce nombre de grains doive être maintenu lors de chaque opération d'étalonnage ultérieure. Ensuite, on introduit au moyen du clavier à touches 26, dans la fente "valeur de consigne", la valeur désirée de la quantité, e'est-a-dire du nombre de grains de semence qui doit être distribué. Enfin, on introduit encore, au moyen du clavier 26, dans les fentes appropriées, le nombre de rangées et la largeur de la machine, c'est-à-dire sa largeur de travail. Sur la base de ces valeurs, le microcalculateur 25, calcule la valeur du changement de la constante diélectrique qui doit être maintenue pendant le fonctionnement de la machine de distribution.Au cours de ce fonctionnement, l'appareil de mesure du trajet parcouru 15, délivre les impulsions correspondantes au micro-calculateur 25, de telle sorte que celui-ci puisse, à chaque instant, prendre en compte le nombre ou quantité de grains qui a été distribué par la machine par rapport à la surface de terrain ou au trajet parcouru. Dans le cas d'un écart par rapport à la valeur de consigne, le micro-calculateur 25, commande le moteur de réglage 14 pour positionner le mécanisme de telle manière que la valeur de consigne du nombre de grains à distribuer ou de la quantité de semence soit à nouveau rétablie. Le mécanisme 7 à fonctionnement progressif sans paliers pourrait également être remplacé par un moteur hydraulique ou électrique. La corzande de la vitesse de ro tation de sortie de ces moteurs, fonctionnant comme mécanismes de transmission, est alors actionnée par le micro-calculateur, par l'intermédiaire d'éléments de construction hydrauliques ou électriques. R E V R L D I C A T i O N S 1.- Procédé rour la déterzination et la régulation du débit d'une machine à distribuer un produit pourvue d'organes de dosage, au moyen d'une installation électronique de contrôle et de régulation dans laquelle est enregistré électroniquement, par une installation de mesure électrique, le cksn-ement d'une grandeur physique par le passage du matériau, procédé caractérisé en ce qu'on détermine la somme, c'est-à-dire le déroulement dans le temps du chan gement de la grandeur physique lors d'une quantité d'écoulement déterminée du type de produit à distribuer, et, sur la base de ce changement de la grandeur physique, le type du matériau de produit à distribuer qui est délivré par unité de surface ou par unité de temps. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, en vue d'un étalonnage, on dirige dans l'installation de mesure, dans un espace de temps, une quantité déterminée de produit à distribuer, qui est située dans le domaine de la quantité de produit à distribuer effectivement par la machine par unité de temps. 3.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'installation de contrôle et de régulation règle la quantité désirée du type de produit particulier à distribuer. 4.- Dispositif pour l'application du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par au moins une installation de mesure (8) qui est disposée dans le domaine d'au moins un organe de dosage (3). 5.- Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que, au-dessous de l'organe ze dosage (3) pourvu d'une installation de mesure, est prévu un dispositif collecteur (17) pour recueillir le produit transporté par l'organe de dosage (3) à travers l'installation de mesure (8), ce dispositif collecteur (17) étant monté amovible audessous de 1' organe de dosage (3). 6.- Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que, pour l'opération d'étalonnage, on monte sur l'organe de mesure (8) équipé avec l'installation de mesure (8), un dispositif de dosage (22) pourvu d'un petit réservoir (21). 7.- Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif de dosage (20) comprend un organe de dosage (22) qui correspond aux organes de dosage (3) montés sur la machine. 8.- Dispositif suivant la revendication 3 s caractérisé en ce que l'installation de contr8le et de régulation est accouplée avec le mécanisme de réglage de llor- gane de réglage (13) pour les organes de dosage (3). 9.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4 et/ou 8, caractérisé en ce que llinstalla- tion de mesure (8) comprend deux plaques de conducteur (9) opposées sur le carter de dosage (4). 10.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que l'installation de mesure (8) est reliée à l'installation de contrôle et de régulation, un appareil (13) de mesure du trajet parcouru par la machine étant raccordé à l'installation de contrôle et de régulation, laquelle est reliée à l'élément de positionnement pour organe de positionnement (13) des organes de dosage (3).