УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ВЫСЕВА СЕМЯН ВЫСЕВАЮЩИМИ АППАРАТАМИ

Предполагаемая полезная модель относится к методам и средствам оценки показателей качества выполнения технологического процесса высевающими аппаратами сеялок, в частности, для оценки неравномерности высева семян.
Цель полезной модели - автоматизация процесса подсчета числа семян и получение информационных сведений о неравномерности их высева.
Известно устройство для определения неравномерности высева семян в рядке высевающим аппаратом (А.с. №69372 опубл. 27.12.2007 Бюл. №36, кл. А01C 7/00), включающее корпус, вентилятор и ячеистую секцию (фигура 1).
Оценка неравномерности высеваемых семян в ячейки секции устройства осуществляется методом их ручного подсчета или взвешиванием.
Недостатки известного метода и устройства оценки неравномерности высева семян в технологическом процессе обусловлены трудоемкостью ручного подсчета числа семян распределенных в ячейках, продолжительностью проведения опытов и затратой времени при обработке их результатов.
Для автоматизации процесса подсчета семян при условных технологических режимах работы высевающих аппаратов и получения информационных сведений о неравномерности высева семян предлагается устройство, схема которого приведена на фигуре 2.
Устройство состоит из корпуса 1, пьезокристаллических кварцевых датчиков числа семян 2, инерционного сборника семян 3 и вентилятора 4.
Технологический процесс работы устройства для воспроизведения реальных условий высева семян осуществляется следующим образом. В устройстве вентилятором создается воздушный поток для горизонтального транспортирования гравитационно падающих семян при их отделении от отверстий диска высевающего аппарата.
Средняя скорость воздушного потока в устройстве определяется с учетом массы семян, эквивалентного диаметра, коэффициента лобового сопротивления, агротехнической нормы высева и скорости сеялки.
Т
s
s
c
-2
-2
-2
При высеве семян из высевающего диска на семена действуют сила тяжести F=m·g, H (кг·м·с), равная произведению массы семени, m, кг, на ускорение свободного падения g, м·с и (в соответствии с формулой Ньютона) сила давления F, H (кг·м·с), на семена воздушного потока в устройстве.
c
где ξ - коэффициент лобового сопротивления семян для турбулентного режима принимается равным 0,44 (формула Ньютона);
c
c
2
S - миделева площадь поперечного сечения семян (для шарообразной формы семян  м; для семян неправильной формы диаметр семян d, м, рассчитывается как эквивалентный
в
s.cp
-3
ρ, P - плотность воздуха и средняя плотность семян, кг·м ;
ср.возд
-1
υ - средняя скорость воздуха в устройстве, м·с;
G - масса навески семян, кг;
n - число семян, шт.;
π=3,14
При начальной скорости семян равной нулю, в момент отделения от отверстия высевающего диска, условное время падения семян t, с, выражается соотношением
где h - высота между отверстием в зоне прекращения вакуума и отделения семян от высевающего диска и дном борозды.
выс.сем.
сеялки
-1
Время действия воздушного потока на семена τ, с, в устройстве определяется нормой их высева N, шт./ м погонный, и скоростью движения сеялки V, м·с
Т
c
При равенстве сил гравитационного притяжения семян F и сил давления воздушного потока на семена F, с учетом времени их действия τ, уравнение скорости воздушного потока в устройстве для условных режимов работы высевающего аппарата в составе сеялки имеет вид
где k - коэффициент, зависящий от скорости сеялки, нормы высева семян и расстояния между отверстием высевающего диска в зоне прекращения вакуума и дном борозды.
В заданном режиме работы высевающего аппарата, семена случайным образом, отклоняясь от нормы высева, механически взаимодействуют с приемными поверхностями датчиков, упруго отражаются от них и уносятся воздушным потоком за пределы неравномерного их распределения по линии высева в инерционный сборник.
имп
Величина импульса Р при соударении семян с приемной площадкой датчика определяется выражением
где α - угол между нормальной составляющей силы реакции и направлением движения семян перед их взаимодействием с приемной площадкой датчика.
имп
ср возд
τ
Величина импульсной скорости семян V области соударения семян с площадкой датчика находится как результирующая средней скорости воздушного потока υ и скорости движения семян υ=ατ в момент времени τ при скорости семян в момент начала отсчета времени (при отделении семян от отверстия высевающего диска и их падении) равной нулю.
При ускорении  выражение для скорости движения семян в момент времени t с учетом уравнения (3) имеет вид
С учетом выше изложенного и уравнений (3), (4) и (6), в соответствии с формулой (5), находится выражение для величины импульса
Электрические импульсы преобразуются кварцевым пьезокристаллом в измерительные импульсы напряжения, которые подаются в микроэлектронное устройство для усиления, первичной обработки и счета семян.
Результаты испытаний предлагаемого устройства по оценке неравномерности высева семян кукурузы приведены на графике 1.
Статистический анализ опытных данных показывает, что стандартное отклонение при высеве семян кукурузы составляет а=±2,58 см и согласуется с данными высева семян, полученными различными методами.
Преимуществом предлагаемого устройства пневматического принципа действия является автоматизация процесса получения информационных сведений о неравномерности высева семян непосредственно в процессе условных технологических режимов работы высевающих аппаратов при достаточно высокой статистической достоверности результатов опытов.