基于PVDF双压电薄膜的油菜播种监测系统的设计与试验

作     者：孙国峻 张金然 徐勇 余洪峰 何瑞银 SUN Guojun;ZHANG Jinran;XU Yong;YU Hongfeng;HE Ruiyin

作者机构：南京农业大学工学院江苏南京210031 添唯检验检测(江苏)有限公司江苏盐城224007 

出 版 物：《湖南农业大学学报（自然科学版）》 (Journal of Hunan Agricultural University(Natural Sciences))

年 卷 期：2022年第48卷第5期

页      面：601-607页

学科分类：08[工学] 0828[工学-农业工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2016YFD0300908) 江苏省农业科技自主创新资金项目[CX(19)2012] 江苏省现代农机装备与技术示范推广项目(NJ2019-14)。 

主　　题：油菜播种机 播种性能监测系统 漏播率 重播率 PVDF双压电薄膜 振动信号消除 比较器抖动消除 

摘      要：针对苏南地区油菜播种一体机作业过程中种子监测困难的问题,设计了一种基于PVDF双压电薄膜的油菜单粒精密播种机播种性能监测系统。系统通过播种机安装在测速轮上的编码器采集机具作业速度,结合设定的目标播量,得到理论排种间距,采用聚偏二氟乙烯(PVDF)压电薄膜监测装置,采集油菜种子落粒数。为了滤除机器振动信号干扰,设置参照压电薄膜,通过逻辑运算模块降低振动干扰,采用施密特电路迟滞原理消除比较器抖动干扰。系统采用STM32F103VBT6单片机作为中央处理器,结合设定的理论株距、相邻脉冲电压信号的时间间隔与播种机前进速度,计算得出播种量、排种速度、漏播率与重播率等性能指标。试验台试验表明,在26.5~42.2 r/min排种轴转速下,系统对排种量的检测精度不低于96.4%,漏播检测精度高于95.8%,重播检测精度高于98.4%;振动频率8~16 Hz条件下,系统播量检测精度高于95.2%。