عنوان

طراحی، ساخت و ارزیابی دستگاه پایش تلفات دانه در کمباین غلات با استفاده از حسگر پیزوالکتریک

‭۱۵۹۳۰پ‬

per

طراحی، ساخت و ارزیابی دستگاه پایش تلفات دانه در کمباین غلات با استفاده از حسگر پیزوالکتریک

/عادل طاهری حاجی‌وند

: کشاورزی

، ‮‭۱۳۹۵‬

چاپی

دکتری

مهندسی‌مکانیزاسیون کشاورزی گرایش کشاورزی دقیق

‮‭۱۳۹۵/۰۴/۰۲‬

دانشگاه تبریز

به‌منظور مدیریت خاص مکانی در مزرعه و نیز اطمینان از نحوه کار کمباین، لازم است در حین عملیات، چندین بار کار برداشت را متوقف نمود تا میزان تلفات دانه و منشا آن مشخص گردد .تلفات برداشت به تنظیمات کمباین، نرخ مواد ورودی، وضعیت مزرعه و زمین بستگی دارد .دستگاه ص‌پایش تلفات دانه وسیله‌صای است که با نصب آن در عقب کمباین، می‌توان از تلفات واحدهای جداکننده و تمیزکننده به‌طور لحظه‌صای آگاهی یافت و نیز این امکان را برای کاربر فراهم نمود که حین حرکت در مزرعه بتواند با داشتن یک میزان قابل قبول از اتلاف دانه، سرعت پیشروی بهینه را انتخاب نماید .در این رساله از حسگرهای پیزوالکتریک برای طراحی و ساخت دستگاه پایش تلفات دانه استفاده شد .طراحی سیستم شامل ‮‭۵‬ واحد حس‌کننده و جذب ارتعاشات، تقویت و پردازش سیگنال، نمایش، ذخیره داده‌ها و موقعیت‌یابی ‮‭(GPS)‬ می‌شود .کاربر دستگاه قبل از ورود به مزرعه وضعیت متوسط مزرعه را به دستگاه می‌دهد .برای ورود اطلاعات به دستگاه از یک صفحه لمسی استفاده شده است .دستگاه بر اساس اطلاعات دریافتی، میزان تلفات را در حین عملیات برداشت بر حسب درصد اندازه‌گیری و به نمایش می‌گذارد .این دستگاه اطلاعات میزان تلفات اندازه‌گیری شده را در کارت حافظه ذخیره می‌کند و کاربر دستگاه می‌تواند بعد از عملیات برداشت به تحلیل میزان تلفات کمباین در مزرعه بپردازد .با توجه به بهره‌گیری از ‮‭GPS‬ در سیستم، اطلاعات ذخیره شده توأم با اطلاعات مکانی خواهد بود و این امکان برای کاربر فراهم می‌شود که در صورت لزوم نقشه وضعیت تلفات مزرعه را ترسیم نماید .پس از طراحی و ساخت برای بررسی چگونگی کارکرد واحد حس‌کننده و جذب ارتعاشات و اطمینان از عدم تاثیرپذیری سیستم از لرزش‌های بدنه کمباین، این واحد روی کمباین نصب شد .با توجه به این‌که خروجی دستگاه در وضعیت‌های مختلف حرکت کمباین صفر شد و این نشان‌دهنده‌ی عدم تاثیرپذیری واحد حس‌کننده و جذب ارتعاشات از لرزش‌های بدنه کمباین است لذا عملکرد جاذب ارتعاشی مورد تایید قرار گرفت .برای بررسی سایر قسمت‌های سیستم، دستگاه در آزمایشگاه مورد آزمون قرار گرفت و عملکرد آن برای میزان تلفات معادل‮‭۱‬ ،‮‭۵/۱‬ ،‮‭۲‬ ، ‮‭۵/۲‬ و ‮‭۳‬ درصد بررسی شد .نتایج نشان داد که رابطه‌ی خطی بین داده‌های دستگاه و مقادیر واقعی وجود دارد و ضریب تبیین برابر ‮‭۹۹/۰‬ بود .ارزیابی مزرعه‌ای دستگاه در استان فارس، با کمباین نیوهلند مدل ‮‭TC۵۶‬ و در دو سرعت پیشروی ‮‭۳‬ و ‮‭۴‬ کیلومتر در ساعت انجام گرفت .ضریب همبستگی پیرسون محاسبه شده برای داده‌های ارزیابی مزرعه‌ای برابر با ‮‭۷۳۴/۰‬ شد که این نشان از همبستگی نسبتا خوب بین داده‌های دستگاه و مقادیر واقعی است

In order to establish a site specific management across the farm, and also to ensure reliability of the combine harvester performance, it is necessary to have the harvesting task alternatively paused to measure grain loss and its nature (cause/origin). Grain loss depends on combine configurations, material feed rate, farm status, and the land conditions. When installed on the back of a combine, "grain loss monitoring" device can return a simultaneous indication of grain loss incurred by the grain separating or cleaning units, while allowing the user to set an optimum progress speed. In the present system, piezoelectric sensors are used to monitor the loss. The system design encompasses five units: sensing and vibration absorption unit, signal amplification and processing unit, display unit, data storage unit, and positioning unit. Before stepping in the farm, the user should fed the device with the average farm status based on which the device will record and display loss-related information during the harvesting operation. A touch screen was provided for the ease of feeding the input data. The device was set to store the recorded loss-related data on a memory card. The stored loss data can be accompanied with positioning data, so that the user could be provided with a grain loss map across the farm. In order to evaluate the system performance, the device was tested in laboratory. To further assess the performance of sensing and vibration absorption unit, the system was installed on a combine; with the device indicating zero output, the performance of vibration absorption unit was approved. For evaluating the other parts of the system, the performance of the device for the losses of 1, 1.5, 2, 2.5 and 3 percent was examined in the laboratory. The results indicate a linear relationship between the device data and the real values and the coefficient of determination was equal to 0.99. The field evaluation of the device in the Fars province was conducted with New Holland Tc-56 Combine harvesters for the two forward speeds of 3 and 4 kilometers per hour. The calculated Pearson correlation coefficient for field evaluation data was 0.734, which indicates a relatively good correlation between the device data and real values

طاهری حاجی‌وند، عادل

نوید، حسین، استاد راهنما

رباطی، جواد، استاد مشاور

رضائی، مهدی، استاد مشاور

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی