توسعه و پیاده سازی سامانه پایش دبی جرمی مواد دانه‌ای در یک لوله سقوط با استفاده از حسگر خازنی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران

2 گروه مهندسی ماشین‌های کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تهران، کرج، ایران،

چکیده

اندازه‌گیری دبی جرمی بذر و کود در لوله سقوط خطی‌کارها یکی از ضروریات برای تشخیص میزان مصرف نهاده است. در پژوهش حاضر یک سامانه‌‌ی غیرتماسی خازنی برای پایش دبی جرمی مواد دانه‌ای در کارنده‌های بذر و کود اجرا شد. این مجموعه شامل یک مکانیسم تغذیه مجهز به موزع غلتکی شیاردار بود که سامانه اندازه‌گیری خازنی در یک لوله سقوط قرار گرفته شد. این مجموعه روی یک پایه ارتعاشی نصب شد تا شرایط مزرعه را در طول اندازه‌گیری شبیه‌سازی کند. سپس کود تریپل سوپرفسفات در 5 نرخ جریان جرمی از 22/1±42/3 تا 95/0± 3/19 گرم بر ثانیه، بذر گندم در 8 نرخ جریان جرمی از 23/0± 55/2 تا 86/0±02/19 گرم بر ثانیه و بذر یونجه در 7 نرخ جریان جرمی از 02/0± 42/0 تا 08/0±6/1 گرم بر ثانیه در مدت زمان 30 ثانیه برای هر نرخ در لوله سقوط خطی‌کار در هردو حالت استاتیکی و دینامیکی اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که جریان جرمی به طور موثر با سیگنال‌های حسگر برای هر سه نوع مواد مورد بررسی همبستگی دارد. با این وجود حسگر خازنی نتوانست تغییرات لحظه‌ای نرخ جریان جرمی در یک نرخ مشخص را متناسب با تغییرات ترازوی دیجیتال اندازه‌گیری کند. این پدیده قابل پیش‌بینی بود، زیرا به ماهیت ترازوی دیجیتال نسبت داده می‌شود که همیشه با تأخیر اولیه همراه است. همچنین نتایج نشان داد که پایه ارتعاشی روی دقت حسگر تأثیری ندارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Development and implementation of a mass flow monitoring system of granular materials in a drop tube using a capacitance sensor

نویسندگان [English]

  • salman ranjbari 1
  • Mohammad Reza Maleki 1
  • farzad mohammadi 2
  • Jalal Khodaei 1
  • Kaveh Mollazade 1
1 Department of Biosystems Engineering, Faculty of Agriculture, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran
2 Department of Agricultural Machinery Engineering, Faculty of Agricultural, University of Tehran, Karaj, Iran.
چکیده [English]

Measuring the seed and fertilizer mass flow rate in drill delivery tubes is an essential tool for real-time monitoring of the application rates. In the present study, a non-contact capacitance measuring system was implemented to monitor the granular discharge rate in seed and fertilizer applicators. The set-up consisted of a fluted-roller feeding mechanism and the capacitance measuring system incorporated in the discharge tube. The set-up was mounted on a custom-built vibratory stand to simulate the field condition during the measurement. Then, triple super phosphate, wheat, and alfalfa granular discharge rates were measured over 30 s intervals in both static and dynamic conditions from 3.42±1.22 to 19.3±0.95 g/s in 5 rates, from 2.55±0.23 to 19.02±0.86 g/s in 8 rates, and from 0.42±0.02 to 1.6±0.08 g/s in 7 rates, respectively. The results revealed that the mass flow was effectively correlated with sensor signals for all examined materials. However, the capacitance sensor failed to measure the sudden change in mass flow rate synchronously with the digital scale. This phenomenon was predictable because it is attributed to the feature of a digital balance, which is always accompanied by an initial lag. Also, the results revealed that the vibrating stand had no effect on the sensor accuracy.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Instrumentation
  • Sensor
  • Variable rate technology
  • Planters
  • Precision agriculture