免耕播种机播种质量红外监测系统设计与试验

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1、第33卷增刊1农业工程学报Vol.33Supp.12017年2月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringFeb.201711·农业装备工程与机械化·免耕播种机播种质量红外监测系统设计与试验11,2※1,311车宇，伟利国，刘婞韬，李卓立，汪凤珠（1.中国农业机械化科学研究院，北京100083；2.土壤植物机器系统技术国家重点实验室，北京100083；3.北京市农业机械试验鉴定推广站，北京100079）摘要：为了对播种机播种质量进行监测，实现精量播种，该文采用红外检测技术，设计了一种对射式传感

2、器，研制了配套播种质量监测系统，并进行了田间播种作业试验研究。该监测系统由多路传感器、监控终端、播种传动传感器组成，结构合理，安装方便，对播种过程出现的堵塞、漏播、缺种等现象，可发出声光报警信号，及时指示故障的位置。田间试验中监测数据与实际测量对比结果表明：该监测系统能够适应田间工作环境，播种质量监测准确率可达95%以上，能够解决人工难以实时监测播种质量的问题，可避免漏播断条现象发生，提高播种机的工作效率和播种质量。关键词：播种；质量；监测；传感器；红外检测技术；精量播种；田间试验doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.z1.002

3、+中图分类号：TP274.52;TP277文献标志码：A文章编号：1002-6819(2017)-Supp.1-0011-06车宇，伟利国，刘婞韬，李卓立，汪凤珠，免耕播种机播种质量红外监测系统设计与试验[J].农业工程学报，2017，33(增刊1)：11－16.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.z1.002http://www.tcsae.orgCheYu,WeiLiguo,LiuXingtao,LiZhuoli,WangFengzhu.Designandexperimentofseedingqualityinfraredm

4、onitoringsystemforno-tillageseeder[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE),2017,33(Supp.1):11－16.(inChinesewithEnglishabstract)doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.z1.002http://www.tcsae.org[9-10]录。国外的精量播种发展较早，其对播种质量监测的0引言研究也比较成熟，在20世纪90年代就已经

5、开发出较为[11]播种是农业生产中最重要的环节之一，播种质量直完善的设备。在国外品牌播种机中，发展较好、应用接影响到农作物产量。从上世纪90年代研究学者就对精广泛的约翰迪尔精量播种机已经配备了一系列用于播种[1-2]质量监测的播种传感器、SeedStar监视仪[12]以及与其他密播种进行初步示范，证明其有一定的经济效益。近年来，随着精量播种技术的发展，精量播种机已成为现农机相互协调配套的监控设备。此套设备应用简单的光代播种技术的主要特征，成为播种的主要发展方向[3]。目电传感器配合信号采集电路，能够检测到漏播、断条等前国内使用的精量播种机大多数是机械式和气力式播

6、种现象，在监视仪上进行各种图形化统计及分析，能够使机，在播种作业时具有播种过程全封闭的特点，因此凭机手能够清晰了解播种质量，实时掌握播种质量信息。同时，可以将播种信息上传至信息中心，为日后的一系人的视听无法直接监视其作业质量，而在播种作业时发列作业提供数据支持。生的种箱排空、输种管杂物堵塞、排种器故障、开沟器在国内对于播种质量监测的研究中，许多先进技术堵塞或排种传动失灵等工艺性故障，均会导致一行或数得以应用，而在实际应用中，中国播种监测装置存在工行下种管不能够正常播种造成“断条”漏播现象，从而作可靠性不高，系统制造成本较高，大型化播种机应用导致农业减产。尤其对于

7、目前大力推广使用的免耕播种[9,13]量小，作业技术水平低，成果转化速度慢等问题。其机来说，由于其作业地表秸秆覆盖，环境条件比精量播中虚拟仪器检测系统能够进行高速数据采集和进行复杂种机工作时更加恶劣，发生漏播、堵塞现象也就更加频的数据处理，适用于实验室检验测试环境，由于需要计[4-5]繁。鉴于此，对播种机的播种质量进行监测就显得尤算机及采集卡，目前还难以应用到田间农业生产活动当[6-8]为重要。[14-16]中；利用图像处理技术，能够对播种质量进行快速、国外对精密播种机监控系统的研究和应用始于20世准确的监测，能够解决在播种机质量检测检验中测量精纪40年代，在这

8、一方面，法国、美国、前苏