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word说明书一份，共16页，约8500字

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前 言
    本文综述了精密排种器性能检测方法的国内外研究现状,分析了目前检测装置的不足之处,引出了本文要研究的光电法检测精密排种器性能的装置。
对比了常用光电传感器的发光器件和受光器件,确定了本检测装置传感器由发红外光二极管、接收装置和报警器构成。
精密播种机的广泛应用已成为现代播种技术的主要特性，是播种技术的主要发展方向。精密排种器作为精密播种机的核心部件，其性能直接影响精密播种的质量。因此，如何快速和准确地检测精密排种器的性能是加快研制精密播种机的关键所在。
现有的排种器性能检测方法多采用光电法。构成光电传感器的发光器件常用红外或可见发光二极管，受光器件有光敏电阻、光敏二极管、三基二极管、硅光电池等。但是，多数的研究都停留在有盲区的光电法检测，如用一对光电器件或两对光电器件十字交叉等构成的传感器很有可能会出现漏检现象，不能够准确反映排种器性能。为此，寻找一种可靠有效、实用性强、没有盲区的检测排种器性能的方法非常必要[7]。
    精准、高效的检测仪器对于精密播种机的关健部件—排种器的研究、设计与生产极为重要,然而目前我国精密排种器性能检测设备与方法仍较落后,这在一定程度上阻碍了新产品的设计开发,研制了用于排种检测的新型光电传感器。精确的传感设备是实现精确检测的关键。本研究通过分析以往光电传感器的缺点,找出了其在选用光电元件及在光电元件的空间布置方式上的弊端,在此基石出上,通过选择合适的光电元件及合适的光电元件的空间布置方式,研制了新型的排种检测光电传感器[4]。

    关键词：精量；精密排种器；光电法；光电传感器；报警器

 
目 录
1绪论 1
1.1课题研究的意义 1
1.2国内外棉花排种器的发展状况及存在的问题 1
1.3国内外棉花排种器存在的问题 2
1.4棉花排种器的改进及发展前景 3
1.5 预期目标 3
1.6重点研究的关键问题及解决思路 4
1.7工作条件及解决方法 4
2棉花排种器的改进设计 4
2.1棉花排种器改进机构 4
2.2棉花排种器改进机构的工作原理 5
3重要构件的组成 7
3.1常用光源综合评价 7
3.2红外发光二极管的特性 8
3.3报警器的工作原理 8
3.4报警器的分类 8
总 结 10
致 谢 11
参考文献 12
附录 13

 
1绪论
1.1课题研究的意义
棉花作为新疆的重要经济作物，在国名经济中有举足轻重的作用。
在新疆，棉花的种植面积占总种植面积的60%以上，降低其种植过程中的成本，提高生产效益，具有十分重要的意义。新疆地区的棉花种植区多采用密植技术，棉花种植发展方向是缩小行距、增加株距，由一膜双行发展到一膜四、五、六行，以往的排种器已不适应新种植方法的发展，又由于棉花种子发芽率的提高，为降低生产成本，棉花播种由5粒/穴减少到1-2粒/穴（节省种子60%-70%。减少田间间苗定苗用工，提高农作物产量）。排种器是播种机的核心部件，是决定播种机特性和工作性能的主要因素。播种机工作性能的优劣将直接影响到播种作业生产率及作物出苗的质量，所以要首先对排种器进行研究[3]。
1.2国内外棉花排种器的发展状况及存在的问题
1.2.1国内棉花排种器的发展现状
在国内，研究用光电法检测排种器性能的学者很多。构成光电传感器的发光器件常用红外或可见光二极管，受光器件有光敏电阻、光敏二极管、光明三极管、硅光电池等。
1994年张建平、孙文研制了智能排种器测试装置，该装置将种子流变成电脉冲信号，有光敏传感元件和平行光源组成电传感器。传感元件由5个串联的MG41-20D光敏电阻组成，且相互靠紧一水平直线安装，光源用6v拖拉机大灯。光电传感器置于种子投出的某一高度处，其高度可调。当有种子在大灯和光敏电阻之间通过时，线路产生一脉冲信号，此信号经过放大整形变成矩形脉冲信号。在对此信号进行分析[10]。
2004年黑龙江八一农垦大学的张锡志，李敏，孟臣应用单片机技术，研制出一种精密播种机智能监测仪，该仪器以硫化镉半导体光敏电阻作为检测元件与大型宽幅精密播种机配套使用，可实现播种作业的全过程监测。当播种机发生漏播时一起发出声音警报并有屏幕提示漏播行，同事还可为播种作业提供实时的作业指导。几年来经过较大范围的实际使用表明，该监测仪具有较高的监视可靠性及测量精度。
光敏电阻可以工作在室温条件下，主要特性是：视角范围宽、安装容易、使用寿命长、低功耗、信号调理电路简单。但响应时间长，不能用于检测现在作业速度不断提高的排种器。
2005年赵军，邱白晶针对以往评估播种机播种后种子落于土中的种距时评估系统从在准确性差，效率低，结构复杂等不足之处，采用光电系统采集种子下落事件，直接用并口采集数据，通过计算机程序处理采集信号，从而可以快速地获得种子先后下落的时间间隔，时间间隔乘以播种机的前进速度即为种子间的距离。试验研究表明，系统能根据所测种距样本得出多种种距的评价指标，如合格指数，平均值，标准差和变异系数等，同时也验证了系统测量种距的准确性。该系统既能快速精确地检测种距和田间用于实现控制种距，又适于研究和开发新型排种器[9]。
1.2.2国外棉花排种器的发展状况
国外对精密播种机监控系统的研究和应用始于20世纪40年代。在这方面，法国、美国、前苏联都相继做了大量的实验，研究出了不同形式的自动监控系统，不仅可以对不同作物、不同播量的排种器进行监控，并对漏播、重播分别进行声光报警、定量统计、显示播种株距、漏播率、重播率和合格率等操作，也可根据需要把这些参数打印输出。因此，西方发达国家的精密播种机的监控系统是相当先进的。精播机上采用的监控和报警装置大致有三种类型，即机械式报警器，机电信号式报警器和电子仪器式监视装置，前两种根据机械装置中工作部件的不正常状态发出报警，电子仪器式监视装置则主要监视种子流动是否正常。
英国斯塔赫S870型12精密播种机上采用了电子监视器，它是用一胶木滚轮靠弹簧压紧贴在排种带上，在排种带的带动下旋转，滚轮的轮缘侧边有一半镶有金属片，金属片与滚轮轴相通。指示器触点与带金属片的滚轮侧边接触则电路接通，指示灯亮。当排种带正常运转时，滚轮均匀转动，指示灯周期性闪亮；一旦有故障发生，则种带不动或忽慢忽快，指示灯常亮或不亮亦或不规则闪亮，表示种带运转不正常，排种器内有毛病，应立即进行检查[9]。
1991年日本的科学家研制了电子控制的气力式精密播种机。该系统由电磁阀、数据采集与控制器、排种器组成，由电磁阀控制播种。排种性能通过种子下落间隔30ms-210ms进行调整。室内测试结果表明：该系统排种精度高，但实际使用中会受棉花播种机速度的限制。
美国于20世纪80年代中期研制出了一种播种计算机监视系统。据资料介绍，该监视系统可用于所有类型的播种机，包括谷物条播机、气吸式播种机和蔬菜播种机。系统由排种传感器和一个速度传感器提供数据，显示某行工况；同时，LED显示播种面积、速度、每行播量和粒距，若某行出现故障则报警[10]。
1.3国内外棉花排种器存在的问题
1.3.1国内棉花排种器存在的问题