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为了同步获取青贮饲料的紧实度和含水率,综合评价青贮饲料品质,本文基于电阻应变效应和频域法设计了一种复合传感器。复合传感器采用一体化结构设计,将电阻应变片和含水率测量电极嵌入圆锥探头内,实现了青贮饲料紧实度和含水率的实时同步测量。对复合传感器进行了标定和验证试验：标定结果表明,青贮饲料紧实度和含水率与复合传感器输出电压均呈线性关系,决定系数分别为0.99和0.909。验证试验表明,本文设计的复合传感器不仅可以实时、同步测量青贮饲料紧实度和含水率,还能消除圆锥杆与被测饲料间摩擦力对紧实度测量造成的测量误差。 相似文献
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针对目前基于圆锥指数的土壤紧实度测量中,无法消除土壤摩擦力对紧实度测量的影响,要求检测传感器匀速贯入土壤,因此存在使用不便、精度不高的难题。为了提高土壤紧实度实时测量方法的精度及可操作性,在圆锥指数方法基础上,设计了土壤紧实度实时检测传感器,并加入了加速度的同步测量,消除了使用过程中金属杆插入速度不均造成的误差,提高了土壤紧实度测量精度。通过大量试验验证了自制传感器具有较好的静态性能和动态性能,其测量范围为0~900 k Pa,灵敏度为0.041 896,稳定性测量标准差为5 k Pa,测量精度为±0.02%FS,超调量为7.81%,过渡时间为0.632 s。与美国SC-900型土壤紧实度仪对比其准确性的线性拟合决定系数均达到0.96以上,结果表明设计的土壤紧实度传感器与SC-900型土壤紧实度仪在实际测量中性能相当,且使用更方便、价格更低廉。为农林生产、环境保护及生态监测提供了一种具有自主知识产权、精准获取土壤紧实度的有效手段。 相似文献
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本文对基于频域法FDS-100型土壤含水率传感器在基质含水率中的检测性能进行了研究。首先，对不同配比的基质，使用FDS-100型传感器测量并将测量结果与干燥法得到的标准含水率进行对比，将FDS-100型传感器与ECH2O-5TE型基质含水率传感器在混合基质中的测量性能进行对比，并研究了压实程度、电导率和温度对传感器性能的影响。试验结果表明：FDS-100型传感器在不同配比基质中得到的测量值并不遵循同一曲线；测量值随压实程度增大而增大，测量误差在-1%~10%之间；电导率对测量值有一定影响，测量误差在±5%之间；温度对FDS-100型传感器测量值影响极小，测量误差在2%以下；FDS-100型传感器与ECH2O-5TE型传感器之间的相对误差为4.32%。FDS-100型传感器可用于基质含水率检测，但在实际使用时需要针对不同基质与不同压实程度进行标定。 相似文献
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玉米播种机播深和压实度综合控制系统设计与试验 总被引：1，自引：0，他引：1
提高玉米播深合格率和一致性,并保持适宜的压实度,可以确保种子和土壤的良好接触,从而促进玉米苗期生长,有利于提高产量。本文对播深和压实度控制过程进行了分析,通过实时调节施加在四连杆仿形机构上的液压力调节下压力,实现播深的间接控制,通过实时调节镇压机构处的弹簧伸长量调节镇压力,从而间接控制压实度。从播深和压实度综合控制角度出发,设计了播深和压实度电液控制系统,主要包括测控系统、液压系统和机械部分等。控制系统的阶跃响应测试结果表明:下压力控制系统的调节时间均值为2.69 s,稳态误差均值为91.5 N,超调量均值为22.95%;镇压力控制系统的调节时间均值为1.44 s,稳态误差均值为30 N,超调量均值为1.83%。田间试验表明,当设定播深为50 mm、目标下压力为3 000 N、目标镇压力传感器测量值为400 N、播种机作业速度为6～10 km/h时,电液主动调节方式下的播深合格率均值为91.33%,播深变异系数均值为8.98%,机械调节方式下的播深合格率均值为82.67%,播深变异系数均值为16.73%。基于电液主动调节方式的播种机的试验指标优于基于机械调节方式的指标。 相似文献
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土壤阻力连续测试系统可连续获取农田压实的土壤阻力信息。为研究土壤阻力连续测试系统测试土壤阻力指数(TRI)的适用性,安排了小区对比、大田对比和工作速度影响3个试验,进行了土壤阻力指数TRI值与土壤圆锥指数CI值对比分析。试验结果表明:在表征农田土壤压实程度上,TRI值与CI值具有一致性,即利用土壤阻力连续测量系统测取的TRI数据可以反应农田土壤的压实程度;土壤阻力连续测量系统采样连续、数据信息量大和采样效率高,适合于大面积农田土壤信息快速采集,有利于变耕深耕作技术的开展;在保证系统高效、安全和测试数据稳定的前提下,试验结果显示测试系统较理想的工作速度是1.0m/s。 相似文献
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青贮玉米饲料籽粒破碎装置仿真分析与试验 总被引：1，自引：0，他引：1
籽粒破碎技术是提高青贮玉米饲料品质的关键技术,也是制约青贮玉米饲料机械化装置的瓶颈。采用SW三维建模、离散元法和田间试验相结合的方法,探究全株玉米离散元模型,模拟籽粒破碎作业过程中破碎对辊与玉米秸秆、玉米籽粒相互作业的过程;并对破碎对辊进行力学分析,用全株玉米粘结接触模型对对辊间破碎过程进行仿真试验,最后通过田间试验验证仿真结果的真实性。旨在研究青贮玉米籽粒破碎装置中不同工作参数对其运行质量及籽粒破碎率的影响,提高破碎装置的效率,进一步优化其结构。结果表明:在秸秆、玉米芯及籽粒的压缩和剪切试验中,设定加载速度为4 mm/min,对辊间隙为2 mm时,玉米秸秆和玉米芯轴向压缩最大临界破裂载荷均近似为2 360 N,玉米籽粒则近似为48 N,玉米秸秆和玉米芯径向最大临界剪切力分别为625 N和840 N,玉米籽粒则为23 N,破碎率达到最大值96%,仿真结果与试验结果保持一致,表明本文建立的三维离散元模型可应用于仿真青贮玉米籽粒破碎装置工作过程中的破碎情况,试验结果满足玉米籽粒破碎质量要求,为进一步研究籽粒破碎机理,分析籽粒破碎的影响因素提供理论依据和技术支持。 相似文献
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针对油菜直播地表农田土壤物理机械特性参数室内测量费时费力、田间测量仪器功能单一等问题,设计了一种油菜直播地表土壤物理机械特性参数测量装置,实现集成测量土壤含水率、坚实度、粘聚力和内摩擦角4种土壤物理机械特性参数且测量结果可以通过手机APP实时储存显示。装置基于自走式移动平台实现行走控制,以STM32单片机为核心控制器,利用FDR传感器获取土壤含水率,通过圆锥贯入部件测量土壤坚实度和抗剪切强度参数(包括粘聚力和内摩擦角)。分析了装置的圆锥贯入部件和土壤含水率检测部件测量原理,设计了装置测量控制系统硬件电路及软件,开展了传感器标定试验,确定了柱式压力传感器、薄膜压力传感器和土壤水分传感器的输入输出响应关系。选取71个土壤样本,融合土壤含水率和基于圆锥受力平衡关系获取的摩擦因数,运用最小二乘法建立了土壤粘聚力和内摩擦角数学测量模型,模型决定系数R2分别为0.932和0.956。开展了装置田间测量试验,对土壤含水率、坚实度、粘聚力和内摩擦角进行集成测量,结果表明：相较于AYD-2型土壤坚实度仪、干燥箱干燥法和ZJ-D型直剪仪测量结果,油菜直播地表土壤物理机械特性参数测量装... 相似文献
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基于含水率与温度补偿的土壤pH值在线实时检测系统 总被引：1，自引：0，他引：1
针对目前常用土壤pH值传感器在测量过程中受土壤含水率和温度影响较大的问题,设计了带有温度、含水率补偿模型的锑电极土壤pH值在线实时检测系统。利用最小二乘法对pH值和测量结果进行线性分析,补偿土壤pH值测量误差。试验结果表明,经过补偿之后,由温度和含水率变化导致的pH值测量误差至少可降低84. 5%,pH值测量值随温度和含水率的变化幅度不超过±0. 1。与市场产品ZD-18型土壤酸度计、HYSWR-ARC-12V型土壤含水率传感器、水银温度计对比研究得出,3项指标线性拟合决定系数均达到0. 99以上。为了确保自然环境下土壤pH值测量的适用性,探索了系统在使用过程中土壤含水率的阈值与测量精度,表明在土壤体积含水率大于5%的情况下均可有效测量。试验表明,在pH值3. 06～10. 36范围之内,本系统可有效测量,检测误差为-1. 53%～3. 51%,满足土壤pH值实时在线测量要求。 相似文献
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圆锥指数仪贯入沙土过程的三维离散元法模拟 总被引：2，自引：0，他引：2
在圆锥指数仪贯入沙土试验的基础上,建立了半圆柱形沙土料床的三维数值模型,利用离散元法对圆锥指数仪贯入沙土过程进行了模拟,讨论了圆锥指数的主要影响因素及其影响规律。研究结果表明:贯入圆锥的铅垂方向阻力、圆锥指数及半圆柱形料床侧壁的正压力均随着贯入深度的增加而增大,且形状窄、粒径大的料床圆锥指数明显大于形状宽、粒径小的料床;贯入后的大颗粒料床侧壁正压力明显大于小颗粒料床;当圆锥贯入速度大于0.2 m/s时,圆锥指数才明显增大,此时贯入过程已经对料床产生较强的冲击效应。最后,把贯入后的料床根据颗粒的位移划分为4个区域,可以直观地判断出贯入过程的影响范围,为实地测量土壤坚实度时取样点间距的选取提供了理论依据。 相似文献
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《Journal of Agricultural Engineering Research》1996,63(1):61-71
The effect was studied of the cutting edge geometry of tillage implements on tillaged forces, soil failure and soil movement below the tillage depth. Tests were conducted using 400 mm wide experimental sweeps under the controlled conditions of a tillage test track (large outside continuous soil bin) and in the field. Corresponding tests were also conducted using a glass-sided soil bin to help quantify the interactions between the soil and tillage implements. By changing from a tillage tool with a sharp cutting edge geometry to a blunt one, the results showed that the draught force of a tillage tool with a similar overall geometry could be increased by up to 80% and the direction of the vertical force could be altered from one which acted to pull the tool into the soil to a force which provided tool lift. X-ray transmission, soil pore counts and cone penetrometer measurements, during the experimental sweep tests showed that the blunter cutting edges often formed cracks in the soil below the tillage depth. During the tillage test track tests a small angle of interference (negative clearance between the underside of the tool and the soil) increased the cone penetration resistance of the soil below the depth of tillage. Corresponding tests in the glass-sided soil bin revealed that the tool smeared the soil as the cutting edge passed. 相似文献
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《Journal of Agricultural Engineering Research》1996,63(1):53-59
Prediction equations are developed and evaluated to estimate the maximum sustainable pull and the form of penetration of landd anchors. The theories for estimating the pattern of penetration and maximum sustainable anchor force compare well with the measured results in five contrasting soil conditions. The maximum and mean error between the predicted and measured maximum anchor force were 13% and 8%, respectively, representing an over-prediction of force in both cases. The correlation coefficient between the maximum anchor force and the mean values of soil shear strength, obtained using the cone index and shear vane were 0·86 and 0·85 respectively indicating that both the cone penetrometer and shear vane are valuable for in-field prediction of maximum anchor forces in both dry frictional and plastic clay soils. 相似文献
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基于PVDF压电传感器的水滴冲击力检测系统 总被引：1，自引：0，他引：1
水滴冲击力是衡量喷头性能的重要技术指标。水滴撞击土壤表面产生的冲击会冲蚀土壤,引起板结,影响入渗,损伤作物。设计一种水滴冲击力自动检测系统和水滴自动发生试验装置,实现对水滴冲击力的自动测量。系统选用PVDF压电传感器作为力检测元件,采用USB7333高速数据采集卡,利用LabWindows/CVI编写数据采集与处理程序,获取水滴冲击力检测数据。试验实现了在水滴频率、大小稳定控制试验条件下,对不同水滴大小冲击力的动态测量。结果表明：PVDF压电传感器对水滴冲击力检测具有良好的动态响应特性;水滴冲击力与传感器输出电压具有良好的线性关系,拟合程度达0.936,系统测量误差小于10%。利用该系统测定水滴冲击力,解决了传统人工测量的不稳定问题。 相似文献
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针对现有土壤水分点尺度下测量的局限性,提出了一种线性尺度下的土壤剖面水分测量方法,并设计了一种基于驻波比法的土壤剖面水分信息测量传感系统。借助HFSS高频电磁场仿真软件与网络矢量分析仪对传感器环形探头的电场强度分布情况与阻抗特性进行了分析研究,确定了环形探头适应性与敏感区域。以2种不同质地的土壤作为试验样本,对土壤水分传感器的输出与对应的测量值进行了多项式拟合,决定系数均达到了0.99以上,传感器的稳态与动态性能均能满足土壤剖面水分的测量要求。通过多层水分土柱穿层试验与对比试验表明,该系统能够满足线性尺度下土壤剖面水分的实时测量需求,具有较高的测量精度与稳定性。设计的土壤剖面水分线性测量系统的各项指标均达到实际应用的需求,具有较高的应用推广价值。 相似文献