Датчик уровня сыпучих продуктов

Знание уровня продукта в бункере позволяет решать задачи учета семян, удобрений, урожая. Наблюдение за динамикой изменения уровня с учетом скорости движения и обработанной площади дает возможность контролировать норму высева/внесения удобрений при севе, урожайность при комбайнировании. Также можно оценивать среднюю влажность продукта при каждом заполнении бункера (требуется штатный или дополнительный дискретный сигнализатор уровня).

Датчик специально разработан для применения с системой мониторинга транспорта – представляет собой модифицированный датчик уровня топлива. Для специализированного учета можно применять программное обеспечение «Агронавт».

Комплектация датчика.

Для изготовления и монтажа датчика уровня в бункере Вам понадобится:

1. датчик уровня сыпучих продуктов;
2. материал для электрода – тонкая стальная трубка по высоте бункера;
3. изоляторы электрические 40-50А («бочонок») – 3 шт.;
4. при необходимости и отсутствии в бункере хорошо работающего штатного сигнализатора уровня – сигнализатор уровня мембранный (СУМ), или емкостный аналог, например: производства НПО Теко;
5. комплект крепежа и термоусадки.

Монтаж датчика в бункер.

• Выбрать место для монтажа, при этом:
  • электрод не должен подходить вплотную к шнеку выгрузки из-за возможности засорения шнека и повреждения электрода;
  • электрод не должен мешать рабочим прочищать шнек выгрузки;
  • электрод не должен целиком засыпаться зерном при заполнении бункера, т.е. верхнюю часть электрода рекомендуется размещать вблизи угла бункера (надо заметить, что датчик продолжает регистрировать изменения уровня даже при его полном засыпании зерном). Таким образом, электрод не обязан быть вертикально к земле – он должен лишь идти вдоль стенки бункера на одинаковом расстоянии от нее.
• Врезать датчик в стенку бункера вплотную к верхнему краю.
• Соединить красный вывод датчика с электродом под винт либо пайкой.
• Загерметизировать электрод по всей длине для исключения замыкания влажным продуктом на корпус бункера. Рекомендуется применение дополнительного слоя термоусадки по всей длине электрода.
• Закрепить полученный электрод на изоляторы при помощи оцинкованных стяжек.
• Установить, при необходимости, сигнализатор уровня вблизи электрода.

При монтаже в пластиковый бункер требуется дополнительная установка второго электрода (такого же или металлической полосы) параллельно основному на расстоянии 3-6 см и подключение его к черному выводу датчика (он же общий провод и корпус датчика).

Калибровка датчика:

1. Минимальное значение будет при пустом бункере;
2. Максимальное значение уровня (в настройках датчика установлено значение Fmax=500Гц) должно включать запас на изменение влажности продукта (по опыту приблизительно на 1% влажности – 2% высоты бункера).

Тарировка датчика:

1 способ:

1. Измерить время выгрузки полного бункера;
2. Измерить среднюю влажность и натуру (массу 1 л) продукта в полном бункере;
3. После набора полного бункера шнек выгрузки включать на 1/16 от полного времени выгрузки, затем пауза 30 сек, запись показаний (или регистрация их «АвтоГРАФом») и т.д.;
4. Взвесить машину с зерном из этого бункера на автовесах.

2 способ (предпочтителен при доступности):

1. Установить тарируемый бункер под самотек элеватора/зерносклада;
2. Подключить датчик к «АвтоГРАФу» с интервалом записи показаний LLS-10сек.;
3. Выставить сыпь на заполнение бункера в течение 10-15 мин, засечь время по секундомеру;
4. Отметить время первого касания продуктом датчика (для определения мертвой зоны под датчиком);
5. По заполнению бункера отметить общее время заполнения, измерить среднюю влажность и натуру;
6. Выгрузить зерно из комбайна в машину и взвесить ее на автовесах.

Возможно, придется проводить отдельные тарировки для разных культур и нескольких (2-4) значений влажности для линеаризации измерения влажности.

Принцип работы датчика уровня зерна в бункере комбайна

Электрод и стенка бункера образуют 2 обкладки конденсатора, емкость которого зависит (при прочих равных условиях) от диэлектрической проницаемости материала между обкладками. Учитывая, что диэлектрическая проницаемость сухих сыпучих продуктов не превышает 4, а воды – около 80, то, по сути, датчик меряет количество воды в зерне, находящемся между электродом и стенкой бункера. Таким образом, при одинаковом уровне, но разной влажности датчик будет давать разные значения. Для оценки влажности зерна используются показания дискретного сигнализатора уровня: его уровень заведомо не изменяется, и отклонение показаний датчика в момент сработки сигнализатора от аналогичных показаний при тарировке и есть оценка изменения влажности от базового значения в условных единицах. Желательно, чтобы при каждом наполнении бункера уровня зерна хватало для сработки сигнализатора – при бригадной схеме работы комбайнов механизаторы не стараются наполнить бункер целиком и могут выгрузить и полбункера, если находятся в этот момент рядом с грузовиком-перевозчиком.

График из программы «АвтоГРАФ» (интервал записи показаний LLS – 10 сек, усреднение – 0 мин, предварительная тарировка по 2 точкам (0л – 0; 6650л – 1023). После наполнения бункера была проведена его тарировка методом порционной выгрузки. Черная вертикальная линия показывает момент сработки сигнализатора уровня, подключенного к дискретному входу «АвтоГРАФа».