Изобретения в сфере сельского хозяйства, животноводства, рыболовства

 
Изобретения в сельском хозяйстве Обработка почвы в сельском и лесном хозяйствах Посадка, посев, удобрение Уборка урожая, жатва Обработка и хранение продуктов полеводства и садоводства Садоводство, разведение овощей, цветов, риса, фруктов, винограда, лесное хозяйство Новые виды растений или способы их выращивания Производство молочных продуктов Животноводство, разведение и содержание птицы, рыбы, насекомых, рыбоводство, рыболовство Поимка, отлов или отпугивание животных Консервирование туш животных, или растений или их частей Биоцидная, репеллентная, аттрактантная или регулирующая рост растений активность химических соединений или препаратов Хлебопекарные печи, машины и прочее оборудование для хлебопечения Машины или оборудование для приготовления или обработки теста Обработка муки или теста для выпечки, способы выпечки, мучные изделия

Устройство для предварительного определения всхожести семян

 
Международная патентная классификация:       A01C A01G G06G

Патент на изобретение №:      2060638

Автор:      Горчакова Н.О., Горчаков С.А., Павлов Л.В.

Патентообладатель:      Всероссийский научно-исследовательский институт селекции и семеноводства овощных культур

Дата публикации:      27 Мая, 1996

Адрес для переписки:      подача заявки12.05.1993 публикация патента27.05.1996


Изображения





Использование: контрольно-измерительная техника, в частности стационарные и портативные устройства для цифрового преобразования измеряемых параметров в устройствах предварительного определения всхожести семян овощных культур. Сущность изобретения: для повышения точности устройства предварительного определения всхожести семян, последнее состоит из двух измерительных трактов и тракта анализа и отображения результата. Первый измерительный тракт включает в себя следующие устройства: нелинейный датчик, генераторы импульсов и опорной частоты, калибратор импульсов. Второй тракт включает в себя: нелинейный датчик, операционный усилитель и аналогово-цифровой преобразователь. Каждый из трактов преобразует изменяющуюся входную аналоговую величину в двоичный цифровой код. Первый тракт преобразует величину измерения емкости, второй - величину изменения тока. Цифровая двоичная информация с измерительных трактов поступает на входы тракта анализа и отображения результата. 2 ил. ,

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, предназначено для использования в стационарных и портативных устройствах для цифрового преобразования измеряемых параметров и может быть использовано в устройствах для предварительного определения всхожести семян овощных культур.

Уровень техники определялся по патентной и технической литературе.

В патентной литературе (см. Патент США N 3852914,М кл.3 А 01 С 1/00, 1974 г. Патент ФРГ N 2443961,М кл.3 А 01 С 1/00, 1976 г. Патент Франции N 2284267, М.кл.3 А 01 С 1/02, 1976 г.) известны способы определения жизнеспособности семян. Способы основаны на измерении величины силы тока, проходящего через семя, которая принимается за меру жизнеспособности.

Недостатками известных способов и устройств, реализуемых на их основе, являются их неточность и низкая производительность. Неточность обусловлена тем, что для определения процентного соотношения всхожести семян необходимо использовать пересчетные таблицы величины силы тока процент всхожести. Для каждого вида культуры используются свои таблицы. При этом величина силы тока зависит от влажности семян на стадии предварительного проращивания и от вида культуры. Наличие влаги в семенах существенно искажает реальный процентный показатель их всхожести (около 1,3-1,7 в каждых 10% показаний). Кроме этого, данные способы ориентированы на определение всхожести (жизнеспособности) единичных семян, что характеризует их низкую производительность.

Известно устройство для определения жизнеспособности семян растений (см. Патент Франции N 2498415), кл. А 01 С 1/02, 1982г.), содержащее источник переменного синусоидального электрического тока низкой частоты, блок регулирования амплитуды, трансформатор, приспособление для электролюминисцентной визуализации, осциллятор.

Недостатками известного устройства являются низкая производительность и отсутствие отображения количественных цифровых показателей в процессе определения жизнеспособности семян. Эти недостатки вытекают из конструктивного решения и методики определения жизнеспособности семян. Методика включает в себя следующие основные этапы: отбор пробы семян и подсчет количества семян, перенос и размещение пробы в приспособление, подготовка к исследованию, проведение исследования и визуальный подсчет количества жизнеспособных семян. Т.О. для определения процентного показателя всхожести семян необходимо провести ряд операций занимающих длительное время и которое возрастает с уменьшением размеров семян.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство (см. заявка N 4748791/24, кл. G 06 F 7/26, дата подачи 07.08.89г.), содержащее нелинейный датчик, генератор импульсов, генератор опорной частоты, калибратор импульсов, смеситель, преобразователь частоты в напряжение, преобразователь напряжения в емкость, сумматор, первый вход которого соединен с выходом нелинейного датчика, а выход подключен к управляющему входу генератора импульсов, соединенного выходом с первым входом смесителя, второй вход которого подключен к выходу генератора опорной частоты, а выход через калибратор импульсов, преобразователь частоты в напряжение и преобразователь напряжения в емкость подключен к второму входу сумматора.

Недостатком прототипа является то, что на основе предложенного технического решения, устройство имеет двойное преобразование (емкость напряжение емкость) и почти полностью реализовано на аналоговых элементах. Функционирование аналоговых элементов сопровождается осцилляцией или "звоном". Этот "звон" образуется относительно корпусной шины индуктивностью и паразитной емкостью, которые создают в полупроводниковых приборах колебательные контуры, возбуждаемые импульсными сигналами в схеме. Все эти помехи влияют на точность проводимых измерений. На основе данного технического решения изготовлено устройство-влагомер семян тыквенных (овощных) культур АВС101 3Е2.844.608. В данном устройстве абсолютная погрешность измерения составляет Устройство для предварительного определения всхожести семян, патент № 2060638 1% в диапазоне измерения до 10% и возрастает до Устройство для предварительного определения всхожести семян, патент № 20606384% в диапазоне измерения до 50% влажности (3Е2.844.608 ПС).

Технический результат на который направлено изобретение, заключается в повышении точности устройства для предварительного определения всхожести семян.

Совокупность существенных признаков, достаточных для достижения технического результата определяется тем, что в устройство, содержащее нелинейный датчик, генератор импульсов, калибратор импульсов, генератор опорной частоты, первый выход которого подключен к счетному входу калибратора импульсов, вход сброса которого подключен к выходу генератора импульсов, вход которого подключен к первому выходу нелинейного датчика, введены прецизионный операционный усилитель (ОУ), аналого-цифровой преобразователь (АЦП), арифметико-логическое устройство (АЛУ), блок индикации, вход которого подключен к выходу АЛУ, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам калибратора импульсов и АЦП, вход которого подключен к выходу прецизионного ОУ, вход которого подключен к второму выходу нелинейного датчика, тактовый вход АЛУ подключен к второму выходу генератора опорной частоты, первый вход которого соединен с тактовым входом АЦП.

Существенные признаки, отличающие предлагаемое устройство для предварительного определения всхожести семян от прототипа, состоят во введении прецизионного ОУ, АЦП, АЛУ и блока индикации.

Введение этих признаков позволяет обеспечить необходимую точность устройства для предварительного определения всхожести семян (абсолютная погрешность Устройство для предварительного определения всхожести семян, патент № 20606380,5% на всем диапазоне измерений от 5 до 95%).

Технико-экономические преимущества данного изобретения по сравнению с прототипом состоят в том, что при повышении точности определения показателя всхожести семян можно достаточно гарантированно и точно устанавливать цену на семена при их реализации. Кроме этого, использование портативного устройства, наглядность и малое время измерения обеспечивают простоту и высокую производительность.

Блок-схема устройства для предварительного определения всхожести семян изображена на фиг.1; структурная схема АЛУ представлена на фиг.2.

Устройство для предварительного определения всхожести семян (фиг.1) содержит нелинейный датчик 1, генератор импульсов 2, калибратор импульсов 3, генератор опорной частоты 4, прецизионный ОУ.5, АЦП 6, АЛУ 7, блок индикации 8, вход которого соединен с выходом АЛУ 7, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам калибратора импульсов 3 и АЦП 6, вход которого подключен к выходу прецизионного ОУ 5, вход которого подключен к второму выходу нелинейного датчика 1, первый выход которого подключен к входу генератора импульсов 2, выход которого подключен к входу сброса калибратора импульсов 3, счетный вход которого соединен с тактовым входом АЦП 6 и подключен к первому выходу генератора опорной частоты 4, второй выход которого подключен к тактовому входу АЛУ 7, третий выход подключен к входу "разрешение" калибратора импульсов 3.

АЛУ 7 (фиг.2) содержит порт обмена данными 9, мультиплексор 10, коммутатор 11, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 12 и микропроцессор (МП) 13, шина данных и выход "запись/чтение" которого подключены соответственно к шине данных и управляющему входу порта обмена данными 9, а шина адреса подключена к шине адреса ПЗУ 12 и мультиплексора 10, первая группа входов которого подключена к выходам коммутатора 11, вторая группа входов подключена к выходам ПЗУ 12, третья и четвертая группа входов подключены соответственно к первому и второму входам АЛУ 7, выход которого подключен к выходам данных порта обмена данными 9, входы данных которого подключены к выходам данных мультиплексора 10, тактовый вход АЛУ 7 подключен к тактовому входу МП 13.

Устройство для предварительного определения всхожести семян состоит из двух измерительных трактов и тракта анализа и отображения результата. Первый измерительный тракт включает в себя следующие устройства: нелинейный датчик, генераторы импульсов и опорной частоты, калибратор импульсов. Второй тракт включает в себя: нелинейный датчик, прецизионный ОУ и АЦП. Каждый из трактов преобразует изменяющуюся входную аналоговую величину в двоичный цифровой код. Первый тракт преобразует величину изменения емкости, второй величину изменения тока. Цифровая двоичная информация с измерительных трактов поступает на входы тракта анализа и отображения результата: АЛУ и блок индикации.

Устройство работает следующим образом. Объем нелинейного датчика 1 (фиг. 1) заполняется подготовленной пробой семян. Подготовка семян заключается в их замачивании, причем фаза прорастания не достигается. После включения блока электропитания (не входит в состав изобретения), который подает питающее напряжение Устройство для предварительного определения всхожести семян, патент № 2060638 6В для ОУ и +5В на цифровые элементы устройства, МП 13 (фиг.2) начинает функционировать под управлением микропрограммы, хранимой в своем ОЗУ. На шину адреса выставляется адрес "00", сопровождаемый сигналом "чтение" (лог.0 на выходе "запись/чтение"). По этому адресу мультиплексор 10 транслирует с первой группы входов двоичное значение код, установленный коммутатором 11. Это значение через порт обмена данными 9 поступает в регистр DE МП 13. После этого устройство переходит к первому этапу измерений.

Часть нелинейного датчика 1, работающая по принципу переменного резистора, изменяет под действием помещенной пробы семян свое сопротивление и, соответственно, изменяет величину тока в цепи. Этот ток преобразуется прецизионным ОУ 5 (фиг.1) в соответствующую величину напряжения, которое поступает на вход АЦП 6. АЦП 6 по тактовому входу тактируемый импульсами с первого выхода генератора опорной частоты 4, преобразует аналоговую величину напряжения в цифровой двоичный код. С выхода АЦП 6 этот двоичный код поступает на второй вход АЛУ 7 и передается на четвертую группу входов мультиплексора 10 (фиг.2). МП-13 выставляет на шины адреса адрес "10" и сигнал "чтение" на выходе "запись/чтение". Мультиплексор 10 транслирует двоичное значение код с четвертой группы входов на вход данных порта обмена данными 9 и в регистр BL МП 13. После этого устройство переходит на второй этап измерений.

Часть нелинейного датчика 1, работающая по принципу переменного конденсатора, изменяет под действием помещенной пробы семян свою емкость. Генератор импульсов 2 (фиг.1), выполненный по схеме мультивибратора, формирует импульсы определенной длительности и частоты. Импульсы с выхода генератора 2 поступают на вход сброса калибратора импульсов 3. На счетный вход и вход "разрешение" калибратора импульсов 3 поступают импульсы с первого и третьего выходов генератора опорной частоты 4. Калибратор импульсов 3 проводит подсчет высокостабильных импульсов по счетному входу и по сигналу лог.1 на входе "разрешение" устанавливает это двоичное значение на своем выходе. Частота по счетному входу калибратора импульсов 3 позволяет достаточно точно отслеживать изменения частоты по входу генератора импульсов 2. С выхода калибратора импульсов 3 двоичное значение код поступает на первый вход АЛУ 7 и транслируется на третью группу входов мультиплексора 19 (фиг.2). МП 13 выставляет на шины адреса адрес "01", по которому мультиплексор 10 передает двоичный код с третьей группы входов на вход порта обмена данными 9. Через порт обмена данными 9 по сигналу "чтение" на выходе "запись/чтение" это значение поступает в регистр ВН МП 13.

После появления в регистре BL МП 13 двоичного кода, полученного по первому этапу измерений, МП 13 производит обмен данными через порт обмена данными 9 и мультиплексор 10 по второй группе входов с ПЗУ 12. Адресация ПЗУ 12 производится выставлением адреса "11" на шине адреса и сопровождается сигналом "чтение" (лог.0) на выходе "запись/чтение" МП 13. ПЗУ 12 содержит несколько таблиц двоичных кодов, соответственно количеству позиций коммутатора 11 или количеству видов семян, для которых с помощью данного устройства можно предварительно определить всхожесть. МП 13 обращается к соответствующей таблице в ПЗУ 12 по коду, хранимому в регистре DL и считывает табличный код из ПЗУ 12 в регистр BL МП 13. Аналогично производится выбор поправки из соответствующей таблицы в ПЗУ 12 на основании второго этапа измерений. Считанный код помещается в регистр ВН МП 13. Далее производится логическое сложение содержимых регистров BL и ВН и полученный результат через порт обмена данными 9 передается в блок индикации 8. Для этого на шинах адреса устанавливается адрес "00", сопровождаемый сигналом "запись" (лог.1 на выходе "запись/чтение" МП 13). Блок индикации 8 индицирует показатель всхожести семян в процентах. Выводимые десятичные значения лежат в пределах от 10 до 100 градация показаний Устройство для предварительного определения всхожести семян, патент № 2060638 0,5% Частота смены значений, выводимых в блок индикации 8 составляет 5 Гц. При тактировании МП 13 частотой 10 МГц, время, необходимое для обработки значений кодов регистров МП 13, не перекрывает время индикации. Для исключения вероятности появления неистинных результатов, помещаемые в регистры МП 13 значения кодов проверяются на соответствие допустимым, значение которых также находится в соответствующей области ПЗУ 12.

Электропитание устройства для предварительного определения всхожести семян производится либо через блок от сети переменного тока 220 В, либо от двух встроенных источников постоянного тока напряжением 9 В.

Устройство для предварительного определения всхожести семян имеет несложную техническую реализацию на основе серийных деталей и интегральных микросхем (ИМС): генератор импульсов 2 выполнен на ИМС КМ1533ЛАЗ и дискретных RC-элементах, калибратор импульсов 3 на ИМС КМ 1533ИЕ9, генератор опорной частоты 4 выполнен на ИМС КМ1533 Н1, КМ1533ТМ2 и КМ1533ИЕ8, RC-элементах и кварцевом резонаторе, прецизионный ОУ 5 на ИМС 153УД4, АЦП 6 на ИМС 140УД1 и К572ПВ2, порт обмена данными 9 на ИМС К555АП6, мультиплексор 10 и ИМС КМ1533УКП11, в качестве коммутатора 11 используется микропереключатель типа МПН-1, ПЗУ 12 на ИМС 573РФ4, МП 13 на ИМС К1821ВМ85, блок индикации 8 на ИМС КЛЦ 201. Нелинейный датчик 1, в который помещаются подготовленные для исследования семена, представляет собой полый параллелепипед, собранный из листового фольгированного стеклотекстолита. Внутренний объем параллелепипеда разделен на две вертикальные части: верхняя образует конденсатор, нижняя резистор. Настройка устройства для предварительного определения всхожести семян, реализованного на интегральных элементах по предлагаемому техническому решению, проста и не требует их подбора (в отличие от прототипа). Устройство имеет вариант расширения. Данный вариант предусматривает подключение к порту обмена данными, обеспечивающему связь с блоком индикации, интерфейс персональной ЭВМ типа ЕС1841 или IВМ РС. Кроме этого возможна замена ИМС ПЗУ, которая устанавливается в колодку на печатной плате. Это позволит увеличивать количество видов семян для которых определяется всхожесть.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Устройство для предварительного определения всхожести семян, содержащее емкостный и резистивный датчик, генератор импульсов, калибратор, генератор опорной частоты, первый выход которого подключен к счетному входу калибратора импульсов, вход сброса которого подключен к выходу генератора импульсов, вход которого подключен к первому выходу емкостного и резистивного датчика, отличающееся тем, что оно снабжено прецизионным операционным усилителем, аналого-цифровым преобразователем, арифметико-логическим устройством и блоком индикации, вход которого подключен к выходу арифметико-логического устройства, первый и второй входы последнего связаны соответственно с выходами калибратора импульсов и аналого-цифрового преобразователя, вход которого подключен к выходу прецизионного операционного усилителя, вход которого подключен к второму выходу емкостного и резистивного датчика, тактовый вход арифметико-логического устройства подключен к второму выходу генератора опорной частоты, первый вход которого соединен с тактовым входом аналого-цифрового преобразователя.



Популярные патенты:

2048744 Устройство для регулирования температуры воздуха в теплице

... температуры и ухудшает микроклимат внутри парника. В этом случае для достижения той же точности необходимо увеличить массу термочувствительного элемента (пластины), что ведет к удорожанию устройства. Кроме того, во-первых, никелид титана, из которого выполнена пластина, имеет релейную зависимость мартенситной деформации от температуры. Во-вторых, уже в свободном состоянии для никелида титана гистерезис (зона нечувствительности) составляет 30-40оС, а под нагрузкой эта мертвая зона увеличивается и при уровне напряжений противодействия до 60 кг/мм2 эта зона составляет не менее 50-60оС. Таким образом применение никелида титана в качестве материала для изготовления термопривода ...


2056737 Способ диагностики морозоустойчивости плодовых культур

... учреждениях, ведущих селекцию сортов плодовых культур. Существуют некоторые способы оценки морозоустойчивости плодовых и винограда, например, по водоудерживающей способности тканей однолетних побегов (веток) у изучаемых сортов и сорта-эталона с заведомо известной устойчивостью (см. Кириллов А. Ф. Вакарь В. Г. Левит Т. Х. и др. Методы определения морозостойкости винограда и плодовых. Физиологические основы адаптации многолетних культур к неблагоприятным факторам среды. Кишинев, 1984, с. 249-262). Свойство водоудерживающей способности клеток тканей у растений проявляется в сопротивлении обезвоживанию при действии любых водоотнимающих факторов. Сравнение ...


2400960 Ориентирующее устройство для корнеплодов конической формы

... в результате чего при падении корнеплода возможен удар и отскок в любом произвольном направлении, т.е. процесс ориентации приобретает случайный характер; ориентируется небольшой размерный диапазон корнеплодов, в связи с тем, что в створе между дисками упор для разворота хвостовой части корнеплода закреплен жестко на определенном уровне.Наиболее близкой по технической сущности к заявленному изобретению является устройство для ориентации корнеплодов к посадочной машине (патент РФ 2237397, МКИ А01С 11/00, 11/02, Б.И. 28 от 10.10.2004 г.), содержащее бесконечный тяговый элемент с захватами, перемещающийся в V-образном желобе, открытом сверху и снизу и имеющем горизонтальный ...


2444885 Посевной агрегат

... при помощи цилиндрических шарниров, оси вращения которых расположены в плоскостях, параллельных продольно-вертикальной плоскости посевного агрегата, присоединены две крайние посевные секции, при этом на центральной и крайних посевных секциях установлены сошники. Недостатком данного посевного агрегата является то, что одношарнирный механизм присоединения центральной посевной секции к раме не дает возможности установить данную посевную секцию в горизонтальной плоскости и равномерно заглубить рабочие органы этой посевной секции в продольной плоскости движения агрегата. Все это снижает равномерность глубины заделки семян и качество посева сельскохозяйственных культур.Техническим ...


2471341 Стойло, устройство в стойле и способ монтажа указанного устройства

... внутри стойла. Кроме того, конструкция облегчает удаление подгрудной доски, поскольку только крепежные средства, прикрепляющие второй фланец, или второе множество отдельных выступов, должны быть удалены для того, чтобы отцепить подгрудную доску от профиля.Устройство монтируют в соответствии с различными этапами, определенными в способе, заявленном в независимом пункте 15, включающем следующие этапы: - прикрепление одной стороны мата к полу стойла профилем, прикрепляемым к полу по меньшей мере двумя крепежными средствами, такими как винты или болты;- введение фланца подгрудной доски, или множества отдельных выступов, в паз в профиле, или паз, образованный профилем; и- ...


Еще из этого раздела:

2269892 Способ выращивания цыплят-бройлеров

2200216 Волокнистый материал для защиты от бытовых насекомых

2015633 Способ переработки отходов животноводческих комплексов и устройство для его осуществления

2502793 Масло, семена и растения подсолнечника с модифицированным распределением жирных кислот в молекуле триацилглицерина

2078495 Устройство для транспортирования кормов в хранилищах башенного типа

2100354 Макроциклический лактон, фармацевтическая композиция, обладающая антибиотической активностью, и инсектоакарицидная композиция

2446659 Способ и устройство для органического возделывания зерновых культур

2166252 Способ удаления костного мозга из губчатых костных трансплантатов

2216923 Способ выращивания льна-долгунца

2124820 Устройство для изменения объемного заряда в атмосфере