طراحي، ساخت و ارزيابي سامانه غير مخرب فراصوتي براي تعيين تراکم غلات و علوفه به منظور بهينه سازي سرعت پيشروي عمليات برداشت

تعداد132 صفحه در فایل word

بخش مهندسي مکانيک ماشين هاي کشاورزي

کارشناسي ارشد رشته مهندسي ماشين هاي کشاورزي

گرايش مکانيک ماشين هاي کشاورزي

طراحي، ساخت و ارزيابي سامانه غير مخرب فراصوتي براي تعيين تراکم غلات و علوفه به منظور بهينه سازي سرعت پيشروي عمليات برداشت

چکیده

آگاهی از تراکم محصول در جلوی ماشین برداشت یک فاکتور مهم برای بهینه کردن عملیات داشت و برداشت می باشد و می تواند به طور قابل ملاحظه ای عملکرد آنها را بهبود بخشد. یکی از روش های اندازه گیری تراکم محصول استفاده از روش غیر مخرب فراصوتی است. امواج فراصوت برای انتشار نیاز به محیطی مادی دارند و شاخص های فراصوتی امواج به مشخصات فیزیکی محیطی وابسته است. در این پژوهش یک سامانه غیرمخرب فراصوتی شامل واحد مکانیکی، الکترونیکی و یک کامپیوتر طراحی و ساخته شد. واحد مکانیکی شامل یک جفت مبدل (43kHz) که نسبت به هم به طور موازی قرار گرفته اند. واحد الکترونیکی سامانه شامل یک Prosonic S FMU90 برای فعال کردن مبدل فرستنده، اسیلوسکوپ دیجیتال، کامپیوتر مجهز به نرم افزار پردازش سیگنال و نرم افزار TNM برای جمع آوری و آنالیز داده ها و یک سیستم اکتساب داده ی ساخته شده با یک میکروکنترلر ARM برای آنالیز بیشتر می باشد. اين سامانه قادر است یک سیگنال الکتریکی تولید و آنرا به امواج فراصوت تبدیل کند. امواج فراصوت با سطح انرژی معین، از یک طرف به وسیله مبدل فرستنده به درون محصول فرستاده می شود و انرژی منتقل شده به طرف دیگر محصول، توسط مبدل گیرنده دریافت می گردد. سیگنال های ارسالی و دریافتی به اسیلوسکوپ ارسال می شود و اسیلوسکوپ به رایانه متصل می باشد و سیگنال ها به وسیله ی رايانه تجزيه و تحليل می شود. مقدار کاهش انرژی با تراکم محصول (تعداد ساقه) بین آن دو در ارتباط خواهد بود. سامانه با پردازش سيگنال هاي ارسالي و دريافتي، شاخص هاي فراصوتي در حوزه زمان ودر حوزه فرکانس مانند سرعت عبور امواج، ضریب تضعیف، زمان عبور، مقدار دامنه ی ولتاژ و طيف كلي بسامدي را مشخص می کند. يك سيگنال فراصوتي از هارمونيک هايي با فركانس هاي هم مضرب و دامنه های مختلف تشكيل شده است برای تخمین توزیع قدرت سیگنال در فرکانس های مختلف از تبدیل فوریه سریع (FFT) استفاده شد. به منظور تعیین توانایی سامانه ساخته شده در تعیین تراکم محصول، سامانه با چند تراکم مختلف محصولات زراعی گندم، جو و یونجه ارزیابی شد. برای ارزیابی ارتباط میان تراکم توده ی محصول و شاخص های فراصوتی اندازه گیری شده به وسیله ی سامانه، آنالیز رگرسیون مورد استفاده قرار گرفت. نتایج آزمایشات نشان داد بهترین شاخص فراصوتی که با تراکم محصول در ارتباط است بیشینه دامنه ولتاژ امواج دریافتی است. در نهایت بر اساس بیشینه دامنه ولتاژ، سیگنال های دریافتی پردازش و سرعت متناسب با تراکم محصول برای عملیات برداشت تخمین زده و بر روی یک LCD نمایش داده شد.

واژه هاي كليدي :آزمون غير مخرب، تراکم محصول، فراصوت، شاخص هاي فراصوتي، ضريب تضعيف، سرعت امواج، تبدیل فوریه سریع (FFT).