تخمين سرعت پيشروي مناسب براي ماشين‏ هاي برداشت با استفاده از فراصوت

چكيده: سرعت پيشروي مناسب ماشين‏ها، براي عمليات برداشت وابسته به مقدار تراكم محصول در جلوي آنهاست. يكي از روش‏هاي تخمين سرعت پيشروي مناسب براي ماشين‏هاي برداشت، اندازه‏گيري تراكم محصول با استفاده از روش‏هاي غير‏مخرب است. به‌طور كلي، مي‏توان از امواج فراصوتي براي تعيين تراكم و تخمين سرعت پيشروي مناسب ماشين براي عمليات برداشت استفاده كرد. براي منظور، در اين پژوهش ابتدا يك سيستم غيرمخرب فراصوتي براساس سيستم ارزيابي عبوري طراحي و ساخته شد. اين سيستم قادر است يك پالس الكتريكي توليد و آنرا به امواج فراصوت تبديل كند. امواج فراصوت از يك طرف به درون محصول فرستاده مي‏شوند و انرژي منتقل شده به طرف ديگر محصول، توسط مبدل گيرنده دريافت و توسط كامپيوتر تجزيه و تحليل مي‏گردد. سيستم با پردازش سيگنال‏هاي ارسالي و دريافتي به صورت نيمه‏خودكار، شاخص‏هاي فراصوتي مانند سرعت عبور امواج، ضريب تضعيف، جذر ميانگين مربع[i] و طيف بسامدي سيگنال را تعيين مي‏كند. به منظور بررسي درستي كار سيستم ساخته شده در تعيين تراكم، آزمايش‏هايي با تراكم‏هاي مختلف روي محصول جُو در آزمايشگاه انجام شد. شاخص‏هاي فراصوتي مطابق با تراكم محصول تحليل شدند و يك تحليل رگرسيون براي ارتباط تغيير شاخص‏هاي فراصوتي با تراكم محصول انجام شد. سپس با استفاده از تبديل فوريه سريع3طيف بسامدي سيگنال دريافتي بررسي گرديد. نتايج نشان داد كه سيستم توانايي خوبي براي اندازه‏گيري شاخص‏هاي فراصوتي محصول جُو دارد و بهترين شاخص فراصوتي‏اي كه با تراكم محصول در ارتباط است بيشينه دامنه ولتاژ امواج دريافتي است. بر اين اساس برنامه اي براي ميكروكنترلر موجود در سيستم جمع‏آوري داده نوشته شد. سيگنال‏هاي دريافتي، مطابق با اين برنامه پردازش و سرعت متناسب با تراكم محصول براي ماشين برداشت تخمين زده شد و بر روي يك صفحه نمايش نمايان گرديد. بررسي طيف بسامدي سيگنال دريافتي نشان داد كه با افزايش تراكم محصول قدرت ‏هارمونيك‏هاي طيف بسامدي سيگنال دريافتي كاهش مي‏يابد.