基于PVDF双压电薄膜的油菜播种监测系统的设计与试验

针对苏南地区油菜播种一体机作业过程中种子监测困难的问题，设计了一种基于PVDF双压电薄膜的油菜单粒精密播种机播种性能监测系统。系统通过播种机安装在测速轮上的编码器采集机具作业速度，结合设定的目标播量，得到理论排种间距，采用聚偏二氟乙烯(PVDF)压电薄膜监测装置，采集油菜种子落粒数。为了滤除机器振动信号干扰，设置参照压电薄膜，通过逻辑运算模块降低振动干扰，采用施密特电路迟滞原理消除比较器抖动干扰。系统采用STM32F103VBT6单片机作为中央处理器，结合设定的理论株距、相邻脉冲电压信号的时间间隔与播种机前进速度，计算得出播种量、排种速度、漏播率与重播率等性能指标。试验台试验表明，在26.5~42.2 r/min排种轴转速下，系统对排种量的检测精度不低于96.4%，漏播检测精度高于95.8%，重播检测精度高于98.4%；振动频率8~16 Hz条件下，系统播量检测精度高于95.2%。