تخمین سرعت پیشروی مناسب برای ماشین‏ های برداشت با استفاده از فراصوت

سرعت پیشروی مناسب ماشین‏ها، برای عملیات برداشت وابسته به مقدار تراکم محصول در جلوی آنهاست. یکی از روش‏های تخمین سرعت پیشروی مناسب برای ماشین‏های برداشت، اندازه‏گیری تراکم محصول با استفاده از روش‏های غیر‏مخرب است. به‌طور کلی، می‏توان از امواج فراصوتی برای تعیین تراکم و تخمین سرعت پیشروی مناسب ماشین برای عملیات برداشت استفاده کرد. برای منظور، در این پژوهش ابتدا یک سیستم غیرمخرب فراصوتی براساس سیستم ارزیابی عبوری طراحی و ساخته شد. این سیستم قادر است یک پالس الکتریکی تولید و آنرا به امواج فراصوت تبدیل کند. امواج فراصوت از یک طرف به درون محصول فرستاده می‏شوند و انرژی منتقل شده به طرف دیگر محصول، توسط مبدل گیرنده دریافت و توسط کامپیوتر تجزیه و تحلیل می‏گردد. سیستم با پردازش سیگنال‏های ارسالی و دریافتی به صورت نیمه‏خودکار، شاخص‏های فراصوتی مانند سرعت عبور امواج، ضریب تضعیف، جذر میانگین مربع[i] و طیف بسامدی سیگنال را تعیین می‏کند. به منظور بررسی درستی کار سیستم ساخته شده در تعیین تراکم، آزمایش‏هایی با تراکم‏های مختلف روی محصول جُو در آزمایشگاه انجام شد. شاخص‏های فراصوتی مطابق با تراکم محصول تحلیل شدند و یک تحلیل رگرسیون برای ارتباط تغییر شاخص‏های فراصوتی با تراکم محصول انجام شد. سپس با استفاده از تبدیل فوریه سریع3طیف بسامدی سیگنال دریافتی بررسی گردید. نتایج نشان داد که سیستم توانایی خوبی برای اندازه‏گیری شاخص‏های فراصوتی محصول جُو دارد و بهترین شاخص فراصوتی‏ای که با تراکم محصول در ارتباط است بیشینه دامنه ولتاژ امواج دریافتی است. بر این اساس برنامه ای برای میکروکنترلر موجود در سیستم جمع‏آوری داده نوشته شد. سیگنال‏های دریافتی، مطابق با این برنامه پردازش و سرعت متناسب با تراکم محصول برای ماشین برداشت تخمین زده شد و بر روی یک صفحه نمایش نمایان گردید. بررسی طیف بسامدی سیگنال دریافتی نشان داد که با افزایش تراکم محصول قدرت ‏هارمونیک‏های طیف بسامدی سیگنال دریافتی کاهش می‏یابد. [i]. Root Mean Square (RMS)