ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Разработан способ измерения скорости движения тракторного агрегата, сущность которого заключается в оценке изменения частоты отраженных от поверхности грунта ультразвуковых волн, излучаемых излучателем и принимаемых приемниками, установленными на движущемся тракторном агрегате, в зависимости от скорости движения агрегата. При этом из отраженных от поверхности грунта волн выделяют волны двух направлений:одно перпендикулярно направлению движения агрегата, а другое соответствует углу ориентации излучателя. Колебания преобразуются в электрические сигналы, по результату векторного суммирования которых судят о скорости движения тракторного агрегата.

На рисунке представлена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ. На тракторном агрегате размещены излучатель 1, излучающий ультразвуковые колебания под угломaк поверхности грунта;основной приемник 2 отраженных ультразвуковых колебаний, ориентированный под тем же угломaк поверхности грунта;дополнительный приемник 3, ориентированный в направлении, перпендикулярном направлению движения;основной 4 и дополнительный 5 усилители и вычислительно-преобразующая система 6, на выходе которой формируется сигнал действительной скорости трактора.

При движении трактора по горизонтальной поверхности вектор скорости в направлении, параллельном этой поверхности (рис. а), определяется из выражения:

,

где - вектор измеряемой скорости;

a- угол ориентации приемника ультразвуковых колебаний относительно

поверхности.

Частота колебаний отраженных от поверхности волн, согласно эффекту Допплера, равна:

,

где -несущая частота источника ультразвуковых колебаний;

-скорость распространения ультразвуковых колебаний в воздушной сфере.

а) - при движении по горизонтальной поверхности;

б) - при движении по поверхности с макронеровностями.

Из последнего выражения можно определить вектор горизонтальной составляющей скорости трактора, если имеется один источник и один приемник ультразвуковых колебаний. При появлении на трассе макронеровностей, соизмеримых с базой трактора, или при колебаниях его корпуса (например, из-за деформации подвески при заглублении или выглублении отвала) ультразвуковые волны, генерируемые излучателем, проходят расстояния, отличающиеся от таковых при движении по горизонтальному участку, что эквивалентно увеличению или уменьшению скорости, как это следует из приведенных выше выражений.

Влияние макронеровностей поверхности и компенсирующее действие дополнительного приемника ультразвуковых колебаний, ориентированного к поверхности под углом, близким к 90 ⁰, иллюстрирует рис. б. Дополнительный приемник устанавливается на кронштейн рыхлителя. При движении по горизонтальной поверхности показания прибора определяются выражением:

где К ₁, К ₂ - коэффициенты усиления усилителей приемников 2 и 3;

v _b-регистрируемый приемником 3 вектор скорости, при этом колебания

отражаются в пятне О.

При наезде, например, на углубление к векторамvuиv _bдобавляются отрезки ОВ ₁ и ОВ ₂, приблизительно равные по величине, поэтому результирующая величина горизонтальной составляющей скорости не изменится. Действительная скорость тракторного агрегата при движении по горизонтальному участку определяется по результирующим показаниям вычислительно-преобразующей системы, в которой производится вычислительная операция векторного суммирования сдвигов допплеровской частоты, регистрируемых обеими приемниками. Сигналы с последних поступают на блок 6 через усилители.