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문제 정의
- 본 연구에서는 주로 미작 중심의 소규모 지역에서 사용되고 있는 자탈형 콤바인 부착용 수확량 계측시스템을 개발하기 위해서 이 시스템의 핵심구성요소인 곡물유량센서 개발을 목표로 연구를 수행하였다.
제안 방법
- 연속적으로 공급하기 위해서 선별 부를 제거하였다. 곡물공급장치를 이용하여 콤바인의 1번 오거 위쪽에 곡물을 0.05 ~ L2 kg/s까지 각 단계별로 2회씩 반복적으로 균일공급을 하였다. 또한 곡물을 스텝입력 하기 위해서 곡물 유량을 0.
- 곡물유량을 계측하는 방법에는 여러 가지가 있지만, 본 연구에서는 양곡 컨베이어로부터 배출되는 곡물이 센서에 충돌할 때, 발생되는 충격력이 배출되는 곡물의 질량에 비례한다는 가정하에 단위시간 당 콤바인이 예취한 곡물의 질량을 추정하는 방법을 이용하였다. 그림 1 은 실내시험에서 사용한 센서의 개략도를 나타낸 것이고 그림 2는 자탈형 콤바인 내부에서 곡물의 흐름과 곡물유량센서의 위치를 표시한다.
- 구체적인 시험방법으로서는 콤바인을 주행시키지 않고 엔진 회전수를 2, 80rpm로 하였으며 반송부를 운전했다. 이때 배출되는 곡물이 센서에 충돌해 발생되는 충격력을 유량 센서로 계측했다.
- 우, 앞 . 뒤로 조절이 가능하게 설계를 하였다. 개발한 곡물유량 센서는 4조 예취 자탈형 콤바인(KC 575G-CP, 곡물탱크식)에 탑재했다.
- 자탈형 콤바인 부착용 곡물유량센서는 충돌판과 신호검출부를 일체화함으로서 출력신호의 영점이 흔들리는 현상이 있었다. 따라서, 본 센서에서는 충돌판과 신호검출 부를 별도로 하여 이를 방지하였다. 또한, 자탈형 콤바인 전 기종에 적용 가능하도록 하기 위해 구조를 단순화하였으며 고정부를 좌 .
- 05 ~ L2 kg/s까지 각 단계별로 2회씩 반복적으로 균일공급을 하였다. 또한 곡물을 스텝입력 하기 위해서 곡물 유량을 0.4kg/s로 기준을 설정한 후에 변량적으로 스텝입력도 수행했다.
- 대상 벼 품종은 일품벼이며, 측정항목은 유량센서에 의한 출력값, 곡물탱크에 축적된 곡물질량, 수분 등을 측정하였다. 시험순서로서는 각 구획에서 1회 작업을 하고 곡물탱크에 쌓인 곡물을 배출오거를 통해서 외부로 배출시켜 질량과 수분을 측정하였으며, 그때 발생된 출력값을 컴퓨터로 취득하였다. 이와 같은 시험을 각 구획에서 20회씩 실시하였다.
- 실내시험에서 얻어진 곡물유량센서의 시험결과를 토대로 포장시험을 실시하였다 . 포장시험은 2001년 10월 11일 농업기계화연구소 입북동 시험포장에서 실시하였다.
- 위해서 실내시험을 수행했다. 실험방법으로서는 양곡컨베이어의 배출구 앞쪽에 유량센서를 설치하였다. 곡물의 투입량을 안정적 .
- 양곡콘베이어 로부터 곡물탱크에 배출되는 곡물과 유량센서로부터의 출력신호의 관계를 구하기 위해서 실내시험을 수행했다. 실험방법으로서는 양곡컨베이어의 배출구 앞쪽에 유량센서를 설치하였다.
- 곡물의 투입량을 안정적 . 연속적으로 공급하기 위해서 선별 부를 제거하였다. 곡물공급장치를 이용하여 콤바인의 1번 오거 위쪽에 곡물을 0.
- 반송부를 운전했다. 이때 배출되는 곡물이 센서에 충돌해 발생되는 충격력을 유량 센서로 계측했다. 유량센서로부터의 신호는 신호전송기를 통하여 100Hz로 A/D변환되어 컴퓨터에 기록했다.
- 시험의 편의성과 비교시험을 위해서 그림 5와 같이 포장을 재정리하였다. 즉, 길이방향으로 하나의 포장을 1구획과 2구획으로 둘로 나누고 각각 20회의 시험이 가능하도록 폭을 설정하였다. 곡물유량센서의 설치와 신호처리는 실내시험과 동일하게 하였으며, 콤바인의 작업속도는 0.
대상 데이터
- 9m/s였다. 대상 벼 품종은 일품벼이며, 측정항목은 유량센서에 의한 출력값, 곡물탱크에 축적된 곡물질량, 수분 등을 측정하였다. 시험순서로서는 각 구획에서 1회 작업을 하고 곡물탱크에 쌓인 곡물을 배출오거를 통해서 외부로 배출시켜 질량과 수분을 측정하였으며, 그때 발생된 출력값을 컴퓨터로 취득하였다.
- 포장시험은 2001년 10월 11일 농업기계화연구소 입북동 시험포장에서 실시하였다. 조사한 포장의 크기는 100 x 30m로서 0.3ha의 포장이다. 시험의 편의성과 비교시험을 위해서 그림 5와 같이 포장을 재정리하였다.
- 이 센서는 자탈형 콤바인의 곡물탱크 내에 설치한다는 것을 전제로 길이, 폭, 높이 등을 고려하였으며, 벤딩 로드셀을 이용하였다. 충돌 판의 재질은 곡물의 마찰로 인한 마모증대와 녹이 생기는 것을 방지하기 위해서 스텐레스강판을 이용하였다. 자탈형 콤바인 부착용 곡물유량센서는 충돌판과 신호검출부를 일체화함으로서 출력신호의 영점이 흔들리는 현상이 있었다.
- 포장시험은 2001년 10월 11일 농업기계화연구소 입북동 시험포장에서 실시하였다. 조사한 포장의 크기는 100 x 30m로서 0.
성능/효과
- 706을 보였다. 구획 1에서 얻어진 회귀식을 이용하여 구획 2의 값을 구한 결과, 예측유량과 실측유량과의 관계가 결정계수로 0.706을 보였으며, SEP는 0.026kg/s, Bias는 -0.014kg/s를 보였다.
- 이 결과, 단위시간당 흘러간 곡물유량과 단위시간당 발생된 충격량과의 관계는 결정계수로 0.937 정도를 보였다.
후속연구
- 014kg/s를 보였다. 이 결과, 포장시험에 있어서도 개발한 곡물유량센서의 가능성을 확인하였으며, 센서를 좀 더 개량 보완한다면 정밀도가 더 높은 센서의 개발이 가능할 것으로 생각되었다.
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