Санкт-Петербург
Решения и датчики для технологий взвешивания

Инфракрасный анализатор NIR на комбайне Гомсельмаш

Тестирование инфракрасного анализатора NIR On Board от компании Dinamica Generale на кормоуборочном комбайне.

Дата тестирования: сентябрь 2018 год.

Установка комплекта

Оптический блок анализатора Nir Onboad был установлен с наружной части силосопровода комбайна, как показано на фотографии ниже:

Установленный оптический блок анализатора Nir Onboad

Соединительная коробка была установлена с наружной части кабины комбайна, как показано на фотографии ниже:

Установленная соединительная коробка анализатора Nir Onboad

Микрокомпьютер 999-0962, 3G модем 979-0292 и антенна GPS 979-0266 были установлены внутри кабины комбайна. Электропитание системы подключалось на распределительный щиток комбайна внутри кабины.

Проверка работоспособности системы

При аппаратной проверке работоспособности системы все узлы системы работали в штатном режиме. При выполнении полевых испытаний системы отказов оборудования не наблюдалось.

Для проверки качества результатов анализа убираемого сырья было выполнено сличение между инфракрасным анализатором NIR on Board и портативным инфракрасным анализатором X-NIR компании Dinamica Generale. Результаты сличения приведены в Дополнении 1. Различие в показаниях двух анализаторов не превышают 0,6% для всех химических параметров, что свидетельствует о корректной работе анализатора NIR On Board и отсутствии необходимости выполнять дополнительную коррекцию его градуировок.

Место установки анализатора на силосопроводе комбайна также выбрано правильно, т.к. оно обеспечивает постоянный проход зеленой массы перед окном анализатора во время его работы и повышает точность анализа проходящей массы.

Результаты работы

Комбайн, оборудованный системой NIR On Board, выполнял уборку зеленой массы кукурузы на полях в Гомельской области. Установка анализатора позволила составить карту полей с указанием значений сухого вещества и прочих химических параметром в убранном сырье для каждого отдельного участка поля. Данные, полученные от анализатора, накапливались в программе Field Trace для дальнейшего просмотра и построения отчетов. Примеры отчетов и скриншоты из программы приведены в Дополнении 2.

Также, был проведен импорт данных по координатам мест работы и результатам анализа из программы Field Trace в программу Farm Works. Это дало возможность отобразить на карте в ПО Farm Works маршруты работы комбайна с цветовой дифференциацией по показаниям анализа убираемого сырья в каждой отдельной точке (см. Дополнение 3). Данная функциональность доступна для всех программ типа FMIS.

Выводы и рекомендации

По результатам полевых испытаний можно сделать следующие выводы:

  1. Анализатор NIR On Board, установленный на силосопроводе комбайна Гомсельмаш, позволяет в реальном времени анализировать убираемое сырье (зеленую массу кукурузы и/или разнотравья) по следующим химическим показателям: Сухое вещество/Влажность, Сырой протеин, Сырой жир, Крахмал, Зола, Кислотно-детергентная клетчатка (КДК), Нейтрально-детергентная клетчатка (НДК) и привязывать результаты анализа сырья к координатам конкретного участка поля, откуда убран данный материал.
  2. Полученные результаты анализа убираемого сырья могут быть использованы как при заготовке сырья на силос, так и в дальнейшем при планировании карт дифференциальных внесений и обработки земли на следующий сезон

Дополнение 1 – Результаты сличения анализаторов NIR On Board и X-NIR

ИН ОБРАЗЦА 111 112 113 114 115  
X-NIR Влажность % 69,1 71,9 68,3 69,7 70,8
Крахмал % 10 8,3 8,8 8,7 9,4
Протеин % 2,3 2,3 2,2 2,3 2,2
КДК % 4,9 4,4 5,9 5,6 4,7
НДК % 9,7 9,5 10,9 10,6 9,6
Зола % 1 0,9 1,3 1,2 1
Сырой жир % 1 0,9 1 1 1
NIR on BOARD Влажность % 69,61 70,9 67,6 69,26 70,54
Крахмал % 8,81 8,92 9 7,79 8,33
Протеин % 2,69 2,54 2,62 2,58 2,4
КДК % 5,02 4,68 5,63 5,37 4,64
НДК % 10,13 9,76 10,94 10,22 9,28
Зола % 1,81 1,67 1,6 1,68 1,63
Сырой жир % 1,04 1,03 1,1 0,99 0,98
  Среднее %
Разница между показаниями анализаторов Влажность % -0,51 1,00 0,70 0,44 0,26 0,38
Крахмал % 1,19 -0,62 -0,20 0,91 1,07 0,47
Протеин % -0,39 -0,24 -0,42 -0,28 -0,20 -0,31
КДК % -0,12 -0,28 0,27 0,23 0,06 0,03
НДК % -0,43 -0,26 -0,04 0,38 0,32 -0,01
Зола % -0,81 -0,77 -0,30 -0,48 -0,63 -0,60
Сырой жир % -0,04 -0,13 -0,10 0,01 0,02 -0,05

Дополнение 2 – Скриншоты с данными из программы Field Trace:

  1. Пример отчета со средними значениями химических параметров убранного сырья за один сеанс работы анализатора:
Пример отчета со средними значениями химических параметров убранного сырья за один сеанс работы анализатора

Примеры отображения данных по результатам анализа убранного сырья на карте поля в программе Field Trace. При наведении курсора на каждый отдельный квадрат поля система отображает значение выбранного химического параметра для данного квадрата поля в правом верхнем углу экрана программы.

Примеры отображения данных по результатам анализа убранного сырья на карте поля в программе Field Trace
Пример отчета со средними значениями химических параметров убранного сырья за один сеанс работы анализатора. Вид 2

Дополнение 3 – Скриншоты с данными из программы Farm Works

  1. Работа комбайна за 10.10.2018, поле возле с. Телеши. Разные цвета соответствуют разным значениям сухого вещества в убранном сырье.
Скриншоты с данными из программы Farm Works - Работа комбайна. Разные цвета соответствуют разным значениям сухого вещества в убранном сырье
  1. Работа комбайна за 23.10.2018, поле возле с. Телеши. Разные цвета соответствуют разным значениям сухого вещества в убранном сырье.
Скриншоты с данными из программы Farm Works - Работа комбайна. Разные цвета соответствуют разным значениям сухого вещества в убранном сырье. Вид 2
  1. Общий вид маршрутов работы комбайна возле с. Долголесье с 25.10.2018 по 10.11.2018. Разные цвета соответствуют разным значениям сухого вещества в убранном сырье.
Скриншоты с данными из программы Farm Works - Общий вид маршрутов работы комбайна. Разные цвета соответствуют разным значениям сухого вещества в убранном сырье
  1. Подробные маршруты работы комбайна возле с. Долголесье в период 25.10.10.11.2018. Разные цвета соответствуют разным значениям сухого вещества в убранном сырье
Скриншоты с данными из программы Farm Works - Подробные маршруты работы комбайна. Разные цвета соответствуют разным значениям сухого вещества в убранном сырье
Скриншоты с данными из программы Farm Works - Подробные маршруты работы комбайна. Разные цвета соответствуют разным значениям сухого вещества в убранном сырье. Вид 2