벼 수확량 모니터링을 위한 충격판식 유량센서 개발 = Development of Impact-Plate Type Flow Sensor for Rice Yield Monitoring

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Precision agriculture reduces input materials but increases productivity and is increasing in importance. Yield is basic and necessary information used for variable fertilization and establishment of a farming plan. However, a rice yield monitoring system that is suitable for a head-feed combine in Korea has not been commercialized, so it is required to develop one. This study was conducted to develop an impact-plate flow sensor for yield monitoring. The impact-plate flow sensor is composed of an impact plate and loadcell and installed in a part where grains are put inside a grain tank. In this study, grain weight was measured according to design factors of the width, height, thickness, and distance of the impact plate. A noise-cancelling filter was designed, and a grain-weight prediction model was identified. When the width, height, thickness, and distance were 100, 90, 1.5, and 20 mm, respectively, the error of measured grain weight was 0.17%, which showed the highest accuracy. The grain-weight prediction model shows high correlation with a Coefficient of determination (R2) of 0.9979. The error of the developed flow sensor was 3.4%, so that it is judged to predict grain weight with high accuracy.

국문 초록 (Abstract)

정밀농업은 포장 내 변이를 파악하여 투입자원은 절감하면서도 생산성을 높이는 기술로 최근 중요성이 높아지고 있다. 그중에서도 수확량 정보는 변량처방 및 영농계획 수립을 위한 필수적인 정보로 중요성이 높다. 하지만, 벼 수확량 모니터링 기술은 국내에서 아직 실용화에 이르지 못하여 자탈형 콤바인에 맞는 수확량 모니터링 시스템 개발이 필요하다. 본 연구에는 자탈형 콤바인을 대상으로 수확 중 실시간으로 수확량을 측정할 수 있는 충격판식 유량센서를 개발하고자 수행되었다. 충격판과 로드셀로 구성된 충격판식 유량센서를 콤바인 곡물탱크 내부에 곡물이 투입되는 부분에 설치하였으며, 충격판의 가로길이, 세로길이, 두께 및 설치거리에 따른 수확량을 분석하였다. 또한, 측정된 유량센서 출력값의 노이즈 제거를 위한 필터 개발, 측도설정과 성능시험을 실시하였다. 시험결과 충격판의 가로길이, 세로길이, 두께, 설치거리가 100, 90, 1.5, 20 mm일 때 측정된 수확량 오차가 0.17 %로 정확도가 가장 높게 나타났다. 제작된 유량센서의 측도설정을 위해 곡물의 유량과 센서 출력값을 측정한 결과 결정계수(R2)가 0.9979로 높은 상관관계를 보였으며, 개발된 유량센서를 이용하여 수확량을 측정한 결과 예측값의 오차는 3.4 %로 본 유량센서를 이용하여 수확 중 실시간으로 수확량 측정이 가능할 것으로 판단된다.

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