CN107182361B - 一种基于电阻抗的玉米种子活力在线检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于电阻抗的玉米种子活力在线检测装置，包括：储存有待测玉米种子的料盒，该料盒的底部连接有一个或多个输出单粒种子的滑槽；安装有检测板的传送带，所述检测板上设有接纳所述滑槽输出的种子的检测孔，每个检测孔内设有电极对；与所述电极对连接的阻抗分析仪，用于通过电极向种子施加激励电流，根据电极对间的阻抗值和相位角检测种子活力并分级；位于传送带一端的收集容器，内设有至少两个容纳槽，用于接受不同活力等级的玉米种子。本发明通过获取的信息对种子进行实时的筛选，具有检测无损、自动化程度高、检测快速、筛选高效等优点。
Description
技术领域
本发明涉及植物种子活力检测的领域。具体涉及一种基于电阻抗成像的玉米种子活力检测装置。
背景技术
玉米是我国第一大粮食作物，玉米种子的质量直接关系到种子企业的效益和农民的收益。在每年的种子质量纠纷中，经常遇到实验室的发芽率与田间出苗率差距甚大、室内发芽率符合标签标注值、而田间出苗率难以达标的情况，这就是种子活力造成的问题。种子活力即种子的健壮度，是种子发芽和出苗率、幼苗生长的潜势、植株抗逆能力和生产潜力的总和，是种子品质的重要指标。在播种之前对种子进行活力检测便成为必不可少的一环，对农业生产起着至关重要的作用。
种子活力测定可划分为生理测定法和生化测定法。生理测定法是测量种子发芽方面的特性和生长指标；生化测定法是测量与种子活力相关的特殊生化反应，如酶系统活性等。当前，关于玉米种子活力的传统测定方法主要有：抗冷测定法、幼苗生长测定法、加速老化试验法、电导率测定法等。上述传统的种子活力检测方法存在测量工作量大、可重复性差、测量周期长、受环境影响大、容易对种子造成损伤等缺点。
种子含水量与种子活力密切相关。当含水量高时，种子的呼吸作用加强，种子内贮藏物质的消耗加速，种子的生活力减退。有机物积累少，酶活性低，不能满足种子萌发所需的能量，导致发芽率低。另一方面，含水量过低会导致呼吸作用过弱，种子活力也会降低。因此，适宜的含水量是种子活力高低的重要指标。种子含水量的测定方法主要分为直接法和间接法。直接法的原理是通过物理干燥或者化学方法，直接去除农产品中的水分，通过计算获得被测样品中的含水率值。该类方法检测精度高，但是测试时间长，检测费用高，不适合实际生产。主要包括：电烘箱法、减压干燥法、红外干燥法和蒸馏法等。间接法主要是通过测量农产品中与水分有关的物理量(例如物质的电导率、介电常数等)，经转换获得农产品的水分值。此类方法响应快，但需解决温漂大、长期使用稳定性差等问题。主要包括：电容法、电阻法、微波法和红外线法等。其中，又以使用电容法和电阻法对农产品进行水分快速检测最为广泛。
因此，通过对种子含水量的测定可以在一定程度上反映种子活力。
为了克服现存技术的缺点，本发明的目标是通过无损方法检测玉米种子的电阻抗以获取种子的含水量信息，进而对玉米种子活力进行检测。通过一种装置实现对玉米种子活力的在线无损检测及筛选。为此目的，此发明提供了一种创新利用电阻抗技术的玉米种子活力无损在线检测和筛选的装置。
发明内容
本发明公开了一种在线检测并筛选玉米种子的装置，实现了基于电阻抗对玉米种子的种子活力进行无损在线检测，用于筛选高活力的玉米种子。本系统从根源上解决了传统种子活力检测方法存在的效率低、成本高、会对种子造成损害等弊端。创新性的通过检测种子的阻抗等电特性参数，获取其含水量等信息，再利用含水量和种子活力的相关性获取种子的种子活力信息。同时，本装置还可通过获取的信息对种子进行实时的筛选。本装置具有：检测无损、自动化程度高、检测快速、筛选高效等优点。
为实现上述的发明目的，本发明的具体技术方案如下：
一种基于电阻抗的玉米种子活力在线检测装置，包括：
储存有待测玉米种子的料盒，该料盒的底部连接有一个或多个输出单粒种子的滑槽；
安装有检测板的传送带，所述检测板上设有接纳所述滑槽输出的种子的一个或多个检测孔，每个检测孔内设有电极对；
与所述电极对连接的阻抗分析仪，用于通过电极向种子施加激励电流，根据电极对间的阻抗值和相位角检测种子活力并分级；
位于传送带一端的收集容器，内设有至少两个容纳槽，用于接受不同活力等级的玉米种子。
本发明中，玉米种子通过料盒底部的滑槽使待测批次玉米种子均匀分布在传送带上，其末端与传送带的间隙较小，因此可保证传送带上的检测板每个检测孔恰好容纳一粒种子。
所述检测孔的玉米种子，通过设置实验程序对玉米种子施加多种不同的适宜激励电流I，同时检测电极间的阻抗值和相位角，自动保存并记录数据，通过对实验程序的调整，可提供不同电流、频率、波形的激励电流，满足不同场景的需要。
所述的检测板为单排结构，集成了两个或两个以上安装了电极的检测孔。孔的大小深度与玉米种子大小相对应，可恰好容纳一粒玉米种子。
作为优选的，所述的电极对为具有相同表面积且相互交错的两个电极。
作为优选的，每个电极包括与电极线连接的弧形板，两个电极的弧形板对称布置，两个弧形板上设有相对延伸且间隔交错的栅条。
作为优选的，所述的电极对为石墨材质。
本发明中，电极为具有基本相同表面积的两个相互交错的电极结构，为石墨材质，有利于对玉米种子阻抗信息的提取。
作为优选的，所述的检测板为长方体，若干个检测板依次拼接固定在所述传送带上。
本发明中，传送带上安装了多排检测板，采用模块化设计，可进行拆卸，针对不同大小种子可选择不同尺寸的检测板，具有较高的普适性。
作为优选的，设有与所述阻抗分析仪连接的计算机，用于分析采集的数据，并根据分析结果对玉米种子活力进行分级并标记。
所述计算机内置有可编辑的实验程序。由于不同环境下的电阻抗值相差很大，本模块可对数据进行例如归一化处理等处理。通过多种不同的算法对数据进行拟合分析，最终获取种子活力信息，并进行分级与标记。
作为优选的，所述传送带上设有垂直输送方向的导轨，检测板的滑动配合在所述的导轨上。所述的检测板受控于计算机，根据玉米种子的活力分级进行横向移动，控制玉米种子落入对应的容纳槽内。
所述检测板可在垂直传送带运动方向进行移动，通过接收到的分级信号进行相应移动，使不同活力等级玉米种子掉落在传送带尾端收集容器内不同的容纳槽内，实现高效的在线筛选。
附图说明
图1为一种基于电阻抗的玉米种子活力检测的装置图；
图2为一个检测板的电极结构；
图3为一个电极电路原理简图；
图4为玉米种子活力检测及筛选方法流程图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图来详细说明本发明，但本发明并不仅限于此。
如图1所示，本发明中的一种基于电阻抗的玉米种子活力检测装置包括：阻抗分析仪1，数据采集器2，计算机3，传送带4，料盒5，检测板6和收集容器7。
料盒5内储存有待测玉米种子，该料盒5的底部连接有可输出单粒种子的滑槽8，滑槽8的尺寸与单子单粒的大小相适应，内部恰好可供单排种子通过。
检测板6滑动安装在传送带4上的导轨上，检测板6上设有接纳滑槽8输出的种子的检测孔9，每个检测孔9内设有电极对。电极对的结构如图2所示，电极对为具有相同表面积且相互交错的两个电极，每个电极包括与电极线11连接的弧形板12，两个电极的弧形板12对称布置，两个弧形板12上设有相对延伸且间隔交错的栅条13。本实施例中的电极对为石墨材质。
如图3所示，阻抗分析仪1通过电极线11与检测孔9内的电极对连接，通过电极向种子施加激励电流，根据电极对间的阻抗值和相位角检测种子活力并分级。
收集容器7位于传送带一端的尾端，内设有至少两个容纳槽，用于接受不同活力等级的玉米种子。
传送带4上设有垂直输送方向的导轨10，检测板6的滑动配合在的导轨10上。该检测板6受控于计算机3，根据玉米种子的活力分级进行横向移动，控制玉米种子落入收集容器7中对应的容纳槽内。
将待测批次玉米种子放入料盒5中，种子通过料盒5的滑槽8进入传送带。由于滑槽8的尺寸只能容纳一粒正常大小的玉米种子，且其末端与传送带4的间隙较小，因此可保证传送带4上的检测板每个检测孔9恰好容纳一粒种子。计算机3随即控制阻抗分析仪1对玉米种子施加多种不同的适宜激励电流，同时检测电极间的阻抗值和相位角，计算机3经由数据采集器2保存并记录数据。完成数据分析后，检测板根据接收到的信号在垂直传送带运动方向移动。即可使容纳了高活力种子的检测板向上方移动，低活力的向下移动。种子在传送带末端即可掉落在不同容器内，实现对不同种子活力的玉米种子的在线筛选。
如图4所示，本实施例的检测方法包括以下步骤：
1)以待测批次玉米种子为样本，利用分拣装置使种子均匀分布在传送带4上；
2)通过传送带4首端隔板的作用保证每个检测孔9正好容纳一个玉米种子；
3)检测孔9内的电极与阻抗测试仪1相连接，计算机3控制数据采集器2和阻抗测试仪3，设置实验程序对玉米种子施加多种不同的适宜的激励电流I，同时检测电极间的阻抗值和相位角，计算机自动保存并记录数据；
4)计算机对采集到的阻抗值及相位角数据进行实时在线分析，对相应的玉米种子活力进行判断分级，并对不同活力等级的玉米种子进行标记。控制传送带4上的检测板6进行相应的横向移动；
5)种子在传送带末端掉落入不同的收集容器，检测板复位；
6)重复1)-5)步骤，即可实现对玉米种子的种子活力进行在线检测与筛选。
以上所述仅为本发明的较佳实施举例，并不用于限制本发明，凡在本发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于电阻抗的玉米种子活力在线检测装置，其特征在于，包括：
储存有待测玉米种子的料盒，该料盒的底部连接有一个或多个输出单粒种子的滑槽；
安装有检测板的传送带，所述检测板上设有接纳所述滑槽输出的种子的检测孔，每个检测孔内设有电极对；所述的电极对为具有相同表面积且相互交错的两个电极；每个电极包括与电极线连接的弧形板，两个电极的弧形板对称布置，两个弧形板上设有相对延伸且间隔交错的栅条；
与所述电极对连接的阻抗分析仪，用于通过电极向种子施加激励电流，根据电极对间的阻抗值和相位角检测种子活力并分级；
位于传送带一端的收集容器，内设有至少两个容纳槽，用于接受不同活力等级的玉米种子；
所述传送带上设有垂直输送方向的导轨，检测板的滑动配合在所述的导轨上；所述的检测板受控于计算机，根据玉米种子的活力分级进行横向移动，控制玉米种子落入对应的容纳槽内。
2.如权利要求1所述的玉米种子活力在线检测装置，其特征在于，所述的电极对为石墨材质。
3.如权利要求1所述的玉米种子活力在线检测装置，其特征在于，所述的检测板为长方体，若干个检测板依次拼接固定在所述传送带上。
4.如权利要求1所述的玉米种子活力在线检测装置，其特征在于，设有与所述阻抗分析仪连接的计算机，用于分析采集的数据，并根据分析结果对玉米种子活力进行分级并标记。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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