CN109425715A - 一种全自动无人值守粮食化验系统 - Google Patents

一种全自动无人值守粮食化验系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种全自动无人值守粮食化验系统，包括电脑、PLC、样品输送单元、分样单元、分样包装单元、二维码管理单元、报警单元、容重水分检测单元和杂质不完善粒自动检测提取单元，所述PLC和容重水分检测单元均和电脑连接，依次完成了与扦样机对接、混样分样、留样、包装标识、容重化验、水分化验、杂质化验、不完善粒和自我清洗；做到了无法更换样品，也无法修改容重、水分、杂质和不完善粒化验结果；可与扦样机系统和出入库系统对接，实现粮食出入库中自动取样、自动化验出结果的全自动无人值守操作，可扩展性高，杜绝了人情粮，提高了工作效率，节省了人力，守住了国家粮仓，同时也确保了卖粮老百姓的经济收入不被侵害。

Description

一种全自动无人值守粮食化验系统
技术领域
本发明属于粮食化验领域，具体涉及一种全自动无人值守粮食化验系统。
背景技术
根据国情，我国每年都要做大量的粮食储备，或者为了保障农民利益高价收购农民手中的余粮。国家每年投入的人力，物力相当惊人，并且周期比较长。粮食品质的好坏对粮食的储存有相当大的影响，并且可能由于一车劣质粮影响几千吨粮食的储存。可见粮食收购过程中，化验是相当重要的一个环节。化验参数很多，但是可大致分为：影响经济价值的参数，比如杂质、水分、容重、不完善粒等；不影响经济价值的参数，比如镉、铅、汞等重金属超标，如果超标直接不收了。影响经济价值的参数中，杂质和水分会影响增扣量和增扣价，容重直接决定粮食等级，等级不同对应价格有高低之分。现有方案有靠感官化验的，有用单参数设备检验的，也有两个参数设备检验的，但总避不开人操作设备，人填写化验结果，无法确保所取样品的真实性和代表性，无法杜绝人情粮、无法防范样品被替换；经常缺失影响粮食价格的重要的化验参数比如容重。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种全自动无人值守粮食化验系统，依次完成了与扦样机对接、混样分样、留样、包装标识、容重化验、水分化验、杂质化验、不完善粒和自我清洗；做到了无法更换样品，也无法修改容重、水分、杂质和不完善粒化验结果；可与扦样机系统和出入库系统对接，实现粮食出入库中自动取样、自动化验出结果的全自动无人值守操作，可扩展性高，杜绝了人情粮，提高了工作效率，节省了人力，守住了国家粮仓，同时也确保了卖粮老百姓的经济收入不被侵害。
为达上述目的，本发明的主要技术解决手段是提供一种全自动无人值守粮食化验系统，包括电脑、PLC、样品输送单元、分样单元、分样包装单元、二维码管理单元、报警单元、容重水分检测单元和杂质不完善粒自动检测提取单元，所述PLC和容重水分检测单元均和电脑连接；
所述样品输送单元包括输送管，输送管内设有均与PLC连接的第一真空泵和信号线，输送管一端与分样单元相连接，另一端与扦样机的扦样杆顶端相连接，电脑可以根据信号线是否断开监测输送管是否断开，即输送管是否与分样单元脱离或是否与扦样杆脱离，报警单元为与PLC连接的声光报警器，如果在工作状态下信号线被断开，声光报警器报警并本发明停止工作以防替换样品，且电脑记录下停机原因作为日志供操作人员查阅；
所述分样单元包括顺次连接的第一分样模块、第二分样模块和第三分样模块，第一分样模块包括从上到下设有的第一分样器、第一电动筛、第一漏斗和收集槽，第一分样器底部开口位于第一电动筛上端口上方，第一漏斗的下端口位于收集槽口的上方，第一电动筛内设有将第一电动筛在竖直方向上分为上层、中层和下层的上筛板和下筛板，上筛板和下筛板上均设有若干筛孔，所述上筛板的筛孔直径大于下筛板筛孔直径，具体筛孔大小均按照国家标准对不同粮食品种设置，根据国家标准规定的晃动第一电动筛后使得上层容纳大颗粒粮食和大杂质，中层容纳正常标准粮食颗粒和与其同大小的杂质，下层细小杂质和粉尘，第一电动筛侧端设有连通上层的上电动阀、连通中层的中电动阀和连通下层的下电动阀，第一漏斗分隔设有分别和上层、中层和下层对应的左区、中区和右区，左区和右区的底部连通且底部设有位于收集槽口上方的开口一，中区底部设有开口二，开口二下方设有与电脑连接的容重水分检测单元，容重水分检测单元固定在第一翻转机构上，第一翻转机构、上电动阀、中电动阀和下电动阀均与PLC连接，第一电动筛按照国家标准混匀后翻转90度，上层、中层和下层分别和左区、中区和右区对应后，打开上电动阀、中电动阀和下电动阀，上层和中层的混合粮食落入收集槽中，中层的粮食进入容重水分检测单元进行检测，检测后的数据传输到电脑，检测结束后，电脑通过PLC控制第一翻转机构带动容重水分检测单元翻转180度将中区的样品落入到收集槽内，收集槽底部设有打包口，打包口连通有四通，四通剩余的三口其中一口通过一留样电动阀与分样包装单元连通，四通的二口通过排出电动阀连接有废料槽，第二分样模块包括从上到下设有的第二分样器、电子秤一、第二红外对射探测器、第二电动筛和第二漏斗，第三分样模块包括从上到下设有的第三分样器、电子秤二、第三红外对射探测器、第三电动筛和第三漏斗，四通的三口通过第一行进电动阀与第二分样器连通，第一分样器、第二分样器和第三分样器构造相同，第二分样器可分样粮食上限大于第三分样器且小于第一分样器，第一电动筛、第二电动筛和第三电动筛相同，电子秤一和电子秤二均为底部设有流通孔的倒圆锥型腔体结构且均和电脑连接，两个流通孔均设有第一流通电动阀，第二漏斗分隔设有分别和第二电动筛的上层、中层和下层对应的左通道、中通道和右通道，左通道和中通道底部连通且设有分样口，左通道外壁设有一缺口，右通道为底部封闭的槽型结构，第二漏斗包括对应缺口的下方连接有的杂质斗，左通道内设有与PLC连接的电磨，缺口的边缘底部和电磨出料口左端所在的直线向右倾斜，中通道外壁设有与PLC连接的风机，第三漏斗和第二漏斗相同，第二漏斗和第三漏斗的杂质斗底端口下方均设有与电脑连接的电子秤三分别用于检测大样杂质和小样杂质，两个电子秤三均与电子秤二相同，且两个电子秤三的流通孔均设有第二流通电动阀，第一流通电动阀和第二流通电动阀均和PLC连接，分样口连接有与PLC连接的第二电动三通调节阀，第二电动三通调节阀的一通口与废料槽连接，第二电动三通调节阀的另一通口与第三分样器连通，第二红外对射探测器和第三红外对射探测器均与PLC连接，用于探测该处是否有粮食落下遮挡，长时间没有遮挡的时候，PLC可控制电子秤二或电子秤三的第一流通电动阀关闭方便进行下次称量；
所述二维码管理单元与PLC连接，所述分样包装单元把第二次测容重和水分的样品自动完成包装，电脑通过PLC控制二维码管理单元对包装好的样品贴上世界唯一标识，包装好的样品将用来其他化验项的手动检验或用作留存备份，所述二维码管理单元负责对包装粘贴二维码和识别读取，电脑将同一批样品的包装的二维码信息和自动化验的参数以及样品来源车辆信息建立关联并储存，容重水分检测单元、分样包装单元和二维码管理单元均为现有技术设备；
所述杂质不完善粒自动检测提取单元包括第三漏斗分样口下方设有的分析盘、运行在所述电脑上的软件VIDI、机械手臂、设置于分析盘上方的相机、光源和设在相机上的镜头，相机与电脑连接，机械手臂和光源均与PLC连接，分析盘连接有均与PLC连接的振动器和第三翻转机构，分析盘为乳白色且均匀分布有两千个凹坑，凹坑大小略小于所测粮食品种的颗粒；人工智能挑选杂质和不完善粒包括识别部分和机械部分，其中识别部分包括软件VIDI、相机、镜头和光源共同作用来获取分析盘中的图像，软件VIDI包括蓝色工具、绿色工具和红色工具，VIDI的蓝色工具用于寻找和定位分析盘图像中的完整小麦粒和不完善粒；ViDi绿色工具用于对分析盘中的完整小麦粒和不完善粒分类；ViDi红色工具用于探测不完善粒的缺陷部分，机械部分用彩色工业相机、镜头、光源来获取分析盘中的图像，机械手臂用来把识别出来的杂质分别拾取并放入第三分样模块中的电子秤三上，第三分样模块包括设于分析盘旁边的电子秤四，机械手臂用来把识别出来的不完善粒拾取并放入电子秤四中，电子秤四与电子秤三相同，电子秤四的流通孔设有与PLC连接的第三流通电动阀，第二流通电动阀和第三流通电动阀的自由端均与废料槽连接；
所述第一分样器为包括有料斗、圆锥体、圆锥体和料斗之间设有的与PLC连接的分样电动阀、圆锥体内设有的上钟鼎、内层出口和外层出口的钟鼎式分样器，第一分样器包括内层出口和外层出口下方均设有的接粮壶，内层出口和外层出口均为盖型结构且分别覆盖在两个接粮壶口上但并不与接粮壶接触，第一分样器包括两个接粮壶底部均通过支撑筒连接有的电子秤五，电子秤五中间设有下料孔，圆锥体内设有尖部方向和上钟鼎相反的下钟鼎，支撑筒的下端口与下料孔的边缘连接，第一分样器包括两个接粮壶底部均设有的底孔及两个底孔均设有的与PLC连接的第四流通电动阀，所述第一分样器包括容纳上述构件的外壳、与PLC连接的第一红外对射探测器和外壳连接有的与PLC连接的第二翻转机构，料斗、圆锥体、内层出口、外层出口和两个电子秤五均固定在外壳内部，外壳底部设有壳孔，壳孔连接有第一电动三通调节阀，第一电动三通调节阀一通孔与废料槽连接，第一电动三通调节阀另一通孔位于第一电动筛上方，第一红外对射探测器设置在第一电动三通调节阀另一通孔的下方用于探测该处是否有粮食落下遮挡，长时间没有遮挡的时候，PLC可控制第一电动三通调节阀连通到废料槽方向防止粮食在下落时候第一电动三通调节阀调节截断粮食，第二分样器、第三分样器和第一分样器构造相同，第二分样器一次可分样的粮食重量上限大于第三分样器且小于第一分样器，料斗顶部连通有一贯穿外壳的样品入口电动阀，输送管一端置于样品入口电动阀上方。
所述分析盘是圆形或者方形的一个半封闭平台，凹坑的直径小于等于所化验粮食品种的正常标准大小一粒粮食的直径，可以使凹坑内基本都是一粒粮食。
所述打包口的高度高于第二分样器的高度，第二漏斗的分样口的高度高于第三分样器的高度，使得样品在分样单元中可以依靠重力行进。
所述打包口和第二分样器之间的管道及所述第二漏斗分样口和第三分样器之间的管道均设有一个第二真空泵，可以在分样单元中的构件没有高度差的时候样品可以依靠外力行进。
使用过程中，输送管在第一真空泵作用下从扦样机杆所在的待检测粮食中抽吸样品输送到第一分样器的料斗内，样品经过第一分样器的分别落入两个借粮壶中完成一次分样，然后电脑通过PLC控制样品入口电动阀关闭，且控制第二翻转机构旋转180度，两个接粮壶中的样品掉落到料斗内，然后电脑通过PLC依次控制分样电动阀关闭，控制第二翻转机构旋转180度使料斗复位，然后控制分样电动阀打开，料斗内的样品再次分别落入两个接粮壶中，完成第一分样器的第二次分样，重复上述步骤完成第一分样器使分样次数大于等于三次，按照国家标准认为样品混合均匀，接着，电脑通过读取第一分样器的两个电子秤五的测量出的两个接粮壶的重量，保留较接近一半样品重量的接粮壶内的样品进入下一步骤，电脑控制另一接粮壶的第四流通电动阀打开排出到壳孔处然后通过第一电动三通调节阀排到废料槽内，然后第二翻转机构旋转180度，一半样品进入到料斗，然后关闭分样电动阀，第二翻转机构旋转180度后料斗复位，打开分样电动阀，两个接粮壶分别落入约四分之一样品上述过程为对半减量程序，四分之一样品的量不符合第二分样器的分样要求时，继续重复第一分样器的对半减量程序直至满足第二分样器的分样重量要求，当四分之一样品的量符合第二分样器的分样要求时，电脑将两个接粮壶的样品分别作为化验样品和对照样品均先后进行容重水分测量并将结果上传到电脑求取平均值，首先将一个接粮壶的第四流通电动阀打开，四分之一样品作为化验样品通过第一电动三通调节阀落入第一电动筛中震动摇摆分别进入到上层、中层和下层，然后第一电动筛转动90度后打开上电动阀、中电动阀和下电动阀，落入第一漏斗通过容重检验水分单元负责水分容重的检验并自动把结果上传到电脑，再到收集槽内，打开四通的留样电动阀，关闭四通的其他阀门，使进入分样打包单元，打包留样后进入二维码管理单元进行标识；然后将另一个接粮壶里面的对照样品释放下来同上述过程相同在容重检验水分单元负责水分容重的检验并自动把结果上传到电脑，再到收集槽内，打开四通的第一行进电动阀，关闭四通的其他阀门，使对照样品进入第二分样器中分样，第二分样器中两个接粮壶均有的八分之一样品分别作为大样杂质检测样品和大样杂质对照样品先后进行后续的大样杂质检测并将结果上传到电脑求取平均值，首先，第二分样器的一个接粮壶的第四流通电动阀打开，经过第二分样器的第一电动三通调节阀落入电子秤一中作为大样杂质检测样品测出重量m并传到电脑，然后落入第二电动筛，第二电动筛按国家标准震动摇晃后大样杂质检测样品分别进入上层、中层和下层，第二电动筛转动90度后打开第二电动筛上电动阀、中电动阀和下电动阀，上层、中层和下层的大样杂质检测样品分别进入到第二漏斗的左通道、中通道和右通道，经过第二漏斗电磨和风机的磨扬作用，左通道内的大样杂质落入第二分样模块中的电子秤三中承重为m1(单位为g)并传到电脑中，得出大样杂质含量(M)以质量分数(％)表示，计算式为：M＝(m1/m)*100，然后将电子秤三的第二流通电动阀打开，将大样杂质排到废料槽内后再关闭第二流通电动阀，将第二漏斗内的磨扬分离出粮食和中通道的粮食通过第二电动三通调节阀排到废料槽中，然后第二分样器的另一个接粮壶的第四流通电动阀打开，经过第二分样器的第一电动三通调节阀落入电子秤一中作为大样杂质对照样品进行同大样杂质检测样品相同的步骤得到大样杂质对照样品的大样杂质含量传输到电脑，由电脑得出先后两次测量的平均值，磨扬分离出粮食和中通道的粮食汇合进入第三分样器，第三分样器可通过同第一分样器同样的对半减量程序选出合适第三分样器的小样杂质和不完善粒的检测样品，然后选择一接粮壶的第四流通电动阀打开，落入电子秤二中作为小样杂质和不完善粒的检测样品测出重量m2(单位为g)并传到电脑，另一接粮壶的粮食通过第一电动三通调节阀排出到废料槽中，然后过程如第二分样模块一样，落入第三电动筛中分层后落入第三漏斗中，第三漏斗的左通道的电磨和风机的磨扬作用，左通道内的小样杂质落入第三分样模块中的电子秤三中，中通道的粮食落入分析盘上，在振动器的作用下，分析盘上的粮食颗粒分别落入分析盘中的凹坑中，通过所述杂质不完善粒自动检测提取单元的机械臂，把小杂质拾取到第三分样模块中的电子秤三中，把不完善粒拾取到第三分样模块中的电子秤四中，全部拾取完毕后，电子秤三的数据为m3(单位为g)并上传到电脑，电子秤四的数据为m4(单位为g)并上传到电脑，得出小样杂质含量(N)以质量分数(％)表示，计算式为：N＝(100-M)*m3/m2，杂质总量(B)以质量分数(％)表示，计算式为：B＝M+N；不完善粒含量(C)以质量分数(％)表示，计算式为：C＝(100-M)*m4/m2。
所述电子秤一、电子秤二、电子秤三和电子秤四的精度很高均为0.01g，检测结果更加准确。
所述分样打包单元对来样按照国家标准GB5491-85《粮食、油料检验扦样、分样法》进行分样打包，所述容重检验水分单元负责水分容重的检验并自动把结果上传到电脑，电脑可与扦样机系统对接，也可与出入库系统对接，电脑可手动填写人工化验的其他参数。在检测完成后和系统上电后都会进行自我清洗，清洗区域包括样品输送单元、分样单元、分样包装单元、容重水分检测单元、杂质大样检测单元、杂质小样检测单元、不完善粒检测单元，清洗是通过翻转、真空泵抽吸和电动阀打开排入废料槽共同作用完成，保证系统自动化验所用样品是从当前送粮车上所取样品。与申请人之前的专利号201621199958.9全自动扦样系统相结合，真正实现了粮食出入库中自动取样、自动化验出结果的全自动无人值守操作，杜绝了人情粮，提高了工作效率，节省了人力，守住了国家粮仓，同时也确保了卖粮老百姓的经济收入不被侵害。报警可以是声音报警，灯光报警，发短信，发邮件，发微信信息等报警方式的其中一种或多种并用的形式告知所指定的管理员。
本发明的有益效果是：依次完成了与扦样机对接、混样分样、留样、包装标识、容重化验、水分化验、杂质化验、不完善粒和自我清洗；做到了无法更换样品，也无法修改容重、水分、杂质和不完善粒化验结果；可与扦样机系统和出入库系统对接，实现粮食出入库中自动取样、自动化验出结果的全自动无人值守操作，可扩展性高，杜绝了人情粮，提高了工作效率，节省了人力，守住了国家粮仓，同时也确保了卖粮老百姓的经济收入不被侵害。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图，
图2是实施例1中的第一分样器的结构示意图，
图中：容重水分检测单元1、输送管2、第一分样器3、第一电动筛4、第一漏斗5、收集槽6、上层7、中层8、下层9、上筛板10、下筛板11、上电动阀12、中电动阀13、下电动阀14、左区15、中区16、右区17、开口一18、开口二19、打包口20、四通21、留样电动阀22、排出电动阀23、第一行进电动阀24、第二分样器25、电子秤一26、第二红外对射探测器27、第二电动筛28、第二漏斗29、第三分样器30、电子秤二31、第三红外对射探测器32、第三电动筛33、第三漏斗34、左通道35、中通道36、右通道37、分样口38、缺口39、杂质斗40、电磨41、风机42、电子秤三43、第二电动三通调节阀44、分析盘45、电子秤四46、料斗47、圆锥体48、分样电动阀49、上钟鼎50、内层出口51、外层出口52、接粮壶53、支撑筒54、电子秤五55、下钟鼎56、外壳57、第一红外对射探测器58、第一电动三通调节阀59、样品入口电动阀60、第二真空泵61。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例所描述的一种全自动无人值守粮食化验系统，包括电脑、PLC、样品输送单元、分样单元、分样包装单元、二维码管理单元、报警单元、容重水分检测单元1和杂质不完善粒自动检测提取单元，所述PLC和容重水分检测单元1均和电脑连接；
所述样品输送单元包括输送管2，输送管2内设有均与PLC连接的第一真空泵和信号线，输送管2一端与分样单元相连接，另一端与扦样机的扦样杆顶端相连接，电脑可以根据信号线是否断开监测输送管2是否断开，即输送管2是否与分样单元脱离或是否与扦样杆脱离，报警单元为与PLC连接的声光报警器，如果在工作状态下信号线被断开，声光报警器报警并本发明停止工作以防替换样品，且电脑记录下停机原因作为日志供操作人员查阅；
所述分样单元包括顺次连接的第一分样模块、第二分样模块和第三分样模块，第一分样模块包括从上到下设有的第一分样器3、第一电动筛4、第一漏斗5和收集槽6，第一分样器3底部开口位于第一电动筛4上端口上方，第一漏斗5的下端口位于收集槽6口的上方，第一电动筛4内设有将第一电动筛4在竖直方向上分为上层7、中层8和下层9的上筛板10和下筛板11，上筛板10和下筛板11上均设有若干筛孔，所述上筛板10的筛孔直径大于下筛板11筛孔直径，具体筛孔大小均按照国家标准对不同粮食品种设置，根据国家标准规定的晃动第一电动筛4后使得上层7容纳大颗粒粮食和大杂质，中层8容纳正常标准粮食颗粒和与其同大小的杂质，下层9细小杂质和粉尘，第一电动筛4侧端设有连通上层7的上电动阀12、连通中层8的中电动阀13和连通下层9的下电动阀14，第一漏斗5分隔设有分别和上层7、中层8和下层9对应的左区15、中区16和右区17，左区15和右区17的底部连通且底部设有位于收集槽6口上方的开口一18，中区16底部设有开口二19，开口二19下方设有与电脑连接的容重水分检测单元1，容重水分检测单元1固定在第一翻转机构上，第一翻转机构、上电动阀12、中电动阀13和下电动阀14均与PLC连接，第一电动筛4按照国家标准混匀后翻转90度，上层7、中层8和下层9分别和左区15、中区16和右区17对应后，打开上电动阀12、中电动阀13和下电动阀14，上层7和中层8的混合粮食落入收集槽6中，中层8的粮食进入容重水分检测单元1进行检测，检测后的数据传输到电脑，检测结束后，电脑通过PLC控制第一翻转机构带动容重水分检测单元1翻转180度将中区16的样品落入到收集槽6内，收集槽6底部设有打包口20，打包口20连通有四通21，四通21剩余的三口其中一口通过一留样电动阀22与分样包装单元连通，四通21的二口通过排出电动阀23连接有废料槽，第二分样模块包括从上到下设有的第二分样器25、电子秤一26、第二红外对射探测器27、第二电动筛28和第二漏斗29，第三分样模块包括从上到下设有的第三分样器30、电子秤二31、第三红外对射探测器32、第三电动筛33和第三漏斗34，四通21的三口通过第一行进电动阀24与第二分样器25连通，第一分样器3、第二分样器25和第三分样器30构造相同，第二分样器25可分样粮食上限大于第三分样器30且小于第一分样器3，第一电动筛4、第二电动筛28和第三电动筛33相同，电子秤一26和电子秤二31均为底部设有流通孔的倒圆锥型腔体结构且均和电脑连接，两个流通孔均设有第一流通电动阀，第二漏斗29分隔设有分别和第二电动筛28的上层7、中层8和下层9对应的左通道35、中通道36和右通道37，左通道35和中通道36底部连通且设有分样口38，左通道35外壁设有一缺口39，右通道37为底部封闭的槽型结构，第二漏斗29包括对应缺口39的下方连接有的杂质斗40，左通道35内设有与PLC连接的电磨41，缺口39的边缘底部和电磨41出料口左端所在的直线向右倾斜，中通道36外壁设有与PLC连接的风机42，第三漏斗34和第二漏斗29相同，第二漏斗29和第三漏斗34的杂质斗40底端口下方均设有与电脑连接的电子秤三43分别用于检测大样杂质和小样杂质，两个电子秤三43均与电子秤二31相同，且两个电子秤三43的流通孔均设有第二流通电动阀，第一流通电动阀和第二流通电动阀均和PLC连接，分样口38连接有与PLC连接的第二电动三通调节阀44，第二电动三通调节阀44的一通口与废料槽连接，第二电动三通调节阀44的另一通口与第三分样器30连通，第二红外对射探测器27和第三红外对射探测器32均与PLC连接，用于探测该处是否有粮食落下遮挡，长时间没有遮挡的时候，PLC可控制电子秤二31或电子秤三43的第一流通电动阀关闭方便进行下次称量；
所述二维码管理单元与PLC连接，所述分样包装单元把第二次测容重和水分的样品自动完成包装，电脑通过PLC控制二维码管理单元对包装好的样品贴上世界唯一标识，包装好的样品将用来其他化验项的手动检验或用作留存备份，所述二维码管理单元负责对包装粘贴二维码和识别读取，电脑将同一批样品的包装的二维码信息和自动化验的参数以及样品来源车辆信息建立关联并储存，容重水分检测单元1、分样包装单元和二维码管理单元均为现有技术设备；
所述杂质不完善粒自动检测提取单元包括第三漏斗34分样口38下方设有的分析盘45、运行在所述电脑上的软件VIDI、机械手臂、设置于分析盘45上方的相机、光源和设在相机上的镜头，相机与电脑连接，机械手臂和光源均与PLC连接，分析盘45连接有均与PLC连接的振动器和第三翻转机构，分析盘45为乳白色且均匀分布有两千个凹坑，凹坑大小略小于所测粮食品种的颗粒；人工智能挑选杂质和不完善粒包括识别部分和机械部分，其中识别部分包括软件VIDI、相机、镜头和光源共同作用来获取分析盘45中的图像，软件VIDI包括蓝色工具、绿色工具和红色工具，VIDI的蓝色工具用于寻找和定位分析盘45图像中的完整小麦粒和不完善粒；ViDi绿色工具用于对分析盘45中的完整小麦粒和不完善粒分类；ViDi红色工具用于探测不完善粒的缺陷部分，机械部分用彩色工业相机、镜头、光源来获取分析盘45中的图像，机械手臂用来把识别出来的杂质分别拾取并放入第三分样模块中的电子秤三43上，第三分样模块包括设于分析盘45旁边的电子秤四46，机械手臂用来把识别出来的不完善粒拾取并放入电子秤四46中，电子秤四46与电子秤三43相同，电子秤四46的流通孔设有与PLC连接的第三流通电动阀，第二流通电动阀和第三流通电动阀的自由端均与废料槽连接；
如图2所示，所述第一分样器3为包括有料斗47、圆锥体48、圆锥体48和料斗47之间设有的与PLC连接的分样电动阀49、圆锥体48内设有的上钟鼎50、内层出口51和外层出口52的钟鼎式分样器，第一分样器3包括内层出口51和外层出口52下方均设有的接粮壶53，内层出口51和外层出口52均为盖型结构且分别覆盖在两个接粮壶53口上但并不与接粮壶53接触，第一分样器3包括两个接粮壶53底部均通过支撑筒54连接有的电子秤五55，电子秤五55中间设有下料孔，圆锥体48内设有尖部方向和上钟鼎50相反的下钟鼎56，支撑筒54的下端口与下料孔的边缘连接，第一分样器3包括两个接粮壶53底部均设有的底孔及两个底孔均设有的与PLC连接的第四流通电动阀，所述第一分样器3包括容纳上述构件的外壳57、与PLC连接的第一红外对射探测器58和外壳57连接有的与PLC连接的第二翻转机构，料斗47、圆锥体48、内层出口51、外层出口52和两个电子秤五55均固定在外壳57内部，外壳57底部设有壳孔，壳孔连接有第一电动三通调节阀59，第一电动三通调节阀59一通孔与废料槽连接，第一电动三通调节阀59另一通孔位于第一电动筛4上方，第一红外对射探测器58设置在第一电动三通调节阀59另一通孔的下方用于探测该处是否有粮食落下遮挡，长时间没有遮挡的时候，PLC可控制第一电动三通调节阀59连通到废料槽方向防止粮食在下落时候第一电动三通调节阀59调节截断粮食，第二分样器25、第三分样器30和第一分样器3构造相同，第二分样器25一次可分样的粮食重量上限大于第三分样器30且小于第一分样器3，料斗47顶部连通有一贯穿外壳57的样品入口电动阀60，输送管2一端置于样品入口电动阀60上方。
所述分析盘45是圆形或者方形的一个半封闭平台，凹坑的直径小于等于所化验粮食品种的正常标准大小一粒粮食的直径，可以使凹坑内基本都是一粒粮食。
所述打包口20和第二分样器25之间的管道及所述第二漏斗29分样口38和第三分样器30之间的管道均设有一个第二真空泵61，可以在分样单元中的构件没有高度差的时候样品可以依靠外力行进。
使用过程中，输送管2在第一真空泵作用下从扦样机杆所在的待检测粮食中抽吸样品输送到第一分样器3的料斗47内，样品经过第一分样器3的分别落入两个借粮壶中完成一次分样，然后电脑通过PLC控制样品入口电动阀60关闭，且控制第二翻转机构旋转180度，两个接粮壶53中的样品掉落到料斗47内，然后电脑通过PLC依次控制分样电动阀49关闭，控制第二翻转机构旋转180度使料斗47复位，然后控制分样电动阀49打开，料斗47内的样品再次分别落入两个接粮壶53中，完成第一分样器3的第二次分样，重复上述步骤完成第一分样器3使分样次数大于等于三次，按照国家标准认为样品混合均匀，接着，电脑通过读取第一分样器3的两个电子秤五55的测量出的两个接粮壶53的重量，保留较接近一半样品重量的接粮壶53内的样品进入下一步骤，电脑控制另一接粮壶53的第四流通电动阀打开排出到壳孔处然后通过第一电动三通调节阀59排到废料槽内，然后第二翻转机构旋转180度，一半样品进入到料斗47，然后关闭分样电动阀49，第二翻转机构旋转180度后料斗47复位，打开分样电动阀49，两个接粮壶53分别落入约四分之一样品上述过程为对半减量程序，四分之一样品的量不符合第二分样器25的分样要求时，继续重复第一分样器3的对半减量程序直至满足第二分样器25的分样重量要求，当四分之一样品的量符合第二分样器25的分样要求时，电脑将两个接粮壶53的样品分别作为化验样品和对照样品均先后进行容重水分测量并将结果上传到电脑求取平均值，首先将一个接粮壶53的第四流通电动阀打开，四分之一样品作为化验样品通过第一电动三通调节阀59落入第一电动筛4中震动摇摆分别进入到上层7、中层8和下层9，然后第一电动筛4转动90度后打开上电动阀12、中电动阀13和下电动阀14，落入第一漏斗5通过容重检验水分单元负责水分容重的检验并自动把结果上传到电脑，再到收集槽6内，打开四通21的留样电动阀22，关闭四通21的其他阀门，使进入分样打包单元，打包留样后进入二维码管理单元进行标识；然后将另一个接粮壶53里面的对照样品释放下来同上述过程相同在容重检验水分单元负责水分容重的检验并自动把结果上传到电脑，再到收集槽6内，打开四通21的第一行进电动阀24，关闭四通21的其他阀门，使对照样品进入第二分样器25中分样，第二分样器25中两个接粮壶53均有的八分之一样品分别作为大样杂质检测样品和大样杂质对照样品先后进行后续的大样杂质检测并将结果上传到电脑求取平均值，首先，第二分样器25的一个接粮壶53的第四流通电动阀打开，经过第二分样器25的第一电动三通调节阀59落入电子秤一26中作为大样杂质检测样品测出重量m并传到电脑，然后落入第二电动筛28，第二电动筛28按国家标准震动摇晃后大样杂质检测样品分别进入上层7、中层8和下层9，第二电动筛28转动90度后打开第二电动筛28上电动阀12、中电动阀13和下电动阀14，上层7、中层8和下层9的大样杂质检测样品分别进入到第二漏斗29的左通道35、中通道36和右通道37，经过第二漏斗29电磨41和风机42的磨扬作用，左通道35内的大样杂质落入第二分样模块中的电子秤三43中承重为m1(单位为g)并传到电脑中，得出大样杂质含量(M)以质量分数(％)表示，计算式为：M＝(m1/m)*100，然后将电子秤三43的第二流通电动阀打开，将大样杂质排到废料槽内后再关闭第二流通电动阀，将第二漏斗29内的磨扬分离出粮食和中通道36的粮食通过第二电动三通调节阀44排到废料槽中，然后第二分样器25的另一个接粮壶53的第四流通电动阀打开，经过第二分样器25的第一电动三通调节阀59落入电子秤一26中作为大样杂质对照样品进行同大样杂质检测样品相同的步骤得到大样杂质对照样品的大样杂质含量传输到电脑，由电脑得出先后两次测量的平均值，磨扬分离出粮食和中通道36的粮食汇合进入第三分样器30，第三分样器30可通过同第一分样器3同样的对半减量程序选出合适第三分样器30的小样杂质和不完善粒的检测样品，然后选择一接粮壶53的第四流通电动阀打开，落入电子秤二31中作为小样杂质和不完善粒的检测样品测出重量m2(单位为g)并传到电脑，另一接粮壶53的粮食通过第一电动三通调节阀59排出到废料槽中，然后过程如第二分样模块一样，落入第三电动筛33中分层后落入第三漏斗34中，第三漏斗34的左通道35的电磨41和风机42的磨扬作用，左通道35内的小样杂质落入第三分样模块中的电子秤三43中，中通道36的粮食落入分析盘45上，在振动器的作用下，分析盘45上的粮食颗粒分别落入分析盘45中的凹坑中，通过所述杂质不完善粒自动检测提取单元的机械臂，把小杂质拾取到第三分样模块中的电子秤三43中，把不完善粒拾取到第三分样模块中的电子秤四46中，全部拾取完毕后，电子秤三43的数据为m3(单位为g)并上传到电脑，电子秤四46的数据为m4(单位为g)并上传到电脑，得出小样杂质含量(N)以质量分数(％)表示，计算式为：N＝(100-M)*m3/m2，杂质总量(B)以质量分数(％)表示，计算式为：B＝M+N；不完善粒含量(C)以质量分数(％)表示，计算式为：C＝(100-M)*m4/m2。
所述电子秤一26、电子秤二31、电子秤三43和电子秤四46的精度很高均为0.01g，检测结果更加准确。
所述分样打包单元对来样按照国家标准GB5491-85《粮食、油料检验扦样、分样法》进行分样打包，所述容重检验水分单元负责水分容重的检验并自动把结果上传到电脑，电脑可与扦样机系统对接，也可与出入库系统对接，电脑可手动填写人工化验的其他参数。在检测完成后和系统上电后都会进行自我清洗，清洗区域包括样品输送单元、分样单元、分样包装单元、容重水分检测单元1、杂质大样检测单元、杂质小样检测单元、不完善粒检测单元，清洗是通过翻转、真空泵抽吸和电动阀打开排入废料槽共同作用完成，保证系统自动化验所用样品是从当前送粮车上所取样品。与申请人之前的专利号201621199958.9全自动扦样系统相结合，真正实现了粮食出入库中自动取样、自动化验出结果的全自动无人值守操作，杜绝了人情粮，提高了工作效率，节省了人力，守住了国家粮仓，同时也确保了卖粮老百姓的经济收入不被侵害。报警可以是声音报警，灯光报警，发短信，发邮件，发微信信息等报警方式的其中一种或多种并用的形式告知所指定的管理员。
本发明依次完成了与扦样机对接、混样分样、留样、包装标识、容重化验、水分化验、杂质化验、不完善粒和自我清洗；做到了无法更换样品，也无法修改容重、水分、杂质和不完善粒化验结果；可与扦样机系统和出入库系统对接，实现粮食出入库中自动取样、自动化验出结果的全自动无人值守操作，可扩展性高，杜绝了人情粮，提高了工作效率，节省了人力，守住了国家粮仓，同时也确保了卖粮老百姓的经济收入不被侵害。
实施例2
本实施例与实施例1其他地方相同，不同之处在于所述打包口20的高度高于第二分样器25的高度，第二漏斗29的分样口38的高度高于第三分样器30的高度，使得样品在分样单元中可以依靠重力行进。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种全自动无人值守粮食化验系统，包括电脑和PLC，其特征在于，该系统还包括样品输送单元、分样单元、分样包装单元、二维码管理单元、报警单元、容重水分检测单元(1)和杂质不完善粒自动检测提取单元，所述PLC和容重水分检测单元(1)均和电脑连接；
所述样品输送单元包括输送管(2)，输送管(2)内设有均与PLC连接的第一真空泵和信号线，输送管(2)一端与分样单元相连接，另一端与扦样机的扦样杆顶端相连接，报警单元为与PLC连接的声光报警器；
所述分样单元包括顺次连接的第一分样模块、第二分样模块和第三分样模块，第一分样模块包括从上到下设有的第一分样器(3)、第一电动筛(4)、第一漏斗(5)和收集槽(6)，第一分样器(3)底部开口位于第一电动筛(4)上端口上方，第一漏斗(5)的下端口位于收集槽(6)口的上方，第一电动筛(4)内设有将第一电动筛(4)在竖直方向上分为上层(7)、中层(8)和下层(9)的上筛板(10)和下筛板(11)，上筛板(10)和下筛板(11)上均设有若干筛孔，所述上筛板(10)的筛孔直径大于下筛板(11)筛孔直径，晃动第一电动筛(4)后使得上层(7)容纳大颗粒粮食和大杂质，中层(8)容纳正常标准粮食颗粒和与其同大小的杂质，下层(9)细小杂质和粉尘，第一电动筛(4)侧端设有连通上层(7)的上电动阀(12)、连通中层(8)的中电动阀(13)和连通下层(9)的下电动阀(14)，第一漏斗(5)分隔设有分别和上层(7)、中层(8)和下层(9)对应的左区(15)、中区(16)和右区(17)，左区(15)和右区(17)的底部连通且底部设有位于收集槽(6)口上方的开口一(18)，中区(16)底部设有开口二(19)，开口二(19)下方设有与电脑连接的容重水分检测单元(1)，容重水分检测单元(1)固定在第一翻转机构上，第一翻转机构、上电动阀(12)、中电动阀(13)和下电动阀(14)均与PLC连接，收集槽(6)底部设有打包口(20)，打包口(20)连通有四通(21)，四通(21)剩余的三口其中一口通过一留样电动阀(22)与分样包装单元连通，四通(21)的二口通过排出电动阀(23)连接有废料槽，第二分样模块包括从上到下设有的第二分样器(25)、电子秤一(26)、第二红外对射探测器(27)、第二电动筛(28)和第二漏斗(29)，第三分样模块包括从上到下设有的第三分样器(30)、电子秤二(31)、第三红外对射探测器(32)、第三电动筛(33)和第三漏斗(34)，四通(21)的三口通过第一行进电动阀(24)与第二分样器(25)连通，第一分样器(3)、第二分样器(25)和第三分样器(30)构造相同，第二分样器(25)可分样粮食上限大于第三分样器(30)且小于第一分样器(3)，第一电动筛(4)、第二电动筛(28)和第三电动筛(33)相同，电子秤一(26)和电子秤二(31)均为底部设有流通孔的倒圆锥型腔体结构且均和电脑连接，两个流通孔均设有第一流通电动阀，第二漏斗(29)分隔设有分别和第二电动筛(28)的上层(7)、中层(8)和下层(9)对应的左通道(35)、中通道(36)和右通道(37)，左通道(35)和中通道(36)底部连通且设有分样口(38)，左通道(35)外壁设有一缺口(39)，右通道(37)为底部封闭的槽型结构，第二漏斗(29)包括对应缺口(39)的下方连接有的杂质斗(40)，左通道(35)内设有与PLC连接的电磨(41)，缺口(39)的边缘底部和电磨(41)出料口左端所在的直线向右倾斜，中通道(36)外壁设有与PLC连接的风机(42)，第三漏斗(34)和第二漏斗(29)相同，第二漏斗(29)和第三漏斗(34)的杂质斗(40)底端口下方均设有与电脑连接的电子秤三(43)分别用于检测大样杂质和小样杂质，两个电子秤三(43)均与电子秤二(31)相同，且两个电子秤三(43)的流通孔均设有第二流通电动阀，第一流通电动阀和第二流通电动阀均和PLC连接，分样口(38)连接有与PLC连接的第二电动三通调节阀(44)，第二电动三通调节阀(44)的一通口与废料槽连接，第二电动三通调节阀(44)的另一通口与第三分样器(30)连通，第二红外对射探测器(27)和第三红外对射探测器(32)均与PLC连接；
所述二维码管理单元与PLC连接，所述分样包装单元把样品自动完成包装，电脑通过PLC控制二维码管理单元对包装好的样品贴上标识；
所述杂质不完善粒自动检测提取单元包括第三漏斗(34)分样口(38)下方设有的分析盘(45)、运行在所述电脑上的软件VIDI、机械手臂、设置于分析盘(45)上方的相机、光源和设在相机上的镜头，相机与电脑连接，机械手臂和光源均与PLC连接，分析盘(45)连接有均与PLC连接的振动器和第三翻转机构，分析盘(45)为乳白色且均匀分布有两千个凹坑，凹坑大小略小于所测粮食品种的颗粒，软件VIDI包括蓝色工具、绿色工具和红色工具，VIDI的蓝色工具用于寻找和定位分析盘(45)图像中的完整小麦粒和不完善粒；ViDi绿色工具用于对分析盘(45)中的完整小麦粒和不完善粒分类；ViDi红色工具用于探测不完善粒的缺陷部分，第三分样模块包括设于分析盘(45)旁边的电子秤四(46)，电子秤四(46)与电子秤三(43)相同，电子秤四(46)的流通孔设有与PLC连接的第三流通电动阀，第二流通电动阀和第三流通电动阀的自由端均与废料槽连接；
所述第一分样器(3)为包括有料斗(47)、圆锥体(48)、圆锥体(48)和料斗(47)之间设有的与PLC连接的分样电动阀(49)、圆锥体(48)内设有的上钟鼎(50)、内层出口(51)和外层出口(52)的钟鼎式分样器，第一分样器(3)包括内层出口(51)和外层出口(52)下方均设有的接粮壶(53)，内层出口(51)和外层出口(52)均为盖型结构且分别覆盖在两个接粮壶(53)口上但并不与接粮壶(53)接触，第一分样器(3)包括两个接粮壶(53)底部均通过支撑筒(54)连接有的电子秤五(55)，电子秤五(55)中间设有下料孔，圆锥体(48)内设有尖部方向和上钟鼎(50)相反的下钟鼎(56)，支撑筒(54)的下端口与下料孔的边缘连接，第一分样器(3)包括两个接粮壶(53)底部均设有的底孔及两个底孔均设有的与PLC连接的第四流通电动阀，所述第一分样器(3)包括容纳上述构件的外壳(57)、与PLC连接的第一红外对射探测器(58)和外壳(57)连接有的与PLC连接的第二翻转机构，料斗(47)、圆锥体(48)、内层出口(51)、外层出口(52)和两个电子秤五(55)均固定在外壳(57)内部，外壳(57)底部设有壳孔，壳孔连接有第一电动三通调节阀(59)，第一电动三通调节阀(59)一通孔与废料槽连接，第一电动三通调节阀(59)另一通孔位于第一电动筛(4)上方，第一红外对射探测器(58)设置在第一电动三通调节阀(59)另一通孔的下方，第二分样器(25)、第三分样器(30)和第一分样器(3)构造相同，第二分样器(25)一次可分样的粮食重量上限大于第三分样器(30)且小于第一分样器(3)，料斗(47)顶部连通有一贯穿外壳(57)的样品入口电动阀(60)，输送管(2)一端置于样品入口电动阀(60)上方。
2.根据权利要求1所述的全自动无人值守粮食化验系统，其特征在于所述分析盘(45)是圆形或者方形的一个半封闭平台，凹坑的直径小于等于所化验粮食品种的正常标准大小一粒粮食的直径。
3.根据权利要求1所述的全自动无人值守粮食化验系统，其特征在于所述打包口(20)和第二分样器(25)之间的管道及所述第二漏斗(29)分样口(38)和第三分样器(30)之间的管道均设有一个第二真空泵(61)。
4.根据权利要求1所述的全自动无人值守粮食化验系统，其特征在于所述电子秤一(26)、电子秤二(31)、电子秤三(43)和电子秤四(46)的精度均为0.01g。
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