CN110291869B - 种子活力无损检测分级系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及种子无损检测技术领域，提供一种种子活力无损检测分级系统，包括：水平布置的第一种子通道、用于对种子进行分级的转动拨板和用于对种子进行活力判定的光谱无损检测机构；所述第一种子通道上设置有用于放置种子的定位槽、与所述定位槽对应转动设置的转动拨板以及与所述定位槽同轴布置的检测孔；所述光谱无损检测机构的光谱采集探头对应设置于所述检测孔的正下方；所述光谱无损检测机构的控制器，用于分析种子光谱信号，以获取种子的活力信息，从而使得所述转动拨板的驱动器驱动所述转动拨板进行相应方向的转动，以完成种子的分级。该种子活力无损检测分级系统可以实现种子逐粒定位活力检测及高效分级，节省了人力和劳动成本。

Description

种子活力无损检测分级系统
技术领域
本发明涉及种子无损检测技术领域，尤其涉及一种种子活力无损检测分级系统。
背景技术
种子是农业生产的基础，种子活力决定了种子在发芽和出苗期间的活性水平和行为特性的综合表现。对种子进行活力检测、分级，对粮食产量、农业经济效益有重要意义。
目前在对种子进行检测时，通过传统化学手段如发芽试验等进行，损害种子、周期长，并需要专业操作人员，耗费大量的人工成本。现在有如光谱技术等的现代化种子检测技术，可以无损、快速地对种子进行质量检测，但相应的逐粒实时种子活力检测装置以及对应的高效分级装置发展不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种无损、分级高效的种子活力无损检测分级系统，以解决现有的种子活力检测装置易导致种子出现损伤、检测周期长的问题。
本发明实施例提供的种子活力无损检测分级系统，包括：水平布置的第一种子通道、用于对种子进行分级的转动拨板和用于对种子进行活力判定的光谱无损检测机构；
所述第一种子通道上设置有用于放置种子的定位槽、与所述定位槽对应转动设置的转动拨板以及与所述定位槽同轴布置的检测孔；所述光谱无损检测机构的光谱采集探头对应设置于所述检测孔的正下方；所述光谱无损检测机构的控制器，用于分析种子光谱信号，以获取种子的活力信息，从而使得所述转动拨板的驱动器驱动所述转动拨板进行相应方向的转动，以完成种子的分级。
其中，还包括倾斜布置的第二种子通道，所述第一种子通道和所述第二种子通道首尾连通，所述第一种子通道和所述第二种子通道相连通处设置有光电传感器，所述光电传感器与所述控制器相连接。
其中，所述控制器包括控制单元以及判定单元；
所述控制单元，用于在接收到所述光电传感器发送的电信号后，发送操作指令至所述光谱无损检测机构的近红外光谱仪，以使所述近红外光谱仪获取种子光谱信号；
所述判定单元，用于对获取到的光谱信号进行分析，以获取种子的活力信息，从而使得所述驱动器驱动所述转动拨板转向有活力种子区域或者无活力种子区域。
其中，所述第二种子通道包括底板以及与所述底板相连接的侧板；所述侧板和所述底板之间的夹角为锐角。
其中，所述底板与水平面之间的夹角为30°～60°。
其中，所述转动拨板包括安装座以及安装于所述安装座的至少一个分级室；
所述分级室包括三个侧挡板以及一个上挡板，三个所述侧挡板构成一个U形区域，所述上挡板倾斜布置在所述U形区域的内部。
其中，所述分级室的数量为四个，四个所述分级室沿所述安装座的周向方向依次布置。
其中，所述转动拨板还包括与所述安装座相连接的旋转轴，所述旋转轴的端部与所述驱动器的动力输出端相连接。
其中，所述上挡板为弹性体。
其中，所述定位槽的两侧各对应设置有一个接种箱。
本发明实施例提供的种子活力无损检测分级系统，种子从种子分离装置出来之后，进入定位槽上，此时设置于检测孔的正下方的光谱无损检测机构的光谱采集探头对种子进行光谱采集，以获取光谱信号，光谱无损检测机构的控制器对光谱信号进行分析，以获取种子的活力信息，即把种子分类为有活力种子和无活力种子；光谱无损检测机构的控制器根据活力信息，控制转动拨板的驱动器进行相对应的动作，即把有活力种子通过转动拨板驱动进入有活力种子区域，无活力种子通过转动拨板驱动进入无活力种子区域。该种子活力无损检测分级系统可以实现种子逐粒定位活力检测及高效分级，节省了人力和劳动成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明种子活力无损检测分级系统的结构示意图；
图2为本发明种子活力无损检测分级系统中第一种子通道的结构示意图；
图3为本发明种子活力无损检测分级系统中转动拨板的结构示意图。
附图标记说明:
1、第二种子通道；2、光电传感器；3、转动拨板；4、第一种子通道；5、侧板；6、光电传感器感应区；7、定位槽；8、检测孔；9、光谱采集探头插孔；10、侧挡板；11、上挡板。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明种子活力无损检测分级系统的结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供的种子活力无损检测分级系统，包括：水平布置的第一种子通道4、用于对种子进行分级的转动拨板3和用于对种子进行活力判定的光谱无损检测机构；
如图2所示，第一种子通道4上设置有用于放置种子的定位槽7、与定位槽7对应转动设置的转动拨板3以及与定位槽7同轴布置的检测孔8；光谱无损检测机构的光谱采集探头对应设置于检测孔8的正下方，光谱无损检测机构的控制器，用于分析种子光谱信号，以获取种子的活力信息，从而使得转动拨板的驱动器驱动转动拨板进行相应方向的转动，以完成种子的分级。
可以理解的是，定位槽7用于对种子进行定位，定位槽7的形状可以根据种子的形状进行设计。例如，定位槽7对玉米种子进行定位，相对应地定位槽7的形状根据玉米种子的形状设计为圆形。检测孔8的大小设计需保证种子位于定位槽7上时，不会从检测孔8漏掉。其中，须保证第一种子通道4的宽度大于种子的最大外径。还包括与检测孔8同轴布置的光谱采集探头插孔9，光谱采集探头插孔9用于放置光谱无损检测机构的光谱采集探头。
在本发明实施例中，种子从种子分离装置出来之后，进入定位槽7上，此时设置于检测孔8的正下方的光谱无损检测机构的光谱采集探头对种子进行光谱采集，以获取光谱信号，光谱无损检测机构的控制器对光谱信号进行分析，以获取种子的活力信息，即把种子分类为有活力种子和无活力种子；光谱无损检测机构的控制器根据活力信息，控制转动拨板3的驱动器进行相对应的动作，即把有活力种子通过转动拨板3驱动进入有活力种子区域，无活力种子通过转动拨板3驱动进入无活力种子区域。该种子活力无损检测分级系统可以实现种子逐粒定位活力检测及高效分级，节省了人力和劳动成本。
在上述实施例的基础上，还包括倾斜布置的第二种子通道1，第一种子通道4和第二种子通道1相连通，第一种子通道4和第二种子通道1首尾连通处设置有光电传感器2，光电传感器2与控制器相连接。
需要说明的是，第二种子通道1的末端和第一种子通道4的首端相连通。第二种子通道1的倾斜角度须保证种子从种子分离装置出来，进入第二种子通道1后，能够顺利进入第一种子通道4上的定位槽。
在本发明实施例中，当种子通过第一种子通道4和第二种子通道1相连通处时，光电传感器2将检测到的电信号发送至控制器，此时设置于检测孔8的正下方的光谱无损检测机构的光谱采集探头开始对种子进行光谱采集，以获取种子光谱信号。
在上述实施例的基础上，控制器包括控制单元以及判定单元；
控制单元，用于在接收到光电传感器发送的电信号后，发送操作指令至光谱无损检测机构的近红外光谱仪，以使近红外光谱仪获取种子光谱信号；
判定单元，用于对获取到的光谱信号进行分析，以获取种子的活力信息，从而使得驱动器驱动所述转动拨板转向有活力种子区域或者无活力种子区域。
在本发明实施例中，当种子通过第一种子通道4和第二种子通道1相连通处时，光电传感器2将检测到的电信号发送至控制单元，此时控制单元发送指令至近红外光谱仪，近红外光谱仪通过光谱采集探头获取种子光谱信号，近红外光谱仪把获取的种子光谱信号发送至判定单元；判定单元对光谱信号进行分析，以获取种子的活力信息，即把种子分类为有活力种子和无活力种子；判定单元根据活力信息，控制转动拨板3的驱动器进行相对应的动作，即把有活力种子通过转动拨板3驱动进入有活力种子区域，无活力种子通过转动拨板3驱动进入无活力种子区域。
其中，近红外光谱仪的扫描范围是980～1700nm，分辨率为4nm。
需要说明的是，判定单元根据积分时间、平滑度以及平均次数获取种子的活力信息。例如，判定单元中设置有预设积分时间阈值、预设平滑度阈值以及预设平均次数阈值。当获取的种子的积分时间小于预设积分时间阈值时，该种子被判定为无活力种子；或者，当获取的种子的积分时间小于预设积分时间阈值以及平滑度小于预设平滑度阈值时，该种子被判定为无活力种子；或者，当获取的种子的积分时间小于预设积分时间阈值、平滑度小于预设平滑度阈值以及平均次数小于预设平均次数阈值时，该种子被判定为无活力种子。
在上述实施例的基础上，第二种子通道1包括底板以及与底板相连接的侧板5；侧板5和底板之间的夹角为锐角。
在本发明实施例中，第二种子通道1包括一块底板以及与底板相连接的两块侧板，一块底板以及两块侧板构成U型的通道，该通道上方还可以设置有盖板。其中一块侧板和底板之间的夹角为锐角，或者两块块侧板和底板之间的夹角均为锐角。通过侧板和底板之间的夹角为锐角，以便种子快速、准确地进入第一种子通道4上的定位槽内。其中一块侧板上靠近第一种子通道4的一侧设置有凹槽以构成光电传感器感应区6。
在上述实施例的基础上，底板与水平面之间的夹角为30°～60°。
在本发明实施例中，底板与水平面之间的夹角大于种子与制备底板的材料之间的最大静摩擦角，以使种子顺利滑下。
在上述实施例的基础上，如图3所示，转动拨板3包括安装座以及安装于安装座的至少一个分级室；
分级室包括三个侧挡板10以及一个上挡板11，三个侧挡板10构成一个U形区域，上挡板11倾斜布置在U形区域的内部。
在本发明实施例中，为了方便说明，三个侧挡板10分别命名为第一侧挡板、第二侧挡板以及第三侧挡板，第一侧挡板安装在安装座上，第二侧挡板安装在第一侧挡板的一侧，第三侧挡板安装在第一侧挡板的另一侧，第二侧挡板以及第三侧挡板平行且正对布置，上挡板11倾斜安装在第一侧挡板上，上挡板11位于定位槽7的正上方，上挡板11背离定位槽7布置，第二侧挡板和第三侧挡板均垂直于第一种子通道4，该分级室位于定位槽7的上方，该分级室和定位槽7构成定位检测区。该分级室转动时，通过第二侧挡板或者第三侧挡板将位于定位槽7上的种子拨出定位槽，使得种子随着第二侧挡板或者第三侧挡板的运动进入有活力种子区域或者无活力种子区域。
在上述实施例的基础上，分级室的数量为四个，四个分级室沿安装座的周向方向依次布置。
在本发明实施例中，其中一个分级室的初始位置在定位槽7上方，用于种子检测时的定位限位，安装座每次转动90°，将种子转至有活力种子区域或者无活力种子区域的同时，相邻的一个分级室转至定位槽上方，为下一次分级做好准备，进行下一粒种子的定位、检测，大大提高了分级速度和工作效率，节省了人力和劳动成本。
在上述实施例的基础上，转动拨板3还包括与安装座相连接的旋转轴，旋转轴的端部与驱动器的动力输出端相连接。
在本发明实施例中，当种子通过第一种子通道4和第二种子通道1相连通处时，光电传感器2将检测到的电信号发送至控制单元，此时控制单元发送指令至近红外光谱仪，近红外光谱仪通过光谱采集探头获取种子光谱信号，近红外光谱仪把获取的种子光谱信号发送至判定单元；判定单元对光谱信号进行分析，以获取种子的活力信息，即把种子分类为有活力种子和无活力种子；判定单元根据活力信息，以使转动拨板3的驱动器控制旋转轴进行相应的旋转，即把有活力种子通过其中一个分级室驱动进入有活力种子区域，无活力种子通过另一个分级室驱动进入无活力种子区域。
在上述实施例的基础上，上挡板11为弹性体。
在本发明实施例中，上挡板11的材料选择较软的材料。例如采用软胶制备。上挡板11用于给运动至定位槽的种子一个向下的作用力，防止种子弹跳回管道，影响检测时间和检测精度。
在上述实施例的基础上，定位槽7的两侧各对应设置有一个接种箱。
需要说明的是，其中一个接种箱用于放置有活力种子，另一个接种箱用于放置无活力种子。
本发明实施提供的种子活力无损检测分级系统，种子从种子分离装置出来之后，通过第二种子通道1进入第一种子通道4，当种子通过第一种子通道4和第二种子通道1相连通处时，光电传感器2将检测到的电信号发送至控制单元，此时控制单元发送指令至近红外光谱仪，近红外光谱仪通过光谱采集探头获取种子光谱信号，近红外光谱仪把获取的种子光谱信号发送至判定单元；判定单元对光谱信号进行分析，以获取种子的活力信息，即把种子分类为有活力种子和无活力种子；判定单元根据活力信息，以使转动拨板3的驱动器控制旋转轴进行相应的旋转，即把有活力种子通过其中一个分级室驱动进入用于放置有活力种子的接种箱，无活力种子通过另一个分级室驱动进入用于放置无活力种子的接种箱。该种子活力无损检测分级系统可以实现种子逐粒定位活力检测及高效分级，节省了人力和劳动成本。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种种子活力无损检测分级系统，包括：水平布置的第一种子通道，其特征在于，还包括用于对种子进行分级的转动拨板和用于对种子进行活力判定的光谱无损检测机构；
所述第一种子通道上设置有用于放置种子的定位槽、与所述定位槽对应转动设置的转动拨板以及与所述定位槽同轴布置的检测孔；所述光谱无损检测机构的光谱采集探头对应设置于所述检测孔的正下方；所述光谱无损检测机构的控制器，用于分析种子光谱信号，以获取种子的活力信息，从而使得所述转动拨板的驱动器驱动所述转动拨板进行相应方向的转动，以完成种子的分级；
所述转动拨板包括安装座以及安装于所述安装座的四个分级室；
所述分级室包括三个侧挡板以及一个上挡板，三个所述侧挡板构成一个U形区域，所述上挡板倾斜布置在所述U形区域的内部；
四个所述分级室沿所述安装座的周向方向依次布置；
所述转动拨板还包括与所述安装座相连接的旋转轴，所述旋转轴的端部与所述驱动器的动力输出端相连接；
所述上挡板为弹性体，所述安装座每次转动90°。
2.根据权利要求1所述的种子活力无损检测分级系统，其特征在于，还包括倾斜布置的第二种子通道，所述第一种子通道和所述第二种子通道首尾连通，所述第一种子通道和所述第二种子通道相连通处设置有光电传感器，所述光电传感器与所述控制器相连接。
3.根据权利要求2所述的种子活力无损检测分级系统，其特征在于，所述控制器包括控制单元以及判定单元；
所述控制单元，用于在接收到所述光电传感器发送的电信号后，发送操作指令至所述光谱无损检测机构的近红外光谱仪，以使所述近红外光谱仪获取种子光谱信号；
所述判定单元，用于对获取到的光谱信号进行分析，以获取种子的活力信息，从而使得所述驱动器驱动所述转动拨板转向有活力种子区域或者无活力种子区域。
4.根据权利要求2所述的种子活力无损检测分级系统，其特征在于，所述第二种子通道包括底板以及与所述底板相连接的侧板；所述侧板和所述底板之间的夹角为锐角。
5.根据权利要求4所述的种子活力无损检测分级系统，其特征在于，所述底板与水平面之间的夹角为30°～60°。
6.根据权利要求1所述的种子活力无损检测分级系统，其特征在于，所述定位槽的两侧各对应设置有一个接种箱。
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