RU2195644C2 - Монитор для определения качества зерна - Google Patents

Монитор для определения качества зерна Download PDF

Info

Publication number
RU2195644C2
RU2195644C2 RU2000122961/28A RU2000122961A RU2195644C2 RU 2195644 C2 RU2195644 C2 RU 2195644C2 RU 2000122961/28 A RU2000122961/28 A RU 2000122961/28A RU 2000122961 A RU2000122961 A RU 2000122961A RU 2195644 C2 RU2195644 C2 RU 2195644C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radiation
optical
wavelengths
agricultural product
collector
Prior art date
Application number
RU2000122961/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2000122961A (ru
Inventor
Дэвид М. МЭЙЕС
Original Assignee
Дисквеад Девелопмент, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=21794413&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2195644(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Дисквеад Девелопмент, Инк. filed Critical Дисквеад Девелопмент, Инк.
Publication of RU2000122961A publication Critical patent/RU2000122961A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2195644C2 publication Critical patent/RU2195644C2/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3563—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing solids; Preparation of samples therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01D—HARVESTING; MOWING
    • A01D41/00—Combines, i.e. harvesters or mowers combined with threshing devices
    • A01D41/12—Details of combines
    • A01D41/127—Control or measuring arrangements specially adapted for combines
    • A01D41/1277—Control or measuring arrangements specially adapted for combines for measuring grain quality
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/359—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using near infrared light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/4738—Diffuse reflection, e.g. also for testing fluids, fibrous materials
    • G01N21/474—Details of optical heads therefor, e.g. using optical fibres
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/85—Investigating moving fluids or granular solids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/85—Investigating moving fluids or granular solids
    • G01N2021/8592—Grain or other flowing solid samples

Abstract

Сущность изобретения: c помощью анализатора, использующего короткие длины волн в ближней ИК-области, определяют процентные концентрации составляющих образца зерна хлебного злака или какого-либо другого сельскохозяйственного продукта в перемещающемся потоке во время уборки или обработки указанных продуктов. Анализатор облучает образец, принимает диффузное отражение от образца на индивидуальных длинах волн и пространственно разделяет диффузное отражение в отклик на индивидуальных длинах волн. В результате одновременно и параллельно на индивидуальных длинах волн детектируются интенсивности излучения, отраженного от одного и того же участка анализируемого продукта. Затем для определения составляющих можно сравнить процентные содержания составляющих вещества сложного состава с уже известными процентными содержаниями составляющих. Оптику анализатора стабилизируют, поэтому он пригоден для прикрепления к сельскохозяйственному комбайну с целью проведения измерений в реальном масштабе времени в поле. 2 с. и 20 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Давно известно, что на стоимость сельскохозяйственных продуктов, таких как зерна хлебных злаков и т. п., влияет качество их характеристических составляющих компонентов. В частности, высокого уровня может достигать цена зерен хлебных злаков с желаемым содержанием протеина, масла, крахмала, волокна и влаги, а также желаемыми уровнями углеводородов и других составляющих. Поэтому при создании благоприятных рыночных условий для таких зерен и продуктов их обработки возникла необходимость в определении состава, а также других различных переменных физических характеристик, таких как твердость.
В ответ на требования рынка для анализа процентных концентраций протеина и влаги были разработаны многочисленные системы анализа, использующие методы спектроскопии в ближнем ИК-диапазоне (БИК-спектроскопии). Некоторые из таких систем предназначены для зерен хлебных злаков в размолотой форме, как это разъяснено, например, в патенте США 5285825. В некоторых случаях эффект, вносимый размалыванием, уменьшает экономический эффект, получаемый за счет первичного отбора, поэтому разработаны и другие методы, предназначенные для анализа целых зерен, как это описано в патенте США 4260262.
По сравнению с выделением и анализом составляющих, использующими влажные химические или какие-либо другие способы, требующие часовых затрат времени, БИК-спектрофотометрические методы обычно имеют преимущество из-за их быстродействия, поскольку, как правило, для получения результата нужно только 30-60 с. Другим преимуществом указанных методов является также то обстоятельство, что они не разрушают проанализированные образцы. Например, в типичном анализе зерен пшеницы образец последовательно облучают выбранными длинами волн. Затем измеряют или диффузное пропускание образца, или диффузное отражение от него. Далее, в обоих случаях результаты измерений могут быть обработаны по алгоритмам определения процентной концентрации составляющих вещества.
Например, анализатор, описанный в патенте США 4260262, определяет процентное содержание масляных, водных и протеиновых составляющих с применением следующих уравнений:
вода% = K4+K5(ΔOП)в+K6(ΔOП)м+K7(ΔOП)п
протеин% = K8+K9(ΔOП)в+K10(ΔOП)м+K11(ΔOП)п,
масло% = K0+K1(ΔOП)в+K2(ΔOП)м+K3(ΔOП)п
где (ΔОП)В, (ΔОП)М и (ΔОП)П представляют собой изменения оптической плотности на двух длинах волн, чувствительных к процентному содержанию соответственно влаги, масла и протеина. К0-К11 являются константами или коэффициентами влияния.
Таким образом, изменение оптической плотности любой данной составляющей можно найти из следующего уравнения:
ΔОП=log(lп/lо)1-log(lп/lо)2,
где (lп/lо)1 - отношение интенсивности падающего излучения к интенсивности отраженного излучения при одной выбранной длине волны, a (lп/lо)2 - отношение интенсивности падающего излучения к интенсивности отраженного излучения при второй выбранной длине волны.
В типичном случае анализаторы зерна применяют длины волн, выбранные в интервале приблизительно от 1100 до 2500 нм. Однако в патенте США 5258825 для муки влияние размеров частиц компенсировали дополнительным применением длины волны 450 нм.
Для получения или детектирования специфичных длин волн, представляющих интерес с точки зрения анализа составляющих зерна, применялись барабаны с фильтрами и дифракционные решетки. Например, в патенте США 5021662 описывается система, в которой инфракрасное излучение, облучающее перемещающийся поток продукта, детектируется с использованием дифракционной решетки. В патенте США 5406084 описывается система, применяющая источник инфракрасного излучения ближнего ИК-диапазона, оптический коллектор, разделитель по длинам волн и приемник. Однако для измерения составляющих, проводимого в реальном масштабе времени в течение процесса уборки зерна, такие измерения не нашли применения, возможно, из-за того, что они не способны выдерживать механические вибрации и другие нестационарные условия, имеющие место в таких средах.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение относится к системе и способу анализа в ближней ИК-области (БИК), предназначенным для определения процентной концентрации составляющих в перемещающемся потоке сельскохозяйственных продуктов и родственных им веществ при обработке их в комбайне, уборочной машине или в каком-либо другом передвижном сельскохозяйственном оборудовании. Перечень таких продуктов может включать в себя зерна хлебных злаков, таких как пшеница, кукуруза, рожь, овес, ячмень, рис, соевые бобы, амарант, тритикале и другие зерна, а также травы и фуражные материалы, но не ограничивается ими.
Для определения процентных концентраций в изобретении применяют свойства диффузного отражения излучения. Использованные методы включали в себя измерение спектрального отклика радиационную энергию на коротких длинах волн, именно в ближней ИК-области (БИК) в интервале от 600 до приблизительно 1100 нм, а также излучение в видимой области спектра, включающее длины волн с коротковолновой границей приблизительно 570 нм. При моделирования протеинов и других составляющих полезно сопряжение спектрального отклика на более коротких длинах волн с откликом на более длинных длинах волн.
Система анализа включает в себя оптическую головку, имеющую источник излучения с подходящей шириной полосы, предназначенный для облучения перемещающегося потока сельскохозяйственного продукта излучением, включающим множество длин волн. Коллектор излучения собирает излучение, диффузно отраженное от дискретного участка перемещающегося вещества, подлежащего анализу. В свою очередь, он передает полученное излучение вдоль волоконно-оптического кабеля к детектирующей и вычислительной подсистеме, которая может быть установлена на некотором расстоянии от оптической головки.
В указанной подсистеме излучение сначала поступает на смеситель мод. В свою очередь, он передает принятое излучение через механически стабильное волокно к блоку оптического детектирования. Указанный блок состоит из волоконного сопрягающего элемента и пары цилиндрических линз. Цилиндрические линзы, в свою очередь, передают излучение к разделителю по длинам волн, такому как линейно перестраиваемый фильтр (ЛПФ), для пространственного разделения по длинам волн, представляющих интерес.
Пространственный разделитель, в свою очередь, питает приемник с подходящим откликом, такой как ПЗС-приемник, способный индивидуально детектировать параллельно и в одно и то же время множество длин волн диффузно отраженного излучения. Отклики на индивидуальных длинах волн затем детектируются и преобразуются в подходящую форму, например в цифровые данные, для дальнейшего вычисления процентной концентрации различных составляющих вещества.
Перечисленные, а также другие задачи, на решение которых направлено изобретение, его особенности и преимущества будут очевидны из нижеследующего подробного описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения, которые иллюстрируются прилагаемыми чертежами, где одинаковые ссылочные обозначения относятся к одним и тем же деталям на всех чертежах. На чертежах принцип точного масштабирования не соблюдается, основное внимание уделено иллюстрированию принципов изобретения.
Фиг. 1 представляет собой до предела упрощенную схематичную иллюстрацию системы согласно изобретению, предназначенной для анализа качества зерна на коротких волнах в ближней ИК-области.
Фиг. 2А и 2В представляют собой более детальные изображения источника излучения и приемника, показывающие их расположение относительно магистрали, переносящей зерно, а также открывающее и закрывающее положения шторки коллектора.
Фиг. 3 представляет собой более детальное изображение оптического блока, показывающее смеситель мод, шторку оптического блока, фильтр и оптические компоненты приемника.
Фиг. 4 описывает осуществляемый в системе процесс измерения поглощательной способности.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Обратившись к фиг.1, можно видеть, что настоящее изобретение представляет собой систему для анализа составляющих компонентов перемещающегося потока сельскохозяйственного продукта во время его обработки или уборки. Перечень сельскохозяйственных продуктов, которые можно анализировать с помощью системы, включает в себя зерна хлебных злаков, таких как пшеница, кукуруза, рожь, овсы, ячмень, рис, соевые бобы, амарант, тритикале и другие зерна, а также травы и фуражные материалы, но не ограничивается ими. Анализу подлежат составляющие компоненты, перечень которых может включать в себя протеин, масло, крахмал, волокно, влагу, углеводороды и другие составляющие, а также такие физические характеристики, как твердость. Хотя дальнейшее обсуждение касается частного примера, в котором подлежащим анализу продуктом является зерно хлебного злака, следует учитывать, что таким же образом можно анализировать и другие сельскохозяйственные продукты.
В системе по изобретению применяется подходящее облучающее устройство непрерывного действия, такое как инфракрасный источник 10 излучения. Излучение от указанного источника направлено вперед через окно 12 к образцу перемещающегося сельскохозяйственного продукта 14, подвергающегося уборке, обработке или какому-либо другому перемещению через транспортирующее средство, такое как магистраль 16.
Источник 10 излучения непрерывно генерирует инфракрасное излучение одновременно на множестве по длинам волн в протяженном коротковолновом интервале, представляющем интерес для данного случая, таком как от приблизительно 570 нм до приблизительно 1120 нм.
Предпочтительным источником такого рода является широко применяемые кварцевая галогенная лампа или лампа с вольфрамовой нитью. Типичным источником 10 излучения является лампа с вольфрамовой нитью, питаемая от постоянного напряжения 5 В и потребляющая ток 1 А. Указанный источник может быть, кроме того, стабилизирован известными специалистам в этой области средствами (не изображены) путем фильтрации или применения встроенного светочувствительного устройства в контуре обратной связи.
Источник 10 устанавливается для подсветки перемещающегося продукта 14, состоящего из хлебных злаков, при его прохождении через транспортирующее средство, такое как магистраль 16, которое может быть расположено на сельскохозяйственном комбайне или на какой-либо другой установке для обработки зерна. Перемещение сельскохозяйственного продукта 14 через магистраль 16 обычно происходит в направлении, показанном стрелками.
Установленные рядом с магистралью 16 указанный источник 10 и связанные с ним компоненты можно разместить в подходящем кожухе 11 сенсорной головки. В этом случае между источником 10 излучения и перемещающимся сельскохозяйственным продуктом 14 предпочтительно располагается окно 12. Указанное окно формируется из подходящего материала, такого как сапфир, который прозрачен при представляющих интерес длинах волн и не проявляет существенного смещения полосы поглощения из-за изменений температур. Окно 12 можно при желании выполнить как интегральную часть кожуха 11 или магистрали 16.
Кожух 11 сенсорной головки, в котором размещены источник 10 излучения, окно 12 и другие связанные с ними и описанные далее компоненты, устанавливается так, чтобы контролировать непрерывный поток сельскохозяйственного продукта 14 через магистраль 16. Это можно осуществить установкой кожуха 11 таким образом, чтобы окно 12 располагалось рядом с отверстием 15 в магистрали 16, так что источник 10 излучения испускает его через окно 12 и отверстие 15 на перемещающийся продукт 14.
Кожух 11 сенсорной головки может быть изготовлен в виде отдельного узла или его можно выполнить связанным с магистралью 16.
Предпочтительно также в кожухе 11 разместить параболический отражатель или зеркало 17 для коллимации выходного излучения источника 10 в пучок 13 с фокусным расстоянием приблизительно 1 см. Указанное зеркало 17 фокусирует излучение источника 10 на поток перемещающегося продукта 14.
В альтернативном варианте осуществления изобретения может быть применено несколько источников 10 излучения, таких как матрица инфракрасных излучателей, при условии, что все они фокусируются в одну и ту же точку.
Предпочтительно, чтобы источник 10 излучения помещался таким образом, чтобы он непосредственно освещал перемещающийся продукт 14 через окно 12 без использования волоконной оптики или какого-либо другого устройства, используемого дополнительно к окну 12 и расположенного между источником 10 излучения и перемещающимся продуктом 14.
В кожухе 11 можно также разместить управляющие электронные компоненты, предназначенные для воздействия на шторку, как это будет более подробно описано ниже в связи с фиг.2.
Таким образом, излучение, испускаемое соответствующим источником 10, проходит через окно 12 и отверстие 15 и диффузно отражается от перемещающегося продукта 14. Для сбора части излучения, диффузно отраженного от перемещающегося продукта 14, в устройстве устанавливают также волоконно-оптический коллектор 20, предпочтительно расположенный в том же кожухе 11. Хотя эти диффузные отражения имеют своей первичной точкой фокус источника 10 излучения, нужно учитывать, что фактически излучение возвращается из объема 19 образца, определенного пересечением пучка 13, сформированного источником 10, и "поля зрения" волоконно-оптического коллектора 20.
Указанный коллектор 20 обычно представляет собой высококачественное волокно, предназначенное для систем оптической связи. Его типичный диаметр должен лежать в интервале от приблизительно 62,5 мкм до приблизительно 1 мм. Одно из пригодных волокон имеет диаметр 600 мкм при числовой апертуре 0,22 (относительное отверстие приблизительно 2,3). Коллектор 20, предпочтительно расположенный под углом по отношению к окну 12, предназначен для сбора диффузно отраженного излучения, так что на него не должно попадать существенного количество излучения, отраженного от поверхности окна 12. Подходящим может быть, например, угол 45o.
Выходное излучение волоконно-оптического коллектора 20 затем подается через оптическое волокно 26 к приемному и электронному блоку 30 для определения составляющих компонентов перемещающегося продукта 14. Указанный блок включает в себя оптический блок 32, аналого-цифровой преобразователь 33, функциональный блок 34 вычисления содержания составляющих, контроллер 35 и интерфейс 36 дисплея. Функциональный блок 34 вычисления содержания составляющих, контроллер 35 и интерфейс 36 дисплея предпочтительно выполняются в виде программного обеспечения в компьютере, микроуправляющем устройстве, микропроцессоре и/или процессоре цифрового сигнала, составляющих блок 39. Функции электронного блока более детально будут описаны ниже.
Как более подробно показано на фиг.2А, в предпочтительном варианте осуществления изобретения кожух 11 и окно 12 можно расположить так, что между ними образуется пространство 22 для размещения сигнальной шторки 24. Сигнальная шторка 24 формируется из материала с высоким диффузным отражением, такого как SpectralonТМ (прессованный силикат, полученный от фирмы Lambsphere, США) или керамика.
Шторка 24 располагается таким образом, чтобы ее можно было, по выбору, вводить в положение, смежное с концом коллектора 20, или выводить из него. Таким образом, указанная шторка обычно устанавливается на управляющем устройстве, таком как вал 25 двигателя, приводимый во вращение двигателем 29, который может запускаться контроллером 35 в электронном блоке 30. Двигатель 29 позволяет контроллеру 35 селективно задавать закрывающее или открывающее положения шторки 24, показанные на фиг.2В.
Электронная линия или линии 27 связи проложены между электронным блоком 30 и сенсорной головкой 11, обеспечивая контроллеру 35 возможность подачи сигналов, управляющих положением шторки 24. Например, указанная шторка помещается в открывающее положение, позволяя излучению проходить к образцу и диффузно отражаться образцом 14 перемещающегося продукта во время операций измерения образца, и в закрывающее положение, отгораживая излучение от образца и диффузно отражая его от шторки 24, во время сравнительных измерений, как более детально будет описано ниже.
Оптическое волокно и электронные линии 27 можно объединить в одно целое в кабельной оболочке 28, расположенной между кожухом 11 детекторной головки и приемным и электронным блоком 30. В практическом воплощении системы, таком как использование в сельскохозяйственной уборочной машине, предпочтительно, чтобы кабельная оболочка 28 имела длину, достаточную для помещения указанного кожуха 11 рядом с магистралью 16 для зерна, в то время как приемный и электронный блок 30 можно поместить в менее опасном окружении, в частности, в задней части кабины уборочной машины. Такое расстояние может составлять, например, 3 м или отличаться от этой величины в обе стороны.
В альтернативном варианте сенсорная головка 11 и, полностью или частично, электронный блок 30 можно установить рядом с магистралью 16, и в этом случае отпадет необходимость в оптическом волокне 26.
Хотя сравнительно большой диаметр (600 мкм) волоконно-оптического коллектора 20 обеспечивает относительно хороший сбор излучения, вполне возможно, что в практических ситуациях кабель 28 и, таким образом, оптическое волокно 26 вместе с ним потребуется по меньшей мере изогнуть для внутренней и/или наружной подгонки к корпусу и другим частям уборочной машины. В обычном случае кабель 28 подвергается также вибрациям при проезде уборочной машины через поле для жатвы продукта 14, подлежащего перемещению.
К несчастью, вибрации, связанные с работой уборочной или какой-либо другой машины, могут служить причиной нежелательных модальных возмущений в оптическом волокне 26. Эти возмущения создаются в форме отражений более высокого порядка, в результате чего оптический блок 32 может регистрировать нежелательные детектируемые моды. Таким образом, указанные модальные возмущения, в свою очередь, вызывают нежелательные изменения интенсивности излучения, несоотносимые со свойствами перемещающегося продукта 14 и, следовательно, добавляющие к желаемому измерению таких свойств значительный шум.
Для преодоления этого затрудняющего обстоятельства приемный и электронный блок 30 выполняется особо предпочтительным образом. Из рассмотрения фиг. 3 видно, что приемный и электронный блок 30 включает в себя смеситель 42 мод, волоконную секцию 44 и приемный блок 46, который, в свою очередь, включает в себя пару цилиндрических линз 48-1 и 48-2, разделитель 50 по длинам волн и приемник 52.
Смеситель 42 мод присоединен для приема выходного излучения оптического волокна 26 и служит для подавления в принимаемом оптическом сигнале мод более высокого порядка. Указанный смеситель может быть изготовлен с применением нескольких различных компонентов.
Например, один из методов изготовления смесителя 42 мод заключается в применении одной или нескольких (предпочтительно одной) линз с градиентом показателя преломления, так называемых "grin"-линз. Указанные линзы имеют центральную длину волны полосы пропускания, приблизительно совпадающую с центром интервала, представляющего интерес, в данном случае это 800 нм. Кроме того, они имеют общий относительно большой диапазон градиента, составляющий приблизительно от 0,4 до 0,5. Например, можно применить две такие линзы, каждая из которых имеет диапазон приблизительно 0,2-0,25. Относительно большой общий диапазон обеспечивает на выходе изображение скорее не конусного типа, а приблизительно в виде ориентированного пятна. Подходящую линзу такого рода можно получить от NGS Corporation (США).
Смеситель 42 мод можно также изготовить в виде голографического рассеивателя. В некоторых случаях указанный рассеиватель может представляться более предпочтительным вариантом смесителя 42 мод, т.к. его отклик по сравнению с откликом описанной линзы меньше зависит от длины волны. Однако такую линзу, видимо, легче изготовить. Одним из пригодных типов голографического рассеивателя является "Beam Homogenizer" (гомогенизатор пучка), Digital Optics Corporation (США).
Волоконный соединитель 44 обеспечивает механически стабильный светопровод для присоединения выхода смесителя 42 мод к остальной части оптического блока 46.
Другая шторка 47 предпочтительно располагается у выхода волоконного соединителя. Эта шторка оптического блока формируется из непрозрачного материала и применяется для блокировки излучения от входа оптического блока 46 во время процедуры приема излучения фонового спектра сравнения (указанная процедура более детально описывается ниже).
Цилиндрические линзы 48-1 и 48-2 служат для надлежащей фокусировки излучения, поступающего на вход оптического блока 46, на приемник 52.
Разделитель 50 по длинам волн обеспечивает пространственное разделение излучения на отличающихся друг от друга длинах волн представляющей интерес диффузно отраженного излучения. Перечень пригодных разделителей такого рода включает в себя линейно перестраиваемые фильтры (ЛПФ), решетки, призмы, интерферометры и тому подобные устройства. Предпочтительно указанные разделители изготавливаются в виде линейно перестраиваемого фильтра (ЛПФ), имеющего разрешение (Δλ/λ), составляющее приблизительно от 1 до 4%.
Далее пространственно разделенные потоки с различными длинами волн поочередно фокусируются на приемник 52. Указанный приемник относится к типу, одновременно измеряющему выходной сигнал в широком интервале по длинам волн. В предпочтительном варианте осуществления приемник 52 представляет собой ПЗС- матрицу, ячейки (пикселы) которой индивидуально измеряют интенсивность излучения на каждой из соответствующих длин волн. Другими словами, каждая ячейка ПЗС-матрицы настраивается на измерение интенсивности индивидуальной полосы пропускания излучения.
Однако другие пригодные приемники 52 можно сконструировать и из фотодиодов быстрого сканирования, приборов с инжекцией заряда или из любых других матричных приемников, пригодных для решения задачи одновременного параллельного детектирования представляющих интерес по длинам волн.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения приемником 52 является кремниевая ПЗС-матрица, например Fairchild CCD 133A, Loral-Fairchild. Устройство предпочтительно имеет пространственное разрешение приблизительно 13 мкм. Частотное разрешение определяется выбранной шириной полосы (задаваемой линейно перестраиваемым фильтром 50), деленной на число ПЗС-ячеек. В предпочтительном варианте осуществления изобретения ПЗС-матрица представляет собой матрицу из 1024 элементов, воспринимающую излучение в интервале от приблизительно 570 до приблизительно 1120 нм.
Кроме того, такой приемник 52, как ПЗС-матрица, как правило, чувствителен к температуре, поэтому обычно желательна его термостабилизация.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения благодаря компактности схемы оптического модуля 46 и относительно близкого расположения ЛПФ 50 и ПЗС-матрицы 52 друг от друга оба указанных компонента можно термостабилизировать как одно целое. Температурную стабилизацию можно осуществить с помощью соответствующих теплоотводящих поверхностей, термоэлектрического холодильника Пельтье или вентилятора.
Из фиг. 1 видно, что индивидуальные электрические сигналы, формируемые ПЗС-приемником для каждой длины волны, с выхода приемника 52 передаются далее для преобразования в цифровые сигналы аналого-цифровым преобразователем 33.
Затем вычислительный блок 34, предпочтительно встроенный в микрокомпьютер или процессор для обработки цифровых сигналов, как описано выше, производит вычисления на основе полученных интенсивностей по длинам волн для определения процентных концентраций составляющих образца 14. Процентное содержание составляющих, определяемое с применением хемометрической модели, затем отображается любым желаемым образом, например, с помощью измерительного прибора или путем вывода на дисплей. Дисплей может быть совмещен с портативным компьютером или с каким-либо другим компьютером, помещенным в кабину уборочной машины. Вычислительный блок может быть частью электронного блока 30 или их можно физически разделить.
Методы вычисления процентных концентраций зерна, основанные на эталонах излучения и характерных длинах волн, являются многовариантными методами, детально описанными в монографии Sharaf M.A., Illman D.L and Kowalski B.R. "Chemometrics" (New York: J. Wiley & Sons, 1986).
Предпочтительные длины волн зависят от составляющих, подлежащих измерению. Например, при измерении концентрации протеина вычислительные алгоритмы используют поглощение, соотносимое с полосами колебательно-вращательных обертонов субструктуры протеина. При более высоких значениях длин волн коэффициенты поглощения велики, глубина проникновения излучения укорачивается и в результате внутренний объем частиц зерна не затрагивается. При более коротких длинах волн коэффициенты поглощения малы и в результате сигнал ослаблен.
Таким образом, система обеспечивает облучение образца с последующим пространственным разделением и параллельным детектированием множества длин волн, осуществляя быстрый анализ этого образца. Кроме того, поскольку оптические узлы прибора стабилизированы относительно вибраций, он, по существу, нечувствителен к таким вибрациям, которые обнаруживаются в сельскохозяйственных комбайнах или каком-либо другом уборочном и обрабатывающем оборудовании. Поэтому систему можно легко развернуть в условиях, обеспечивающих проведение анализа сжатого зерна или какого-либо другого сельскохозяйственного продукта в реальном масштабе времени во время уборки и других обрабатывающих операций. Полученные таким образом результаты можно сравнивать с эталонными данными, обеспечивающими получение процентных концентраций составляющих для применения в картосхеме с применением так называемой глобальной спутниковой системы радиоопределения (GPS).
Кроме того, применение ПЗС-матрицы 52 обеспечивает преимущества перед известными подходами, применяющими дискретные или сканирующие диодные матрицы. В частности, элементы дискретизации УЗС заполняются зарядами в одно и то же время параллельно друг другу до тех пор, пока один из них не будет почти заполнен. Затем они опустошаются, и пока ПЗС-матрица начинает заполняться снова, результаты считываются контроллером 35. Поэтому каждый пиксел реагирует на одни и те же зерна в течение одинаковых временных интервалов. Диодные матрицы, наоборот, должны считывать информацию последовательно, так что, например, любой данный элемент формирует сигнал от объема зерна, если этот объем отличается от объемов, на которые реагировали предыдущие пикселы.
Отношение сигнал/шум системы можно улучшить усреднением данных по циклу, состоящему из многих измерений.
Выше была упомянута процедура вычисления спектра поглощения. В этой связи следует указать, что для помещения шторки 47 в закрывающее положение между концом коллектора 20 и оптическим блоком 46 может быть задействован шаговый двигатель 43 (фиг. 3). Когда шторка 47 находится в этой позиции, указанный оптический блок реагирует не на излучение от коллектора 20, а только на испускание белого излучения лопастью шторки 47. Это измерение позволяет таким образом получить сигнал сравнения.
Предпочтительный вариант измерения поглощения включает в себя следующие процедуры (изображенные также на фиг.4):
1) путем закрывания шторки 47 оптического блока измеряют фоновый спектр сравнения, D (шаг 101);
2) затем снимают показания с ПЗС-матрицы 52 (шаг 102);
3) открывают шторку 47 оптического блока (шаг 103);
4) закрывают шторку 24 коллектора (шаг 104);
5) снятием показаний с ПЗС-матрицы 52, измеряют спектр сравнения, R (шаг 105);
6) открывают шторку 24 коллектора (шаг 106);
7) при обеих шторках 24 и 47 в открытом положении снимают показания от объема 19 образца для определения спектра образца, S (шаг 107);
8) вычисляют спектр поглощения, А (шаг 108).
Поглощение излучения, определенное из этих измерений диффузного отражения, определяется выражением
A=LOG10(R-D/S-D)
Кроме того, поскольку изменения поглощения, соотносимые с присутствием протеина, весьма малы, для получения желаемой величины поглощения на конкретной длине волны обычно применяют многократные повторения описанной операции (шаг 109), усреднение и анализ вторых производных.
В связи с этим последующая обработка данных может предусматривать использования второй производной указанной функции для устранения постоянных и линейных отклонений, чтобы в определении содержания протеина использовались только квадратичные компоненты спектра поглощения, а также компоненты более высокого порядка.
ЭКВИВАЛЕНТЫ
Из подробного описания этого изобретения со ссылками на предпочтительные варианты его осуществления специалистам в данной области должно быть ясно, что в форму воплощения и в детали изобретения могут быть внесены различные изменения, не выходящие за границы его идеи и объема, определенные формулой изобретения.
Не выходя за рамки стандартных экспериментов, специалисты могут выявить или иметь возможность установить многочисленные эквиваленты специфическим вариантам осуществления изобретения, подробно раскрытым в настоящем описании. Предусматривается, что такие эквиваленты включены в объем охраны изобретения.

Claims (22)

1. Система анализа для определения составляющих компонентов сельскохозяйственного продукта, содержащая транспортирующее средство для транспортирования перемещающегося потока сельскохозяйственного продукта; источник 10 излучения, установленный с возможностью облучения исследуемого участка потока сельскохозяйственного продукта, перемещающегося через транспортирующее средство, множеством длин волн в выбранном спектральном интервале; оптический коллектор 20, установленный с возможностью приема излучения, отраженного от облученного исследуемого участка; разделитель 50 по длинам волн, установленный с возможностью приема излучения от оптического коллектора и формирования пространственно разделенных потоков излучения различных длин волн; приемник 52, установленный с возможностью приема излучения от разделителя по длинам волн и формирования сигналов детектированной интенсивности, соответствующих интенсивности оптического излучения в пределах ширины полосы, определяемой разделителем по длинам волн, и шторку 47 оптического блока, установленную между оптическим коллектором и приемником для селективной блокировки оптического излучения, поступающего на приемник.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что разделитель по длинам волн представляет собой линейно перестраиваемый фильтр.
3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что выбранный спектральный интервал находится в пределах ближнего инфракрасного диапазона.
4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит оптическое волокно 26, расположенное между оптическим коллектором и разделителем по длинам волн для переноса излучения от входного конца указанного волокна к его выходному концу.
5. Система по п. 4, отличающаяся тем, что дополнительно содержит смеситель 42 мод, расположенный у выходного конца оптического волокна для сглаживания изменений оптической интенсивности излучения от коллектора, вносимых оптическим волокном.
6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит аналого-цифровой преобразователь 33, предназначенный для приема сигналов детектированной интенсивности и для получения цифровых значений детектированной интенсивности.
7. Система по п. 6, отличающаяся тем, что дополнительно содержит компьютер 39, предназначенный для получения сигналов детектированной интенсивности от приемника и для вычисления содержания составляющих компонентов исследуемого участка сельскохозяйственного продукта по значениям детектированной интенсивности.
8. Система по п. 7, отличающаяся тем, что компьютер выполнен с возможностью повторять упомянутое выше вычисление и усреднять измерения спектра сравнения R и спектра образца S для определения значения поглощения.
9. Система по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит кожух оптической головки для размещения источника излучения и оптического коллектора, находящийся рядом с боковым отверстием в указанном транспортирующем средстве, разделитель по длинам волн и приемник установлены на расстоянии от транспортирующего средства, а оптическое волокно установлено между оптическим коллектором и разделителем по длинам волн для переноса излучения между ними.
10. Система по п. 1, отличающаяся тем, что приемник представляет собой ПЗС-матрицу 52.
11. Система по п. 1, отличающаяся тем, что составляющий компонент выбран из группы, состоящей из протеина, влаги, масла, крахмала, муки и твердости.
12. Способ определения, по меньшей мере, одного составляющего компонента перемещающегося потока сельскохозяйственного продукта, когда он подвергается обработке сельскохозяйственным оборудованием, в реальном масштабе времени, включающий шаги: облучения исследуемого участка перемещающегося потока сельскохозяйственного продукта, когда он подвергается обработке, излучением с множеством длин волн в выбранном спектральном интервале в пределах ближнего инфракрасного диапазона; сбора излучения, отраженного от облученного исследуемого участка; разделения по длинам волн собранного отраженного излучения для получения пространственно разделенных потоков излучения с различными длинами волн; помещения шторки 47 оптического блока в закрывающее 101 или в открывающее 103 положение для селективного формирования фонового спектра сравнения и детектирования сигналов интенсивности от пространственно разделенных потоков излучения с множеством выбранных длин волн для определения множества значений интенсивности излучения.
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что дополнительно включает шаг смешивания мод излучения, принятого на шаге сбора излучения, для сглаживания изменений оптической интенсивности излучения.
14. Способ по п. 12, отличающийся тем, что шаги разделения и детектирования проводят таким образом, чтобы сигналы детектированной интенсивности при данном времени измерения представляли отклик для набора длин волн, принимаемых от исследуемого участка.
15. Способ по п. 12, отличающийся тем, что шаг разделения осуществляют линейно перестраиваемым фильтром 50.
16. Способ по п. 12, отличающийся тем, что перемещающийся поток сельскохозяйственного продукта находится в сельскохозяйственном комбайне.
17. Способ по п. 12, отличающийся тем, что перемещающийся поток сельскохозяйственного продукта находится в аппарате для обработки зерна.
18. Способ по п. 12, отличающийся тем, что перемещающийся поток сельскохозяйственного продукта находится в складском оборудовании.
19. Способ по п. 12, отличающийся тем, что дополнительно включает шаг преобразования детектированных сигналов интенсивности для получения цифровых детектированных значений интенсивности.
20. Способ по п. 14, отличающийся тем, что дополнительно включает шаг вычисления, по меньшей мере, одного составляющего компонента исследуемого участка сельскохозяйственного продукта по значениям детектированной интенсивности.
21. Способ по п. 20, отличающийся тем, что дополнительно включает следующие шаги: селективное выполнение шага сбора диффузно отраженного излучения с установкой шторки коллектора в закрывающее 104 или открывающее 106 положение; селективное выполнение шага разделения по длинам волн с установкой шторки оптического блока в закрывающее 101 или открывающее 103 положение, причем шаг вычисления содержания составляющих компонентов включает определение поглощения посредством следующих шагов: измерения 106 фонового спектра D как отклика при закрытой шторке оптического блока; измерения 105 спектра сравнения R путем открывания шторки оптического блока и закрывания шторки коллектора; измерения 107 спектра образца S при обеих шторках в открывающем положении и определения 108 значения поглощения излучения А на выбранной длине волны из соотношения
A= LOG10(R-D/S-D).
22. Способ по п. 21, отличающийся тем, что, с целью определения величины поглощения, стадию вычисления повторяют для усреднения измерений спектра сравнения R и спектра образца S.
RU2000122961/28A 1998-02-06 1998-02-18 Монитор для определения качества зерна RU2195644C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/019,667 US6100526A (en) 1996-12-30 1998-02-06 Grain quality monitor
US09/019,667 1998-02-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000122961A RU2000122961A (ru) 2002-09-10
RU2195644C2 true RU2195644C2 (ru) 2002-12-27

Family

ID=21794413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000122961/28A RU2195644C2 (ru) 1998-02-06 1998-02-18 Монитор для определения качества зерна

Country Status (10)

Country Link
US (1) US6100526A (ru)
EP (1) EP1053463B1 (ru)
JP (1) JP2003526079A (ru)
CN (1) CN1184467C (ru)
AU (1) AU742843B2 (ru)
BR (1) BR9815664A (ru)
CA (1) CA2319524C (ru)
DE (1) DE69826896T2 (ru)
RU (1) RU2195644C2 (ru)
WO (1) WO1999040419A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2483522C2 (ru) * 2007-11-10 2013-06-10 КЛААС Зельбстфаренде Эрнтемашинен ГмбХ Способ контроля качества убранной массы
RU2596970C2 (ru) * 2011-10-27 2016-09-10 КЛААС Зельбстфаренде Эрнтемашинен ГмбХ Сельскохозяйственная уборочная машина

Families Citing this family (120)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6483583B1 (en) 1997-02-27 2002-11-19 Textron Systems Corporation Near infrared spectrometry for real time analysis of substances
AUPP115597A0 (en) * 1997-12-23 1998-01-29 Bureau Of Sugar Experiment Stations On-line measuring system and method
US6570999B1 (en) * 1998-08-17 2003-05-27 Ag-Chem Equipment Co., Inc. Soil particle and soil analysis system
JP2000245260A (ja) * 1999-03-02 2000-09-12 Satake Eng Co Ltd 穀類の品質推定方法及びその装置
US6421990B1 (en) * 1999-05-19 2002-07-23 Deere & Company Measuring device for measuring components in and/or properties of crop material
DE19922867C5 (de) * 1999-05-19 2015-04-23 Deere & Company Erntemaschine mit einer Meßeinrichtung zur Messung von Inhaltsstoffen in und/oder Eigenschaften von Erntegut
WO2000071993A1 (en) * 1999-05-24 2000-11-30 Iowa State University Research Foundation, Inc. Near infrared spectroscopy system and method for the identification of genetically modified grain
US6424416B1 (en) 1999-10-25 2002-07-23 Textron Systems Corporation Integrated optics probe for spectral analysis
US6836325B2 (en) 1999-07-16 2004-12-28 Textron Systems Corporation Optical probes and methods for spectral analysis
WO2001006233A1 (en) * 1999-07-16 2001-01-25 Human Genome Sciences, Inc. Real-time, in situ biomanufacturing process monitoring and control in response to ir spectroscopy
EP1252500A2 (en) * 1999-07-16 2002-10-30 Textron Systems Corporation Integrated optics block for spectroscopy
AU774890B2 (en) * 1999-11-08 2004-07-08 Ndsu Research Foundation Optical analysis of grain stream
US6845326B1 (en) 1999-11-08 2005-01-18 Ndsu Research Foundation Optical sensor for analyzing a stream of an agricultural product to determine its constituents
US6418805B1 (en) * 1999-11-18 2002-07-16 Textron Systems Corporation Constituent sensing system
AT408488B (de) * 1999-12-22 2001-12-27 Scan Messtechnik Gmbh Miniaturisiertes spektrometer
WO2001046678A2 (en) * 1999-12-23 2001-06-28 Textron Systems, Corp. Near infrared analysis of constituents
US6624888B2 (en) * 2000-01-12 2003-09-23 North Dakota State University On-the-go sugar sensor for determining sugar content during harvesting
EP1484600A3 (en) 2000-03-10 2006-11-02 Textron Systems Corporation Optical probes and methods for spectral analysis
WO2001069213A2 (en) * 2000-03-10 2001-09-20 Textron Systems Corporation Optical probes an methods for spectral analysis
MXPA02009027A (es) * 2000-03-13 2004-08-19 Richard M Ozanich Aparato y metodo para medir y correlacionar caracteristicas de frutas con espectro de luz visible/infrarrojo cercano.
US6646264B1 (en) 2000-10-30 2003-11-11 Monsanto Technology Llc Methods and devices for analyzing agricultural products
US6765212B2 (en) * 2001-02-12 2004-07-20 Analytical Spectral Devices, Inc. System and method for combining reflectance data
US20030135547A1 (en) * 2001-07-23 2003-07-17 Kent J. Thomas Extensible modular communication executive with active message queue and intelligent message pre-validation
SE523635C2 (sv) * 2001-10-03 2004-05-04 Foss Tecator Ab Sortering av korn under skörd
PE20030956A1 (es) * 2002-01-23 2003-12-31 Market Demand Trading 13 Proprietary Ltd Metodo y aparato para analizar y obtener informacion de un mineral granular
ATE546724T1 (de) * 2002-03-20 2012-03-15 Leader Technology Inc Ag Hochgeschwindigkeitsanalysierer mit nah- infrarotstrahlung, die durch dicke proben optisch dichten materials gesendet wird
ES2297186T3 (es) * 2002-04-04 2008-05-01 Monsanto Technology Llc Sistema de recogida, pesaje y clasificaciones de materia particulada.
AUPS332802A0 (en) * 2002-07-03 2002-07-25 Iwrx Pty Ltd Sucrose monitor
US7288768B2 (en) * 2002-07-18 2007-10-30 Purdue Research Foundation Method for measuring the amount of an organic substance in a food product with infrared electromagnetic radiation
ATE384944T1 (de) * 2002-07-24 2008-02-15 Conducta Endress & Hauser Vorrichtung zur ir-spektrometrischen analyse eines festen, flüssigen oder gasförmigen mediums semination
US6820459B2 (en) * 2002-09-18 2004-11-23 Deere & Company Automatic mass-flow sensor calibration for a yield monitor
FR2852785B1 (fr) † 2003-03-31 2006-04-07 Pellenc Sa Procede et dispositif d'analyse de la structure et de la constitution de haies culturales, telles que, par exemple, des rangs de vigne
US7600642B2 (en) * 2003-09-23 2009-10-13 Monsanto Technology, Llc High throughput automated seed analysis system
DE10348040A1 (de) * 2003-10-15 2005-05-19 Deere & Company, Moline Messeinrichtung
US20050097021A1 (en) * 2003-11-03 2005-05-05 Martin Behr Object analysis apparatus
DE102004010772A1 (de) 2004-03-05 2005-10-06 Deere & Company, Moline Austrageinrichtung mit einer Messeinrichtung
CA2493652C (en) 2004-03-11 2009-11-24 Blue Cube Intellectual Property Company (Pty) Ltd Analysis of a material in particulate form
EP1766483A4 (en) * 2004-07-08 2008-02-27 Tres Ark Inc CHEMICAL MIXING DEVICE, SYSTEM AND METHOD
US7281840B2 (en) * 2004-07-09 2007-10-16 Tres-Ark, Inc. Chemical mixing apparatus
US20060080041A1 (en) * 2004-07-08 2006-04-13 Anderson Gary R Chemical mixing apparatus, system and method
DE102004038408A1 (de) * 2004-08-07 2006-02-23 Deere & Company, Moline Messeinrichtung
US7832143B2 (en) 2004-08-26 2010-11-16 Monsanto Technology Llc High throughput methods for sampling seeds
US7703238B2 (en) 2004-08-26 2010-04-27 Monsanto Technology Llc Methods of seed breeding using high throughput nondestructive seed sampling
WO2006026467A2 (en) * 2004-08-26 2006-03-09 Monsanto Technology Llc Automated testing of seeds
DE102004048103B4 (de) 2004-09-30 2017-01-12 Carl Zeiss Spectroscopy Gmbh Spektrometrischer Messkopf für Erntemaschinen und andere landwirtschaftlich genutzte Maschinen
DE102005017121A1 (de) * 2005-04-14 2006-10-19 Deere & Company, Moline Auswurfkrümmer für einen Feldhäcksler
AU2006200712B1 (en) * 2006-02-21 2006-09-28 Rosewood Research Pty Ltd Spectographic sample monitoring
US7998669B2 (en) 2006-03-02 2011-08-16 Monsanto Technology Llc Automated contamination-free seed sampler and methods of sampling, testing and bulking seeds
US8028469B2 (en) 2006-03-02 2011-10-04 Monsanto Technology Llc Automated high-throughput seed sampler and methods of sampling, testing and bulking seeds
WO2008002985A2 (en) 2006-06-28 2008-01-03 Monsanto Technology Llc Small object sorting system and method
DE102006035906A1 (de) 2006-07-31 2008-04-17 Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh Messvorrichtung zur Inhaltsstofferfassung
ATE553367T1 (de) * 2006-11-20 2012-04-15 Pioneer Hi Bred Int System und verfahren zur messung einer erntequalitätsgrösse auf einer erntevorrichtung
US8164747B2 (en) * 2006-12-14 2012-04-24 ASD, Inc Apparatus, system and method for optical spectroscopic measurements
JP2008175760A (ja) * 2007-01-22 2008-07-31 National Agriculture & Food Research Organization 穀物の品質評価装置
DE102007022756A1 (de) 2007-05-11 2008-11-13 Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh Messeinrichtung zur Inhaltsstofferfassung von landwirtschaftlichem Erntegut
CN101772300B (zh) 2007-05-31 2013-07-24 孟山都技术有限公司 种子分拣器
FI20075622A0 (fi) * 2007-09-07 2007-09-07 Valtion Teknillinen Spektrometri ja menetelmä liikkuvan näytteen mittaukseen
WO2010042096A2 (en) * 2007-09-19 2010-04-15 Monsanto Technology Llc Systems and methods for analyzing agricultural products
KR101694717B1 (ko) * 2007-10-24 2017-01-10 더 거번먼트 오브 더 유나이티드 스테이츠 오브 아메리카 에즈 레프리젠티드 바이 더 세크러테리 오브 더 네이비 적외선 광으로 화학물질을 검출하는 방법
WO2009067622A1 (en) * 2007-11-20 2009-05-28 Monsanto Technology Llc Automated systems and assemblies for use in evaluating agricultural products and methods therefor
DE102008001783A1 (de) 2008-05-15 2009-11-19 Deere & Company, Moline Messanordnung zur Bestimmung der Inhaltsstoffe einer aus einem Erntegutstrom entnommenen Probe
US8227719B2 (en) * 2008-06-27 2012-07-24 Spectrum Scientific Inc. Removal of fusarium infected kernels for grain
DE102008048760A1 (de) * 2008-09-24 2010-03-25 Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh Landwirtschaftliche Erntemaschine
DE102008043377A1 (de) * 2008-10-31 2010-05-06 Deere & Company, Moline Messanordnung zur spektroskopischen Untersuchung und Durchsatzerfassung eines Erntegutstroms
US8682027B2 (en) * 2009-02-16 2014-03-25 Satake Usa, Inc. System to determine product density
US9091623B2 (en) 2009-02-16 2015-07-28 Satake Usa, Inc. System to determine product characteristics, counts, and per unit weight details
US9842252B2 (en) * 2009-05-29 2017-12-12 Monsanto Technology Llc Systems and methods for use in characterizing agricultural products
JP2011080384A (ja) * 2009-10-05 2011-04-21 Otics Corp 車両用エンジン
JP2011124460A (ja) * 2009-12-14 2011-06-23 Fujikura Ltd 光ファイバ出射回路及びファイバレーザ
FI20105599A0 (fi) * 2010-05-27 2010-05-27 Intelligent Pharmaceutics Oy Näyteastia ja menetelmä jauhemaisen tai raemaisen materiaalin partikkelikoon ja -muodon tai partikkelijakauman ja pintaominaisuuksien mittaamiseen
CN101922969A (zh) * 2010-08-30 2010-12-22 南通北极光自动控制技术有限公司 紫外、可见、近红外在线检测漫反射光谱分析仪
CN101936895B (zh) * 2010-09-02 2012-04-25 中南林业科技大学 一种稻米贮藏时间近红外光谱分析快速检测方法
GB201015791D0 (en) * 2010-09-20 2010-10-27 Syngenta Ltd Improved method and machine for use thereof
CN102175609B (zh) * 2010-12-31 2013-02-20 聚光科技(杭州)股份有限公司 一种燃料含水量的测量方法及装置
US10318138B2 (en) 2011-03-11 2019-06-11 Intelligent Agricultural Solutions Llc Harvesting machine capable of automatic adjustment
US10321624B2 (en) 2011-03-11 2019-06-18 Intelligent Agriculture Solutions LLC Air seeder manifold system
US9629308B2 (en) 2011-03-11 2017-04-25 Intelligent Agricultural Solutions, Llc Harvesting machine capable of automatic adjustment
US9631964B2 (en) 2011-03-11 2017-04-25 Intelligent Agricultural Solutions, Llc Acoustic material flow sensor
DE102011100244A1 (de) * 2011-05-02 2012-11-08 Mso Messtechnik Und Ortung Gmbh Verfahren zur Messung eines leitungsgeführten Gutstroms mittels Microwellen, Sensoranordnung und Vorrichtung mit einer Sensoranordnung
CN102323218A (zh) * 2011-05-26 2012-01-18 浙江大学 基于光谱技术的物料实时检测监控装置
CN102313700B (zh) * 2011-08-09 2013-02-20 聚光科技(杭州)股份有限公司 谷物、油料分析仪及其工作方法
JP5869330B2 (ja) * 2011-12-08 2016-02-24 株式会社クボタ コンバイン
JP5869329B2 (ja) * 2011-12-08 2016-02-24 株式会社クボタ コンバイン
US9463493B1 (en) 2012-03-01 2016-10-11 General Mills, Inc. Method of producing gluten free oats
US9267895B2 (en) 2012-09-13 2016-02-23 The University Of Tokyo Chemical analysis device
KR102025891B1 (ko) * 2012-09-27 2019-09-26 가부시끼 가이샤 구보다 콤바인
KR101493816B1 (ko) 2012-12-27 2015-02-17 한국식품연구원 시료 측정 장치
CN103090975B (zh) * 2013-02-01 2015-05-06 麦长 荧光灯生产中荧光粉粉浆的色度参数即时测量方法及装置
JP5980162B2 (ja) * 2013-04-26 2016-08-31 株式会社クボタ コンバイン
DE112014002923B4 (de) * 2013-06-19 2018-08-02 Digi-Star, Llc Tragbare Feuchtigkeitsmesseinrichtung
US9394786B2 (en) * 2013-09-06 2016-07-19 Ingenieros Matematicos Consultores Asociados S.A. Method and system for in situ, continuous and real-time analysis of mineral content in drilling debris
CA2930511C (en) 2013-11-14 2021-12-14 Grainsense Oy Optical analyzer, optical analyzing method and sample preparation device
CN103611691A (zh) * 2013-12-17 2014-03-05 江苏大学 一种渗油软胶囊在线检测装置
US9878842B2 (en) 2013-12-23 2018-01-30 Dow Agrosciences Llc Plant imaging and spectral scanning system and method
CA2961204C (en) 2014-09-12 2023-01-03 Appareo Systems, Llc Non-image-based grain quality sensor
US10085379B2 (en) 2014-09-12 2018-10-02 Appareo Systems, Llc Grain quality sensor
JP5973521B2 (ja) * 2014-10-15 2016-08-23 株式会社クボタ 光学式穀粒評価装置
CN105044022B (zh) * 2015-08-06 2018-09-21 黑龙江大学 一种基于近红外光谱技术快速无损检测小麦硬度的方法及应用
CN105606559A (zh) * 2015-12-31 2016-05-25 深圳市芭田生态工程股份有限公司 一种利用光谱法测定农产品中植物蛋白的方法
JP6312721B2 (ja) * 2016-01-06 2018-04-18 株式会社クボタ コンバイン
JP6181780B2 (ja) * 2016-01-06 2017-08-16 株式会社クボタ コンバイン
CN105928900A (zh) * 2016-05-06 2016-09-07 安徽贝通智能科技有限公司 一种近红外谷物分析方法
DE102016110609A1 (de) 2016-06-08 2017-12-14 Blue Ocean Nova AG Sensorsystem und Verfahren zur prozessintegrierten optischen Analyse von Schüttgütern
SE1650816A1 (en) 2016-06-10 2017-11-21 Bomill Ab A detector system comprising a plurality of light guides and a spectrometer comprising the detector system
CN106323803A (zh) * 2016-08-16 2017-01-11 天津市农业质量标准与检测技术研究所 一种快速测定植源性农产品中粗纤维含量的方法
EA032805B1 (ru) * 2016-10-11 2019-07-31 Общество с ограниченной ответственностью "Аквар-систем" Инфракрасный отражательный влагомер кормовых сельскохозяйственных культур
CN107258211B (zh) * 2017-06-08 2022-10-28 浙江大学 收获谷物品质田间实时动态检测装置及测量方法
JP6650911B2 (ja) * 2017-07-19 2020-02-19 株式会社クボタ コンバイン
US10740893B2 (en) * 2017-09-05 2020-08-11 Vibe Imaging Analytics Ltd. System and method for automated grain inspection and analysis of results
CN107764767A (zh) * 2017-09-20 2018-03-06 农业部南京农业机械化研究所 实时检测联合收割机的谷物蛋白质和水分含量的方法
CN108181264B (zh) * 2017-12-29 2023-10-20 北京市农林科学院智能装备技术研究中心 用于漫反射光在农产品中辐射深度的测量系统
BR112020018993A2 (pt) * 2018-03-21 2020-12-29 10691976 Canada Ltd. Semeadora para um sistema de cultivo de cultura
US11240959B2 (en) * 2018-04-30 2022-02-08 Deere & Company Adaptive forward-looking biomass conversion and machine control during crop harvesting operations
US11376636B2 (en) 2018-08-20 2022-07-05 General Mills, Inc. Method of producing gluten free oats through hyperspectral imaging
US11254611B2 (en) 2018-11-02 2022-02-22 Gcp Applied Technologies Inc. Cement production
CN113439206A (zh) * 2019-01-24 2021-09-24 蓝立方科技有限公司 从移动的颗粒产品获得数据
RU189236U1 (ru) * 2019-02-25 2019-05-16 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр лубяных культур" (ФГБНУ ФНЦ ЛК) Устройство для измерения влажности тресты льна в рулонах
US11160208B2 (en) * 2019-04-29 2021-11-02 Deere & Company Method and apparatus for sensing crop material in a harvester
AU2020418569A1 (en) * 2019-12-29 2022-06-30 Surenut Pty Ltd A method for classification of an edible seed and a scanning device therefor
DE102020117069A1 (de) * 2020-06-29 2021-12-30 Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh Landwirtschaftliche Erntemaschine

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4260262A (en) * 1978-11-28 1981-04-07 Neotec Corporation Grain quality analyzer
US4266878A (en) * 1978-12-26 1981-05-12 Norlin Industries, Inc. Apparatus for measurement of soil moisture content
US4286327A (en) * 1979-09-10 1981-08-25 Trebor Industries, Inc. Apparatus for near infrared quantitative analysis
DE2938844A1 (de) * 1979-09-26 1981-04-23 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg Verfahren zur auswertung optischer spektren
US4540286A (en) * 1982-06-03 1985-09-10 Satake Engineering Co., Ltd. Apparatus for continuously measuring the degree of milling of grains
US4627008A (en) * 1984-04-25 1986-12-02 Trebor Industries, Inc. Optical quantitative analysis using curvilinear interpolation
US4692620A (en) * 1985-05-31 1987-09-08 Trebor Industries, Inc. Near infrared measuring instrument with sample holder
JPS6311841A (ja) * 1986-03-20 1988-01-19 Satake Eng Co Ltd 米の食味評価装置
US5206699A (en) * 1988-05-06 1993-04-27 Gersan Establishment Sensing a narrow frequency band of radiation and gemstones
US5218207A (en) * 1989-01-19 1993-06-08 Futrex, Inc. Using led harmonic wavelengths for near-infrared quantitative
US5241178A (en) * 1989-03-16 1993-08-31 John Shields Infrared grain analyzer with controllable measurement wavelength
US5021662A (en) * 1989-05-19 1991-06-04 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for real-time in-line material monitoring
US4997280A (en) * 1989-09-27 1991-03-05 Nirsystems Incorporated Spectrophotometric instrument with rapid scanning distortion correction
US5106339A (en) * 1990-02-12 1992-04-21 David Manufacturing Company Moisture monitor system and method for combine harvester
US5476108A (en) * 1990-04-05 1995-12-19 R. J. Reynolds Tobacco Company Method and apparatus for detecting foreign matter within a layer of tabacco
US5092819A (en) * 1990-05-17 1992-03-03 Schroeder Michael J Method and apparatus for qualitatively measuring characteristics of grain to be harvested
US5166755A (en) * 1990-05-23 1992-11-24 Nahum Gat Spectrometer apparatus
US5327708A (en) * 1991-02-28 1994-07-12 Gerrish Steven R Crop testing and evaluation system
SE468334B (sv) * 1991-04-23 1992-12-14 Peter Perten Saett och anordning foer infraroedanalys, speciellt avseende livsmedel
US5319200A (en) * 1991-06-05 1994-06-07 Zeltex, Inc. Rapid near-infrared measurement of nonhomogeneous samples
US5159199A (en) * 1991-08-12 1992-10-27 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Integrated filter and detector array for spectral imaging
US5258825A (en) * 1991-11-13 1993-11-02 Perten Instruments North America, Inc. Optical compositional analyzer apparatus and method for detection of ash in wheat and milled wheat products
US5736410A (en) * 1992-09-14 1998-04-07 Sri International Up-converting reporters for biological and other assays using laser excitation techniques
US5460177A (en) * 1993-05-07 1995-10-24 Diasense, Inc. Method for non-invasive measurement of concentration of analytes in blood using continuous spectrum radiation
US5642498A (en) * 1994-04-12 1997-06-24 Sony Corporation System for simultaneous display of multiple video windows on a display device
US5480354A (en) * 1994-11-03 1996-01-02 Loral Corporation Smart crop yield monitor
US5616851A (en) * 1995-09-29 1997-04-01 Farmex Inc. Ex-situ grain moisture analyzer for a combine
US5708273A (en) * 1996-05-09 1998-01-13 Foss Nirsystems, Inc. Transflectance probe having adjustable window gap adapted to measure viscous substances for spectrometric analysis and method of use
US5751421A (en) * 1997-02-27 1998-05-12 Pioneer Hi-Bred International, Inc. Near infrared spectrometer used in combination with a combine for real time grain analysis

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2483522C2 (ru) * 2007-11-10 2013-06-10 КЛААС Зельбстфаренде Эрнтемашинен ГмбХ Способ контроля качества убранной массы
RU2596970C2 (ru) * 2011-10-27 2016-09-10 КЛААС Зельбстфаренде Эрнтемашинен ГмбХ Сельскохозяйственная уборочная машина

Also Published As

Publication number Publication date
WO1999040419A1 (en) 1999-08-12
CN1184467C (zh) 2005-01-12
DE69826896T2 (de) 2005-11-24
CA2319524A1 (en) 1999-08-12
EP1053463A1 (en) 2000-11-22
EP1053463B1 (en) 2004-10-06
CN1284164A (zh) 2001-02-14
BR9815664A (pt) 2000-10-17
CA2319524C (en) 2006-08-01
JP2003526079A (ja) 2003-09-02
AU742843B2 (en) 2002-01-17
DE69826896D1 (de) 2004-11-11
US6100526A (en) 2000-08-08
AU6659098A (en) 1999-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2195644C2 (ru) Монитор для определения качества зерна
AU776035B2 (en) Integrated optics probe for spectral analysis
US6836325B2 (en) Optical probes and methods for spectral analysis
EP2188604B1 (en) Spectrometer for measuring moving sample material and the method
AU2001240121B2 (en) Optical probes and methods for spectral analysis
RU2383881C2 (ru) Спектрометрическая измерительная головка для уборочных и других сельскохозяйственных машин
US5751421A (en) Near infrared spectrometer used in combination with a combine for real time grain analysis
AU777591B2 (en) Integrated optics block for spectroscopy
CN108885166B (zh) 用于确定全血血红蛋白参数的分析物系统及方法
EP1063878B1 (en) Near infrared spectrometer used in combination with a combine for real time grain analysis
JP3451535B2 (ja) 土壌の光学特性測定装置
JPH07229840A (ja) 光学的測定方法及びその装置
WO2001046678A2 (en) Near infrared analysis of constituents
JPH06313754A (ja) 成分定量分析装置及び食味評価装置
MXPA00007642A (en) Grain quality monitor
HU212355B (en) Optical arrangement first of all for portable reflection spectrophotometer
JPH07218441A (ja) 分光分析装置