裂颖水稻种子声学检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种利用水稻种子声学特性对水稻种子裂颖缺陷进行检测的装置。
【背景技术】
[0002]裂颖水稻种子指水稻种子成熟过程中颖壳产生开口程度不同的裂缝，导致内部糙米与外部空气直接接触，在外界高温、湿气和细菌等影响下加速种子老化，甚至丧失种子活力。
[0003]水稻是中国的第一大粮食作物，播种面积占全国粮食作物的1/4，而产量则占一半以上，栽培历史已有6000-7000年，为重要粮食作物。种子的发芽率是种子生活力的一种具体体现，也是种子质量的一个关键性指标。水稻种子在成熟过程中不可避免会产生稻壳的裂颖，内部糙米籽粒产生裂纹，出现裂颖和裂纹之后，不可避免的影响种子发芽性能，包括活力降低、发芽势和发芽率降低，秧苗品质降低，甚至最终影响水稻产量。对水稻种子裂颖的检测不仅能有效的控制水稻的发芽率，而且有效的促进水稻幼苗的生长优势和后续水稻产量。
[0004]现阶段水稻种子裂颖检测方法有水选法和图像处理方法。水选法，裂颖种子在水中易漂浮在水面上，而未裂颖种子沉积在底部。图像处理方法，采集水稻种子数字图像，并对数字图像进行处理得到裂颖水稻种子裂颖信息，从而分离出裂颖和非裂颖种子。水选法仅能用于即将播种育苗的水稻种子，而图像处理方法必须保证裂颖一侧正对照相设备，因此目前这两种方法存在很大缺陷，实际很难应用于实际生产进行水稻种子裂颖检测和分选。
[0005]因此本发明裂颖水稻种子声学检测装置能够根据裂颖水稻种子与非裂颖水稻种子下落碰撞声学特性差异，检测出裂颖水稻种子，并且分选出裂颖水稻种子。本发明装置可用于农业生产中裂颖水稻种子的检测和分选处理。
【发明内容】
[0006](一 )要解决的技术问题
[0007]针对上述裂颖水稻种子难于检测的问题，本发明的目的是提供一种裂颖水稻种子检测装置:利用裂颖水稻种子和非裂颖水稻种子下落与碰撞板碰撞声学特性差异，经过计算机对声学信号处理，得到裂颖与非裂颖水稻种子声学差异阈值，利用此声学差异阈值执行机构把裂颖与非裂颖水稻种子分离，从而达到检测和分选裂颖和非裂颖水稻种子的目的。
[0008]( 二)技术方案
[0009]为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案:一种裂颖水稻种子检测装置，其包括以下部件组成:
[0010](1)单粒水稻种子下落系统；(2)水稻种子下落碰撞声音采集系统；(3)裂颖水稻种子与非裂颖种子分选系统；(4)水稻种子下落碰撞高度调节系统；(5)声音传感器与碰撞平板之间距离调节系统；(6)连接支架。
[0011](1)单粒水稻种子下落系统，由电磁振动给料装置、溜槽和漏斗组成。采用电磁振动原理设计一振动给料装置，此装置能够通过调节机构调节振动给料的频率和振幅，从而保证每粒种子能够按照一定时间间隔依次均匀给料和种子下落，保证了声音采集装置采集信号的连续性和生产实验效率。
[0012](2)水稻种子下落碰撞声音采集系统，由声音传感器、倾斜碰撞板、隔音装置和计算机组成。选用3个同心放置的PVC管，直径分别为外管110mm、中管75mm、内管50mm，并且在各管之间合适的空间位置填入泡沫剂，从而起到隔绝外部噪音的效果。Φ50πιπι的PVC管放置在最里面，并在其中放置声音传感器，管子可上下移动来调整声音传感器与碰撞板(玻璃板、金属板)之间的距离。3个PVC管上端被切割成30°的倾斜面，碰撞板安装在此管子组倾斜面上，以保证水稻种子在撞击碰撞板(玻璃板、金属板)之后进入裂颖与非裂颖水稻种子分尚系统。
[0013](3)裂颖水稻种子与非裂颖种子分选系统，由气吹装置、计算机和接种盒组成。裂颖和非裂颖种子与碰撞板碰撞声音经声音传感器采集声音信号，声音信号数据经计算机处理判断种子是否裂颖，与此同时分离系统根据计算机判断的种子裂颖和非裂颖情况信息执行分离动作把裂颖与非裂颖种子分离。
[0014](4)水稻种子下落碰撞高度调节系统，由丝杆螺旋机构、导轨滑道和双向推力球轴承组成。水稻种子下落碰撞声音采集系统安装在一能够上下移动的调节机构上部，从而达到调节水稻种子下落位置与碰撞板之间距离即下落高度的目的，此系统通过丝杆机构旋转运动转化成丝杆推动上部双向推力球轴承上固定平板上下移动，从而实现固定平板上安装的水稻种子下落碰撞声音采集系统隔音同心PVC管上下移动，与此同时为保证固定平板及其上安装的水稻种子下落碰撞声音采集系统的直线移动稳定性，在丝杆两边设有两个导轨，导轨上端与固定平板固结，导轨滑块与丝杆螺母在下端固结在连接支架上。
[0015](5)声音传感器与碰撞平板之间距离调节系统，由隔音管支撑台、轴承座固定板和支撑台侧板组成。由于声音传感器与碰撞板之间的距离也是影响裂颖与非裂颖种子声音信号特征的关键因素，通过安装声音传感器Φ 50mm的PVC管子上下移动来调整传感器与碰撞板(玻璃板、金属板)之间的距离，调节时通过在固定板上部与放置外两层隔音PVC管子平板之间设置一空间固定距离，通过在此空间增加或减少不同厚度垫块而调节内管中声音传感器与碰撞板之间的距离。
[0016](6)连接支架，由四根铝塑型材组成。为保证整体系统工作的协调性和稳定性特设计制作一连接支架，连接支架为铝塑型材，通过下固定板与型材固结，下固定板通过四个连接螺钉与丝杆螺母固结，从而保证丝杆螺旋运动转化成上部隔音装置上下直线移动，与此同时导轨滑块通过一侧板与连接支架型材固结，从而保证导轨在滑道中上下直线移动。
[0017]该装置工作过程为，单粒水稻种子下落系统完成种子下落，将一定量需要进行裂颖和非裂颖识别和分选水稻种子放入振动给料装置，打开振动给料装置，并调整振动给料装置振幅和频率，使每粒水稻种子以一定时间间隔均匀给料；种子经振动给料装置和溜槽进入漏斗，经漏斗进一步匀速使种子按照一定速度垂直下落，下落距离由声音传感器与碰撞平板之间距离调节系统完成；下落水稻种子与倾斜碰撞板碰撞后，由具有隔音功能的水稻种子下落碰撞声音采集系统采集声音信号，经计算进行信号实时处理获得水稻种子是否裂颖信息，传输信号至裂颖种子与非裂颖种子分选系统对裂颖和非裂颖水稻种子执行分选动作，从而完成水稻种子裂颖和非裂颖的识别和分选功能；为获得最佳裂颖和非裂颖种子声音信号分离阈值和适应粳稻和籼稻不同品种裂颖和非裂颖种子的识别，设计了声音采集装置与碰撞平板之间距离调节系统和水稻种子下落碰撞高度调节系统。
[0018]本发明由于采用以上技术方案，其具有以下优点:1、本发明由于采用了丝杆调节机构，可以方便、快速、准确调节水稻种子下落撞击到玻璃板(金属板)的距离。2、由于采用了 3个同心的PVC管，隔音外部噪音的效果得到保证。3、本发明基于水稻撞击在玻璃板(金属板)是在一定的小区域内，并不是每次都能固定的撞击在同一个点上，因此采用了全方位的声音传感器，对实验结果的影响很小，准确度高。
[0019](三)有益效果
[0020]本发明利用水稻裂颖种子与非裂颖种子之间声学特性差异原理，设计了一种能够准确获取水稻种子下落与平板碰撞声学信号的装置，该装置由6部分组成，(1)单粒水稻种子下落系统；(2)水稻种子下落碰撞声音采集系统；(3)裂颖水稻种子与非裂颖种子分选系统；(4)水稻种子下落碰撞高度调节系统；(5)声音传感器与碰撞平板之间距离调节系统；
(6)连接支架。通过本发明的裂颖水稻种子声学检测装置获取的水稻种子声学信号，经计算机信号处理可识别出裂颖和非裂颖水稻种子，既可用于裂颖水稻种子检测，又可用于生产中裂颖水稻种子分选。
【附图说明】
[0022]图1是本发明装置结构示意图；
[0023]图2是图1的俯视结构示意图；
[0024]图3是水稻种子下落碰撞高度调节系统中丝杆螺旋上升机构和导轨滑道部分结构示意图；
[0025]图4是声音采集隔音装置的结构示意图。
[0026]图中:1.连接支架、2.丝杆轴承及其轴承座、3.隔音同心PVC管、4.倾斜碰撞板、
5.振动给料装置、6.漏斗、7.接种盒、8.声音传感器、9.中间隔音管声音传感器上下移动调节孔、10.隔音管调节丝杆、11.隔音管稳定导轨滑道、12.裂颖种子分选气吹系统、13.计算机处理系统、14.滑道固定侧板、15.丝杆螺母固定板、16.丝杆轴承固定板、17.支撑台侧板、18.隔首系统支撑台。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和实施案例对本发明装置进行详细的描述。
[0029]单粒水稻种子下落系统(如图1所示)，采用电磁振动原理设计一一自动单粒振动给料装置5，此装置能够通过调节机构调节电磁振动给料的激振器频率和振幅，从而保证每粒种子能够按照一定时间间隔依次均匀给料和种子下落，保证了声音采集装置采集信号的连续性和生产实验效率。
[0030]自动单粒振动给料装置5，位于整个机构系统的顶部。启动自动单粒振动给料装置，水稻种子从给料料槽中依次落入溜槽和接种漏斗6中。水稻种子经过溜槽和漏斗速度缓冲后，从漏斗底部漏管以一定速度下落，下落一定高度(距离)后直接撞击在声音采集碰撞板(玻璃板或金属板)4上。
[0031]水稻种子下落碰撞声音采集系统(图1中3或详见图4所示)，选用3个同心放置的PVC管，直径分别为110mm(外管)、75mm(中管)、50mm(内管)，并且在各管之间合适的空间位置填入泡沫剂，从而起到隔绝外部噪音的效果，外管和中管长度一致，并同心通过泡沫剂固结，内管与中管间一定位置处填充泡沫剂，但内管可与中管相对移动，此为隔音装置；Φ 50mm的PVC管放置在最里面，内部填充泡沫剂且中间开孔，并在其孔中放置声音传感器8和通讯线路，从而起到隔绝外部噪音的效果。Φ50_的PVC管子可以相对外部两层管上下移动以此来调整传感器8到碰撞板(玻璃板或金属板)4之间的距离；3个PVC管被切割一个30°的倾斜面，碰撞板安装在管子倾斜面上，以保证水稻种子在撞击碰撞板(玻璃板或金属板)之后进入水稻种子分选系统分选出裂颖与非裂颖种子。