专利名称：一种稻种色选机的光学系统的制作方法
技术领域：
本实用新型主要涉及稻种色选机技术领域，尤其涉及一种稻种色选机的光学系统。
背景技术：
目前，在制作稻种，特别是杂交水稻制种过程中，多采用父母本育种方式制作稻种。因为只有母本稻谷适合作为稻种，所以目前育种一般采取父本和母本隔行种植、分开收割的方式，以避免作为稻种的母本稻谷中混入父本稻谷，进而保证成品稻种质量。此种父本和母本隔行种植、分开收割的方式使得大部分制种企业在稻种的种植和收割时只能采用人工作业，以保证成品稻种的质量。但由于人工作业存在生产效率低、产能受限，人工成本增力口、制种企业生产成本剧增，另外，操作人员存在个体差异、稻种质量受人为因素影响严重等诸多问题。因此，很多制种企业对机械化制种的需求日益强烈。常用的机械化制种方式是采用播种机、收割机、脱粒机等机械化设备进行播种、收割、脱粒。但是，对于稻种制种，因为存在父本稻谷与母本稻种分选问题，所以一直未能采用机械化方式进行制种。要实现稻种的机械化制种，主要问题就是如何实现父本稻谷和母本稻种的机械化分选。色选机是一种根据物料光学特性的差异，利用光电技术将颗粒物料中的异色颗粒自动分拣出来的设备，具有智能化、高精度、大产量等特点，是实现稻种机械化制种的有效设备。但是，要实现稻种的机械化制种，需要解决如下两个问题I.对优质稻种(母本)和普通稻谷(父本)设计稃色标记，让它们有明显的颜色差异，以利于后续用光电色选机进行分选目前此设计已经成功，具体方法见中国专利“一种具有隐性标记杂交水稻的育种方法(ZL03131697. 2)”的。2.研制适用稻种的色选机在稻种播种、收割过程中，因为混入杂草等种子，异类果实数目会大增，特别是采 用父母本育种方式时，必须将父本稻谷和母本稻种进行有效分离，因此稻种色选机对色选精度提出了严格的要求。目前，市场上现有的色选机在对稻种进行色选时，色选效果并不理想，色选精度远不能满足制种作业的要求，究其原因，主要是因为现有的色选机在设计时没有根据父本稻谷和母本稻种的光谱特性差异采用合适的光源、光学传感器系统和背景板，造成识别率低，分选效果差。而要得到父本稻谷和母本稻谷的光谱特性差异，需要对众多种类的稻谷、稻种进行收集、分析。实用新型内容本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种稻种色选机的光学系统，它识别效率闻，为提闻色选机的分选效果提供了良好条件。本实用新型是通过以下技术方案实现的—种稻种色选机的光学系统,包括有分选室机体，分选室机体内设有物料通道，其特征在于所述分选室机体内位于物料通道的两侧部位均设有相互配合的光源、背景板和光学传感器系统，每个光学传感器系统的镜头外设有光学带通滤光片，所述光源为可以发出波长为530nm-630nm光线的光源；所述背景板为反射波长为530nm-630nm的光线时反射能力> 80%的背景板；所述光学传感器系统为接收波长为530nm-630nm的光线时的透光能力> 90%的CCD光学传感器系统；所述光学带通滤光片为接收波长为530nm-630nm的光线时透光能力> 50%的光学带通滤光片。—种稻种色选机的光学系统，其特征在于所述光源为发出波长为580nm光线的光源。所述光源米用能够发出包含波长在530nm-630nm之间的光线的光源；优选的,米用能够发出光线波长集中在580nm的光源。所述光学传感器系统米用对波长在530nm-630nm之间光线感光能力最强的(XD光学传感器系统，优选的，米用对波长为580nm光线感光能力最强的CCD光学传感器系统；且光学传感器系统应与光源相配套，即CCD光学传感器系统应对光源发出的最强波长最敏感。所述背景板采用对波长在530nm-630nm之间光线反射能力最强的背景板,优选的，对波长为580nm光线反射能力最强；且背景板应与光源相配套，即背景板对光源发出的最强波长反射能力最强。还包括光学带通滤光片，该光学带通滤光片对波长在530nm-630nm之间光线透光能力最强，对波长在530nm-630nm以外的光线遮光能力最强,优选的,对波长为580nm光线透光能力最强，对波长为580nm以外光线遮光能力最强，且该光学带通滤光片应与光源相配套，即光学带通滤光片对光源发出的最强波长透光能力最强，对光源发出的最强波长以外光线的遮光能力最强。本实用新型的优点是本实用新型结构简单，设计合理，利用光学带通滤光片结合合适的光源和背景板，利用稻种吸收谱中差异最大的位置，提高了相对于普通色选装置更大的分辨能力，能有效提闻稻种的色选精度，减少不良稻种的含量，大幅度提闻稻种的质量。
图I :具有褐色标记稻种及普通稻谷光谱分析图；图2 :波长和敏感度及光学传感器系统光电子感应能力的曲线示意图；图3 :光源发光能力与波长的曲线示意图；图4 :背景板反射光的波长曲线示意图；图5 :滤光片波长通过能力曲线示意图；图6 :本实用新型的结构示意图。附图标号1、光学传感器系统；2、光学带通滤光片；3、背景板；4、光源；5、物料通道；6、分选室机体具体实施方式
—种稻种色选机的光学系统,包括有分选室机体6,分选室机体6内设有物料通道5，分选室机体6内位于物料通道5的两侧部位均设有相互配合的光源4和背景板3，每个背景板3的外侧均设有光学传感器系统1，每个光学传感器系统I的镜头外设有光学带通滤光片2，所述光源4为可以发出波长为580m光线的光源；所述背景板3为反射波长为530nm-630nm的光线时反射能力> 80%的背景板；所述光学传感器系统I为接收波长为530nm-630nm的光线时的透光能力> 90%的C⑶光学传感器系统；所述光学带通滤光片2为接收波长为530nm-630nm的光线时透光能力> 50%的光学带通滤光片。采集我国稻米主要产区华南、东北和长江流域采集的196份稻谷和28份具有褐色标记的稻种，并逐一进行了光谱分析，获得了相应的光谱曲线图。图I给出的6种典型褐色标记稻种和6种典型普通稻谷的光谱曲线图“具有褐色标记稻种及其普通稻谷光谱分析图”，图中线条⑦、⑧、⑨、a、b和c为褐色标记稻种的光谱曲线，线条①、②、③、④、⑤和⑥为普通稻谷的光谱曲线。由该图可知，在530nm-630nm光谱波长区间，具稃色标记的优 质稻种和普通稻谷的反射差异最大，这就意味着，在该光谱波长区间，具稃色标记的优质稻种和普通稻种、普通稻谷最容易进行区分判别。图I是根据采用光谱仪对优质稻种和普通异色稻谷进行光谱测试产生数据绘制出的整体光谱图，通过对光谱图的分析，得出在520nm-630nm光谱的条件下，具稃色标记稻种和普通稻谷的反射差异最大，本实施例以该范围中心的580nm波长为例进行描述。光学传感器系统I是根据图I所示的“具有褐色标记稻种及普通稻谷光谱分析图”和图2所示的“波长和敏感度及光学传感器系统光电子感应能力的曲线示意图”选择的一款适用本实用新型技术方案的一款黑白线阵CCD光学传感器系统，在本实施例中，该光学传感器系统对波长为580nm光线的感应能力最强。光源4是根据图I所示的“具有褐色标记稻种及普通稻谷光谱分析图”和图3所示的“光源发光能力与波长的曲线示意图”，选择的一款适用本实用新型技术方案的灯管，在本实施例中，该光源发出580nm波长光线的能力最强。背景板3是根据图I所示的“具有褐色标记稻种及普通稻谷光谱分析图”和图4所示的“背景板反射光的波长曲线示意图”选择的一款适用本实用新型技术方案的背景板，在本实施例中，该背景板对波长为580nm的光线反射能力最强。光学带通滤光片2是根据图I所示的“具有褐色标记稻谷及普通稻种光谱分析图”和图5所示的“滤光片波长通过能力曲线示意图”选择的一款适用本实用新型技术方案的光学带通滤光片，在本实施例中，该光学带通滤光片对于波长为580nm的光线透光能力最强，对波长在580nm以外的光线具有良好的阻挡效果。
权利要求1.一种稻种色选机的光学系统，包括有分选室机体，分选室机体内设有物料通道，其特征在于所述分选室机体内位干物料通道的两侧部位均设有相互配合的光源、背景板和光学传感器系统，每个光学传感器系统的镜头外设有光学带通滤光片，所述光源为可以发出波长为530nm-630nm光线的光源。
2.根据权利要求I所述的ー种稻种色选机的光学系统，其特征在于所述光源为发出波长为580nm光线的光源。
3.根据权利要求I所述的ー种稻种色选机的光学系统，其特征在于所述背景板为反射波长为530nm-630nm的光线时反射能力彡80%的背景板。
4.根据权利要求3所述的ー种稻种色选机的光学系统，其特征在于所述光学带通滤光片为接收波长为530nm-630nm的光线时透光能力> 50%的光学带通滤光片。
5.根据权利要求4所述的ー种稻种色选机的光学系统,其特征在于所述光学传感器系统为接收波长为530nm-630nm的光线时的透光能力> 90%的CXD光学传感器系统。
专利摘要本实用新型公开了一种稻种色选机的光学系统，包括有分选室机体，分选室机体内设有物料通道，分选室机体内位于物料通道的两侧部位均设有相互配合的光源和背景板，每个背景板的外侧均设有光学传感器系统，每个光学传感器系统的镜头外设有光学带通滤光片，所述光源为可以发出波长为530nm-630nm光线的光源；所述背景板为反射波长为530nm-630nm的光线时反射能力≥80%的背景板；所述光学传感器系统为接收波长为530nm-630nm的光线时的透光能力≥90%的CCD光学传感器系统；所述光学带通滤光片为接收波长为530nm-630nm的光线时透光能力≥50%的光学带通滤光片。本实用新型利用光学带通滤光片结合合适的光源和背景板，利用稻种吸收谱中差异最大的位置，提高了相对于普通色选装置更大的分辨能力，能有效提高稻种的色选精度。
文档编号B07C5/342GK202377204SQ20112051421
公开日2012年8月15日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者伍宏兵, 常宏, 蒋晓魁 申请人:合肥美亚光电技术股份有限公司