专利名称：包衣种子抗压强度测定的方法、装置及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及包衣种子检测技术，尤其涉及一种包衣种子抗压强度测定的方法、装置及系统。
背景技术：
包衣种子是种子经丸粒化技术处理得到的种子。种子丸粒化技术可以将小粒种子或者表面不规则的种子，通过制丸机将助剂和粉状惰性物质包裹在种子表面，在不改变原种子的生物学特性的基础上，增加种子的质量和体积，形成具有一定大小、一定强度、表面光滑的球形或准球形颗粒。包衣种子不仅可以使机械化播种得以实现，且能提高播种均匀，实现精确播种以及提高种子的发芽率和出苗整齐度，还具有省种、省工、省肥、省药、增产、节支的优点。在储存、搬运和作业等环节中，由于受到碰撞、挤压和摩擦等作用，丸粒化不完全、丸粒化质量差的包衣种子极易发生开裂或破碎，因此，抗压强度是包衣种子质量检验中的重要指标之一。目前，针对包衣种子的抗压强度还没有可行、精确且自动化的测定方法，普遍采用的方法是，将具有设定粒数的一批试样包衣种子放置于两块透明玻璃板间，在上层玻璃板上添加砝码，以人工观察的方式，观察包衣种子的开裂时机，并根据开裂时所加的砝码计算得到此批次包衣种子的抗压强度值。显而易见，现有的包衣种子抗压强度测定方法，检测效率和精度较低，并且耗费人力，因此，迫切需要提供一种能够精确、自动测定包衣种子抗压强度的方法。
发明内容
本发明提供一种包衣种子抗压强度测定的方法、装置及系统，以解决现有技术中包衣种子抗压强度测定效率低且精确度低的技术问题。为实现上述目的，本发明提供了一种包衣种子抗压强度测定的方法，包括:采集包衣种子承受的实时压力；监测所述实时压力变化，获取实时压力降低差值；根据所述实时压力降低差值，计算得到所述包衣种子的抗压强度值。本发明还提供了一种包衣种子抗压强度测定的装置，包括:压力采集模块，用于采集包衣种子承受的实时压力；识别模块，用于监测所述实时压力变化，获取实时压力降低差值；计算模块，用于根据所述实时压力降低差值，计算得到所述包衣种子的抗压强度值。此外，本发明还提供了一种包衣种子抗压强度测定的系统，包括测定实验台和控制器，其中，所述控制器包括本发明所提供的包衣种子抗压强度测定的装置；所述测定试验台包括机座单元、测试单元、移动单元和施压单元；所述机座单元包括底座、立板和延伸臂，所述立板设置在所述底座侧部，所述延伸臂一端与所述立板上端连接，所述延伸臂横向悬于所述底座上方；
所述测试单元包括放料皿、测试台和压力传感器，所述放料皿设置于所述测试台上，用以放置被测的包衣种子，所述压力传感器固定设置在所述测试台与所述底座之间，所述压力传感器将采集的压力信息发送至所述控制器；所述移动单元包括滑轨固定板、滑轨和移动平台，所述滑轨固定板与所述延伸臂固定连接，所述滑轨设置于所述滑轨固定板上且垂直于所述测试台，所述移动平台滑设在所述滑轨上；所述施压单元包括施压臂和施压平台，所述施压臂固定于所述移动平台上，所述施压平台与所述施压臂下端固定连接，设置于所述放料皿的正上方，所述施压单元随所述移动平台在竖直方向上下移动，以对所述放料皿中的包衣种子持续施加压力。本发明提供的包衣种子抗压强度测定的方法、装置及系统，解决了包衣种子抗压强度检测的精确度低和自动化低的问题，不仅提高了检测精度，提升了检测效率，且操作简便，减少人力投入。
图1为本发明实施例提供的包衣种子抗压强度测定的方法的流程图；图2为本发明实施例提供的包衣种子抗压强度测定的方法中步骤102的流程图；图3为本发明实施例提供的包衣种子抗压强度测定的方法中步骤103的流程图；图4为本发明实施例提供的抗压强度测定的装置的结构示意图；图5为本发明实施例提供的包衣种子抗压强度测定的系统的主视图；图6为图5所示包衣种 子抗压强度测定的系统的左视图；图7为图5所示包衣种子抗压强度测定的系统的俯视图。附图标记:1-底座；2-压力传感器；3-测试台；4_放料皿；5_光纤传感器固定块；6_光纤传感器；7-施压平台； 8-施压臂；9-移动平台；10-滑轨；11-电机；12-串口；13-电机固定板；14-滑轨固定板；15-上限位开关；16-触发块；17-下限位开关；18-延伸臂；19-立板；20-联轴器；21-丝杆；22-丝杆固定块；23-螺栓。
具体实施例方式图1为本发明实施例提供的包衣种子抗压强度测定的方法的流程图。如图1所示，本实施例的方法包括:步骤101、采集包衣种子承受的实时压力。具体的，包衣种子承受的压力为多个被测的包子种子经均匀施压后承受的压力，采集的包衣种子承受的实时压力可以是通过压力传感器实时采集，经信号调理模块进行模数转换、滤波和放大等处理后得到的数字信号。步骤102、监测所述实时压力变化，获取实时压力降低差值。
具体的，步骤101中采集的实时压力发生降低时，实时计算实时压力降低差值。在测定过程中，包衣种子承受连续的压力，实时压力的变化反映了包衣种子包衣状态的变化，若实时压力出现大幅度的降低，说明包衣种子的包衣开裂，因此，可以通过监测实时压力变化，以获取的实时压力降低差值作为计算抗压强度的依据。步骤103、根据所述实时压力降低差值，计算得到所述包衣种子的抗压强度值。通过对步骤102中得到的实时压力降低差值进行比对，判断包衣种子达到其所能承受的最大压力而发生开裂的时刻，对包衣种子开裂时刻的实时压力降低差值进行计算，从而得到包衣种子的抗压强度值。本实施例的包衣种子抗压强度测定的方法，通过对采集包衣种子承受的实时压力进行监测，获取实时压力降低差值，计算得到包衣种子的抗压强度值，能够显著提高包衣种子抗压强度指标测定的效率和精度，减少人力投入。进一步，图2为本发明实施例提供的包衣种子抗压强度测定的方法中步骤102的流程图，如图2所示，本实施例的包衣种子抗压强度测定的方法的步骤102具体包括:步骤102a、比较当前时刻压力值和前一时刻压力值，当所述当前时刻压力值小于所述前一采集时刻压力值时，设定所述前一时刻压力值为压力降低初始值。具体地，通过传感器采集的压力信号转化为实时的压力值，实时地对当前时刻压力值和前一时刻压力值进行比对，若当前时刻压力值小于上一采集时刻压力值时，说明压力值发生降低，包衣种子的包衣有可能发生破裂，此时，设定所述前一时刻压力值为压力降低初始值。步骤102b、根据压力降低初始值，计算得到所述实时压力降低差值。以压力降低初始值的时刻作为起始时刻，将压力降低初始值按时序减去之后采集的压力值得到实时压力降低差值。进一步，图3为本发明实施例提供的包衣种子抗压强度测定的方法中步骤103的流程图，如图3所示，本实施例的包衣种子抗压强度测定的方法的步骤103具体包括:步骤103a、实时比较所述实时压力降低差值和标定阈值，设定超出所述标定阈值的实时压力降低差值的压力降低初始值为压力临界值。当采集的压力值出现降低时，说明包衣种子的包衣发生了变化，但不能说明包衣种子达到其所能承受的最大压力，发生开裂，只有当实时压力降低差值超出标定阈值才能判定包衣种子开裂，因此，将步骤102中按时序得到的实时压力降低差值与压力阈值一一比对，当实时压力降低差值超出标定阈值时，可以判定包衣种子开裂，设定此实时压力降低差值的压力降低初始值为压力临界值。步骤103b、通过所述压力临界值除以所述包衣种子总粒数，得到所述包衣种子的
抗压强度值。由于被测的包衣种子受到相等的压力，因此，将步骤103a得到的压力临界值除以被测的包衣种子总粒数，得到包衣种子的抗压强度值。基于上述实施例提供的包衣种子抗压强度测定的方法，本发明还提供了一种包衣种子抗压强度测定的装置，图4为本发明实施例提供的包衣种子抗压强度测定的装置的结构示意图，如图4所示，本实施例的装置包括压力采集模块51、识别模块52和计算模块53。其中，压力采集模块51，用于采集包衣种子承受的实时压力；识别模块52，与压力采集模块51连接，用于监测所述实时压力变化，获取实时压力降低差值；计算模块53，与识别模块52连接，用于根据所述实时压力降低差值，计算得到所述包衣种子的抗压强度值。本实施例的装置的各功能模块可用于执行上述方法实施例提供的如图1所示的流程，其具体工作原理不再赘述，详见上述方法实施例的描述。本实施例的装置，通过对采集包衣种子承受的实时压力进行监测，获取实时压力降低差值，计算得到包衣种子的抗压强度值，实现了包衣种子抗压强度的精确化和自动化测定，不仅提高了检测精度，提升了检测效率，且操作简便，解放了人力。进一步，本实施例的识别模块52具体用于比较当前时刻压力值和前一时刻压力值，当所述当前时刻压力值小于所述前一采集时刻压力值时，设定所述前一时刻压力值为压力降低初始值；根据压力降低初始值，计算得到所述实时压力降低差值。识别模块52用于执行上述方法实施例提供的步骤102的具体实施方式
，其具体工作原理不再赘述，详见上述方法实施例的描述。更进一步，本实施例的计算模块53具体用于实时比较所述实时压力降低差值和标定阈值，设定超出所述标定阈值的实时压力降低差值的压力降低初始值为压力临界值；通过所述压力临界值除以所述包衣种子总粒数，得到所述包衣种子的抗压强度值。计算模块53的功能单元可用于执行上述方法实施例提供的步骤103的实施方式的流程，其具体工作原理不再赘述，详见上述方法实施例的描述。本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括:R0M、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。基于上述实施例提供的包衣种子抗压强度测定的装置，本发明还提供了一种包衣种子抗压强度测定的系统。图5为本发明实施例提供的包衣种子抗压强度测定的系统的主视图；图6为图5所示包衣种子抗压强度测定的系统的左视图；图7为图5所示包衣种子抗压强度测定的系统的俯视图。结合图5、图6、图7所示，本实施例的系统包括测定试验台和控制器，其中，控制器包括本发明任意实施例所提供的包衣种子抗压强度测定的装置。测定实验台包括机座单元、测试单元、移动单元和施压单元。机座单元包括底座1、立板19和延伸臂18，立板19设置在底座I侧部，延伸臂18一端与立板19上端连接,延伸臂横向悬于底座I上方。测试单元包括放料皿4、测试台3和压力传感器2，测试台3上可以设置有等边三角形的凹槽，放料皿4内放置有被测的包衣种子，放料皿4可以为等边三角形状，放料皿4与测试台3的等边三角形凹槽相配合并设置于测试台3上，可以针对不同粒径大小的包衣种子，更换与测试台3配套的放料皿4，压力传感器2固定设置在测试台3与底座I之间，压力传感器2将采集的压力信息发送至控制器。移动单元包括滑轨固定板14、滑轨10和移动平台9，滑轨固定板14与延伸臂18固定连接，滑轨10设置于滑轨固定板14上且垂直于测试台3，移动平台9滑设在滑轨10上，滑轨10与移动平台9嵌套连接。施压单元包括施压臂8和施压平台7，施压臂8固定于移动平台9上，施压平台7与施压臂8下端固定连接，设置于放料皿4的正上方，施压单元随移动平台9在竖直方向上下移动，以对放料皿4中的包衣种子持续施加压力，放料皿4中的包衣种子均承受了等同的压力。压力传感器2与控制器之间还可以连有信号调理模块，压力传感器2实时采集被测试的包衣种子承受的压力，控制器接收经模数转换后的压力信息，压力信息经控制器处理、比较和计算后得到所测试的包衣种子的压力强度值。本实施例提供的包衣种子抗压强度测定的系统，使包衣种子抗压强度的精确化和自动化测定得以实现，不仅提高了检测精度，提升了检测效率，且操作简便，解放了人力。进一步，移动单元还包括电机11和丝杆21，丝杆21 —端与电机11输出轴连接，丝杆21的螺母设置在移动平台9上，电机11用于接收控制器发送的控制信号驱动丝杠21转动，通过螺母驱动所述移动平台9在滑轨10上移动。具体地，电机11优选的是步进电机，丝杆21上端可以通过联轴器20与电机11输出轴连接，可以将两个丝杆固定块22固定设置在滑轨固定板15之上，丝杠固定块22内部设置有轴承，丝杆21上、下两端分别与两个丝杆固定块22内的轴承配合，丝杆21的螺母与移动平台9固定连接，电机11驱动丝杠21转动，通过丝杠21的螺母驱动移动平台9在滑轨10上移动。此外，电机11并不局限于步进电机，还可选用能输出直线运动的电机。电机11的电机驱动器通过串口 12与控制器连接，用于接收控制器发送的电机控制信号，以驱动所移动平台9沿滑轨11移动，进而实现施压平台7对放料皿4中的包衣种子持续施加压力。更进一步，施压单元还包括光纤传感器6，光纤传感器6通过两个光纤传感器固定块5对称固定于施压平台7两侧端部，光纤传感器6感应到包衣种子后，控制器接收经信号调理模块处理后的触发信号，以使控制器控制电机11减速。通过光纤传感器6控制电机11以缓慢的速度转动，保证施压平台7柔性接触被测的包衣种子，使被测的包衣种子得到更均匀的施压过程。再进一步，放料皿4内均匀分布有多个用于放置包衣种子的凹陷。优选的是，放料皿4三个角上各设置有一个平底凹槽，且三个平底凹槽连线为等边三角形，根据三点一面原理，以使放于三个平底凹槽中的包衣种子可以均匀受力，可以针对不同粒径大小的包衣种子，制作不同大小平底凹槽的放料皿4。此外，测定试验台还可包括限位单元，用于控制移动平台9行程，限位单元包括上限位开关15、触发块16和下限位开关17，其中，上限位开关15和下限位开关17上下间隔设置在滑轨固定板14侧面，触发块16设置在移动平台9侧面且位于上限位开关15和下限位开关17之间。上限位开关15和下限位开关17通过串口 12与控制器连接，触发块16用于感应上限位开关15或下限位开关17，控制器接收触发信号，以控制移动平台9停止移动，防止电机11过载，保护电机11在安全移动范围内工作。最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。
权利要求
1.一种包衣种子抗压强度测定的方法，其特征在于，包括: 采集包衣种子承受的实时压力； 监测所述实时压力变化，获取实时压力降低差值； 根据所述实时压力降低差值，计算得到所述包衣种子的抗压强度值。
2.根据权利要求1所述的包衣种子抗压强度测定的方法，其特征在于，所述监测所述实时压力变化，获取实时压力降低差值包括: 比较当前时刻压力值和前一时刻压力值，当所述当前时刻压力值小于所述前一采集时刻压力值时，设定所述前一时刻压力值为压力降低初始值； 根据压力降低初始值，计算得到所述实时压力降低差值。
3.根据权利要求1所述的包衣种子抗压强度测定的方法，其特征在于，根据所述实时压力降低差值，计算得到所述包衣种子的抗压强度值包括: 实时比较所述实时压力降低差值和标定阈值，设定超出所述标定阈值的实时压力降低差值的压力降低初始值为压力临界值； 通过所述压力临界值除以所述包衣种子总粒数，得到所述包衣种子的抗压强度值。
4.一种包衣种子抗压强度测定的装置，其特征在于，包括: 压力采集模块，用于采集包衣种子承受的实时压力； 识别模块，用于监测所述实时压力变化，获取实时压力降低差值； 计算模块，用于根据所述实时压力降低差值，计算得到所述包衣种子的抗压强度值。
5.根据权利要求4所述的包衣种子抗压强度测定的装置，其特征在于，所述识别模块具体用于: 比较当前时刻压力值和前一时刻压力值，当所述当前时刻压力值小于所述前一采集时刻压力值时，设定所述前一时刻压力值为压力降低初始值； 根据压力降低初始值，计算得到所述实时压力降低差值。
6.根据权利要求4所述的包衣种子抗压强度测定的装置，其特征在于，所述计算模块具体用于: 实时比较所述实时压力降低差值和标定阈值，设定超出所述标定阈值的实时压力降低差值的压力降低初始值为压力临界值； 通过所述压力临界值除以所述包衣种子总粒数，得到所述包衣种子的抗压强度值。
7.一种包衣种子抗压强度测定的系统，其特征在于，包括测定实验台和控制器，所述控制器包括权利要求4-6任一所述的包衣种子抗压强度测定的装置；所述测定试验台包括机座单元、测试单元、移动单元和施压单元； 所述机座单元包括底座、立板和延伸臂，所述立板设置在所述底座侧部，所述延伸臂一端与所述立板上端连接，所述延伸臂横向悬于所述底座上方； 所述测试单元包括放料皿、测试台和压力传感器，所述放料皿设置于所述测试台上，用以放置被测的包衣种子，所述压力传感器固定设置在所述测试台与所述底座之间，所述压力传感器将采集的压力信息发送至所述控制器； 所述移动单元包括滑轨固定板、滑轨和移动平台，所述滑轨固定板与所述延伸臂固定连接，所述滑轨设置于所述滑轨固定板上且垂直于所述测试台，所述移动平台滑设在所述滑轨上；所述施压单元 包括施压臂和施压平台，所述施压臂固定于所述移动平台上，所述施压平台与所述施压臂下端固定连接，设置于所述放料皿的正上方，所述施压单元随所述移动平台在竖直方向上下移动，以对所述放料皿中的包衣种子持续施加压力。
8.根据权利要求7所述的包衣种子抗压强度测定的系统，其特征在于，所述移动单元还包括电机和丝杆，所述丝杆一端与所述电机输出轴连接，所述丝杆的螺母设置在所述移动平台上，所述电机用于接收所述控制器发送的控制信号驱动丝杠转动，通过所述螺母驱动所述移动平台在所述滑轨上移动。
9.根据权利要求8所述的包衣种子抗压强度测定的系统，其特征在于，所述施压单元还包括光纤传感器，所述光纤传感器固定设置于施压平台两侧端部，所述光纤传感器感应到所述包衣种子后向所述控制器发送触发信号，以使所述控制器控制所述电机减速。
10.根据权利要求7 9任一所述的包衣种子抗压强度测定的系统，其特征在于，所述放料皿内均匀分布有多个用于放置所述包衣种子的凹陷。
11.根据权利要求7 9任一所述的包衣种子质量测定的系统，其特征在于，还包括用于控制所述移动平台行程的限位单元； 所述限位单元包括上限位开关、触发块和下限位开关；所述上限位开关和下限位开关上下间隔设置在所述滑轨固定板侧面，所述触发块设置在所述移动平台侧面且位于所述上限位开关和下限位开关之间； 所述触发块用于感应所述上限位开关或下限位开关，并向所述控制器发送触发信号，以控制所述移动平台停止移动。
全文摘要
本发明提供一种包衣种子抗压强度测定的方法、装置及系统，其中，包括采集包衣种子承受的实时压力；监测所述实时压力变化，获取实时压力降低差值；根据所述实时压力降低差值，计算得到所述包衣种子的抗压强度值。本发明提供一种包衣种子抗压强度测定的方法、装置及系统，解决了包衣种子抗压强度检测的精确度低和自动化低的问题，不仅提高了检测精度，提升了检测效率，且操作简便，减少人力投入。
文档编号G01N3/08GK103091166SQ20131002025
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月18日 优先权日2013年1月18日
发明者张睿, 王秀, 赵春江, 马伟, 邹伟, 范鹏飞 申请人:北京农业信息技术研究中心