一种薄面激光中小粒径种子流传感装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于农业种子颗粒传感检测技术领域，具体涉及一种薄面激光中小粒径种子流传感装置。该传感装置包括：入种口、导种管、激光发射模组、光电接收器、出种口、信号采集系统、供电单元以及封装外壳。排种器投种口下落的种子流经过入种口进入检测区域，遮挡照射向所述光电接收器的薄面激光的小部分光路，使输出电压信号产生扰动，通过所述信号采集系统的处理从而实现种子流的数字化。本发明专利技术提供的传感装置具有较高的检测准确率和优良的经济实用性，能为中小粒径种子(如油菜、小麦、玉米种子等)精量排种器排种性能(播量、排种频率、漏播、合格指数等)检测提供技术支撑。

A thin surface laser seed flow sensing device with small size particle size

The invention belongs to the technical field of agricultural seed particle sensing detection, in particular to a thin surface laser small particle size seed flow sensing device. The sensing device includes: seed inlet, seeding tube, laser transmitter module, photoelectric receiver, seed outlet, signal acquisition system, power supply unit and package case. Metering device for investment export falling into the seed seed flow through the mouth into the detection area, sheilding to a small group of optical thin surface laser the photoelectric receiver, the output voltage signal is disturbed by processing the digital signal acquisition system in order to achieve seed flow. The measuring device provided by the invention has high accuracy and good economic utility, for small size seeds (such as rape, wheat, corn and other seeds) precision seedmeter performance (seeding rate, seeding frequency, leakage sowing, qualified index etc.) to provide technical support for detection.

【技术实现步骤摘要】
一种薄面激光中小粒径种子流传感装置
本专利技术涉及农业种子颗粒传感检测
，尤其涉及一种薄面激光中小粒径种子流传感装置。
技术介绍
机械化精量播种能够降低劳动强度、提高作业效率、增加农民收入，是智能农机发展的重要环节。播种过程中排种器排种质量监测、漏播检测、播量监测、播种状态图生成是精量播种智能化发展的趋势，而实现这些功能必须依靠能够实时精准采集排种频率、排种时间间隔、排种总量等排种信息的种子流传感装置作为支撑。目前现有用于排种检测的光电检测器主要是基于光电收发传感器依靠种子通过隔断光路实现对种子的感应而完成种子流的检测，这类传感器针对玉米、大豆、小麦、水稻等大中粒径种子可以实现检测。但对于粒径较小、排种频率较高的中小粒径种子排种检测，由于存在一定的检测盲区而导致漏检，以及由于种子通过光路时间较长，导致检测时间分辨率低而出现相隔较近的两粒或多粒种子难以被分辨等问题，最终导致难以实现对中小粒径种子流的精准检测。
技术实现思路
因此，针对以上存在的问题，本专利技术提供一种薄面激光中小粒径种子流传感装置，能够实现对种子流无盲区检测，且提高种子流检测时间分辨率，克服两粒或多粒种子因相隔很近而无法检测的问题。为解决上述问题，本专利技术提供的技术方案如下：本专利技术提供一种薄面激光中小粒径种子流传感装置，与中小粒径排种器的投种口对接，所述传感装置包括：导种管、激光发射模组、光电接收器、信号采集系统以及供电单元；所述导种管包括同轴设置的上导种管与下导种管，所述下导种管的上端面与所述上导种管的下端面之间存在通光间隙；所述激光发射模组与所述光电接收器对应所述通光间隙设置于所述导种管的两侧，所述激光发射模组轴线正交于所述光电接收器中心，所述光电接收器用以接收所述激光发射模组在所述通光间隙处形成的薄面激光；所述光电接收器与所述信号采集系统电连接，所述信号采集系统及所述激光发射模组与所述供电单元电连接；其中，所述薄面激光具有预设厚度，所述上导种管的下管口内径沿导种管轴向方向的投影位于所能照射到光电接收器的所述薄面激光区域内，所述信号采集系统用于采集种子流穿过所述薄面激光导致所述光电接收器感光量发生变化产生的电压信号扰动。根据本专利技术一优选实施例，所述激光发射模组包括激光发射器、聚焦透镜以及一字波浪镜，所述激光发射器用以发射点激光，并经由所述聚焦镜片及所述一字波浪镜片后于所述通光间隙处产生光层厚度为0.5mm～3mm的呈扩散状的所述薄面激光。根据本专利技术一优选实施例，所述激光发射器在所述通光间隙的位置形成的所述薄面激光的扩散角范围在10°～160°之间。根据本专利技术一优选实施例，所述下导种管的所述上端面与所述上导种管的所述下端面设置0.5mm～3mm的通光间隙。根据本专利技术一优选实施例，所述光电接收器为硅光电池，且以所述硅光电池感光面最大长度处所在区域为受光区。根据本专利技术一优选实施例，所述激光发射器距离所述硅光电池表面的距离在6mm～60mm之间，所述薄面激光在所述硅光电池表面形成的光斑至少覆盖所述受光区。根据本专利技术一优选实施例，所述上导种管的下管口内径小于所能照射到所述受光区的薄面激光所能容纳的最大尺寸。根据本专利技术一优选实施例，所述下导种管的上管口内径小于等于下管口内径，所述下导种管的所述上管口内径大于所述上导种管的所述下管口外径。根据本专利技术一优选实施例，所述传感装置还包括：入种口、出种口以及封装外壳；所述入种口由所述上导种管的上管口延伸形成，所述出种口由所述下导种管的下管口延伸形成；所述入种口外径与所述投种口内径匹配对接；所述封装外壳用以保护内部结构，将所述内部结构封装为一体。根据本专利技术一优选实施例，所述信号采集系统电路包括一级放大电路、二级放大电路、半波整流电路、电压比较电路、单稳态触发电路；所述一级放大电路和所述二级放大电路由AD620芯片搭建而成，用于对种子遮挡部分光路后产生的光电信号进行放大，每一级放大倍数调节范围为10～200倍；所述半波整流电路利用二极管的单向导电作用对所述二级放大电路输出的负向电压信号进行斩波；所述电压比较电路包括LM393芯片、可变电阻，所述可变电阻用以调节比较电压阈值，将所述半波整流电路的输出信号转变成具有一定脉冲宽度的规整方波，所述脉冲宽度随所述比较电压阈值的改变而改变；所述单稳态触发电路包括74LS123芯片、电容、电阻，通过选用不同电容、电阻用以改变延时时间，并将比较器的输出信号整合成规则的脉冲信号，实现单粒种子对应输出单个脉冲，即实现种子流序列对应脉冲序列，最终实现种子流的数字化。本专利技术的有益效果为：相较于现有光电检测装置，本专利技术的薄面激光中小粒径种子流传感装置，通过将激光发射器的点状光通过聚焦镜片和一字波浪镜处理后，形成的由线光源扩散产生的薄面激光照射到硅光电池表面后，形成了长方形的光斑，光斑宽度仅为1mm，使种子通过薄面激光的时间足够小，种子之间间隔大于1mm时均能准确检测，提高了检测的时间分辨率。改善了传统的光电检测中采用红外二极管光源，种子通过检测光区的时间较长，当两粒或者多粒同时进入光区时，无法分辨出来而造成误检的问题；本设计不仅具有非接触式检测的优点，而且通过严格的几何学模型计算得到导种管内径大小及相对于薄面激光对的具体位置关系，以及激光发射器和硅光电池的相对位置，消除了检测盲区。本装置能够实现单粒种子对应输出单个脉冲，即实现种子流序列对应脉冲序列，最终实现种子流的数字化。本装置所用元器件成本较低，结构小巧，安装方便。并且本装置对粒径小于10mm的大中粒径种子同样能够准确检测。附图说明为了更清楚地说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介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是专利技术的一些实施例，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为本专利技术提供的薄面激光中小粒径种子流传感装置结构示意图；图2a为本专利技术实施例提供的激光发射与接收投影图；图2b为本专利技术实施例提供的激光发射与接收的立体示意图；图3为本专利技术实施例提供的信号采集系统电路框图；具体实施方式以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本专利技术可用以实施的特定实施例。本专利技术所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本专利技术，而非用以限制本专利技术。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示。本专利技术针对现有光电检测装置应用于中小粒径排种种子流的传感检测时，因存在一定的检测盲区导致漏检以及因通光时间长而导致检测时间分辨率低的技术问题，本实施例能够解决该缺陷。下面结合附图详细介绍本专利技术具体实施例提供的薄面激光中小粒径种子流传感装置。如图1所示，为本专利技术提供的薄面激光中小粒径种子流传感装置结构示意图，该传感装置与中小粒径排种器的投种口对接，所述传感装置包括：入种口1、导种管、激光发射模组3、光电接收器4、出种口7、支架8、信号采集系统10、供电单元11。其中，所述入种口1的外径与所述排种器的所述投种口的内径匹配设计，用以将所述传感装置连接到所述排种器上，且所述入种口1外壁设置有防滑螺纹，以保证安装后不出现脱落的现象。所述导种管包括上导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄面激光中小粒径种子流传感装置，与中小粒径排种器的投种口对接，其特征在于，包括：导种管、激光发射模组、光电接收器、信号采集系统以及供电单元；所述导种管包括同轴设置的上导种管与下导种管，所述下导种管的上端面与所述上导种管的下端面之间存在通光间隙；所述激光发射模组与所述光电接收器对应所述通光间隙设置于所述导种管的两侧，所述激光发射模组轴线正交于所述光电接收器中心，所述光电接收器用以接收所述激光发射模组在所述通光间隙处形成的薄面激光；所述光电接收器与所述信号采集系统电连接，所述信号采集系统及所述激光发射模组与所述供电单元电连接；其中，所述薄面激光具有预设厚度，所述上导种管的下管口内径沿导种管轴向方向的投影位于所能照射到光电接收器的所述薄面激光区域内，所述信号采集系统用于采集种子流穿过所述薄面激光导致所述光电接收器感光量发生变化产生的电压信号扰动。

【技术特征摘要】
1.一种薄面激光中小粒径种子流传感装置，与中小粒径排种器的投种口对接，其特征在于，包括：导种管、激光发射模组、光电接收器、信号采集系统以及供电单元；所述导种管包括同轴设置的上导种管与下导种管，所述下导种管的上端面与所述上导种管的下端面之间存在通光间隙；所述激光发射模组与所述光电接收器对应所述通光间隙设置于所述导种管的两侧，所述激光发射模组轴线正交于所述光电接收器中心，所述光电接收器用以接收所述激光发射模组在所述通光间隙处形成的薄面激光；所述光电接收器与所述信号采集系统电连接，所述信号采集系统及所述激光发射模组与所述供电单元电连接；其中，所述薄面激光具有预设厚度，所述上导种管的下管口内径沿导种管轴向方向的投影位于所能照射到光电接收器的所述薄面激光区域内，所述信号采集系统用于采集种子流穿过所述薄面激光导致所述光电接收器感光量发生变化产生的电压信号扰动。2.根据权利要求1所述的传感装置，其特征在于，所述激光发射模组包括激光发射器、聚焦透镜以及一字波浪镜，所述激光发射器用以发射点激光，并经由所述聚焦镜片及所述一字波浪镜片后于所述通光间隙处产生光层厚度为0.5mm～3mm的所述薄面激光。3.根据权利要求2所述的传感装置，其特征在于，所述激光发射器在所述通光间隙的位置形成的所述薄面激光的扩散角范围在10°～160°之间。4.根据权利要求1所述的传感装置，其特征在于，所述下导种管的所述上端面与所述上导种管的所述下端面设置0.5mm～3mm的通光间隙。5.根据权利要求1所述的传感装置，其特征在于，所述光电接收器为硅光电池，且以所述硅光电池感光面最大长度处所在区域为受光区。6.根据权利要求5所述的传感装...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁幼春，廖庆喜，朱凯，杨军强，张莉莉，何志博，彭靖叶，夏中州，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42