本发明专利技术涉及一种裂颖水稻种子声学检测装置，本发明专利技术由以下系统构成：1)单粒种子下落系统，水稻种子从振动给料装置经溜槽进入接种漏斗中；2)种子下落碰撞声音采集系统，种子从漏斗漏管下落撞击在碰撞板上，板下的声音传感器采集种子撞击声音，利用计算机实时处理声音信号；3)裂颖种子分选系统，种子沿着碰撞斜面下落过程中根据种子裂颖声音信号特征对裂颖与非裂颖种子进行分选；4)种子下落碰撞高度调节系统，通过丝杆机构和导轨滑道调节隔音系统上部碰撞板上下移动位置；5)声音传感器与碰撞板间距调节系统，在支撑台预留空间加装垫块调节隔音系统中间管的上下移动位置；6)连接支架。本装置用于生产和实验中裂颖水稻种子的检测和分选。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术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。
技术介绍
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。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。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。因此本专利技术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。本专利技术装置可用于农业生产中裂颖水稻种子的检测和分选处理。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题针对上述裂颖水稻种子难于检测的问题，本专利技术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。( 二)技术方案为了实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案:一种裂颖水稻种子检测装置，其包括以下部件组成:(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。(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。(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。(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。(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。(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。(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。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。本专利技术由于采用以上技术方案，其具有以下优点:1、本专利技术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、本专利技术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。(三)有益效果本专利技术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。通过本专利技术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】图1是本专利技术装置结构示意图；图2是图1的俯视结构示意图；图3是水稻种子下落碰撞高度调节系统中本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种裂颖水稻种子声学检测装置，该装置包括6个系统组成部分：S1.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。S2.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。S3.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。S4.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。S5.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。S6.连接支架，由四根铝塑型材组成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李毅念，魏昌成，丁启朔，丁为民，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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