一种折射式薄面激光种子流通用传感装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种折射式薄面激光种子流通用传感装置，当经所述导种管通过的种子在所述薄面激光发射模组所生成的平行薄面激光区域穿过时，所述平行薄面激光被遮挡，所述薄面激光会聚模组接收所述平行薄面激光，并感应所述平行薄面激光的光强变化，产生电压瞬态响应，所述信号采集电路系统用于根据所述电压瞬态响应，生成种子流序列对应的脉冲序列信号；所述种子流序列对应的脉冲序列信号用于监测不同粒径种子的播种。本发明专利技术构建了一种通用的种子流传感检测模式，使不同粒径的种子在排种过程中均可实现单粒检测。

【技术实现步骤摘要】
一种折射式薄面激光种子流通用传感装置
本专利技术涉及农业机械智能装备领域，特别是涉及一种折射式薄面激光种子流通用传感装置。
技术介绍
播种作业是农业生产过程中非常重要的环节，必须根据农业技术要求做到适时、适量、满足农艺环境条件，使作物获得良好的生长发育基础。机械化精量播种能降低劳动强度、提高作业效率，是农机发展的重要环节。播种作业过程中的质量监测是精量播种智能化发展的必然趋势，实现播种作业过程质量监测必须依靠种子流传感装置作为支撑。目前现有用于播种监测的传感装置多用于某一特定类型的种子检测，如专门针对小粒径种子(如胡萝卜、辣椒、番茄、油菜等)的传感装置或专门针对大中粒径种子的传感装置(如棉花、玉米、大豆等)。难以针对不同粒径的种子构建一种通用的检测模式。其原因在于小粒径种子检测装置具有高灵敏度与时间分辨率的要求，为此会在检测装置传感结构上形成限制，大中粒径种子在适用于小粒径种子的传感装置中的通过性难以得到保证，易造成堵塞；而大中粒径种子的传感装置往往由于传感器灵敏度与感应的时间分辨率不足难以实现小粒径种子的精准检测。因此，目前现有用于播种监测的传感装置无法同时对多种类型的种子进行检测，通用性差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种折射式薄面激光种子流通用传感装置，以解决现有用于播种监测的传感装置通用性差的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种折射式薄面激光种子流通用传感装置，包括：导种管、薄面激光发射模组、薄面激光会聚模组以及信号采集电路系统；所述导种管包括由上到下同轴设置的上导种管以及下导种管；所述上导种管与所述下导种管之间设有通光间隙；所述通光间隙用于通过所述薄面激光发射模组发射出的平行薄面激光；所述薄面激光发射模组设于所述通光间隙的一侧，所述薄面激光会聚模组设于所述通光间隙的另一侧，所述薄面激光会聚模组与所述薄面激光发射模组相对设置，所述薄面激光发射模组用于接收所述平行薄面激光，并感应所述平行薄面激光的光强变化，产生电压瞬态响应；所述信号采集电路系统与所述薄面激光会聚模组相连接；当经所述导种管通过的种子在所述薄面激光发射模组所生成的平行薄面激光区域穿过时，所述平行薄面激光被遮挡，所述薄面激光会聚模组接收所述平行薄面激光，并感应所述平行薄面激光的光强变化，产生电压瞬态响应，所述信号采集电路系统用于根据所述电压瞬态响应，生成种子流序列对应的脉冲序列信号；所述种子流序列对应的脉冲序列信号用于监测不同粒径种子的播种。可选的，所述上导种管的下管口内径沿导种管的轴向方向上的投影位于所述平行薄面激光区域内；排种过程中种子穿过所述平行薄面激光，产生遮挡，使得平行薄面激光的光强发生变化。可选的，所述薄面激光发射模组具体包括：第一凸透镜以及薄面激光发射器；所述薄面激光发射器的轴线与所述第一凸透镜的轴线相重合，且所述薄面激光发射器置于所述第一凸透镜的焦点；所述薄面激光发射器用于发射平行薄面激光。可选的，所述薄面激光会聚模组具体包括：第二凸透镜以及光电接收器；所述第二凸透镜的轴线正交于所述光电接收器的中心，所述光电接收器置于所述第二凸透镜的焦点，使通过所述第二凸透镜的光全部集中到光电接收器的感应面；且所述第一凸透镜以及所述第二凸透镜的轴线相重合；所述光电接收器与所述信号采集电路系统相连接，所述信号采集电路系统用于捕捉、采集所述感应面的光强的瞬态变化所导致的所述光电接收器引脚两端电压产生电压瞬态响应。可选的，所述平行薄面激光区域内的有效感应区域最窄处由所述第一凸透镜的直径以及所述第二凸透镜的直径共同决定。可选的，通过所述第一凸透镜以及所述第二凸透镜的2次折射，所述薄面激光发射器到所述光电接收器的光路为“发散-平行-会聚”光路。可选的，所述信号采集电路系统具体包括：依次串联的信号增益电路、滤波电路、单向整流电路、电压比较电路以及电平匹配电路；所述信号增益电路用于对所述光电接收器引脚两端电压瞬态响应进行线性放大，采用双级放大的模式将毫伏级的信号放大至放大器产生截止，形成类似方波的波形；所述滤波电路用于对所述类似方波的波形的干扰信号成分进行带通滤波，将种子穿过产生信号的频率范围设为通频带，滤除外部和传感器装置自身造成的高频成分干扰信号和低频成分干扰信号；所述单向整流电路用于利用二极管的单向导电特性对滤波后的信号进行整流，对滤波后的信号的负电压部分进行斩波；所述电压比较器用于将所述单向整流电路输出的信号转变为具有设定脉冲宽度的方波，所述方波的时间宽度跟随种子穿过所述平行薄面激光区域的时间；所述电平匹配电路用于对所述比较电路输出的信号方波的上升沿与下降沿的转化过程进行平滑，形成与种子流序列对应的脉冲序列信号。可选的，所述信号增益电路包括AD620仪表放大器，所述AD620仪表放大器的增益为70倍，采用双级放大的模式将毫伏级的信号放大至放大器产生截止；所述电压比较器包括LM393；所述电平匹配电路包括光电耦合器TLP-521，通过调整光电耦合器的阴极限流电阻与发射极限流电阻之间的比例关系，对所述比较电路输出的信号方波的上升沿与下降沿的转化过程进行平滑，形成与种子流序列对应的脉冲序列信号。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供了一种折射式薄面激光种子流通用传感装置，基于光电检测的非接触感应原理对播种过程进行监测，不受种子粒径影响，提高了播种监测的传感装置的通用性，同时，能够提高播种监测系统的利用率，降低了播种作业过程质量监测的成本，为播种作业智能化推广提供支持。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术所提供的折射式薄面激光种子流通用传感装置的整体系统结构图；图2为本专利技术所提供的折射式薄面激光种子流通用传感装置的感应模式投影示意图；图3为本专利技术所提供的折射式薄面激光种子流通用传感装置的感应模式结构立体示意图；图4为本专利技术所提供的本专利技术提供的信号采集电路系统的电路流程框图。符号说明：1-上导管，2-第一凸透镜，3-薄面激光发射器，4-发散薄面激光，5-平行薄面激光，6-会聚薄面激光，7-下导管，8-光电接收器，9-第二凸透镜，10-上导管下端面，11-信号采集电路系统。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种折射式薄面激光种子流通用传感装置，提高播种监测的传感装置的通用性，同时，能够提高播种监测系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种折射式薄面激光种子流通用传感装置，其特征在于，包括：导种管、薄面激光发射模组、薄面激光会聚模组以及信号采集电路系统；/n所述导种管包括由上到下同轴设置的上导种管以及下导种管；所述上导种管与所述下导种管之间设有通光间隙；所述通光间隙用于通过所述薄面激光发射模组发射出的平行薄面激光；/n所述薄面激光发射模组设于所述通光间隙的一侧，所述薄面激光会聚模组设于所述通光间隙的另一侧，所述薄面激光会聚模组与所述薄面激光发射模组相对设置，所述薄面激光发射模组用于接收所述平行薄面激光，并感应所述平行薄面激光的光强变化，产生电压瞬态响应；/n所述信号采集电路系统与所述薄面激光会聚模组相连接；当经所述导种管通过的种子在所述薄面激光发射模组所生成的平行薄面激光区域穿过时，所述平行薄面激光被遮挡，所述薄面激光会聚模组接收所述平行薄面激光，并感应所述平行薄面激光的光强变化，，产生电压瞬态响应，所述信号采集电路系统用于根据所述电压瞬态响应，生成种子流序列对应的脉冲序列信号；所述种子流序列对应的脉冲序列信号用于监测不同粒径种子的播种。/n

【技术特征摘要】
1.一种折射式薄面激光种子流通用传感装置，其特征在于，包括：导种管、薄面激光发射模组、薄面激光会聚模组以及信号采集电路系统；
所述导种管包括由上到下同轴设置的上导种管以及下导种管；所述上导种管与所述下导种管之间设有通光间隙；所述通光间隙用于通过所述薄面激光发射模组发射出的平行薄面激光；
所述薄面激光发射模组设于所述通光间隙的一侧，所述薄面激光会聚模组设于所述通光间隙的另一侧，所述薄面激光会聚模组与所述薄面激光发射模组相对设置，所述薄面激光发射模组用于接收所述平行薄面激光，并感应所述平行薄面激光的光强变化，产生电压瞬态响应；
所述信号采集电路系统与所述薄面激光会聚模组相连接；当经所述导种管通过的种子在所述薄面激光发射模组所生成的平行薄面激光区域穿过时，所述平行薄面激光被遮挡，所述薄面激光会聚模组接收所述平行薄面激光，并感应所述平行薄面激光的光强变化，，产生电压瞬态响应，所述信号采集电路系统用于根据所述电压瞬态响应，生成种子流序列对应的脉冲序列信号；所述种子流序列对应的脉冲序列信号用于监测不同粒径种子的播种。


2.根据权利要求1所述的折射式薄面激光种子流通用传感装置，其特征在于，所述上导种管的下管口内径沿导种管的轴向方向上的投影位于所述平行薄面激光区域内；排种过程中种子穿过所述平行薄面激光，产生遮挡，使得平行薄面激光的光强发生变化。


3.根据权利要求1所述的折射式薄面激光种子流通用传感装置，其特征在于，所述薄面激光发射模组具体包括：第一凸透镜以及薄面激光发射器；
所述薄面激光发射器的轴线与所述第一凸透镜的轴线相重合，且所述薄面激光发射器置于所述第一凸透镜的焦点；所述薄面激光发射器用于发射平行薄面激光。


4.根据权利要求3所述的折射式薄面激光种子流通用传感装置，其特征在于，所述薄面激光会聚模组具体包括：第二凸透镜以及光电接收器；
所述第二凸透镜的轴线正交于所述光电接收器的中心，所述光电接收器置于所述第二凸透镜的焦点，使通过所述第二凸透镜的光全部集中到光电接收器的感应面；且所述第一凸透镜以及所述第二凸透镜的轴线相重合；
所述光电接收器与所述信号采集电路系统相连接，所述信号采...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁幼春，陈礼源，王万超，王凯阳，刘晓东，刘伟鹏，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42