一種作物種子容重自動測量裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及物料的物理性質檢測技術領域，尤其涉及一種作物種子容重自動測量裝置。本實用新型提供的一種作物種子容重自動測量裝置包括上位機電腦、相機、稱重傳感器及固定于稱重傳感器上的試樣測量圓筒，試樣測量圓筒由透明尺碼及非透明的面板圍成且設有底板；上位機電腦分別與相機及稱重傳感器連接；相機與透明尺碼正對設置，且使得試樣測量圓筒位于相機的視角內；稱重傳感器用于測量試樣測量圓筒內待測樣品的重量；稱重傳感器的數(shù)據變化觸發(fā)相機進行拍攝；測量完成后，觸發(fā)電磁鐵打開底板自動卸料。本測試裝置可適應不同體積的試樣和不同種類的作物，操作簡單，測試時間短且測試準確性高，實用性強，硬件成本低，經濟上具有可推廣性。
【專利說明】
一種作物種子容重自動測量裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及物料的物理性質檢測技術領域，尤其涉及一種作物種子容重自動測量裝置，具體涉及一種能對不同體積試樣容重指標自動、快速、準確測量的作物種子容重自動測量裝置?！颈尘凹夹g】
[0002]容重是單位體積的重量，小麥、玉米容重是一升小麥、玉米在標準的容重器實驗下的重量(克)。反映了谷物子粒的飽滿程度，受水分、雜質的影響。容重現(xiàn)在作為定等的依據， 代替了過去的純糧率，如一升，就是一個單位容積。一升谷物籽粒的重量，就叫谷物的容重。 容重愈大，質量愈高，表示蟲蛀空殼的、癟瘦的籽粒愈少。
[0003]國家標準《糧油檢驗容重測定》GB/T 5498-2013規(guī)定的糧食及油料容重測定HGT-1000型或GHC5-1000型谷物容重器進行測量，按GB5491要求，從平均樣品中分出兩份各約 l〇〇〇g。按附錄B規(guī)定的篩層分4次進行篩選，每次篩選數(shù)量約250g，揀出上層篩上的大型雜質并棄除下層篩下物，合并上、下層篩上的糧食籽粒，混勻作為測定容重的試樣。通過測量固定體積的樣本換算成1L樣本的質量作為試樣容重(g/L)，即容重的計算公式為:C=m/V。
[0004]目前，主要通過谷物容重器或種子水分測量儀來測得種子容重。HGT-1000型或 GHC5-1000型谷物容重器通過將試樣放入固定體積的容器，刮去溢出的試樣，保證待測試樣的體積為固定值，通過稱量器具測量重量，換算成1L試樣的質量即為容重;Aqua-TR種子水分測量儀通過振動喂料裝置喂入試樣，喂料裝置可以實現(xiàn)相同的體積的喂料。在完成水分測量的同時，測量喂入試樣的質量，通過質量與喂料體積相除，獲得試樣容重數(shù)據。
[0005]而在現(xiàn)有的專利申請中，如中國實用新型專利“CN200989874-振動式谷物容重儀” 將待測物料裝入物料儲存單元的料斗，微振動器使送料槽在振動激勵下產生共振，將料斗中的料斗均勻送進容量杯中。通過清料插板清除過多的物料，稱重單元對容量杯中物料質量進行測量，并轉換為容重值；中國實用新型專利“CN103196790A-谷物容重自動測量設備及方法”利用電機驅動位移傳感器獲得谷物在量筒中的高度，利用高度計算出量筒中谷物的體積。同時稱重傳感器獲得谷物重量，通過谷物的籽粒與體積相除獲取容重，從而實現(xiàn)容重的自動獲取。
[0006]上述提及的HGT-1000型或GHC5-1000型谷物容重器以及中國實用新型專利 “CN200989874-振動式谷物容重儀”所述的技術方案都是使用固定容積的料筒盛取谷物，刮掉多余的部分，同時稱量該部分的谷物重量，換算出谷物容重。這種方式無法實現(xiàn)不定體積或較少體積的谷物容重測量，且在進行谷物容重自動測量時，需要手動補滿或去除多余的部分。Aqua-TR種子水分測量儀也是通過加入固定體積的試樣，與上面兩種儀器類似。中國實用新型專利“CN103196790A-谷物容重自動測量設備及方法”通過電機驅動位移傳感器測量谷物體積，可以實現(xiàn)對不同體積的試樣容重測量，但是測量過程復雜，耗費時間較長，不利于節(jié)約時間資源?！緦嵱眯滦蛢热荨?br>[0007](一)要解決的技術問題
[0008]本實用新型要解決的技術問題是解決現(xiàn)有的作物容重測量裝置不能滿足對不同體積試樣容重指標自動、快速、準確測量的問題。
[0009](二)技術方案
[0010]為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種作物種子容重自動測量裝置，該自動測量裝置包括上位機電腦、相機、稱重傳感器及固定于所述稱重傳感器上的試樣測量圓筒，所述試樣測量圓筒由透明尺碼及非透明的面板圍成，且在所述試樣測量圓筒的底部設有底板;所述上位機電腦分別與所述相機及所述稱重傳感器連接;所述相機與所述透明尺碼正對設置，且使得所述試樣測量圓筒位于所述相機的視角內，并將拍攝得到的所述試樣測量圓筒內待測樣品圖像傳輸至所述上位機電腦中；所述稱重傳感器用于測量所述試樣測量圓筒內待測樣品的重量并將其傳輸至所述上位機電腦中；所述稱重傳感器的數(shù)據變化觸發(fā)所述相機進行拍攝。
[0011]其中，所述底板與所述試樣測量圓筒之間通過觸發(fā)電磁鐵進行開啟或閉合操作。
[0012]其中，所述透明尺碼采用透明亞克力材質制成，且所述透明尺碼的測量精度為 1mm，最大測量高度為20cm。[〇〇13] 其中，所述相機為C⑶相機，且所述相機具有Mini USB2.0接口。[〇〇14]其中，所述稱重傳感器的測量精度為0.0lg，最大稱重為2kg，且所述稱重傳感器具有RS-232串口傳輸接口。
[0015]其中，所述面板采用非透明材質制成。
[0016](三)有益效果[〇〇17]本實用新型的上述技術方案具有如下優(yōu)點:本實用新型提供的一種作物種子容重自動測量裝置包括上位機電腦、相機、稱重傳感器及固定于稱重傳感器上的試樣測量圓筒， 試樣測量圓筒由透明尺碼及非透明的面板圍成，且在試樣測量圓筒的底部設有底板;上位機電腦分別與相機及稱重傳感器連接;相機與透明尺碼正對設置，且使得試樣測量圓筒位于相機的視角內，并將拍攝得到的試樣測量圓筒內待測樣品圖像傳輸至上位機電腦中；稱重傳感器與試樣測量圓筒連接，用于測量試樣測量圓筒內待測樣品的重量并將其傳輸至上位機電腦中；稱重傳感器的數(shù)據變化觸發(fā)相機進行拍攝;測量結束后，觸發(fā)電磁鐵打開底板自動卸料。本測試裝置可適應不同體積的試樣和不同種類的作物，并通過觸發(fā)方式進行數(shù)據采集及通過上位機電腦對采集數(shù)據進行分析，操作簡單，測試時間短且測試準確性高，且無需人工操作，自動化程度高，實用性強，硬件成本低，經濟上具有可推廣性。【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型實施例一種作物種子容重自動測量裝置的結構示意圖；
[0019]圖2是本實用新型實施例一種作物種子容重自動測量裝置中的試樣測量圓筒的正視圖；
[0020]圖3是本實用新型實施例一種作物種子容重自動測量裝置中的試樣測量圓筒的俯視圖。[0021 ]圖中:1:面板;2:透明尺碼;3:稱重傳感器;4:相機;5:上位機電腦;6:底板?！揪唧w實施方式】
[0022]為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0023]如圖1至圖3所示，本實用新型實施例提供了一種作物種子容重自動測量裝置，該測試裝置包括上位機電腦5、相機4、稱重傳感器3及固定于稱重傳感器3上的試樣測量圓筒， 試樣測量圓筒由透明尺碼2及非透明的面板1圍成，且在試樣測量圓筒的底部設有底板6;其中透明尺碼2上標注有高度數(shù)字，與相機4結合用來測量試樣測量圓筒內待測樣品的高度； 上位機電腦5分別與相機4及稱重傳感器3連接;相機4與透明尺碼2正對設置，正對設置指的是相機4鏡頭所在的軸線與透明尺碼2所在的平面垂直設置，且使得試樣測量圓筒位于相機 4的視角內，并將拍攝得到的試樣測量圓筒內待測樣品圖像傳輸至上位機電腦5中進行后續(xù)處理;稱重傳感器3與試樣測量圓筒連接，用于測量試樣測量圓筒內待測樣品的重量并將其傳輸至上位機電腦5中處理;其中，值得注意的是，在本實施例中，稱重傳感器3的數(shù)據變化觸發(fā)相機4進行拍攝，這種觸發(fā)模式指的是當稱重傳感器3測得并顯示試樣測量圓筒內待測樣品的重量時，此時會激發(fā)相機4對試樣測量圓筒進行拍攝。通過這種觸發(fā)方式進行數(shù)據采集，并通過上位機電腦對采集數(shù)據進行分析，操作簡單，測得時間短且測試準確，且無需人工操作，自動化程度高，實用性強，適用范圍廣。除此之外，本測試裝置可對不同體積試樣和不同種類的作物的容重進行測試，例如水稻、小麥、大豆、玉米等做種作物均能檢測，適用范圍廣，檢測效率高，硬件成本低，在經濟上具有可推廣性。
[0024]具體地，在本申請的測量裝置是采用機器視覺的方式來計算試樣測量圓筒內待測樣品的體積，在完成體積測量后無需單獨采用天平稱得試樣質量換算容重。只需將待測樣品放入試樣測量圓筒內，系統(tǒng)自動獲得試樣體積和稱重并直接計算出容重，并完成試樣自動卸料，無需多余的動作即可完成試樣容重測量。
[0025]具體地，底板6與試樣測量圓筒之間通過觸發(fā)電磁鐵進行開啟或閉合操作。在本實施例中，為能夠實現(xiàn)試樣容重的自動測量和卸料動作，可以實現(xiàn)試樣容重連續(xù)快速的測量， 特地設有能通過觸發(fā)電磁鐵的方式對底板6與試樣測量圓筒之間的開啟和閉合操作，由此， 無需手動將試樣樣品倒出，能進一步提高檢測效率，有利于節(jié)約時間資源。[〇〇26] 優(yōu)選地，透明尺碼2采用透明亞克力材質制成，且透明尺碼2的測量精度為1mm，能進一步提高測得高度的準確性，最大測量高度為20cm。在本實施例中，選用透明的亞克力材質，透光性好，提高相機4的拍攝質量，硬度大，耐磨性強，穩(wěn)定性好，使用壽命長，有利于降低經濟成本。[〇〇27]優(yōu)選地，相機4為CCD相機，且相機4具有Mini USB2.0接口，傳輸速度快，節(jié)約處理時間。通過機器視覺來計算試樣測量圓筒內待測樣品的體積，在本實施例中，選用CCD相機作為圖像攝取裝置，將被攝取目標轉換成圖像信號，傳送給上位機電腦5中的專用的圖像處理系統(tǒng)進行后續(xù)處理。
[0028]優(yōu)選地，稱重傳感器3的測量精度為0.0lg，能進一步提高測得高度的準確性，最大稱重為2kg，且稱重傳感器3具有RS-232串口傳輸接口，傳輸速度快，節(jié)約處理時間。在本實施例中，稱重傳感器3能將作用在被測物體上的重力按一定比例轉換成可計量的輸出信號， 對加載點變化不敏感，抗偏載性能好，安裝方便，制造成本低，在保證了測得準確性的同時， 也有利于經濟性。
[0029]具體地，面板1采用非透明材質制成，其中，非透明材質可以為金屬。在本實施例中，面板1采用非透明材質，避免了反光燈現(xiàn)象的發(fā)生，從而避免影響相機4拍攝圖像的質量，進而保證測試準確性。
[0030]本實用新型中一種作物種子容重自動測量裝置的使用方法，其步驟包括:
[0031]S1、將稱重傳感器3、底板6及試樣測量圓筒固定安裝在垂直墻面上，此垂直墻面指的是與地平面相垂直的豎直面，將相機4正對于透明尺碼2所在的平面設置，即相機4鏡頭所在的軸線與透明尺碼2所在的平面垂直設置，并使得試樣測量圓筒位于相機4的視角范圍內；
[0032]S2、將稱重傳感器3與相機4分別通過RS-232串口與USB接口與上位機電腦連接，為測量做好準備工作；
[0033]S3、將待測樣品倒入試樣測量圓筒中，通過稱重傳感器3測得待測樣品的重量m，并將其重量傳輸至上位機電腦5;稱重傳感器3傳輸?shù)臄?shù)據變化的同時觸發(fā)相機4對試樣測量圓筒進行拍攝，并將待測樣品圖像傳輸至上位機電腦5;[〇〇34]S4、分析步驟S3中的待測樣品圖像，通過上位機電腦5中的專用的圖像處理系統(tǒng)處理，得到待測樣品在試樣測量圓筒中的高度h;結合試樣測量圓筒的底面積S，計算此時待測樣品的體積:V = S X h;結合步驟S3中的待測樣品的重量m，則此時待測樣品的容積C=m/V。
[0035]進一步地，該作物種子容重自動測量裝置的使用方法還包括步驟S5、完成測試后，通過觸發(fā)電磁鐵推動底板6,使得底板6與試樣測量圓筒處于開啟狀態(tài)，進行卸料作業(yè)， 清除試樣后等待下次測量。
[0036]綜上所述，本實用新型提供的一種作物種子容重自動測量裝置包括上位機電腦、 相機、稱重傳感器及固定于稱重傳感器上的試樣測量圓筒，試樣測量圓筒由透明尺碼及非透明的面板圍成，且在試樣測量圓筒的底部設有底板;上位機電腦分別與相機及稱重傳感器連接;相機與透明尺碼正對設置，且使得試樣測量圓筒位于相機的視角內，并將拍攝得到的試樣測量圓筒內待測樣品圖像傳輸至上位機電腦中；稱重傳感器與試樣測量圓筒連接， 用于測量試樣測量圓筒內待測樣品的重量并將其傳輸至上位機電腦中；稱重傳感器的數(shù)據變化觸發(fā)相機進行拍攝;測量完成后，觸發(fā)電磁鐵打開底板自動卸料。本測試裝置可適應不同體積的試樣和不同種類的作物，并通過觸發(fā)方式進行數(shù)據采集及通過上位機電腦對采集數(shù)據進行分析，操作簡單，測試時間短且測試準確性高，且無需人工操作，自動化程度高，實用性強，硬件成本低，經濟上具有可推廣性。
[0037]最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制； 盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解: 其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和范圍。
【主權項】
1.一種作物種子容重自動測量裝置，其特征在于:包括上位機電腦、相機、稱重傳感器 及固定于所述稱重傳感器上的試樣測量圓筒，所述試樣測量圓筒由透明尺碼及非透明的面 板圍成，且在所述試樣測量圓筒的底部設有底板;所述上位機電腦分別與所述相機及所述 稱重傳感器連接;所述相機與所述透明尺碼正對設置，且使得所述試樣測量圓筒位于所述 相機的視角內，并將拍攝得到的所述試樣測量圓筒內待測樣品圖像傳輸至所述上位機電腦 中；所述稱重傳感器用于測量所述試樣測量圓筒內待測樣品的重量并將其傳輸至所述上位 機電腦中；所述稱重傳感器的數(shù)據變化觸發(fā)所述相機進行拍攝。2.根據權利要求1所述的作物種子容重自動測量裝置，其特征在于:所述底板與所述試 樣測量圓筒之間通過觸發(fā)電磁鐵進行開啟或閉合操作。3.根據權利要求1所述的作物種子容重自動測量裝置，其特征在于:所述透明尺碼采用 透明亞克力材質制成，且所述透明尺碼的測量精度為1mm，最大測量高度為20cm。4.根據權利要求1所述的作物種子容重自動測量裝置，其特征在于:所述相機為CCD相 機，且所述相機具有Mini USB2.0接口。5.根據權利要求1所述的作物種子容重自動測量裝置，其特征在于:所述稱重傳感器的 測量精度為0.0lg，最大稱重為2kg，且所述稱重傳感器具有RS-232串口傳輸接口。6.根據權利要求1所述的作物種子容重自動測量裝置，其特征在于:所述面板采用非透 明材質制成。
【文檔編號】G01N9/02GK205607800SQ201620232851
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月24日
【發(fā)明人】宋鵬, 張晗, 王成, 羅斌, 潘大宇
【申請人】北京農業(yè)信息技術研究中心, 北京農業(yè)智能裝備技術研究中心