Способ определения качества зерна

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНР1Я КАЧЕСТВА ЗЕРНА по степени йоврежденности клопом-черепашной, включающий вращение зерен, освещение зерен свето вым потоком, сканирование их, преобразование потока в электрический сигнал, обработку зтого сигнала, .отличающийся тем, что, с целью повышения точности, формируют контрастное изображение в элементах в двух взаимно перпендикулярных направлениях после сканирования и вычисляют размеры зерен, при этгм вращение зевен осуществляют путем троекратного поворота с фиксацией, а сканирование - с помощью матрицы фотоприемников, о качестве зерна судят по соотношению чисел элементов зоны повреждения клопом-черепашкой ко всей площади зерновки, а о размере зерна (Л судят по максимальному числу с строк элементов в двух взаимно перпендикулярных направлениях всей зерновки.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5!)4 С 01 N 33/10

И АВТОРСЯОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3644679/28-13 (22) 19.09.83 (46) 15. 10. 85. Бюл. Ф 38 (72) Н.К. Наремский, С.А. Малашевич и В. Г. Морозов (71) Одесский технологический институт пищевой промышленности нм. М.В. Ломоносова (53) 664.723.002.58(088.8) (56) Зерновые, бобовые и масличные культуры. М., Стандартиздат, 1980, с. 276, 283-286.

Авторское свидетельство СССР

В 612593, кл. С 01 N 33/10, 1981. (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА

ЗЕРНА по степени поврежденности клопом-черепашной, включающий вращение зерен, освещение зерен световым потоком, сканирование их, преоб„„Я0„„1185235 А разование потока в электрический сигнал, обработку этого сигнала, .отличающийся тем, что, с целью повышения точности, формируют контрастное изображение в элементах в двух взаимно перпендикулярных направлениях после сканирования и вычисляют размеры зерен, при этой вращение зевен осуществляют путем троекратного поворота с фиксацйей, а сканирование — с помощью матрицы фотоприемников, о качестве зерна судят по соотношению чисел элементов зоны повреждения клопом-черепашкой ко всей площади зерновки, а о размере зерна судят по максимальному числу строк элементов в двух взаимно перпендикулярных направлениях всей зерновки.

1185235

1О

25

35

45

50 а 55

Изобретение относится к способам определения качества и может быть использовано для технологичес" кого контроля в системе хлебозаготовок, сельском хозяйстве.

Цель изобретения — повышение точности.

Способ осуществляется следующим образом.

Вращение зерен осуществляют путем поворота и фиксации единичных .зерновок. Световой поток, прошедший сквозь каждую исследуемую зерновку, направляют на поле матрицы фотоприемников. Преобразование этого светового потока н электричекис си.палы осуществляют для каждого фиксированного положения эернонки путем сканирования его ячейками поля матрицы три раза, в результате чего формируется три контрастных изображения. Первое, характеризующее зерновку в целом, второе и третье, характеризующие зону повреждения клопом-черепашкой и стекловидную зону соответственно, Обработку сигналов полученных контрастных изображений выполняют в цифровом ниде, а о качестве зерна судят по соотношению чисел элементов первых и последующих изображений при оценке степени поврежденности клопом-черепашкой и стекловидности, а о размерах зерновок судят по максимальному числу строк элементов в двух взаимно перпендикулярных направлениях первых изоб-. ражений.

Операция фиксации единичных зернонок н процессе вращения их относительно собственной продольной оси на время проведения преобразований светового потока в электрические сигналы обеспечивает повышение точности определения качества зерна за счет того, что при этом исключается влияние положения зерновок, скорости их вращения, .проскальзывания, а также размеров зерновок на величину. электрических сигналов. Световой поток на поле матрицы фотоприемников необходимо направить таким образом, чтобы оптическое изображение зерновки, образуемое этим потоком, располагалось в центральной части поля матрицы и занимало 25-307. его площади.

Этот способ обеспечивает повышение экспрессности определения качества зерна за счет того, что экспрессность определяется исключительно скоростью сканирования, контроль в данном случае может быть достаточно большой.

При определении степени понре>кдения зернонки клопом-черепашкой производят арифметическое деление числа элементов контрастного изображения, характеризующего проекцию зерновки, на число элементов изображения, характеризующего проек-! цию зоны повреждения. Повторяют то же самое для всех фиксированных положений зернонки, а после этого вычисляют среднее арифметическое полученных и результате деления чисел. Результат характеризует степень повреждения зернонки клопом-черепашкой.

Определение стеклонидности зерновки производят аналогично определению степени повреждения ее клопом-черепашкой, берут числа элементов, характеризующих проекции стекловидной зоны.

Определение размеров зерновок производят путем определения числа сирок элементов контрастных изображений. По полученным числовым данным о максимальном числе строк в каждом направлении определяют длину и максимальную ширину каждой исследуемой зернонки н метрических единицах путем умножения этих чисел на величину шага ячеек поля матрицы и деления на масштаб оптического изображения зерновки.

Пример. Проводился анализ десяти зерновок пшеницы разных сортов и типов, а также разной степени повре>кденности клопом-черепашкой на предмет определения поврежденности, стекловидности и размеров зернонок. При этом, очередную зерновку фиксировали на плоскости черного цвета, облучали зерновку со стороны плоскости через отверстие овальной формы световым потоком излучения двух светодиодов. Светодиоды располагали н непосредственной близости от зерновки рядом друг с другом в плоскости, перпендикулярной плоскости фиксации зерновки и параллельной продольной оси зерновки. С протиПри определении длины и максималь35 ной ширины каждой исследуемой зерновки выбирали максимальное значение, умножали это значение на шаг ячеек матрицы Ь = 5,0 мм и делили на масштаб оптического изобра-.

40 жения М = 10: 1 в соответствии с формулой

Х = — =бмм

«12. о

Аналогично определяли максималь50 ную ширину

gmax4

Г= —.

В третий раз производили сканирование, а электрические сигналы сравнивали с уровнем 50 мкА; в результате чего получали элементы изображения, характеризующего проекцию стекловидной зоны зерновки. Определяли число этих элементов и стек„7 5

3- -55 мм

10 з воположной от места расположения облучателей стороны зерновки располагали объектив таким образом, чтобы получить оптическое изображение зерновки в масштабе 10:1.

В фокальной плоскости объектива располагали поле матрицы фотоприемников, которая изготовлена из 256 фототранзисторов, расположенных на плоскости квадратно-гнездовым способом в формате 16 ° 16 таким образом, чтобы фотоприемные окна этих фототранзисторов находились в фокальной плоскости объектива. Поле матрицы фотоприемников располагают таким образом, чтобы оптическое изображение зерновки находилось в его центральной частч и не выходило за его пределы.

В дальнейшем производили сканирование светового потока, -образующего оптическое изображение зерновки, ячейками поля матрицы путем последовательного сравнения тс ка фототранзисторов с значением

1,0 мкА.

По результатам сравнений формировали логические сигналы. Эти сигналы с уровнем "1" образуют элементы контрастных изображений.

Логические сигналы формируют таким образом, чтобы уровню "1" соответствовали фототранзисторы, ток которых превышает задаваемый уровень, а в противном случае они должны иметь уровень "0".

Повторяли сканирование, но срав" кивали сигналы с уровнем 10 мкА, в результате чего получали элементы контрастного изображения, характеризующего проекцию мучнистой зоны зерновки. Элементы иэображения, характеризующего проекцию зоны повреждения, получали, выполняя операцию и между соответствующими логическими сигналами изображения, характеризующего проекцию зерновки, и изображения, характеризующего проекцию мучнистой и стекловидной зоны зерновки. Определяли число этик элементов М прв

1185235 4

Осуществляли поворот зерновки на 120 относительно ее собствено ной продольной оси, и повторяли все перечисленные выше операции.

Осуществляли вторично поворот зерновки на 120 и в третий раз о повторяли все перечисленные выше операции сканирования.

Степень поврещценности клопомчерепашкой определяли по формуле

Й N оовр4 новр2 повр 3 Зерн1 вернх верн в с, f00 ъ

После подстановки значений получим29 2о б4 Т9 5Э

Соо

100 /О 41 le

Стекловидность зерновки определяли по формуле СТЕК4 "сте Кл2 "ствкл 3

25 + +

"верн 4 1верн г верн 5

100 Ь ° об@ 3

После подстановки значений получим

30

35 34 39

100 /о — 5 g /о ов щ 3

После подставновки значений получим

После подстановки значений полу55