一种作物种子容重自动测量装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及物料的物理性质检测技术领域，尤其涉及一种作物种子容重自动测量装置。本实用新型提供的一种作物种子容重自动测量装置包括上位机电脑、相机、称重传感器及固定于称重传感器上的试样测量圆筒，试样测量圆筒由透明尺码及非透明的面板围成且设有底板；上位机电脑分别与相机及称重传感器连接；相机与透明尺码正对设置，且使得试样测量圆筒位于相机的视角内；称重传感器用于测量试样测量圆筒内待测样品的重量；称重传感器的数据变化触发相机进行拍摄；测量完成后，触发电磁铁打开底板自动卸料。本测试装置可适应不同体积的试样和不同种类的作物，操作简单，测试时间短且测试准确性高，实用性强，硬件成本低，经济上具有可推广性。
【专利说明】
一种作物种子容重自动测量装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及物料的物理性质检测技术领域，尤其涉及一种作物种子容重自动测量装置，具体涉及一种能对不同体积试样容重指标自动、快速、准确测量的作物种子容重自动测量装置。【背景技术】
[0002]容重是单位体积的重量，小麦、玉米容重是一升小麦、玉米在标准的容重器实验下的重量(克)。反映了谷物子粒的饱满程度，受水分、杂质的影响。容重现在作为定等的依据， 代替了过去的纯粮率，如一升，就是一个单位容积。一升谷物籽粒的重量，就叫谷物的容重。 容重愈大，质量愈高，表示虫蛀空壳的、瘪瘦的籽粒愈少。
[0003]国家标准《粮油检验容重测定》GB/T 5498-2013规定的粮食及油料容重测定HGT-1000型或GHC5-1000型谷物容重器进行测量，按GB5491要求，从平均样品中分出两份各约 l〇〇〇g。按附录B规定的筛层分4次进行筛选，每次筛选数量约250g，拣出上层筛上的大型杂质并弃除下层筛下物，合并上、下层筛上的粮食籽粒，混匀作为测定容重的试样。通过测量固定体积的样本换算成1L样本的质量作为试样容重(g/L)，即容重的计算公式为:C=m/V。
[0004]目前，主要通过谷物容重器或种子水分测量仪来测得种子容重。HGT-1000型或 GHC5-1000型谷物容重器通过将试样放入固定体积的容器，刮去溢出的试样，保证待测试样的体积为固定值，通过称量器具测量重量，换算成1L试样的质量即为容重;Aqua-TR种子水分测量仪通过振动喂料装置喂入试样，喂料装置可以实现相同的体积的喂料。在完成水分测量的同时，测量喂入试样的质量，通过质量与喂料体积相除，获得试样容重数据。
[0005]而在现有的专利申请中，如中国实用新型专利“CN200989874-振动式谷物容重仪” 将待测物料装入物料储存单元的料斗，微振动器使送料槽在振动激励下产生共振，将料斗中的料斗均匀送进容量杯中。通过清料插板清除过多的物料，称重单元对容量杯中物料质量进行测量，并转换为容重值；中国实用新型专利“CN103196790A-谷物容重自动测量设备及方法”利用电机驱动位移传感器获得谷物在量筒中的高度，利用高度计算出量筒中谷物的体积。同时称重传感器获得谷物重量，通过谷物的籽粒与体积相除获取容重，从而实现容重的自动获取。
[0006]上述提及的HGT-1000型或GHC5-1000型谷物容重器以及中国实用新型专利 “CN200989874-振动式谷物容重仪”所述的技术方案都是使用固定容积的料筒盛取谷物，刮掉多余的部分，同时称量该部分的谷物重量，换算出谷物容重。这种方式无法实现不定体积或较少体积的谷物容重测量，且在进行谷物容重自动测量时，需要手动补满或去除多余的部分。Aqua-TR种子水分测量仪也是通过加入固定体积的试样，与上面两种仪器类似。中国实用新型专利“CN103196790A-谷物容重自动测量设备及方法”通过电机驱动位移传感器测量谷物体积，可以实现对不同体积的试样容重测量，但是测量过程复杂，耗费时间较长，不利于节约时间资源。【实用新型内容】
[0007](一)要解决的技术问题
[0008]本实用新型要解决的技术问题是解决现有的作物容重测量装置不能满足对不同体积试样容重指标自动、快速、准确测量的问题。
[0009](二)技术方案
[0010]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种作物种子容重自动测量装置，该自动测量装置包括上位机电脑、相机、称重传感器及固定于所述称重传感器上的试样测量圆筒，所述试样测量圆筒由透明尺码及非透明的面板围成，且在所述试样测量圆筒的底部设有底板;所述上位机电脑分别与所述相机及所述称重传感器连接;所述相机与所述透明尺码正对设置，且使得所述试样测量圆筒位于所述相机的视角内，并将拍摄得到的所述试样测量圆筒内待测样品图像传输至所述上位机电脑中；所述称重传感器用于测量所述试样测量圆筒内待测样品的重量并将其传输至所述上位机电脑中；所述称重传感器的数据变化触发所述相机进行拍摄。
[0011]其中，所述底板与所述试样测量圆筒之间通过触发电磁铁进行开启或闭合操作。
[0012]其中，所述透明尺码采用透明亚克力材质制成，且所述透明尺码的测量精度为 1mm，最大测量高度为20cm。[〇〇13] 其中，所述相机为C⑶相机，且所述相机具有Mini USB2.0接口。[〇〇14]其中，所述称重传感器的测量精度为0.0lg，最大称重为2kg，且所述称重传感器具有RS-232串口传输接口。
[0015]其中，所述面板采用非透明材质制成。
[0016](三)有益效果[〇〇17]本实用新型的上述技术方案具有如下优点:本实用新型提供的一种作物种子容重自动测量装置包括上位机电脑、相机、称重传感器及固定于称重传感器上的试样测量圆筒， 试样测量圆筒由透明尺码及非透明的面板围成，且在试样测量圆筒的底部设有底板;上位机电脑分别与相机及称重传感器连接;相机与透明尺码正对设置，且使得试样测量圆筒位于相机的视角内，并将拍摄得到的试样测量圆筒内待测样品图像传输至上位机电脑中；称重传感器与试样测量圆筒连接，用于测量试样测量圆筒内待测样品的重量并将其传输至上位机电脑中；称重传感器的数据变化触发相机进行拍摄;测量结束后，触发电磁铁打开底板自动卸料。本测试装置可适应不同体积的试样和不同种类的作物，并通过触发方式进行数据采集及通过上位机电脑对采集数据进行分析，操作简单，测试时间短且测试准确性高，且无需人工操作，自动化程度高，实用性强，硬件成本低，经济上具有可推广性。【附图说明】
[0018]图1是本实用新型实施例一种作物种子容重自动测量装置的结构示意图；
[0019]图2是本实用新型实施例一种作物种子容重自动测量装置中的试样测量圆筒的正视图；
[0020]图3是本实用新型实施例一种作物种子容重自动测量装置中的试样测量圆筒的俯视图。[0021 ]图中:1:面板;2:透明尺码;3:称重传感器;4:相机;5:上位机电脑;6:底板。【具体实施方式】
[0022]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0023]如图1至图3所示，本实用新型实施例提供了一种作物种子容重自动测量装置，该测试装置包括上位机电脑5、相机4、称重传感器3及固定于称重传感器3上的试样测量圆筒， 试样测量圆筒由透明尺码2及非透明的面板1围成，且在试样测量圆筒的底部设有底板6;其中透明尺码2上标注有高度数字，与相机4结合用来测量试样测量圆筒内待测样品的高度； 上位机电脑5分别与相机4及称重传感器3连接;相机4与透明尺码2正对设置，正对设置指的是相机4镜头所在的轴线与透明尺码2所在的平面垂直设置，且使得试样测量圆筒位于相机 4的视角内，并将拍摄得到的试样测量圆筒内待测样品图像传输至上位机电脑5中进行后续处理;称重传感器3与试样测量圆筒连接，用于测量试样测量圆筒内待测样品的重量并将其传输至上位机电脑5中处理;其中，值得注意的是，在本实施例中，称重传感器3的数据变化触发相机4进行拍摄，这种触发模式指的是当称重传感器3测得并显示试样测量圆筒内待测样品的重量时，此时会激发相机4对试样测量圆筒进行拍摄。通过这种触发方式进行数据采集，并通过上位机电脑对采集数据进行分析，操作简单，测得时间短且测试准确，且无需人工操作，自动化程度高，实用性强，适用范围广。除此之外，本测试装置可对不同体积试样和不同种类的作物的容重进行测试，例如水稻、小麦、大豆、玉米等做种作物均能检测，适用范围广，检测效率高，硬件成本低，在经济上具有可推广性。
[0024]具体地，在本申请的测量装置是采用机器视觉的方式来计算试样测量圆筒内待测样品的体积，在完成体积测量后无需单独采用天平称得试样质量换算容重。只需将待测样品放入试样测量圆筒内，系统自动获得试样体积和称重并直接计算出容重，并完成试样自动卸料，无需多余的动作即可完成试样容重测量。
[0025]具体地，底板6与试样测量圆筒之间通过触发电磁铁进行开启或闭合操作。在本实施例中，为能够实现试样容重的自动测量和卸料动作，可以实现试样容重连续快速的测量， 特地设有能通过触发电磁铁的方式对底板6与试样测量圆筒之间的开启和闭合操作，由此， 无需手动将试样样品倒出，能进一步提高检测效率，有利于节约时间资源。[〇〇26] 优选地，透明尺码2采用透明亚克力材质制成，且透明尺码2的测量精度为1mm，能进一步提高测得高度的准确性，最大测量高度为20cm。在本实施例中，选用透明的亚克力材质，透光性好，提高相机4的拍摄质量，硬度大，耐磨性强，稳定性好，使用寿命长，有利于降低经济成本。[〇〇27]优选地，相机4为CCD相机，且相机4具有Mini USB2.0接口，传输速度快，节约处理时间。通过机器视觉来计算试样测量圆筒内待测样品的体积，在本实施例中，选用CCD相机作为图像摄取装置，将被摄取目标转换成图像信号，传送给上位机电脑5中的专用的图像处理系统进行后续处理。
[0028]优选地，称重传感器3的测量精度为0.0lg，能进一步提高测得高度的准确性，最大称重为2kg，且称重传感器3具有RS-232串口传输接口，传输速度快，节约处理时间。在本实施例中，称重传感器3能将作用在被测物体上的重力按一定比例转换成可计量的输出信号， 对加载点变化不敏感，抗偏载性能好，安装方便，制造成本低，在保证了测得准确性的同时， 也有利于经济性。
[0029]具体地，面板1采用非透明材质制成，其中，非透明材质可以为金属。在本实施例中，面板1采用非透明材质，避免了反光灯现象的发生，从而避免影响相机4拍摄图像的质量，进而保证测试准确性。
[0030]本实用新型中一种作物种子容重自动测量装置的使用方法，其步骤包括:
[0031]S1、将称重传感器3、底板6及试样测量圆筒固定安装在垂直墙面上，此垂直墙面指的是与地平面相垂直的竖直面，将相机4正对于透明尺码2所在的平面设置，即相机4镜头所在的轴线与透明尺码2所在的平面垂直设置，并使得试样测量圆筒位于相机4的视角范围内；
[0032]S2、将称重传感器3与相机4分别通过RS-232串口与USB接口与上位机电脑连接，为测量做好准备工作；
[0033]S3、将待测样品倒入试样测量圆筒中，通过称重传感器3测得待测样品的重量m，并将其重量传输至上位机电脑5;称重传感器3传输的数据变化的同时触发相机4对试样测量圆筒进行拍摄，并将待测样品图像传输至上位机电脑5;[〇〇34]S4、分析步骤S3中的待测样品图像，通过上位机电脑5中的专用的图像处理系统处理，得到待测样品在试样测量圆筒中的高度h;结合试样测量圆筒的底面积S，计算此时待测样品的体积:V = S X h;结合步骤S3中的待测样品的重量m，则此时待测样品的容积C=m/V。
[0035]进一步地，该作物种子容重自动测量装置的使用方法还包括步骤S5、完成测试后，通过触发电磁铁推动底板6,使得底板6与试样测量圆筒处于开启状态，进行卸料作业， 清除试样后等待下次测量。
[0036]综上所述，本实用新型提供的一种作物种子容重自动测量装置包括上位机电脑、 相机、称重传感器及固定于称重传感器上的试样测量圆筒，试样测量圆筒由透明尺码及非透明的面板围成，且在试样测量圆筒的底部设有底板;上位机电脑分别与相机及称重传感器连接;相机与透明尺码正对设置，且使得试样测量圆筒位于相机的视角内，并将拍摄得到的试样测量圆筒内待测样品图像传输至上位机电脑中；称重传感器与试样测量圆筒连接， 用于测量试样测量圆筒内待测样品的重量并将其传输至上位机电脑中；称重传感器的数据变化触发相机进行拍摄;测量完成后，触发电磁铁打开底板自动卸料。本测试装置可适应不同体积的试样和不同种类的作物，并通过触发方式进行数据采集及通过上位机电脑对采集数据进行分析，操作简单，测试时间短且测试准确性高，且无需人工操作，自动化程度高，实用性强，硬件成本低，经济上具有可推广性。
[0037]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解: 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种作物种子容重自动测量装置，其特征在于:包括上位机电脑、相机、称重传感器 及固定于所述称重传感器上的试样测量圆筒，所述试样测量圆筒由透明尺码及非透明的面 板围成，且在所述试样测量圆筒的底部设有底板;所述上位机电脑分别与所述相机及所述 称重传感器连接;所述相机与所述透明尺码正对设置，且使得所述试样测量圆筒位于所述 相机的视角内，并将拍摄得到的所述试样测量圆筒内待测样品图像传输至所述上位机电脑 中；所述称重传感器用于测量所述试样测量圆筒内待测样品的重量并将其传输至所述上位 机电脑中；所述称重传感器的数据变化触发所述相机进行拍摄。2.根据权利要求1所述的作物种子容重自动测量装置，其特征在于:所述底板与所述试 样测量圆筒之间通过触发电磁铁进行开启或闭合操作。3.根据权利要求1所述的作物种子容重自动测量装置，其特征在于:所述透明尺码采用 透明亚克力材质制成，且所述透明尺码的测量精度为1mm，最大测量高度为20cm。4.根据权利要求1所述的作物种子容重自动测量装置，其特征在于:所述相机为CCD相 机，且所述相机具有Mini USB2.0接口。5.根据权利要求1所述的作物种子容重自动测量装置，其特征在于:所述称重传感器的 测量精度为0.0lg，最大称重为2kg，且所述称重传感器具有RS-232串口传输接口。6.根据权利要求1所述的作物种子容重自动测量装置，其特征在于:所述面板采用非透 明材质制成。
【文档编号】G01N9/02GK205607800SQ201620232851
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月24日
【发明人】宋鹏, 张晗, 王成, 罗斌, 潘大宇
【申请人】北京农业信息技术研究中心, 北京农业智能装备技术研究中心