本技術(shù)方案是一種基于抽吸式清料的多種類小顆粒種子圖像采集系統(tǒng)，屬于植物的無損檢測。

背景技術(shù)：

1、在使用無損檢測方法對(duì)植物種子進(jìn)行檢測時(shí)候，需對(duì)種子圖像進(jìn)行采集，進(jìn)而對(duì)采集到的各類圖像處理分析，進(jìn)而獲知種子的多類參數(shù)。對(duì)于小顆粒種子，通常是采用圖像采集裝置一次性對(duì)多個(gè)種子進(jìn)行圖像采集，種子分散平放于料盤中。當(dāng)一組種子的圖像采集完成后，把料盤中的種子清除掉(清料)，再放入新的一組種子。

2、在這個(gè)過程中，小顆粒種子的清料工作一直是圖像采集過程的重要環(huán)節(jié)。料盤中的物料如果清料不及時(shí)、不徹底，則會(huì)影響圖像采集工作的效率，甚至有部分種子殘留，影響圖像采集真實(shí)性。

3、現(xiàn)有技術(shù)中采用的一種清料裝置，其原理是采用定向高頻率振動(dòng)的方法使小顆粒種子落入下方漏斗，進(jìn)而落入漏斗下方的容器內(nèi)。該方法利用高頻率振動(dòng)，會(huì)使部分種子飛出，導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確；且不同規(guī)格的種子定向運(yùn)動(dòng)所需要的振動(dòng)頻率不同，因此無法同時(shí)清理多種類種子；同時(shí)漏斗的形狀，材料，傾斜角度不同可能會(huì)導(dǎo)致部分種子停留在漏斗斜面，無法掉入下方容器中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的圖像采集系統(tǒng)，采用抽吸式清料裝置，清料效率較高，且通過氣送的方式，避免了種子清料過程中不必要的撞擊；且在氣流高速運(yùn)動(dòng)的情況下，可降低種子卡在容器內(nèi)壁的概率；通過密閉管道運(yùn)輸，裝置氣密性較好，清料過程種子不易飛出，有利于提高圖像采集精度。

2、本技術(shù)方案提出一種基于抽吸式清料的多種類小顆粒種子圖像采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用抽吸式清料裝置，其特定吸頭，吸頭清料口形狀為細(xì)長矩形，吸頭通過軟管與管道相連，管道出口連接改進(jìn)后的旋風(fēng)分離器。旋風(fēng)分離器入口向下傾斜，配合氣動(dòng)，很好地解決了小顆粒種子卡料的問題，同時(shí)吸頭截面積，管道橫截面積均較小，則該處風(fēng)速較大，清料效率較高。具體來說：

3、一種基于抽吸式清料的多種類小顆粒種子圖像采集系統(tǒng)，包括攝像機(jī)、料盤和清料裝置；所述攝像機(jī)在料盤上方，料盤表面是水平的，鏡頭豎直朝向料盤表面；料盤連接振動(dòng)裝置；料盤的出料口連接清料裝置；

4、所述清料裝置是抽吸式清料裝置；清料裝置包括吸頭、清料通道、旋風(fēng)分離器和渦輪風(fēng)扇；

5、所述料盤表面的周圍有物料阻擋結(jié)構(gòu)，出料口開在物料阻擋結(jié)構(gòu)上；吸頭的前端連接于出料口；吸頭的后端通過清料通道連接旋風(fēng)分離器的進(jìn)風(fēng)口；旋風(fēng)分離器的排風(fēng)口連接渦輪風(fēng)扇的吸風(fēng)口；旋風(fēng)分離器底部的出料口連接種子容器。

6、旋風(fēng)分離器的內(nèi)腔形狀是圓柱下接同軸的圓臺(tái)，圓柱的底面與圓臺(tái)的大底面重合；圓臺(tái)的小底面即為旋風(fēng)分離器的出料口；

7、圓柱的頂面中間開所述旋風(fēng)分離器的排風(fēng)口，排風(fēng)口的是圓形的，且圓心在圓柱的軸線上；圓柱的上部開截面是矩形的進(jìn)風(fēng)口，且圓柱相應(yīng)位置的切線重合于進(jìn)風(fēng)口外側(cè)壁；

8、清料通道的截面是圓形的，清料通道與旋風(fēng)分離器的進(jìn)風(fēng)口之間通過圓形轉(zhuǎn)矩形的轉(zhuǎn)接頭連接，轉(zhuǎn)接頭的圓形端面與清料通道的端面重合，轉(zhuǎn)接頭的矩形端面與進(jìn)風(fēng)口重合，轉(zhuǎn)接頭兩端面之間平滑過渡。

9、現(xiàn)有旋風(fēng)分離器的氣固分離功能，但可購買到的商品在該功能大多用于大型物料分離，例如作為煙塵的除塵。而本系統(tǒng)部署的空間有限，且精密度要求較高，尚無適用于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下種子無損檢測設(shè)備使用的微型旋風(fēng)分離器。為此，本發(fā)明從常見植物的小顆粒種子特點(diǎn)出發(fā)，設(shè)計(jì)符合實(shí)驗(yàn)室無損檢查裝置配套使用的微型旋風(fēng)分離器，并把它應(yīng)用到無損檢測到圖像采集系統(tǒng)中。

10、本發(fā)明設(shè)計(jì)的旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)參數(shù)為：

11、排風(fēng)口的半徑r進(jìn)為10～15mm，圓柱高h(yuǎn)為80～100mm,圓柱的半徑r柱為40～50mm，圓臺(tái)的大底半徑r大和小低半徑r小分別為40～50mm和10～16mm，圓臺(tái)高h(yuǎn)為110～140mm，進(jìn)風(fēng)口的截面矩形的高h(yuǎn)進(jìn)和寬w進(jìn)分別為28～30mm和10～16mm，進(jìn)風(fēng)口通道與水平面的角度α為30°±2°；

12、轉(zhuǎn)接頭的圓形斷面的半徑r轉(zhuǎn)和兩端面之間的長度l轉(zhuǎn)分別為20～25mm和38～43mm，旋風(fēng)分離器內(nèi)部圓柱排風(fēng)口插入深度h深為50～65mm；

13、其中，旋風(fēng)分離器內(nèi)部圓柱排風(fēng)口插入深度h深與進(jìn)風(fēng)口截面矩形的高h(yuǎn)進(jìn)的比值h深/h進(jìn)為1.95～2.05；排風(fēng)口半徑r進(jìn)與圓臺(tái)大底半徑r大的比值r進(jìn)/r大為0.2～0.4。該比值大小，與籽粒大小整體呈反比變化，若籽粒較大，則為增大分離效率，避免種子進(jìn)入時(shí)被直接吸入排風(fēng)口，則可減小比值，增大圓柱半徑r，提高分離效率。

14、下面結(jié)合使用過程，對(duì)本系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行說明：

15、初始狀態(tài)：

16、實(shí)驗(yàn)人員將各裝置組裝好后，通過攝像機(jī)觀察料盤的種子數(shù)據(jù)已經(jīng)采集完畢，打開渦輪風(fēng)扇開關(guān)，將料盤內(nèi)種子向吸頭方向振動(dòng)；

17、動(dòng)作一：

18、種子振動(dòng)到吸頭入口1～2cm處被吸入管道內(nèi)，通過軟管和清料通道到達(dá)旋風(fēng)分離器入口；

19、動(dòng)作二：

20、種子到達(dá)旋風(fēng)分離器矩形入口處，由于旋風(fēng)分離器矩形入口傾斜，種子在推力和重力的雙重作用下，成功進(jìn)入旋風(fēng)分離器內(nèi)部，且在入口處設(shè)有圓角，降低卡料現(xiàn)象出現(xiàn)的概率；

21、動(dòng)作三：

22、種子在旋風(fēng)分離器內(nèi)部隨空氣一起沿筒壁做高速運(yùn)動(dòng)，氣流在進(jìn)氣通道的作用下,直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)閳A周運(yùn)動(dòng),并且沿桶內(nèi)壁向下作螺旋運(yùn)動(dòng),因?yàn)榉N子的密度遠(yuǎn)大于空氣密度,所以在運(yùn)動(dòng)過程中,種子由于離心作用被甩向桶壁,從而失去運(yùn)動(dòng)慣性,受重力作用沿著內(nèi)壁向下運(yùn)動(dòng),通過下端排出，進(jìn)而落入容器中；

23、結(jié)束狀態(tài)：

24、通過攝像機(jī)觀察料盤內(nèi)種子清理完畢后，關(guān)閉渦輪風(fēng)扇，實(shí)驗(yàn)人員檢查旋風(fēng)分離器內(nèi)部是否有種子未掉入下方容器中，以及渦輪風(fēng)扇內(nèi)部是否吸入種子，檢查完畢后，取出下方容器，并安裝新的容器。

25、本發(fā)明的圖像采集系統(tǒng)，依托于抽吸式清料裝置的適用于小顆粒種子的快速清料，取代了人工清料及震動(dòng)清料，提高了清料效率，降低了種子損傷，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)的圖像采集效率和效果。

技術(shù)特征：

1.一種基于抽吸式清料的多種類小顆粒種子圖像采集系統(tǒng)，包括攝像機(jī)、料盤和清料裝置；所述攝像機(jī)在料盤上方，料盤表面是水平的，鏡頭豎直朝向料盤表面；料盤連接振動(dòng)裝置；料盤的出料口連接清料裝置；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于抽吸式清料的多種類小顆粒種子圖像采集系統(tǒng)，其特征是吸頭后端通過軟管與過清料通道連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于抽吸式清料的多種類小顆粒種子圖像采集系統(tǒng)，其特征是旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)中：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于抽吸式清料的多種類小顆粒種子圖像采集系統(tǒng)，其特征是在封蓋的底面有延長管，延長管與排風(fēng)口位置對(duì)應(yīng)；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于抽吸式清料的多種類小顆粒種子圖像采集系統(tǒng)，其特征是在旋風(fēng)分離器的排風(fēng)口上有過濾網(wǎng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于抽吸式清料的多種類小顆粒種子圖像采集系統(tǒng)，其特征是旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)參數(shù)為：

技術(shù)總結(jié)
一種基于抽吸式清料的多種類小顆粒種子圖像采集系統(tǒng)，包括攝像機(jī)、料盤和清料裝置；料盤的出料口攝像機(jī)在料盤上方，料盤表面是水平的，鏡頭豎直朝向料盤表面；料盤連接振動(dòng)裝置；料盤的出料口連接清料裝置。清料裝置是抽吸式清料裝置；清料裝置包括吸頭、清料通道、旋風(fēng)分離器和渦輪風(fēng)扇；料盤的出料口料盤表面的周圍有物料阻擋結(jié)構(gòu)，出料口開在物料阻擋結(jié)構(gòu)上；吸頭的前端連接于出料口；吸頭的后端通過清料通道連接旋風(fēng)分離器的進(jìn)風(fēng)口；旋風(fēng)分離器的排風(fēng)口連接渦輪風(fēng)扇的吸風(fēng)口；旋風(fēng)分離器底部的出料口連接種子容器；清料通道的截面是圓形的，清料通道與旋風(fēng)分離器的進(jìn)風(fēng)口之間通過圓形轉(zhuǎn)矩形的轉(zhuǎn)接頭連接，轉(zhuǎn)接頭兩端面之間平滑過渡。

技術(shù)研發(fā)人員：汪希偉,周子堯,鄧家樂,吳斌,趙茂程,喬夢夢,齊亮,謝為俊,鄒紅艷,王夢夢,歐力
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京林業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15