本發(fā)明涉及植物種子活力檢測的領(lǐng)域。具體涉及一種基于電阻抗成像的玉米種子活力檢測裝置。

背景技術(shù)：

玉米是我國第一大糧食作物，玉米種子的質(zhì)量直接關(guān)系到種子企業(yè)的效益和農(nóng)民的收益。在每年的種子質(zhì)量糾紛中，經(jīng)常遇到實(shí)驗(yàn)室的發(fā)芽率與田間出苗率差距甚大、室內(nèi)發(fā)芽率符合標(biāo)簽標(biāo)注值、而田間出苗率難以達(dá)標(biāo)的情況，這就是種子活力造成的問題。種子活力即種子的健壯度，是種子發(fā)芽和出苗率、幼苗生長的潛勢、植株抗逆能力和生產(chǎn)潛力的總和，是種子品質(zhì)的重要指標(biāo)。在播種之前對種子進(jìn)行活力檢測便成為必不可少的一環(huán)，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用。

種子活力測定可劃分為生理測定法和生化測定法。生理測定法是測量種子發(fā)芽方面的特性和生長指標(biāo)；生化測定法是測量與種子活力相關(guān)的特殊生化反應(yīng)，如酶系統(tǒng)活性等。當(dāng)前，關(guān)于玉米種子活力的傳統(tǒng)測定方法主要有：抗冷測定法、幼苗生長測定法、加速老化試驗(yàn)法、電導(dǎo)率測定法等。上述傳統(tǒng)的種子活力檢測方法存在測量工作量大、可重復(fù)性差、測量周期長、受環(huán)境影響大、容易對種子造成損傷等缺點(diǎn)。

種子含水量與種子活力密切相關(guān)。當(dāng)含水量高時，種子的呼吸作用加強(qiáng)，種子內(nèi)貯藏物質(zhì)的消耗加速，種子的生活力減退。有機(jī)物積累少，酶活性低，不能滿足種子萌發(fā)所需的能量，導(dǎo)致發(fā)芽率低。另一方面，含水量過低會導(dǎo)致呼吸作用過弱，種子活力也會降低。因此，適宜的含水量是種子活力高低的重要指標(biāo)。種子含水量的測定方法主要分為直接法和間接法。直接法的原理是通過物理干燥或者化學(xué)方法，直接去除農(nóng)產(chǎn)品中的水分，通過計算獲得被測樣品中的含水率值。該類方法檢測精度高，但是測試時間長，檢測費(fèi)用高，不適合實(shí)際生產(chǎn)。主要包括：電烘箱法、減壓干燥法、紅外干燥法和蒸餾法等。間接法主要是通過測量農(nóng)產(chǎn)品中與水分有關(guān)的物理量(例如物質(zhì)的電導(dǎo)率、介電常數(shù)等)，經(jīng)轉(zhuǎn)換獲得農(nóng)產(chǎn)品的水分值。此類方法響應(yīng)快，但需解決溫漂大、長期使用穩(wěn)定性差等問題。主要包括：電容法、電阻法、微波法和紅外線法等。其中，又以使用電容法和電阻法對農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行水分快速檢測最為廣泛。

因此，通過對種子含水量的測定可以在一定程度上反映種子活力。

為了克服現(xiàn)存技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目標(biāo)是通過無損方法檢測玉米種子的電阻抗以獲取種子的含水量信息，進(jìn)而對玉米種子活力進(jìn)行檢測。通過一種裝置實(shí)現(xiàn)對玉米種子活力的在線無損檢測及篩選。為此目的，此發(fā)明提供了一種創(chuàng)新利用電阻抗技術(shù)的玉米種子活力無損在線檢測和篩選的裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明公開了一種在線檢測并篩選玉米種子的裝置，實(shí)現(xiàn)了基于電阻抗對玉米種子的種子活力進(jìn)行無損在線檢測，用于篩選高活力的玉米種子。本系統(tǒng)從根源上解決了傳統(tǒng)種子活力檢測方法存在的效率低、成本高、會對種子造成損害等弊端。創(chuàng)新性的通過檢測種子的阻抗等電特性參數(shù)，獲取其含水量等信息，再利用含水量和種子活力的相關(guān)性獲取種子的種子活力信息。同時，本裝置還可通過獲取的信息對種子進(jìn)行實(shí)時的篩選。本裝置具有：檢測無損、自動化程度高、檢測快速、篩選高效等優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

一種基于電阻抗的玉米種子活力在線檢測裝置，包括：

儲存有待測玉米種子的料盒，該料盒的底部連接有一個或多個輸出單粒種子的滑槽；

安裝有檢測板的傳送帶，所述檢測板上設(shè)有接納所述滑槽輸出的種子的一個或多個檢測孔，每個檢測孔內(nèi)設(shè)有電極對；

與所述電極對連接的阻抗分析儀，用于通過電極向種子施加激勵電流，根據(jù)電極對間的阻抗值和相位角檢測種子活力并分級；

位于傳送帶一端的收集容器，內(nèi)設(shè)有至少兩個容納槽，用于接受不同活力等級的玉米種子。

本發(fā)明中，玉米種子通過料盒底部的滑槽使待測批次玉米種子均勻分布在傳送帶上，其末端與傳送帶的間隙較小，因此可保證傳送帶上的檢測板每個檢測孔恰好容納一粒種子。

所述檢測孔的玉米種子，通過設(shè)置實(shí)驗(yàn)程序?qū)τ衩追N子施加多種不同的適宜激勵電流i，同時檢測電極間的阻抗值和相位角，自動保存并記錄數(shù)據(jù)，通過對實(shí)驗(yàn)程序的調(diào)整，可提供不同電流、頻率、波形的激勵電流，滿足不同場景的需要。

所述的檢測板為單排結(jié)構(gòu)，集成了兩個或兩個以上安裝了電極的檢測孔?？椎拇笮∩疃扰c玉米種子大小相對應(yīng)，可恰好容納一粒玉米種子。

作為優(yōu)選的，所述的電極對為具有相同表面積且相互交錯的兩個電極。

作為優(yōu)選的，每個電極包括與電極線連接的弧形板，兩個電極的弧形板對稱布置，兩個弧形板上設(shè)有相對延伸且間隔交錯的柵條。

作為優(yōu)選的，所述的電極對為石墨材質(zhì)。

本發(fā)明中，電極為具有基本相同表面積的兩個相互交錯的電極結(jié)構(gòu)，為石墨材質(zhì)，有利于對玉米種子阻抗信息的提取。

作為優(yōu)選的，所述的檢測板為長方體，若干個檢測板依次拼接固定在所述傳送帶上。

本發(fā)明中，傳送帶上安裝了多排檢測板，采用模塊化設(shè)計，可進(jìn)行拆卸，針對不同大小種子可選擇不同尺寸的檢測板，具有較高的普適性。

作為優(yōu)選的，設(shè)有與所述阻抗分析儀連接的計算機(jī)，用于分析采集的數(shù)據(jù)，并根據(jù)分析結(jié)果對玉米種子活力進(jìn)行分級并標(biāo)記。

所述計算機(jī)內(nèi)置有可編輯的實(shí)驗(yàn)程序。由于不同環(huán)境下的電阻抗值相差很大，本模塊可對數(shù)據(jù)進(jìn)行例如歸一化處理等處理。通過多種不同的算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合分析，最終獲取種子活力信息，并進(jìn)行分級與標(biāo)記。

作為優(yōu)選的，所述傳送帶上設(shè)有垂直輸送方向的導(dǎo)軌，檢測板的滑動配合在所述的導(dǎo)軌上。所述的檢測板受控于計算機(jī)，根據(jù)玉米種子的活力分級進(jìn)行橫向移動，控制玉米種子落入對應(yīng)的容納槽內(nèi)。

所述檢測板可在垂直傳送帶運(yùn)動方向進(jìn)行移動，通過接收到的分級信號進(jìn)行相應(yīng)移動，使不同活力等級玉米種子掉落在傳送帶尾端收集容器內(nèi)不同的容納槽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)高效的在線篩選。

附圖說明

圖1為一種基于電阻抗的玉米種子活力檢測的裝置圖；

圖2為一個檢測板的電極結(jié)構(gòu)；

圖3為一個電極電路原理簡圖；

圖4為玉米種子活力檢測及篩選方法流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不僅限于此。

如圖1所示，本發(fā)明中的一種基于電阻抗的玉米種子活力檢測裝置包括：阻抗分析儀1，數(shù)據(jù)采集器2，計算機(jī)3，傳送帶4，料盒5，檢測板6和收集容器7。

料盒5內(nèi)儲存有待測玉米種子，該料盒5的底部連接有可輸出單粒種子的滑槽8，滑槽8的尺寸與單子單粒的大小相適應(yīng)，內(nèi)部恰好可供單排種子通過。

檢測板6滑動安裝在傳送帶4上的導(dǎo)軌上，檢測板6上設(shè)有接納滑槽8輸出的種子的檢測孔9，每個檢測孔9內(nèi)設(shè)有電極對。電極對的結(jié)構(gòu)如圖2所示，電極對為具有相同表面積且相互交錯的兩個電極，每個電極包括與電極線11連接的弧形板12，兩個電極的弧形板12對稱布置，兩個弧形板12上設(shè)有相對延伸且間隔交錯的柵條13。本實(shí)施例中的電極對為石墨材質(zhì)。

如圖3所示，阻抗分析儀1通過電極線11與檢測孔9內(nèi)的電極對連接，通過電極向種子施加激勵電流，根據(jù)電極對間的阻抗值和相位角檢測種子活力并分級。

收集容器7位于傳送帶一端的尾端，內(nèi)設(shè)有至少兩個容納槽，用于接受不同活力等級的玉米種子。

傳送帶4上設(shè)有垂直輸送方向的導(dǎo)軌10，檢測板6的滑動配合在的導(dǎo)軌10上。該檢測板6受控于計算機(jī)3，根據(jù)玉米種子的活力分級進(jìn)行橫向移動，控制玉米種子落入收集容器7中對應(yīng)的容納槽內(nèi)。

將待測批次玉米種子放入料盒5中，種子通過料盒5的滑槽8進(jìn)入傳送帶。由于滑槽8的尺寸只能容納一粒正常大小的玉米種子，且其末端與傳送帶4的間隙較小，因此可保證傳送帶4上的檢測板每個檢測孔9恰好容納一粒種子。計算機(jī)3隨即控制阻抗分析儀1對玉米種子施加多種不同的適宜激勵電流，同時檢測電極間的阻抗值和相位角，計算機(jī)3經(jīng)由數(shù)據(jù)采集器2保存并記錄數(shù)據(jù)。完成數(shù)據(jù)分析后，檢測板根據(jù)接收到的信號在垂直傳送帶運(yùn)動方向移動。即可使容納了高活力種子的檢測板向上方移動，低活力的向下移動。種子在傳送帶末端即可掉落在不同容器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對不同種子活力的玉米種子的在線篩選。

如圖4所示，本實(shí)施例的檢測方法包括以下步驟：

1)以待測批次玉米種子為樣本，利用分揀裝置使種子均勻分布在傳送帶4上；

2)通過傳送帶4首端隔板的作用保證每個檢測孔9正好容納一個玉米種子；

3)檢測孔9內(nèi)的電極與阻抗測試儀1相連接，計算機(jī)3控制數(shù)據(jù)采集器2和阻抗測試儀3，設(shè)置實(shí)驗(yàn)程序?qū)τ衩追N子施加多種不同的適宜的激勵電流i，同時檢測電極間的阻抗值和相位角，計算機(jī)自動保存并記錄數(shù)據(jù)；

4)計算機(jī)對采集到的阻抗值及相位角數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時在線分析，對相應(yīng)的玉米種子活力進(jìn)行判斷分級，并對不同活力等級的玉米種子進(jìn)行標(biāo)記。控制傳送帶4上的檢測板6進(jìn)行相應(yīng)的橫向移動；

5)種子在傳送帶末端掉落入不同的收集容器，檢測板復(fù)位；

6)重復(fù)1)-5)步驟，即可實(shí)現(xiàn)對玉米種子的種子活力進(jìn)行在線檢測與篩選。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施舉例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。