專(zhuān)利名稱(chēng)：一種稻種色選機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型主要涉及稻種色選機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種稻種色選機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，在制作稻種，特別是雜交水稻制種過(guò)程中，多采用父母本育種方式制作稻種。因?yàn)橹挥心副镜竟冗m合作為稻種，所以目前育種一般采取父本和母本隔行種植、分開(kāi)收割的方式，以避免作為稻種的母本稻谷中混入父本稻谷，進(jìn)而保證成品稻種質(zhì)量。此種父本和母本隔行種植、分開(kāi)收割的方式使得大部分制種企業(yè)在稻種的種植和收割時(shí)只能采用人工作業(yè)，以保證成品稻種的質(zhì)量。但由于人工作業(yè)存在生產(chǎn)效率低、產(chǎn)能受限，人工成本增力口、制種企業(yè)生產(chǎn)成本劇增，另外，操作人員存在個(gè)體差異、稻種質(zhì)量受人為因素影響嚴(yán)重等諸多問(wèn)題。因此，很多制種企業(yè)對(duì)機(jī)械化制種的需求日益強(qiáng)烈。常用的機(jī)械化制種方式是采用播種機(jī)、收割機(jī)、脫粒機(jī)等機(jī)械化設(shè)備進(jìn)行播種、收割、脫粒。但是，對(duì)于稻種制種，因?yàn)榇嬖诟副镜竟扰c母本稻種分選問(wèn)題，所以一直未能采用機(jī)械化方式進(jìn)行制種。要實(shí)現(xiàn)稻種的機(jī)械化制種，主要問(wèn)題就是如何實(shí)現(xiàn)父本稻谷和母本稻種的機(jī)械化分選。色選機(jī)是一種根據(jù)物料光學(xué)特性的差異，利用光電技術(shù)將顆粒物料中的異色顆粒自動(dòng)分揀出來(lái)的設(shè)備，具有智能化、高精度、大產(chǎn)量等特點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)稻種機(jī)械化制種的有效設(shè)備。但是，要實(shí)現(xiàn)稻種的機(jī)械化制種，需要解決如下兩個(gè)問(wèn)題I.對(duì)優(yōu)質(zhì)稻種(母本)和普通稻谷(父本)設(shè)計(jì)稃色標(biāo)記，讓它們有明顯的顏色差異，以利于后續(xù)用光電色選機(jī)進(jìn)行分選目前此設(shè)計(jì)已經(jīng)成功，具體方法見(jiàn)中國(guó)專(zhuān)利“一種具有隱性標(biāo)記雜交水稻的育種方法(ZL03131697. 2)”的。2.研制適用稻種的色選機(jī)在稻種播種、收割過(guò)程中，因?yàn)榛烊腚s草等種子，異類(lèi)果實(shí)數(shù)目會(huì)大增，特別是采 用父母本育種方式時(shí)，必須將父本稻谷和母本稻種進(jìn)行有效分離，因此稻種色選機(jī)對(duì)色選精度提出了嚴(yán)格的要求。目前，市場(chǎng)上現(xiàn)有的色選機(jī)在對(duì)稻種進(jìn)行色選時(shí)，色選效果并不理想，色選精度遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足制種作業(yè)的要求，究其原因，主要是因?yàn)楝F(xiàn)有的色選機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有根據(jù)父本稻谷和母本稻種的光譜特性差異采用合適的光源、光學(xué)傳感器系統(tǒng)和背景板，造成識(shí)別率低，分選效果差。而要得到父本稻谷和母本稻谷的光譜特性差異，需要對(duì)眾多種類(lèi)的稻谷、稻種進(jìn)行收集、分析。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種稻種色選機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)，它識(shí)別效率聞，為提聞色選機(jī)的分選效果提供了良好條件。本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的—種稻種色選機(jī)的光學(xué)系統(tǒng),包括有分選室機(jī)體，分選室機(jī)體內(nèi)設(shè)有物料通道，其特征在于所述分選室機(jī)體內(nèi)位于物料通道的兩側(cè)部位均設(shè)有相互配合的光源、背景板和光學(xué)傳感器系統(tǒng)，每個(gè)光學(xué)傳感器系統(tǒng)的鏡頭外設(shè)有光學(xué)帶通濾光片，所述光源為可以發(fā)出波長(zhǎng)為530nm-630nm光線的光源；所述背景板為反射波長(zhǎng)為530nm-630nm的光線時(shí)反射能力> 80%的背景板；所述光學(xué)傳感器系統(tǒng)為接收波長(zhǎng)為530nm-630nm的光線時(shí)的透光能力> 90%的CCD光學(xué)傳感器系統(tǒng)；所述光學(xué)帶通濾光片為接收波長(zhǎng)為530nm-630nm的光線時(shí)透光能力> 50%的光學(xué)帶通濾光片?！N稻種色選機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述光源為發(fā)出波長(zhǎng)為580nm光線的光源。所述光源米用能夠發(fā)出包含波長(zhǎng)在530nm-630nm之間的光線的光源；優(yōu)選的,米用能夠發(fā)出光線波長(zhǎng)集中在580nm的光源。所述光學(xué)傳感器系統(tǒng)米用對(duì)波長(zhǎng)在530nm-630nm之間光線感光能力最強(qiáng)的(XD光學(xué)傳感器系統(tǒng)，優(yōu)選的，米用對(duì)波長(zhǎng)為580nm光線感光能力最強(qiáng)的CCD光學(xué)傳感器系統(tǒng)；且光學(xué)傳感器系統(tǒng)應(yīng)與光源相配套，即CCD光學(xué)傳感器系統(tǒng)應(yīng)對(duì)光源發(fā)出的最強(qiáng)波長(zhǎng)最敏感。所述背景板采用對(duì)波長(zhǎng)在530nm-630nm之間光線反射能力最強(qiáng)的背景板,優(yōu)選的，對(duì)波長(zhǎng)為580nm光線反射能力最強(qiáng)；且背景板應(yīng)與光源相配套，即背景板對(duì)光源發(fā)出的最強(qiáng)波長(zhǎng)反射能力最強(qiáng)。還包括光學(xué)帶通濾光片，該光學(xué)帶通濾光片對(duì)波長(zhǎng)在530nm-630nm之間光線透光能力最強(qiáng)，對(duì)波長(zhǎng)在530nm-630nm以外的光線遮光能力最強(qiáng),優(yōu)選的,對(duì)波長(zhǎng)為580nm光線透光能力最強(qiáng)，對(duì)波長(zhǎng)為580nm以外光線遮光能力最強(qiáng)，且該光學(xué)帶通濾光片應(yīng)與光源相配套，即光學(xué)帶通濾光片對(duì)光源發(fā)出的最強(qiáng)波長(zhǎng)透光能力最強(qiáng)，對(duì)光源發(fā)出的最強(qiáng)波長(zhǎng)以外光線的遮光能力最強(qiáng)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，利用光學(xué)帶通濾光片結(jié)合合適的光源和背景板，利用稻種吸收譜中差異最大的位置，提高了相對(duì)于普通色選裝置更大的分辨能力，能有效提聞稻種的色選精度，減少不良稻種的含量，大幅度提聞稻種的質(zhì)量。


圖I :具有褐色標(biāo)記稻種及普通稻谷光譜分析圖；圖2 :波長(zhǎng)和敏感度及光學(xué)傳感器系統(tǒng)光電子感應(yīng)能力的曲線示意圖；圖3 :光源發(fā)光能力與波長(zhǎng)的曲線示意圖；圖4 :背景板反射光的波長(zhǎng)曲線示意圖；圖5 :濾光片波長(zhǎng)通過(guò)能力曲線示意圖；圖6 :本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)號(hào)1、光學(xué)傳感器系統(tǒng)；2、光學(xué)帶通濾光片；3、背景板；4、光源；5、物料通道；6、分選室機(jī)體具體實(shí)施方式
—種稻種色選機(jī)的光學(xué)系統(tǒng),包括有分選室機(jī)體6,分選室機(jī)體6內(nèi)設(shè)有物料通道5，分選室機(jī)體6內(nèi)位于物料通道5的兩側(cè)部位均設(shè)有相互配合的光源4和背景板3，每個(gè)背景板3的外側(cè)均設(shè)有光學(xué)傳感器系統(tǒng)1，每個(gè)光學(xué)傳感器系統(tǒng)I的鏡頭外設(shè)有光學(xué)帶通濾光片2，所述光源4為可以發(fā)出波長(zhǎng)為580m光線的光源；所述背景板3為反射波長(zhǎng)為530nm-630nm的光線時(shí)反射能力> 80%的背景板；所述光學(xué)傳感器系統(tǒng)I為接收波長(zhǎng)為530nm-630nm的光線時(shí)的透光能力> 90%的C⑶光學(xué)傳感器系統(tǒng)；所述光學(xué)帶通濾光片2為接收波長(zhǎng)為530nm-630nm的光線時(shí)透光能力> 50%的光學(xué)帶通濾光片。采集我國(guó)稻米主要產(chǎn)區(qū)華南、東北和長(zhǎng)江流域采集的196份稻谷和28份具有褐色標(biāo)記的稻種，并逐一進(jìn)行了光譜分析，獲得了相應(yīng)的光譜曲線圖。圖I給出的6種典型褐色標(biāo)記稻種和6種典型普通稻谷的光譜曲線圖“具有褐色標(biāo)記稻種及其普通稻谷光譜分析圖”，圖中線條⑦、⑧、⑨、a、b和c為褐色標(biāo)記稻種的光譜曲線，線條①、②、③、④、⑤和⑥為普通稻谷的光譜曲線。由該圖可知，在530nm-630nm光譜波長(zhǎng)區(qū)間，具稃色標(biāo)記的優(yōu) 質(zhì)稻種和普通稻谷的反射差異最大，這就意味著，在該光譜波長(zhǎng)區(qū)間，具稃色標(biāo)記的優(yōu)質(zhì)稻種和普通稻種、普通稻谷最容易進(jìn)行區(qū)分判別。圖I是根據(jù)采用光譜儀對(duì)優(yōu)質(zhì)稻種和普通異色稻谷進(jìn)行光譜測(cè)試產(chǎn)生數(shù)據(jù)繪制出的整體光譜圖，通過(guò)對(duì)光譜圖的分析，得出在520nm-630nm光譜的條件下，具稃色標(biāo)記稻種和普通稻谷的反射差異最大，本實(shí)施例以該范圍中心的580nm波長(zhǎng)為例進(jìn)行描述。光學(xué)傳感器系統(tǒng)I是根據(jù)圖I所示的“具有褐色標(biāo)記稻種及普通稻谷光譜分析圖”和圖2所示的“波長(zhǎng)和敏感度及光學(xué)傳感器系統(tǒng)光電子感應(yīng)能力的曲線示意圖”選擇的一款適用本實(shí)用新型技術(shù)方案的一款黑白線陣CCD光學(xué)傳感器系統(tǒng)，在本實(shí)施例中，該光學(xué)傳感器系統(tǒng)對(duì)波長(zhǎng)為580nm光線的感應(yīng)能力最強(qiáng)。光源4是根據(jù)圖I所示的“具有褐色標(biāo)記稻種及普通稻谷光譜分析圖”和圖3所示的“光源發(fā)光能力與波長(zhǎng)的曲線示意圖”，選擇的一款適用本實(shí)用新型技術(shù)方案的燈管，在本實(shí)施例中，該光源發(fā)出580nm波長(zhǎng)光線的能力最強(qiáng)。背景板3是根據(jù)圖I所示的“具有褐色標(biāo)記稻種及普通稻谷光譜分析圖”和圖4所示的“背景板反射光的波長(zhǎng)曲線示意圖”選擇的一款適用本實(shí)用新型技術(shù)方案的背景板，在本實(shí)施例中，該背景板對(duì)波長(zhǎng)為580nm的光線反射能力最強(qiáng)。光學(xué)帶通濾光片2是根據(jù)圖I所示的“具有褐色標(biāo)記稻谷及普通稻種光譜分析圖”和圖5所示的“濾光片波長(zhǎng)通過(guò)能力曲線示意圖”選擇的一款適用本實(shí)用新型技術(shù)方案的光學(xué)帶通濾光片，在本實(shí)施例中，該光學(xué)帶通濾光片對(duì)于波長(zhǎng)為580nm的光線透光能力最強(qiáng)，對(duì)波長(zhǎng)在580nm以外的光線具有良好的阻擋效果。
權(quán)利要求1.一種稻種色選機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)，包括有分選室機(jī)體，分選室機(jī)體內(nèi)設(shè)有物料通道，其特征在于所述分選室機(jī)體內(nèi)位干物料通道的兩側(cè)部位均設(shè)有相互配合的光源、背景板和光學(xué)傳感器系統(tǒng)，每個(gè)光學(xué)傳感器系統(tǒng)的鏡頭外設(shè)有光學(xué)帶通濾光片，所述光源為可以發(fā)出波長(zhǎng)為530nm-630nm光線的光源。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種稻種色選機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述光源為發(fā)出波長(zhǎng)為580nm光線的光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種稻種色選機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述背景板為反射波長(zhǎng)為530nm-630nm的光線時(shí)反射能力彡80%的背景板。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種稻種色選機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述光學(xué)帶通濾光片為接收波長(zhǎng)為530nm-630nm的光線時(shí)透光能力> 50%的光學(xué)帶通濾光片。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種稻種色選機(jī)的光學(xué)系統(tǒng),其特征在于所述光學(xué)傳感器系統(tǒng)為接收波長(zhǎng)為530nm-630nm的光線時(shí)的透光能力> 90%的CXD光學(xué)傳感器系統(tǒng)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種稻種色選機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)，包括有分選室機(jī)體，分選室機(jī)體內(nèi)設(shè)有物料通道，分選室機(jī)體內(nèi)位于物料通道的兩側(cè)部位均設(shè)有相互配合的光源和背景板，每個(gè)背景板的外側(cè)均設(shè)有光學(xué)傳感器系統(tǒng)，每個(gè)光學(xué)傳感器系統(tǒng)的鏡頭外設(shè)有光學(xué)帶通濾光片，所述光源為可以發(fā)出波長(zhǎng)為530nm-630nm光線的光源；所述背景板為反射波長(zhǎng)為530nm-630nm的光線時(shí)反射能力≥80%的背景板；所述光學(xué)傳感器系統(tǒng)為接收波長(zhǎng)為530nm-630nm的光線時(shí)的透光能力≥90%的CCD光學(xué)傳感器系統(tǒng)；所述光學(xué)帶通濾光片為接收波長(zhǎng)為530nm-630nm的光線時(shí)透光能力≥50%的光學(xué)帶通濾光片。本實(shí)用新型利用光學(xué)帶通濾光片結(jié)合合適的光源和背景板，利用稻種吸收譜中差異最大的位置，提高了相對(duì)于普通色選裝置更大的分辨能力，能有效提高稻種的色選精度。
文檔編號(hào)B07C5/342GK202377204SQ20112051421
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者伍宏兵, 常宏, 蔣曉魁 申請(qǐng)人:合肥美亞光電技術(shù)股份有限公司