導(dǎo)語(yǔ)：糧食檢查論文：糧食雜質(zhì)檢查機(jī)制的評(píng)述一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

本文作者：張恕遠(yuǎn)陳廷成工作單位：西華大學(xué)

系統(tǒng)的組成及工作原理該系統(tǒng)主要由小樣分檢系統(tǒng)、近紅外檢測(cè)系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)、配氣系統(tǒng)及檢測(cè)系統(tǒng)組成，如圖1所示。糧食小樣通過(guò)導(dǎo)向管流向分檢盤(pán)，在分檢盤(pán)的外圓周圍均勻分布著60個(gè)存粒穴，每個(gè)存粒穴通過(guò)配氣溝與真空泵相連，當(dāng)小樣顆粒注入存粒穴時(shí)，由于負(fù)壓作用使每個(gè)存粒穴中存入一粒小樣，從而將小樣顆粒分檢成單粒態(tài)，這樣可保證被測(cè)物能一個(gè)不漏地被檢測(cè)。在分檢盤(pán)的頂端A處安裝一近紅外光源發(fā)射頭和光源接收頭，分檢盤(pán)沿順時(shí)針?lè)较蛟诓竭M(jìn)電機(jī)帶動(dòng)下步進(jìn)回轉(zhuǎn)，當(dāng)小樣顆粒步進(jìn)到光源發(fā)射頭和光源接收頭之間的間隙A處時(shí)，單片機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)光源接收頭接收到的光譜信號(hào)進(jìn)行采樣和判別，如屬正常光譜，則小樣顆粒繼續(xù)在負(fù)壓下順時(shí)針轉(zhuǎn)到圖中C位，在C位分檢盤(pán)的存粒穴開(kāi)始與真空配氣閥脫離，粒料在脫粒刷的作用下自動(dòng)落入收料箱中;如果光譜為非正常光譜，則判定為雜質(zhì)，在分檢盤(pán)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至距離頂端42°的方向上設(shè)置一個(gè)高壓配氣閥，當(dāng)雜質(zhì)轉(zhuǎn)到42°時(shí)通過(guò)單片機(jī)控制系統(tǒng)打開(kāi)高壓配氣閥，此時(shí)壓縮空氣將雜質(zhì)射出，并由雜物回收箱收集。雜質(zhì)排出后，斷開(kāi)壓縮空氣，當(dāng)分檢盤(pán)在連續(xù)回轉(zhuǎn)中無(wú)雜質(zhì)時(shí)，正常顆粒也會(huì)通過(guò)42°無(wú)負(fù)壓區(qū)B，但粒料在42°處時(shí)由于重力原因不會(huì)自動(dòng)脫離穴位，粒料通過(guò)42°位后，進(jìn)入負(fù)壓區(qū)則不會(huì)掉落，只有當(dāng)進(jìn)入C區(qū)時(shí)才會(huì)脫落。

自動(dòng)分檢控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)以上工作原理設(shè)計(jì)出基于單片機(jī)的自動(dòng)分檢控制系統(tǒng)(如圖2所示)，該系統(tǒng)主要由單片機(jī)系統(tǒng)、近紅外光譜檢測(cè)系統(tǒng)、分檢盤(pán)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電子秤稱重系統(tǒng)、壓縮空氣控制系統(tǒng)以及鍵盤(pán)、顯示器和打印機(jī)等部分組成。設(shè)計(jì)單片機(jī)系統(tǒng)時(shí)，在對(duì)目前通用和流行的單片機(jī)芯片進(jìn)行了大量的比較和論證的基礎(chǔ)上選擇Cygnal公司的C8051F020單片機(jī)，它具有和51系列單片機(jī)完全兼容的指令系統(tǒng)，同時(shí)它的體積小、功耗低、速度快且自身集成了64kFLASH，4kRAM，8CH12位A/D以及Watchdog等，具有片內(nèi)JTAG測(cè)試電路，可進(jìn)行全速在線調(diào)試。由單片機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)分檢盤(pán)順時(shí)針步進(jìn)回轉(zhuǎn)，使小樣顆粒按照光譜儀檢測(cè)要求有節(jié)奏地通過(guò)紅外光源發(fā)射頭與光源接收頭之間的間隙，近紅外光譜儀通過(guò)檢測(cè)顆粒的近紅外光譜的變化，并將檢測(cè)的光譜數(shù)據(jù)經(jīng)RS232串行接口傳遞到單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)分析、比較，從而分辯出當(dāng)前的小樣顆粒為糧食或雜質(zhì)。若為雜質(zhì)，單片機(jī)控制步進(jìn)機(jī)在分檢口B處作慢速步進(jìn)，并通過(guò)控制電磁鐵換向閥接通壓縮空氣將雜質(zhì)射入雜質(zhì)導(dǎo)向管;否則，步進(jìn)電機(jī)均勻運(yùn)動(dòng)使糧食顆粒在脫離穴位C處送入收料箱中，從而將顆粒中雜質(zhì)分檢開(kāi)來(lái)。雜質(zhì)進(jìn)入雜質(zhì)收集箱，電子秤稱出雜質(zhì)質(zhì)量，并將量值通過(guò)RS232串口送入單片機(jī)系統(tǒng)分析處理，其結(jié)果通過(guò)LCD顯示并通過(guò)報(bào)表打印機(jī)打印，以提供給用戶。同時(shí)，單片機(jī)系統(tǒng)能對(duì)空氣壓縮機(jī)、真空泵進(jìn)行啟?？刂?，并通過(guò)壓力傳感器檢測(cè)空氣壓縮機(jī)和真空泵壓力。

從計(jì)算機(jī)應(yīng)用角度出發(fā)，該控制系統(tǒng)為一數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)。輸入信號(hào)有:模擬信號(hào)輸入(如壓力傳感器)，數(shù)據(jù)量輸入(如光譜儀和電子秤的串行數(shù)據(jù)輸入);輸出信號(hào)有:數(shù)字量輸出DO(如步進(jìn)電機(jī)、壓縮機(jī)等)。為便于開(kāi)發(fā)調(diào)試，軟件采用模塊化設(shè)計(jì)思路，對(duì)于不同硬件模塊，有相應(yīng)的軟件子程序與之對(duì)應(yīng)，主要包括:步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，近紅外光譜儀數(shù)據(jù)采集，電子秤數(shù)據(jù)采集，壓縮機(jī)及近紅外光源控制，數(shù)據(jù)分析和處理液晶顯示，鍵盤(pán)，打印等。在軟件編制時(shí)應(yīng)注意:1)近紅外技術(shù)是依據(jù)某一化學(xué)成分對(duì)近紅外區(qū)光譜的吸收特性而進(jìn)行的測(cè)定，所以該技術(shù)的關(guān)鍵是在糧食小樣和近紅外光譜之間建立一種關(guān)系。其基本流程包括:首先收集具有代表性的樣品(其組成及其變化范圍接近于要分析的樣品)，然后采集樣品的光學(xué)數(shù)據(jù)。由于小樣雜質(zhì)檢測(cè)只需要將雜質(zhì)從樣品中分離出來(lái)，不需要定量分析，因此，直接將樣品的光學(xué)數(shù)據(jù)作為檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)值，不需要對(duì)小樣成分作定量分析;在分析未知樣品時(shí)，先對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行掃描，根據(jù)掃描光譜值同標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行成分含量比較，從而可將小樣中的雜質(zhì)分離出來(lái)。由于定標(biāo)的好壞直接關(guān)系到雜質(zhì)識(shí)別的準(zhǔn)確性，因此，定標(biāo)軟件是檢測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的核心。2)近紅外光譜儀對(duì)小樣顆粒的檢測(cè)時(shí)間約為100ms，因此需使小樣顆粒慢速通過(guò)紅外光源發(fā)射頭與光源接收頭之間A處的間隙。但為了提高分檢效率，分檢盤(pán)的速度又不能太慢，所以，分檢盤(pán)應(yīng)實(shí)現(xiàn)變速回轉(zhuǎn)，即當(dāng)小樣顆粒通過(guò)紅外光源發(fā)射頭與光源接收頭之間A處的間隙時(shí)，轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速變慢，降到大約1r/min，其余時(shí)間轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速為10r/min。同時(shí)，也保證了當(dāng)小樣顆粒慢速通過(guò)頂端檢測(cè)位置A處時(shí)，剛好有一已檢顆粒慢速通過(guò)雜質(zhì)分檢位B，若該顆粒為雜質(zhì)，單片機(jī)控制系統(tǒng)有足夠的時(shí)間去控制換向閥換向，接通壓縮空氣將雜質(zhì)分檢出來(lái)。這樣回轉(zhuǎn)盤(pán)在回轉(zhuǎn)中速度是“快—慢”交替回轉(zhuǎn)，從而即滿足了雜質(zhì)檢測(cè)、分檢慢的要求，也滿足了高的檢測(cè)效率。

由于糧食顆粒的產(chǎn)地與所含水份的不同，其近紅外光譜的波長(zhǎng)范圍也有一定的差別，為了提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性，在對(duì)同一批糧食顆粒檢測(cè)之前，需進(jìn)行少量糧食樣品的學(xué)習(xí)，存儲(chǔ)本批糧食的近紅外光譜的波長(zhǎng)范圍，并在檢測(cè)過(guò)程中不斷修正系統(tǒng)數(shù)據(jù)，為提高小樣檢測(cè)的準(zhǔn)確性打下基礎(chǔ)。該檢測(cè)裝置檢測(cè)速度快，可靠性高，檢測(cè)誤差小，誤差范圍小于0．3%，本裝置適用于不同品種的稻谷、小麥、玉米、大豆4種原糧中雜質(zhì)的選取。