數(shù)粒儀是一種能對農(nóng)作物種子如稻、麥、豆類、油菜籽和芝麻進(jìn)行自動數(shù)粒的數(shù)字顯示電子測量儀器。使用該儀器數(shù)粒,不僅可以大大節(jié)省數(shù)粒時問,而且數(shù)粒準(zhǔn)確可靠。數(shù)粒儀的研制成功為農(nóng)業(yè)科研單位、農(nóng)業(yè)大專院校、種子系統(tǒng)和糧食部門提供考種,測量千粒重的先進(jìn)測量設(shè)備。本文作者研制的Ds型多用數(shù)粒儀性能較穩(wěn)定,數(shù)粒誤差不大于士‘%,數(shù)1000粒種子約需3分鐘,當(dāng)外界交流電源在190~220伏范圍內(nèi)變化時,儀器能正常工作。該儀器己由有關(guān)農(nóng)業(yè)部門試用,效果很好。為了使多用數(shù)粒儀具有更高的數(shù)粒精度,更穩(wěn)定的工作性能和更廣泛的適用范圍,我們將原研制的數(shù)粒儀電路作了重要修改和設(shè)計。在對光電轉(zhuǎn)換裝置大量試驗的基礎(chǔ)上,確定了光源和接收管的孔徑,并提高其同心度,改進(jìn)了電磁振動線圈的電源控制元件和上料機(jī)構(gòu)。改進(jìn)后的數(shù)粒儀經(jīng)江蘇農(nóng)學(xué)院長期使用,證實其性能已滿足農(nóng)業(yè)科研的需要。
二、提高數(shù)粒精度
在培育,選擇優(yōu)良品種過程中都要對種子進(jìn)行評價,通常以千粒重衡量,這就需要先數(shù)1000粒種子,為了使評估可靠,一般要求數(shù)粒誤差不大于d%……對于脈沖計數(shù)電路來說,要達(dá)到這樣的精度是不成問題的。我們所研制的種子數(shù)粒儀數(shù)粒誤差一般能做到不大于d%.,但有時會大于4%.,特別是數(shù)稻谷時,數(shù)10次,大約有l(wèi)一2次,數(shù)粒誤差達(dá)5一6%……經(jīng)分析和測試,發(fā)現(xiàn)稻谷由于表面有一層毛,從落??谙侣鋾r,速度較慢;另外稻谷的形狀是扁長形,經(jīng)過光源光路的時問有長,有短。一般情況下稻谷落一「時切斷光源后形成的脈沖,無干擾脈沖,但偶爾會在兩個脈沖之問產(chǎn)生干擾脈沖,如圖l所示。如果在數(shù)粒過程中產(chǎn)生干擾脈沖,計數(shù)電路會如實將此干擾脈沖進(jìn)行計數(shù),于是出現(xiàn)誤記的現(xiàn)象,使計數(shù)產(chǎn)生正偏差。為了消除由于干擾脈沖而引起的數(shù)粒誤差,我們在脈沖成形電路后增加了脈沖展寬電路,使計數(shù)脈沖展寬到超過干擾脈沖的寬度,這樣就可以基本上避免干擾脈沖引起的計數(shù)正偏差。
光電轉(zhuǎn)換裝置中光源的發(fā)射孔和光敏管的接收孔大小對數(shù)粒精度有一定影響??讖酱?,數(shù)粒靈敏度低,可能產(chǎn)生漏計數(shù),引起負(fù)偏差。反之,孔徑小,靈敏度高,容易引起計數(shù)正偏差。其次發(fā)射孔和接收孔的同心度對小顆粒種子的數(shù)粒精度影響較大,同心度差時,將使數(shù)粒靈敏度大大降低,導(dǎo)致數(shù)粒負(fù)偏差。在大量試驗的基礎(chǔ)上,我們首先確定發(fā)射和接收孔的直徑,繼而提高加工精度,確保兩孔的同心度,從而使大,小顆粒種子的數(shù)粒精度都滿足了要求。
該儀器既能數(shù)稻,麥等大顆粒種子,也能數(shù)如油菜籽,芝麻等小顆粒種子,關(guān)鍵是在落料口處設(shè)置了落??ǎ瑪?shù)大,小顆粒種子時采用寬度不同的落粒卡,此落??ú捎糜袡C(jī)玻璃彎制而成,當(dāng)有機(jī)玻璃厚度不均時,落粒卡的寬度便有寬有窄,從而使數(shù)粒精度下降。為此,我們嚴(yán)格控制加工落??ǖ挠袡C(jī)玻璃厚度,保證數(shù)同一類種子的落粒卡具有相同的寬度,進(jìn)一步提高了數(shù)粒的精度。
三、改善穩(wěn)定性和可靠性
靈敏度較高的脈沖計數(shù)電路往往會產(chǎn)生計數(shù)亂跳現(xiàn)象,這是因為采用交流供電時,很容易受到電源開關(guān)時引起的電脈沖和某些電器產(chǎn)生的電火花的干擾,從而破壞了數(shù)粒儀的工作穩(wěn)定性。解決的辦法是在雙十進(jìn)計數(shù)器(7札5390)的電源引腳加一濾波電容(如圖2所示)便消除了電脈沖的干擾,使數(shù)粒儀的穩(wěn)定性得到了改善。另外,原真空數(shù)粒儀自??刂齐娐分胁捎脵C(jī)電式低壓繼電器作為電磁振動上料機(jī)構(gòu)的控制元件。研制過程中發(fā)現(xiàn)這種繼電器工作電流較大,有時會失控,即數(shù)粒計數(shù)到預(yù)置值時,不能立即切斷電磁振動臺的電源,這樣就不能達(dá)到數(shù)1000粒的目的。有時雖能準(zhǔn)確切斷電磁線圈的電源,但易產(chǎn)生干擾脈沖,使計數(shù)值產(chǎn)生正偏差。為了替代機(jī)電式繼電器,我們選用近年來出現(xiàn)的一種新型繼電器一固態(tài)繼電器(如圖3所示),由于這種固態(tài)繼電器內(nèi)部無機(jī)械觸點,故開關(guān)速度快,工作穩(wěn)定可靠,壽命長。采用固態(tài)繼電器后*克服了上述失控和誤計數(shù)的弊病。
四、擴(kuò)大應(yīng)用范圍
考慮到我國廣大農(nóng)村地區(qū)電網(wǎng)電壓波動較大,其次農(nóng)業(yè)基層單位希望數(shù)粒儀能對多種農(nóng)作物種子數(shù)粒,這就要求數(shù)粒儀能在電源電壓變化很大的情況下仍能正常工作。為保證電磁振動臺不管電壓高低,種子顆粒大小的場合,都能準(zhǔn)確,快速數(shù)粒,很明顯,原設(shè)計采用抽頭式電磁線圈結(jié)構(gòu)滿足不了這一要求。
改進(jìn)的方案是應(yīng)用可控硅連續(xù)改變電磁線圈的勵磁電壓,其電路如圖d所示。由于可控硅調(diào)節(jié)電壓的范圍很大,即使電源電壓只有170伏,數(shù)粒儀仍能保證各項技術(shù)指標(biāo)。一毛(電磁線圈)圖4可控硅調(diào)節(jié)電磁線圈勵磁電壓我們所研制的數(shù)粒儀在試用期問,發(fā)現(xiàn)數(shù)粒完畢后,料月一盤內(nèi)總會有剩余的種子,如果讓這些種子按數(shù)粒速度落粒,太費時間。若是將整個儀器反轉(zhuǎn)180.,將剩余的種子倒凈,則需要在每次數(shù)粒后倒一次,對電子儀器的使用來說似乎不太合適。zui近,我們對振動料斗盤的結(jié)構(gòu)作了改進(jìn),原設(shè)計的料斗盤種子只能沿v型槽上移,落入下料口?,F(xiàn)將料斗盤卜料口內(nèi)側(cè)面再開一口子,數(shù)粒完畢后,撥出落???,用刷子將料斗盤內(nèi)剩余的種子刷入這一口子,并掉入盛料盒,這樣就能既方便,又迅速地取走數(shù)粒后的剩余種子。
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