一種基于碰撞聲音識(shí)別的籽粒計(jì)數(shù)傳感器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種基于碰撞聲音識(shí)別的籽粒計(jì)數(shù)傳感器，包括敏感板、密封構(gòu)件、聲音接收器、信號(hào)處理電路、吸聲墊、顯示儀表，所述敏感板、密封構(gòu)件構(gòu)成內(nèi)部中空的密閉空間，所述聲音接收器、信號(hào)處理電路、吸聲墊均位于所述密閉空間內(nèi)，所述聲音接收器與信號(hào)處理電路相連、且面向敏感板，所述信號(hào)處理電路與顯示儀表相連，所述吸聲墊固定在所述聲音接收器的背面。本實(shí)用新型基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、現(xiàn)代工程測(cè)試技術(shù)、控制理論等現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)，能夠顯著提高籽粒計(jì)數(shù)計(jì)量的效率和精度且便于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理，能夠?yàn)榭蒲杏N和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施的制定與評(píng)價(jià)提供可靠的技術(shù)保障。
【專利說(shuō)明】一種基于碰撞聲音識(shí)別的籽粒計(jì)數(shù)傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域，具體涉及一種基于碰撞聲音識(shí)別的籽粒計(jì)數(shù)傳感器。

【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的效果評(píng)價(jià)經(jīng)常要用到千粒重這一指標(biāo)，如評(píng)價(jià)保護(hù)性耕作和精細(xì)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效果，即可通過(guò)對(duì)單位面積里作物種子籽粒進(jìn)行計(jì)數(shù)稱重來(lái)判別。育種實(shí)驗(yàn)前期，也需要對(duì)種子籽粒進(jìn)行計(jì)數(shù)，如單位長(zhǎng)度或面積播種數(shù)量，用于計(jì)算籽粒成活率，評(píng)價(jià)種子籽粒質(zhì)量，另外，培育、選種、產(chǎn)量預(yù)測(cè)也都常涉及到籽粒千粒質(zhì)量?，F(xiàn)在常用的籽粒計(jì)數(shù)方式有人工計(jì)數(shù)和籽粒計(jì)數(shù)儀器兩種計(jì)數(shù)方式。人工數(shù)籽粒繁瑣而枯燥，費(fèi)時(shí)且易產(chǎn)生誤差，也不便于后續(xù)的數(shù)據(jù)分析處理。而現(xiàn)有的籽粒計(jì)數(shù)儀器多屬于光電式，其工作原理是:先用電磁振動(dòng)器將籽粒排成單粒隊(duì)列，送入光電轉(zhuǎn)換槽后形成光電脈動(dòng)，然后由計(jì)數(shù)電路獲得籽粒數(shù)目，但當(dāng)籽粒下落速度太快時(shí)，受光電信息處理電路的限制，籽粒檢測(cè)誤差較大。另外，也有學(xué)者提出利用圖像處理技術(shù)對(duì)籽粒進(jìn)行計(jì)數(shù)，即將待測(cè)籽粒放在電磁振動(dòng)工作臺(tái)上，經(jīng)振動(dòng)后使均勻平鋪后，固定在電磁振動(dòng)工作臺(tái)上的攝像頭，在良好的光照條件下對(duì)平鋪后的籽粒進(jìn)行拍攝，獲得的模擬信號(hào)圖像數(shù)據(jù)經(jīng)圖像采集卡轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后傳輸給PC機(jī)，然后在PC機(jī)上利用基于虛擬儀器開(kāi)發(fā)的軟件對(duì)圖像進(jìn)行處理、分析，得出測(cè)量結(jié)果輸出到顯示器。但是該方法對(duì)硬件要求較高，組成復(fù)雜，軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)復(fù)雜，系統(tǒng)研發(fā)與實(shí)現(xiàn)成本高，數(shù)據(jù)處理量大，不易實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線測(cè)量準(zhǔn)確率很高，但易受環(huán)境影響，存在振動(dòng)和環(huán)境噪聲干擾等問(wèn)題，安裝困難，且成本高昂，使其應(yīng)用受到限制，還處于試驗(yàn)階段。研究表明，如何快速識(shí)別出同時(shí)下落的多顆籽粒是設(shè)計(jì)籽粒計(jì)數(shù)儀器的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為改變?nèi)斯?shù)籽粒繁瑣而枯燥，費(fèi)時(shí)，現(xiàn)有顆粒計(jì)數(shù)儀器計(jì)數(shù)誤差大的現(xiàn)實(shí)狀況，實(shí)現(xiàn)籽粒自動(dòng)、快速計(jì)數(shù)并提高籽粒計(jì)數(shù)計(jì)量的效率和精度，本實(shí)用新型提供了一種基于碰撞聲音識(shí)別的籽粒計(jì)數(shù)傳感器，能夠快速統(tǒng)計(jì)下落的籽粒數(shù)量。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述功能，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種基于碰撞聲音識(shí)別的籽粒計(jì)數(shù)傳感器，其特征在于，包括敏感板、密封構(gòu)件、聲音接收器、信號(hào)處理電路、吸聲墊、顯不儀表，所述敏感板、密封構(gòu)件構(gòu)成內(nèi)部中空的密閉空間，所述聲音接收器、信號(hào)處理電路、吸聲墊均位于所述密閉空間內(nèi)，所述聲音接收器與信號(hào)處理電路相連、且面向敏感板，所述信號(hào)處理電路與顯示儀表相連，所述吸聲墊固定在所述聲音接收器的背面。
[0006]進(jìn)一步地，所述聲音接收器為電容式傳聲器或駐極體式傳聲器。
[0007]進(jìn)一步地，所述信號(hào)處理電路依次由電荷放大器、濾波器、絕對(duì)值峰值檢波放大器、包絡(luò)線檢波器、電壓比較器和整波電路串聯(lián)組成。
[0008]進(jìn)一步地，所述顯示儀表包括依次連接的高速計(jì)數(shù)器、單片機(jī)和顯示器。
[0009]進(jìn)一步地，所述敏感板為平板狀，所述密封構(gòu)件為一面開(kāi)口的盒體，所述平板狀敏感板固定在盒體開(kāi)口的邊緣上，所述平板狀敏感板與盒體開(kāi)口的邊緣之間設(shè)置有密封墊。
[0010]進(jìn)一步地，所述平板狀敏感板為厚度為0.5-2.0mm、長(zhǎng)寬尺寸為200-400mm的不銹鋼304板、鋁合金板、塑料板或膠木板。
[0011]進(jìn)一步地，所述密封墊的材料為橡膠，厚度為I?2_。
[0012]進(jìn)一步地，所述吸聲墊為厚度為10?30mm的吸音海綿。
[0013]進(jìn)一步地，所述敏感板為管狀，所述密封構(gòu)件為兩個(gè)密封塞，所述兩個(gè)密封塞裝在管狀敏感板的兩端。
[0014]進(jìn)一步地，所述管狀敏感板為長(zhǎng)度為100-500mm、薄壁厚度為0.5-1.5mm、直徑30-50mm的不銹鋼薄壁管或塑料薄壁管。
[0015]當(dāng)下落籽粒碰撞本實(shí)用新型所述基于碰撞聲音識(shí)別的籽粒計(jì)數(shù)傳感器的敏感板時(shí)，敏感板會(huì)產(chǎn)生聲音信號(hào)，放置在密閉空間中的聲音接收器拾取籽粒碰撞敏感板產(chǎn)生的聲音信號(hào)并傳至信號(hào)處理電路，信號(hào)處理電路對(duì)碰撞聲音信號(hào)進(jìn)行放大、濾波等處理，將籽粒碰撞信號(hào)從周圍背景中識(shí)別出來(lái)并傳輸?shù)斤@示儀表，顯示儀表實(shí)時(shí)采集信號(hào)處理電路輸出的籽粒碰撞信號(hào)，并顯示計(jì)數(shù)結(jié)果。
[0016]根據(jù)所要計(jì)數(shù)籽粒的力學(xué)特性的不同，還可以通過(guò)改變敏感板的材料、厚度以及吸聲墊的材料、厚度來(lái)改變密閉空間的型腔結(jié)構(gòu)，進(jìn)而使籽粒與敏感板的碰撞聲音特性發(fā)生變化，從而改變傳感器對(duì)籽粒碰撞響應(yīng)的靈敏度。
[0017]本實(shí)用新型所述的基于碰撞聲音識(shí)別的籽粒計(jì)數(shù)傳感器，基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、現(xiàn)代工程測(cè)試技術(shù)、控制理論等現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)，能夠顯著提高籽粒計(jì)數(shù)計(jì)量的效率和精度且便于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理，能夠?yàn)榭蒲杏N和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施的制定與評(píng)價(jià)提供可靠的技術(shù)保障。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型所述基于碰撞聲音識(shí)別的籽粒計(jì)數(shù)傳感器第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是本實(shí)用新型所述基于碰撞聲音識(shí)別的籽粒計(jì)數(shù)傳感器第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是本實(shí)用新型的系統(tǒng)原理圖。
[0021]圖4是所述信號(hào)處理電路原理圖。
[0022]圖中:
[0023]1-板狀敏感板,2-密封墊,3-信號(hào)線,4-聲音接收器，5-信號(hào)處理電路,6-吸聲墊，7-盒體，8-顯示儀表，9-密封塞，10-管狀敏感板。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于此。
[0025]實(shí)施例一:
[0026]圖1所示為本實(shí)用新型所述的基于碰撞聲音識(shí)別的籽粒計(jì)數(shù)傳感器第一實(shí)施例，包括板狀敏感板1、密封墊2、信號(hào)線3、聲音接收器4、信號(hào)處理電路5、吸聲墊6、一面開(kāi)口的盒體7、顯示儀表8組成；聲音接收器4通過(guò)信號(hào)線3與信號(hào)處理電路5相連，信號(hào)處理電路5通過(guò)信號(hào)線3與顯示儀表8相連；聲音接收器4安裝在吸聲墊6上，吸聲墊6安放在盒體7中，板狀敏感板I與盒體7邊沿通過(guò)螺栓連接，并在盒體7的邊沿和板狀敏感板I之間放置密封墊2。下落籽粒碰撞板狀敏感板I時(shí)，板狀敏感板I會(huì)產(chǎn)生聲音信號(hào)，放置在盒體7中的聲音接收器3拾取籽粒碰撞板狀敏感板I產(chǎn)生的聲音信號(hào)。如圖4所不,信號(hào)處理電路5依次由電荷放大器、鑒頻、絕對(duì)值峰值檢波放大器、包絡(luò)線檢波器、電壓比較器和整波電路串聯(lián)組成，聲音接收器4輸出的電荷經(jīng)信號(hào)線3傳送給信號(hào)處理電路5，信號(hào)處理電路5對(duì)碰撞聲音信號(hào)進(jìn)行放大、濾波等處理，實(shí)現(xiàn)籽粒碰撞一次板狀敏感板I，信號(hào)處理電路5輸出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方波電壓信號(hào)，將籽粒碰撞信號(hào)從周圍背景中識(shí)別出來(lái)，并傳給顯示儀表8。如圖3所示，所述顯示儀表8包括依次連接的高速計(jì)數(shù)器、單片機(jī)和顯示器，以單片機(jī)為核心，通過(guò)高速計(jì)數(shù)器記錄信號(hào)處理電路5輸出的標(biāo)準(zhǔn)方波電壓信號(hào)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)籽粒流量并顯示當(dāng)前籽粒量。
[0027]板狀敏感板I為采用不銹鋼304板、鋁合金、塑料板或膠木材料的矩形薄板，厚度為0.5-2.0mm,長(zhǎng)寬尺寸為200_400臟。所述密封墊2的材料為橡膠，厚度為I?2mm。所述吸聲墊6為厚度為10?30mm的吸音海綿。根據(jù)所要計(jì)數(shù)籽粒的力學(xué)特性的不同，通過(guò)改變板狀敏感板I的材料、厚度以及吸聲墊6的材料、厚度來(lái)改變盒體7的型腔結(jié)構(gòu)，進(jìn)而使籽粒與板狀敏感板I的碰撞聲音特性發(fā)生變化，從而改變傳感器對(duì)籽粒碰撞響應(yīng)的靈敏度。
[0028]對(duì)于具體的實(shí)施例:采用厚度為0.5mm，長(zhǎng)、寬尺寸均為200mm的不銹鋼304板矩形薄板作為板狀敏感板1，厚度2mm的丁基橡膠墊制作密封墊2，電容式聲敏元件作為聲音接收器4，厚度為1mm的海綿聲音作為吸聲墊6 ;聲音接收器4通過(guò)信號(hào)線5與信號(hào)處理電路4相連，信號(hào)處理電路5通過(guò)信號(hào)線3與顯示儀表8相連；聲音接收器4安裝在吸聲墊6上，吸聲墊6安放在盒體7中，板狀敏感板I與盒體7邊沿通過(guò)螺栓連接，并在盒體7的邊沿和板狀敏感板I之間放置密封墊2。下落籽粒碰撞板狀敏感板I時(shí)，板狀敏感板I會(huì)產(chǎn)生聲音信號(hào)，放置在盒體7中的聲音接收器4拾取籽粒碰撞板狀敏感板I產(chǎn)生的聲音信號(hào)，并經(jīng)信號(hào)線3傳至信號(hào)處理電路5，信號(hào)處理電路5對(duì)碰撞聲音信號(hào)進(jìn)行放大、濾波等處理，將籽粒碰撞信號(hào)從周圍背景中識(shí)別出來(lái)并調(diào)制成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方波信號(hào)，工作過(guò)程中，顯示儀表8實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信號(hào)處理電路4輸出的方波數(shù)量并顯示。
[0029]實(shí)施例二:
[0030]圖2所示為本實(shí)用新型所述基于碰撞聲音識(shí)別的籽粒計(jì)數(shù)傳感器第二實(shí)施例，包括管狀敏感板10，例如長(zhǎng)度尺寸在100-500mm，薄壁厚度尺寸0.5-1.5mm，直徑30-50mm的不銹鋼薄壁圓管或塑料薄壁圓管，管狀敏感板10兩端有密封塞密封，以免外界噪音進(jìn)入造成計(jì)數(shù)誤差。
[0031]所述實(shí)施例為本實(shí)用新型的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見(jiàn)的改進(jìn)、替換或變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于碰撞聲音識(shí)別的籽粒計(jì)數(shù)傳感器，其特征在于，包括敏感板、密封構(gòu)件、聲音接收器(4)、信號(hào)處理電路(5)、吸聲墊(6)、顯示儀表(8),所述敏感板、密封構(gòu)件構(gòu)成內(nèi)部中空的密閉空間，所述聲音接收器(4)、信號(hào)處理電路(5)、吸聲墊(6)均位于所述密閉空間內(nèi)，所述聲音接收器(4)與信號(hào)處理電路(5)相連、且面向敏感板，所述信號(hào)處理電路(5)與顯示儀表(8)相連，所述吸聲墊￠)固定在所述聲音接收器(4)的背面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于碰撞聲音識(shí)別的籽粒計(jì)數(shù)傳感器，其特征在于，所述聲音接收器(3)為電容式傳聲器或駐極體式傳聲器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于碰撞聲音識(shí)別的籽粒計(jì)數(shù)傳感器，其特征在于，所述信號(hào)處理電路(5)依次由電荷放大器、濾波器、絕對(duì)值峰值檢波放大器、包絡(luò)線檢波器、電壓比較器和整波電路串聯(lián)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于碰撞聲音識(shí)別的籽粒計(jì)數(shù)傳感器，其特征在于，所述顯示儀表(8)包括依次連接的高速計(jì)數(shù)器、單片機(jī)和顯示器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于碰撞聲音識(shí)別的籽粒計(jì)數(shù)傳感器，其特征在于，所述敏感板為平板狀，所述密封構(gòu)件為一面開(kāi)口的盒體(7),所述平板狀敏感板(1)固定在盒體(7)開(kāi)口的邊緣上，所述平板狀敏感板⑴與盒體⑵開(kāi)口的邊緣之間設(shè)置有密封墊(2).
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于碰撞聲音識(shí)別的籽粒計(jì)數(shù)傳感器，其特征在于，所述平板狀敏感板(1)為厚度為0.5-2.0臟、長(zhǎng)寬尺寸為200-4001^的不銹鋼304板、鋁合金板、塑料板或膠木板。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于碰撞聲音識(shí)別的籽粒計(jì)數(shù)傳感器，其特征在于，所述密封墊⑵的材料為橡膠，厚度為1?2111111。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于碰撞聲音識(shí)別的籽粒計(jì)數(shù)傳感器，其特征在于，所述吸聲墊(6)為厚度為10?30111111的吸音海綿。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于碰撞聲音識(shí)別的籽粒計(jì)數(shù)傳感器，其特征在于，所述敏感板為管狀，所述密封構(gòu)件為兩個(gè)密封塞(9)，所述兩個(gè)密封塞(9)裝在管狀敏感板(10)的兩端。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述基于碰撞聲音識(shí)別的籽粒計(jì)數(shù)傳感器，其特征在于，所述管狀敏感板(10)為長(zhǎng)度為100-500111111、薄壁厚度為0.5-1.5臟、直徑30-50臟的不銹鋼薄壁管或塑料薄壁管。
【文檔編號(hào)】G06M1/272GK204143486SQ201420347674
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】李耀明, 梁振偉, 徐立章 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)