導(dǎo)語：糧食檢查論文：糧食雜質(zhì)檢查機制的評述一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，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)、近紅外檢測系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)、配氣系統(tǒng)及檢測系統(tǒng)組成，如圖1所示。糧食小樣通過導(dǎo)向管流向分檢盤，在分檢盤的外圓周圍均勻分布著60個存粒穴，每個存粒穴通過配氣溝與真空泵相連，當(dāng)小樣顆粒注入存粒穴時，由于負壓作用使每個存粒穴中存入一粒小樣，從而將小樣顆粒分檢成單粒態(tài)，這樣可保證被測物能一個不漏地被檢測。在分檢盤的頂端A處安裝一近紅外光源發(fā)射頭和光源接收頭，分檢盤沿順時針方向在步進電機帶動下步進回轉(zhuǎn)，當(dāng)小樣顆粒步進到光源發(fā)射頭和光源接收頭之間的間隙A處時，單片機控制系統(tǒng)對光源接收頭接收到的光譜信號進行采樣和判別，如屬正常光譜，則小樣顆粒繼續(xù)在負壓下順時針轉(zhuǎn)到圖中C位，在C位分檢盤的存粒穴開始與真空配氣閥脫離，粒料在脫粒刷的作用下自動落入收料箱中;如果光譜為非正常光譜，則判定為雜質(zhì)，在分檢盤順時針旋轉(zhuǎn)至距離頂端42°的方向上設(shè)置一個高壓配氣閥，當(dāng)雜質(zhì)轉(zhuǎn)到42°時通過單片機控制系統(tǒng)打開高壓配氣閥，此時壓縮空氣將雜質(zhì)射出，并由雜物回收箱收集。雜質(zhì)排出后，斷開壓縮空氣，當(dāng)分檢盤在連續(xù)回轉(zhuǎn)中無雜質(zhì)時，正常顆粒也會通過42°無負壓區(qū)B，但粒料在42°處時由于重力原因不會自動脫離穴位，粒料通過42°位后，進入負壓區(qū)則不會掉落，只有當(dāng)進入C區(qū)時才會脫落。

自動分檢控制系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)以上工作原理設(shè)計出基于單片機的自動分檢控制系統(tǒng)(如圖2所示)，該系統(tǒng)主要由單片機系統(tǒng)、近紅外光譜檢測系統(tǒng)、分檢盤步進電機驅(qū)動系統(tǒng)、電子秤稱重系統(tǒng)、壓縮空氣控制系統(tǒng)以及鍵盤、顯示器和打印機等部分組成。設(shè)計單片機系統(tǒng)時，在對目前通用和流行的單片機芯片進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，它具有和51系列單片機完全兼容的指令系統(tǒng)，同時它的體積小、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測試電路，可進行全速在線調(diào)試。由單片機控制的步進電機帶動分檢盤順時針步進回轉(zhuǎn)，使小樣顆粒按照光譜儀檢測要求有節(jié)奏地通過紅外光源發(fā)射頭與光源接收頭之間的間隙，近紅外光譜儀通過檢測顆粒的近紅外光譜的變化，并將檢測的光譜數(shù)據(jù)經(jīng)RS232串行接口傳遞到單片機，單片機通過數(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)，單片機控制步進機在分檢口B處作慢速步進，并通過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，步進電機均勻運動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)分檢開來。雜質(zhì)進入雜質(zhì)收集箱，電子秤稱出雜質(zhì)質(zhì)量，并將量值通過RS232串口送入單片機系統(tǒng)分析處理，其結(jié)果通過LCD顯示并通過報表打印機打印，以提供給用戶。同時，單片機系統(tǒng)能對空氣壓縮機、真空泵進行啟停控制，并通過壓力傳感器檢測空氣壓縮機和真空泵壓力。

從計算機應(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)。輸入信號有:模擬信號輸入(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);輸出信號有:數(shù)字量輸出DO(如步進電機、壓縮機等)。為便于開發(fā)調(diào)試，軟件采用模塊化設(shè)計思路，對于不同硬件模塊，有相應(yīng)的軟件子程序與之對應(yīng)，主要包括:步進電機驅(qū)動，近紅外光譜儀數(shù)據(jù)采集，電子秤數(shù)據(jù)采集，壓縮機及近紅外光源控制，數(shù)據(jù)分析和處理液晶顯示，鍵盤，打印等。在軟件編制時應(yīng)注意:1)近紅外技術(shù)是依據(jù)某一化學(xué)成分對近紅外區(qū)光譜的吸收特性而進行的測定，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)檢測只需要將雜質(zhì)從樣品中分離出來，不需要定量分析，因此，直接將樣品的光學(xué)數(shù)據(jù)作為檢測的標(biāo)準(zhǔn)值，不需要對小樣成分作定量分析;在分析未知樣品時，先對待測樣品進行掃描，根據(jù)掃描光譜值同標(biāo)準(zhǔn)值進行成分含量比較，從而可將小樣中的雜質(zhì)分離出來。由于定標(biāo)的好壞直接關(guān)系到雜質(zhì)識別的準(zhǔn)確性，因此，定標(biāo)軟件是檢測系統(tǒng)軟件設(shè)計的核心。2)近紅外光譜儀對小樣顆粒的檢測時間約為100ms，因此需使小樣顆粒慢速通過紅外光源發(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，分檢盤的速度又不能太慢，所以，分檢盤應(yīng)實現(xiàn)變速回轉(zhuǎn)，即當(dāng)小樣顆粒通過紅外光源發(fā)射頭與光源接收頭之間A處的間隙時，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速變慢，降到大約1r/min，其余時間轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為10r/min。同時，也保證了當(dāng)小樣顆粒慢速通過頂端檢測位置A處時，剛好有一已檢顆粒慢速通過雜質(zhì)分檢位B，若該顆粒為雜質(zhì)，單片機控制系統(tǒng)有足夠的時間去控制換向閥換向，接通壓縮空氣將雜質(zhì)分檢出來。這樣回轉(zhuǎn)盤在回轉(zhuǎn)中速度是“快—慢”交替回轉(zhuǎn)，從而即滿足了雜質(zhì)檢測、分檢慢的要求，也滿足了高的檢測效率。

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范圍也有一定的差別，為了提高檢測的準(zhǔn)確性，在對同一批糧食顆粒檢測之前，需進行少量糧食樣品的學(xué)習(xí)，存儲本批糧食的近紅外光譜的波長范圍，并在檢測過程中不斷修正系統(tǒng)數(shù)據(jù)，為提高小樣檢測的準(zhǔn)確性打下基礎(chǔ)。該檢測裝置檢測速度快，可靠性高，檢測誤差小，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。