數粒儀(yi) 是一種能對農(nong) 作物種子如稻、麥、豆類、油菜籽和芝麻進行自動數粒的數字顯示電子測量儀(yi) 器。使用該儀(yi) 器數粒,不僅(jin) 可以大大節省數粒時問,而且數粒準確可靠。數粒儀(yi) 的研製成功為(wei) 農(nong) 業(ye) 科研單位、農(nong) 業(ye) 大專(zhuan) 院校、種子係統和糧食部門提供考種,測量千粒重的先進測量設備。本文作者研製的Ds型多用數粒儀(yi) 性能較穩定,數粒誤差不大於(yu) 士‘%,數1000粒種子約需3分鍾,當外界交流電源在190~220伏範圍內(nei) 變化時,儀(yi) 器能正常工作。該儀(yi) 器己由有關(guan) 農(nong) 業(ye) 部門試用,效果很好。為(wei) 了使多用數粒儀(yi) 具有更高的數粒精度,更穩定的工作性能和更廣泛的適用範圍,我們(men) 將原研製的數粒儀(yi) 電路作了重要修改和設計。在對光電轉換裝置大量試驗的基礎上,確定了光源和接收管的孔徑,並提高其同心度,改進了電磁振動線圈的電源控製元件和上料機構。改進後的數粒儀(yi) 經江蘇農(nong) 學院長期使用,證實其性能已滿足農(nong) 業(ye) 科研的需要。
二、提高數粒精度
在培育,選擇優(you) 良品種過程中都要對種子進行評價(jia) ,通常以千粒重衡量,這就需要先數1000粒種子,為(wei) 了使評估可靠,一般要求數粒誤差不大於(yu) d%……對於(yu) 脈衝(chong) 計數電路來說,要達到這樣的精度是不成問題的。我們(men) 所研製的種子數粒儀(yi) 數粒誤差一般能做到不大於(yu) d%.,但有時會(hui) 大於(yu) 4%.,特別是數稻穀時,數10次,大約有l一2次,數粒誤差達5一6%……經分析和測試,發現稻穀由於(yu) 表麵有一層毛,從(cong) 落粒口下落時,速度較慢;另外稻穀的形狀是扁長形,經過光源光路的時問有長,有短。一般情況下稻穀落一「時切斷光源後形成的脈衝(chong) ,無幹擾脈衝(chong) ,但偶爾會(hui) 在兩(liang) 個(ge) 脈衝(chong) 之問產(chan) 生幹擾脈衝(chong) ,如圖l所示。如果在數粒過程中產(chan) 生幹擾脈衝(chong) ,計數電路會(hui) 如實將此幹擾脈衝(chong) 進行計數,於(yu) 是出現誤記的現象,使計數產(chan) 生正偏差。為(wei) 了消除由於(yu) 幹擾脈衝(chong) 而引起的數粒誤差,我們(men) 在脈衝(chong) 成形電路後增加了脈衝(chong) 展寬電路,使計數脈衝(chong) 展寬到超過幹擾脈衝(chong) 的寬度,這樣就可以基本上避免幹擾脈衝(chong) 引起的計數正偏差。
光電轉換裝置中光源的發射孔和光敏管的接收孔大小對數粒精度有一定影響。孔徑大,數粒靈敏度低,可能產(chan) 生漏計數,引起負偏差。反之,孔徑小,靈敏度高,容易引起計數正偏差。其次發射孔和接收孔的同心度對小顆粒種子的數粒精度影響較大,同心度差時,將使數粒靈敏度大大降低,導致數粒負偏差。在大量試驗的基礎上,我們(men) 首先確定發射和接收孔的直徑,繼而提高加工精度,確保兩(liang) 孔的同心度,從(cong) 而使大,小顆粒種子的數粒精度都滿足了要求。
該儀(yi) 器既能數稻,麥等大顆粒種子,也能數如油菜籽,芝麻等小顆粒種子,關(guan) 鍵是在落料口處設置了落粒卡,數大,小顆粒種子時采用寬度不同的落粒卡,此落粒卡采用有機玻璃彎製而成,當有機玻璃厚度不均時,落粒卡的寬度便有寬有窄,從(cong) 而使數粒精度下降。為(wei) 此,我們(men) 嚴(yan) 格控製加工落粒卡的有機玻璃厚度,保證數同一類種子的落粒卡具有相同的寬度,進一步提高了數粒的精度。
三、改善穩定性和可靠性
靈敏度較高的脈衝(chong) 計數電路往往會(hui) 產(chan) 生計數亂(luan) 跳現象,這是因為(wei) 采用交流供電時,很容易受到電源開關(guan) 時引起的電脈衝(chong) 和某些電器產(chan) 生的電火花的幹擾,從(cong) 而破壞了數粒儀(yi) 的工作穩定性。解決(jue) 的辦法是在雙十進計數器(7劄5390)的電源引腳加一濾波電容(如圖2所示)便消除了電脈衝(chong) 的幹擾,使數粒儀(yi) 的穩定性得到了改善。另外,原真空數粒儀(yi) 自停控製電路中采用機電式低壓繼電器作為(wei) 電磁振動上料機構的控製元件。研製過程中發現這種繼電器工作電流較大,有時會(hui) 失控,即數粒計數到預置值時,不能立即切斷電磁振動台的電源,這樣就不能達到數1000粒的目的。有時雖能準確切斷電磁線圈的電源,但易產(chan) 生幹擾脈衝(chong) ,使計數值產(chan) 生正偏差。為(wei) 了替代機電式繼電器,我們(men) 選用近年來出現的一種新型繼電器一固態繼電器(如圖3所示),由於(yu) 這種固態繼電器內(nei) 部無機械觸點,故開關(guan) 速度快,工作穩定可靠,壽命長。采用固態繼電器後*克服了上述失控和誤計數的弊病。
四、擴大應用範圍
考慮到我國廣大農(nong) 村地區電網電壓波動較大,其次農(nong) 業(ye) 基層單位希望數粒儀(yi) 能對多種農(nong) 作物種子數粒,這就要求數粒儀(yi) 能在電源電壓變化很大的情況下仍能正常工作。為(wei) 保證電磁振動台不管電壓高低,種子顆粒大小的場合,都能準確,快速數粒,很明顯,原設計采用抽頭式電磁線圈結構滿足不了這一要求。
改進的方案是應用可控矽連續改變電磁線圈的勵磁電壓,其電路如圖d所示。由於(yu) 可控矽調節電壓的範圍很大,即使電源電壓隻有170伏,數粒儀(yi) 仍能保證各項技術指標。一毛(電磁線圈)圖4可控矽調節電磁線圈勵磁電壓我們(men) 所研製的數粒儀(yi) 在試用期問,發現數粒完畢後,料月一盤內(nei) 總會(hui) 有剩餘(yu) 的種子,如果讓這些種子按數粒速度落粒,太費時間。若是將整個(ge) 儀(yi) 器反轉180.,將剩餘(yu) 的種子倒淨,則需要在每次數粒後倒一次,對電子儀(yi) 器的使用來說似乎不太合適。zui近,我們(men) 對振動料鬥盤的結構作了改進,原設計的料鬥盤種子隻能沿v型槽上移,落入下料口。現將料鬥盤卜料口內(nei) 側(ce) 麵再開一口子,數粒完畢後,撥出落粒卡,用刷子將料鬥盤內(nei) 剩餘(yu) 的種子刷入這一口子,並掉入盛料盒,這樣就能既方便,又迅速地取走數粒後的剩餘(yu) 種子。