Устройство для исследования объемных объектов

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, может быть использовано в технологических процессах послеуборочной, предпосадочной и товарной подготовки корнеклубнеплодов и позволяет увеличить точность измерения клубней картофеля при сортировке. Сущность изобретения: устройство содержит объективы, диспергирующий элемент, узел, выполненный на основе стекловолоконной оптики, входной торец которого составлен из упорядоченных в матрицу торцов стекловолокон, а выходной торец составлен из противоположных торцов стекловолокон, также упорядоченных в матрицу. Матрица выходного торца содержит не менее двух столбцов и столбцы ориентированы перпендикулярно направлению дисперсии спектографа. Устройство имеет дополнительные световоды, входные торцы которых расположены по сфере, и все световоды снабжены индивидуальными объективами, входной торец выполнен в виде линейки или столбца, входные торцы дополнительных световодов установлены последовательно по отношению к основному световоду. 1 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, может быть использовано в технологических процессах послеуборочной, предпосадочной и товарной подготовки корнеклубнеплодов и позволяет увеличить точность исследования клубней картофеля при сортировке.

Известно устройство для исследования объектов и контроля плодов по качеству (1), включающее лампы для освещения объектов, фотообъектив для получения изображения, светоделитель, фильтры, фотоприемники.

Недостатком устройства является низкое быстродействие и недостаточная точность.

Известно устройство для исследования объемных объектов, содержащее объективы, диспергирующий элемент, узел, выполненный на основе стекловолоконной оптики, входной торец которого составлен из упорядоченных в матрицу торцов стекловолокон, а выходной торец - из противоположных торцов стекловолокон, также упорядочен в матрицу, при этом матрица входного торца содержит не менее двух столбцов и столбцы ориентированы перпендикулярно направлению дисперсии спектрографа.

Недостатком данного устройства является низкая производительность и недостаточная точность сортировки объемных объектов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства для контроля и увеличения точности исследования плодов, овощей и картофеля при сортировке.

На чертеже представлена общая схема устройства для исследования объектов.

Устройство содержит фотообъективы 1, волоконные световоды 2, с входными 4 и выходными 5 торцами, контролируемый объект 3, дисперсионную призму 6, фотоматрицу 7, транспортер 8, фотообъективы направлены на контролируемый объект 3. Световоды 2 расположены между фотообъективами 1 и дисперсионной призмой 6, выходные 5 и входные 4 торцы световолокон выполнены в виде линеек. Входные торцы 4 установлены в плоскости изображения фотообъективов 1, а выходные установлены в единую линейку на дисперсионной призме 6. Призма расположена между световодами 2 и фотоматрицей 7.

Излучение от объектива поступает в объективы и далее через световоды, входные торцы которых установлены в единую линейку, передается на дисперсионную призму. В самой призме излучение раскладывается по спектру и поступает на фотоматрицу. При этом по горизонтальным ячейкам матрицы идет информация о текстуре объекта, т. е. о пространственных параметрах его, а по вертикальным ячейкам о структуре, т. е. об оптических спектральных характеристиках объектов.

Устройство работает следующим образом.

Контролируемые плоды поштучно подаются транспортером 8 в зону контроля и осматриваются с пяти точек и более объективами. Изображение плода в виде узкой полоски попадает на выходной торец световода, выполненного в виде линейки. Так как линейка расположена поперек движения плода, в процессе движения последнего на линейку попадает поэлементно изображение сегмента. Поскольку объективы расположены по сфере, каждый из световодов передает свой сегмент, таким образом, что в результате передается изображение всего плода по сегментам. Через световоды оптическое излучение передается на призму и далее на фотоматрицу. С фотоматрицы электрические сигналы поступают на процессор и обрабатываются по заданному алгоритму качества плодов.

Преимущества данного изобретения перед прототипом заключается в том, что с помощью такого устройства можно получить информацию, как о текстуре объекта, так и о его структуре. При этом не используются светофильтры. Кроме того, такое устройство является универсальным, так как позволяет контролировать даже плоды сложной формы со всех сторон, например морковь, свекла, лук и др.

Кроме того, поскольку устройство получает информацию об оптическом спектре каждого участка плода, данное устройство легко использовать и перестраивать для контроля различных параметров плодов: например, дефектов, крахмалистости, биофизической активности и др.

Предлагаемое устройство позволяет контролировать плоды в полете, поэтому производительность его высока и составляет 5-20 плодов в секунду. (56) Старовойтов В. И. , Башилов А. М. , Андержанов А. Л. "Автоматизация качества картофеля, овощей и плодов". М. : Агропромиздат, 1987.

Авторское свидетельство СССР N 1402813, кл. В 07 С 5/342, 1985.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБЪЕМНЫХ ОБЪЕКТОВ, содержащее объективы, диспергирующий элемент, узел, выполненный на основе стекловолоконной оптики, входной торец которого составлен из упорядоченных в матрицу торцов стекловолокон, а выходной торец - из противоположных торцов стекловолокон, также упорядоченных в матрицу, при этом матрица выходного торца содержит не менее двух столбцов и столбцы ориентированы перпендикулярно к направлению дисперсии спектрографа, отличающееся тем, что, оно снабжено дополнительными световодами, входные торцы которых расположены по сфере, и все световоды снабжены индивидуальными объективами, а входной торец выполнен в виде линейки, при этом выходные торцы дополнительных световодов установлены последовательно параллельно в виде линейки по отношению к основному световоду.

РИСУНКИ

Рисунок 1