Устройство отбора биологически ценных семян
Изобретение относится к средствам отбора качественных семян и может быть использовано для исследования индивидуальных свойств семян с целью проведения их селекции. Устройство содержит механизм подачи семян поштучно, измерительный преобразователь, датчики сопротивления и емкости, дополнительный измерительный преобразователь, микропроцессорное устройство, дополнительный механизм подачи семян. Последний выполнен в виде желоба, закрепленного на двух пружинах, средняя часть одной из которых имеет элемент из ферромагнитного материала. Относительно последнего установлен электромагнит. Желоб выполнен из диэлектрического материала прямоугольной формы. Датчики сопротивления и емкости подключены к измерительному преобразователю и дополнительному измерительному преобразователю соответственно. Выходы обоих преобразователей подключены к микропроцессорному устройству, который, в свою очередь, подключен к входам разрешения работы электромагнита, механизма подачи семян поштучно и реверсивного шагового двигателя. Электроды датчиков выполнены в виде пластин. Пластины закреплены продольно на внутренних гранях желоба на расстоянии друг от друга. Использование изобретения позволит повысить точность отбора биологически ценных семян. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к средствам отбора качественных семян и может быть использовано для исследования индивидуальных свойств семян с целью проведения их селекции.
Известно устройство для определения жизнеспособности семян, содержащее источник напряжения, соединенный с электродами, загрузочный бункер из которого семена поштучно подаются в зону контроля, воздуховод, два приемных бункера для разделенных семян и узел разделения семян. Разделение семян осуществляется воздушным потоком в зависимости от степени их поляризации в электрическом поле (см. авт. св. СССР №1658858, кл. А 01 С 1/00).
Недостаток известного решения невысокая точность отбора, связанная с тем, что семена отбираются только по одному свойству - по способности поляризоваться в электрическом поле.
Известны способ и устройство отбора биологически ценных семян, основанные на диэлектрическом сепарировании семян. На цилиндрическом рабочем органе (барабане) размещена бифилярная обмотка, соседние витки которой представляют разноименно заряженные обкладки конденсатора. Семена из бункера попадают на витки вращающейся бифилярной обмотки и удерживаются с различной силой в зависимости от их диэлектрической проницаемости, которая характеризует качество семян. На семена действуют также центробежная и гравитационная силы. В результате суперпозиции трех сил семена попадают в определенные емкости, установленные под барабаном (см. пат. РФ №2187917, кл. А 01 С 1/00, В 03 С 9/00), (Лубников С.И. Определение разнокачественности семян методом диэлектрического фракционирования: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - М., 2001. - 24 с.).
Недостаток известного решения - невысокая точность отбора отдельных семян, так как семена отбираются только по их диэлектрической проницаемости.
Известно устройство для определения жизнеспособности семян и принятое авторами за прототип, содержащее механизм подачи семян поштучно в зону контроля, в которой находятся два расположенных с зазором электрода, подключенные к измерительному прибору, механизм разделения семян в виде пластины и средство ее поворота в виде электромагнитного реле, под пластиной расположены емкости для сбора разделенных семян (см. авт. св. СССР №1160960, кл. А 01 С 1/00).
Недостаток устройства - невысокая точность отбора, так как семена отбираются только по их электрическому сопротивлению. Повысить точность отбора можно путем получения дополнительной информации о электрических свойствах семян.
Технический результат, который может быть получен при использовании предлагаемого устройства, сводится к повышению точности отбора биологически ценных семян.
Технический результат достигается тем, что в устройство отбора биологически ценных семян, включающее механизм подачи семян поштучно, заслонку для разделения семян со средством ее поворота, датчик сопротивления с электродами, подключенный к измерительному преобразователю и емкость для сбора разделенных семян, введены микропроцессорное устройство, датчик емкости с электродами, дополнительные механизм подачи семян и измерительный преобразователь, при этом дополнительный механизм подачи семян выполнен в виде прямоугольного желоба из диэлектрического материала, который закреплен на двух плоских пружинах, средняя часть которых имеет элемент из ферромагнитного материала, относительно которого с воздушным зазором установлен электромагнит для привода желоба в колебательное движение, механизм поворота заслонки выполнен в виде реверсивного шагового двигателя, а электроды датчиков выполнены в виде пластин, закрепленных продольно на внутренних гранях желоба на расстоянии друг от друга, причем датчик емкости подключен к входу дополнительного преобразователя, выходы обоих преобразователей подключены к входам микропроцессорного устройства, выходы которого подключены к входам разрешения работы электромагнита, механизма подачи семян поштучно и шагового двигателя. Заслонка для разделения семян закреплена на валу шагового двигателя.
На фиг.1 дано устройство отбора биологически ценных семян.
На фиг.2 дан разрез датчика сопротивления по А-А.
Устройство отбора биологически ценных семян содержит механизм 1 подачи семян поштучно, измерительный преобразователь 2, датчики 3 и 4 сопротивления и емкости соответственно, дополнительный измерительный преобразователь 5, дополнительный механизм 6 подачи семян, выполненный в виде желоба 7, закрепленного на двух пружинах 8, средняя часть одной из которых имеет элемент 9 из ферромагнитного материала, относительно которого установлен электромагнит 10, микропроцессорное устройство 11, реверсивный шаговый двигатель 12, заслонку 13 для разделения семян, емкость 14 для сбора разделенных семян. Механизм 1 подачи семян поштучно служит для помещения семян в желоб 7 дополнительного механизма 6 подачи семян. Желоб 7 выполнен из диэлектрического материала прямоугольной формы. Датчики 3 и 4 подключены к измерительным преобразователям 2 и 5 соответственно. Выходы обоих преобразователей 2 и 5 подключены к микропроцессорному устройству 11, который, в свою очередь, подключен к входам разрешения работы электромагнита 10, механизма 1 подачи семян поштучно и шагового двигателя 12. Заслонка 13 жестко закреплена на валу шагового двигателя 12. Электромагнит 10 служит для привода желоба 7 в колебательное движение посредством воздействия на одну из плоских пружин 8, в средней части которой имеется элемент 9 из ферромагнитного материала. Емкость 14 обеспечивает сбор разделенных семян. Механизм 1 и электромагнит 10 выполнены с входами разрешения их работы от сигналов стандартных логических уровней напряжения. Электромагнит 10 работает как от переменного напряжения, так и от пульсирующего выпрямленного частотой 50 Гц. Желоб 7 при включении электромагнита 10 совершает колебательные движения, в результате, зерновка, помещенная в этот желоб, продвигается к заслонке 13 через датчики 3 и 4. Микропроцессорное устройство 11 может быть или персональный компьютер, или технологический микропроцессорный контроллер, или микроконтроллер.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Микропроцессорное устройство 11 подает сигнал на включение механизма 1, который подает в датчик 3 первую зерновку, с выхода измерительного преобразователя 2 сигнал, несущий информацию о изменении сопротивлении датчика 3, поступает в микропроцессорное устройство 11, где обрабатывается и запоминается. Микропроцессорное устройство 11 подает сигнал на выключение механизма 1, затем сигнал на включение электромагнита 10 дополнительного механизма 6 подачи семян и зерновка продвигается от датчика 3 по желобу 7 к датчику 4, с выхода измерительного преобразователя 5 сигнал, несущий информацию о изменении емкости датчика 4, поступает в микропроцессорное устройство 11, где также обрабатывается и запоминается. Принятая информация о сопротивлении и емкости обрабатывается по определенному алгоритму и принимается решение, в какую из емкостей 14 поместить контролируемую зерновку. Для этого микропроцессорное устройство 11 устанавливает шаговый двигатель 12 в необходимое положение, при котором зерновка отделяется заслонкой 13 в определенную емкость 14. После этого микропроцессорное устройство 11 подает сигнал на отключение электромагнита 10, устанавливает шаговый двигатель 12 в исходное положение, при котором заслонка 13 устанавливается в центральное (вертикальное) положение, и подает сигнал на включение механизма 1. В датчик 3 попадает следующая зерновка и т.д.
Предлагаемое устройство позволяет разделить семена на множество фракций. Это дает возможность собирать статистический материал, обрабатывать его и находить оптимальные значения уставок контролируемых величин - сопротивления и электрической емкости, для отбора семян с заданными свойствами.
Для реализации микропроцессорного устройства в наибольшей степени подходит 8-разрядный микроконтроллер фирмы Atmel AT90S2313 семейства AVR.
Авторами предлагаемого решения разработан вариант с использованием персонального компьютера. Измерительные преобразователи преобразуют сопротивление и емкость в цифровые сигналы, которые поступают через последовательный интерфейс RS-232 в персональный компьютер. Персональный компьютер хранит всю информацию о процессе отбора семян.
Предлагаемое изобретение в отличие от прототипа и других известных технических решений позволяет: повысить точность отбора биологически ценных семян путем получения информации от двух источников, датчика сопротивления и датчика емкости, о электрических свойствах семян.
1. Устройство отбора биологически ценных семян, включающее механизм подачи семян поштучно, заслонку для разделения семян со средством ее поворота, датчик сопротивления с электродами, подключенный к измерительному преобразователю и емкость для сбора разделенных семян, отличающееся тем, что в него введены микропроцессорное устройство, датчик емкости с электродами, дополнительные механизм подачи семян и измерительный преобразователь, при этом дополнительный механизм подачи семян выполнен в виде прямоугольного желоба из диэлектрического материала, который закреплен на двух плоских пружинах, средняя часть которых имеет элемент из ферромагнитного материала, относительно которого с воздушным зазором установлен электромагнит для привода желоба в колебательное движение, механизм поворота заслонки выполнен в виде реверсивного шагового двигателя, а электроды датчиков выполнены в виде пластин, закрепленных продольно на внутренних гранях желоба на расстоянии друг от друга, причем датчик емкости подключен к входу дополнительного преобразователя, выходы обоих преобразователей подключены к входам микропроцессорного устройства, выходы которого подключены к входам разрешения работы электромагнита, механизма подачи семян поштучно и шагового двигателя.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что заслонка для разделения семян закреплена на валу шагового двигателя.
