微電腦自動(dòng)數(shù)粒儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)詳細(xì)解析

1、微電腦自動(dòng)數(shù)粒儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)詳細(xì)解析1簡(jiǎn)介數(shù)粒儀是一種能對(duì)農(nóng)作物種子如稻、麥 豆類、油菜籽和芝麻進(jìn)行自動(dòng)數(shù)粒 的數(shù)字顯示電子測(cè)量?jī)x器。基于農(nóng)業(yè)的發(fā)展浙江托普儀器有限公司研制出了 SLY-C系列的微電腦自動(dòng)數(shù)粒儀，使用該儀器數(shù)粒，不僅可以大大節(jié)省數(shù)粒時(shí)間， 而且數(shù)粒準(zhǔn)確可靠。數(shù)粒儀的研制成功為農(nóng)業(yè)科研單位、農(nóng)業(yè)大專院校、種子系 統(tǒng)和糧食部門提供考種，測(cè)量千粒重的先進(jìn)測(cè)量設(shè)備。SLY-C型多用數(shù)粒儀性能較穩(wěn)定，數(shù)粒誤差不大于士 4,數(shù)1000粒種子約需3分鐘，當(dāng)外界交流電源在190 220伏范圍內(nèi)變化時(shí)，儀器能正常工作。該儀器已由有關(guān)農(nóng)業(yè)部門試用，效果很 好。為了使多用數(shù)粒儀具有高的數(shù)粒精度， 更穩(wěn)定

2、的工作性能和更廣闊的適用范 圍，我們將原研制的數(shù)粒儀電路作了重要修改和設(shè)計(jì)。在對(duì)光電轉(zhuǎn)換裝置大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定了光源和接收管的孔徑，并提高其同心度，改進(jìn)了電磁振動(dòng)線 圈的電源控制元件和機(jī)構(gòu)。改進(jìn)后的數(shù)粒儀經(jīng)長(zhǎng)期使用，證實(shí)其性能已滿足農(nóng)業(yè) 科研的需要。2電子數(shù)粒儀的發(fā)展電子數(shù)粒儀可以主要用于糧食作物如稻麥高粱等顆粒進(jìn)行自動(dòng)記數(shù)，在農(nóng)業(yè)院校、農(nóng)業(yè)科技推廣站及種子公司考察種子品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定千粒重有廣泛應(yīng)用。數(shù)粒儀作為一種精密電子測(cè)量?jī)x器，經(jīng)過精心設(shè)計(jì)研制、改進(jìn)小批試制后，其主要 性能已選到國(guó)外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平，特別是數(shù)粒準(zhǔn)確、快速，工作穩(wěn)定可靠， 壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。而其價(jià)格卻比國(guó)外產(chǎn)品低得多，且體積

3、小，噪聲低，很適合國(guó)內(nèi) 農(nóng)業(yè)部門有關(guān)單位應(yīng)用數(shù)粒儀的推廣應(yīng)用將使我國(guó)農(nóng)業(yè)科研工作者在進(jìn)行育種、 選種過程中提高研究水平，節(jié)省大量時(shí)間。電子數(shù)粒儀除在農(nóng)業(yè)院校、農(nóng)業(yè)科技 推廣站及種子公司得到推廣外，電子數(shù)粒儀在包裝工業(yè)中得到了很好的應(yīng)用與發(fā) 展。一般來講，包裝機(jī)械都位于整個(gè)生產(chǎn)流程的末端， 它必須快速靈活地適應(yīng)不 同產(chǎn)品，不同包裝規(guī)格的需求，并且在越來越短的產(chǎn)品生產(chǎn)周期內(nèi)方便地進(jìn)行設(shè) 備調(diào)整，而數(shù)粒儀在其中發(fā)揮了很重要的作用。在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，知變善變，不斷創(chuàng)新，以建立企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。將數(shù)粒儀轉(zhuǎn)化 為商品，以增加其附加值，正確選擇有發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)品是至關(guān)重要的。進(jìn)行科學(xué) 管理和高效率生產(chǎn)，節(jié)約能耗、物耗

4、，降低產(chǎn)品成本。市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，唯一 的出路是以積極態(tài)度迎接挑戰(zhàn)，以過硬的功夫奮力拼搏，方能在危機(jī)中求得生存， 在挑戰(zhàn)中取得發(fā)展。電子數(shù)粒儀除在農(nóng)業(yè)院校、農(nóng)業(yè)科技推廣站及種子公司得到推廣外，電子 數(shù)粒儀在包裝工業(yè)中得到了很好的應(yīng)用與發(fā)展。 一般來講，包裝機(jī)械都位于整個(gè) 生產(chǎn)流程的末端，它必須快速靈活地適應(yīng)不同產(chǎn)品， 不同包裝規(guī)格的需求，并且 在越來越短的產(chǎn)品生產(chǎn)周期內(nèi)方便地進(jìn)行設(shè)備調(diào)整， 而數(shù)粒儀在其中發(fā)揮了很重 要的作用。在裝袋機(jī)械中，除了對(duì)它的經(jīng)濟(jì)性（盡可能經(jīng)濟(jì)地裝滿一袋產(chǎn)品）有一定的要求 外，還對(duì)它的調(diào)整性能提出了很高的要求， 以便裝袋機(jī)械可以快速完成新產(chǎn)品的 包裝，適應(yīng)新包裝材料和包

5、裝規(guī)格的要求，裝袋機(jī)械必須能對(duì)不同的散裝物產(chǎn)品進(jìn)行包裝，這包括對(duì)會(huì)向外飛散的散裝物產(chǎn)品、 非常粘滯的以及粉塵般的散裝 物產(chǎn)品進(jìn)行裝袋?！痹诠I(yè)企業(yè)生產(chǎn)中，小批量、多品種已成為發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)自動(dòng)化裝袋機(jī)械的 基本要求是極短的設(shè)備調(diào)整時(shí)間，以此來提高生產(chǎn)效率。電子數(shù)粒儀的發(fā)展這也 可以從包裝機(jī)械演變過程中看出來。20年前，包裝機(jī)械的研發(fā)設(shè)計(jì)中機(jī)械部件 研發(fā)費(fèi)用占全部的80%左右，控制軟件的研發(fā)費(fèi)用僅占全部研發(fā)費(fèi)用的 5%，而 現(xiàn)在，軟件和機(jī)械部分的比例各為 40%，傳感器采集各種各樣的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，向 控制系統(tǒng)發(fā)送信息。大多數(shù)袋裝機(jī)械可通過調(diào)用新的控制程序以適應(yīng)新產(chǎn)品的包 裝，因?yàn)檎{(diào)用一個(gè)控制程序無需費(fèi)

6、時(shí)費(fèi)力地調(diào)整設(shè)備，可以適應(yīng)小批量多品種的 需要。3數(shù)粒儀的型號(hào)型號(hào)SLY-ASLY-BSLY-C功能區(qū)別專數(shù)水稻小麥（中 粒），油菜，蔬菜， 花卉，煙草（小粒） 等中小粒種子標(biāo)準(zhǔn)配置：主機(jī)一 臺(tái)，中小粒樣品盤 一只專數(shù)玉米，大豆， 葵花子等大粒種 子標(biāo)準(zhǔn)配置：主機(jī)一 臺(tái)，大粒樣品盤一 只大中小粒種子通 用型標(biāo)準(zhǔn)配置：主機(jī)一 臺(tái)，大數(shù)粒盤一 只，中小數(shù)粒盤一 只1、 料旋鈕2、自校旋鈕3、數(shù)碼管4、電源開關(guān)5、復(fù)零計(jì)數(shù)開關(guān)6、 預(yù)置撥盤7、卸料盤旋鈕8、料盤9、保險(xiǎn)絲10、盛料抽門11、 大顆粒出料口www.topl7,net4電子數(shù)粒儀工作原理為了保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行，對(duì)電子數(shù)粒儀的要求也有很高

7、的要求。其工作原理：39電我鶴工作原理示繭農(nóng) M2. W3.電就動(dòng)鋼器G欄5、光電紘 6、光郴7.諜&光電計(jì)鵝電磁振動(dòng)盒使種子逐粒排隊(duì)送料，落入光電轉(zhuǎn)換槽后形成光電脈動(dòng)，經(jīng)放 大整形倒相后送入計(jì)數(shù)電路，以LED數(shù)碼管顯示讀數(shù)。預(yù)置用拔盤開關(guān)，當(dāng)計(jì)數(shù) 到預(yù)置數(shù)后，停止送料，停止記數(shù)。儀器設(shè)有自校頻率，便于檢查計(jì)數(shù)電路及預(yù) 置的正確性。（1）電磁振動(dòng)送料裝置：種子放在料盤上，料槽成螺旋形。（2）在螺旋槽上升的種子，到達(dá)落料口落下，通過光電轉(zhuǎn)換區(qū)投影到硅光電 池上產(chǎn)生電流變化，經(jīng)脈動(dòng)放大整形后得到光電計(jì)數(shù)脈動(dòng)， 送入計(jì)數(shù)電路計(jì)數(shù)顯 示。（3） 計(jì)數(shù)顯示電路采用CC4518雙BCD加計(jì)數(shù)器，并以CC4

8、511（“HEF4511 BCD-7段鎖存/譯碼/驅(qū)動(dòng)器，譯碼后驅(qū)動(dòng)共負(fù)極LED發(fā)光數(shù)碼管顯示，四位數(shù)的 LED輸入端串入限流電阻，使筆劃亮度均勻。CC4518計(jì)數(shù)輸入端有時(shí)鐘端（CQ, 時(shí)鐘允許端（EN和復(fù)位端“ R,個(gè)位數(shù)時(shí)EN=“ 1”（高壓平）計(jì)數(shù)脈動(dòng)由“ CL 輸入，正跳變觸發(fā)，后面三位均是 CL=“O”（低電平）由EN輸入，負(fù)跳變觸發(fā)。（4）預(yù)置自停電路的控制信號(hào)由開關(guān)二極管，指輪拔盤開關(guān)與四輸入端的與 非門聯(lián)接，當(dāng)拔盤預(yù)置數(shù)與計(jì)數(shù)數(shù)字相符時(shí)，繼電器吸合，從而切斷計(jì)數(shù)輸入， 使計(jì)數(shù)輸入端接地，停止送料，LED顯示出預(yù)置數(shù)字。 fEBfXsSTOP Instrument溫轉(zhuǎn)提玉.浙江

9、托諂儀器專業(yè)生產(chǎn)土壤（肥料）養(yǎng)分速測(cè)儀土壤謫情速測(cè)儀，農(nóng)藥殘留速測(cè)儀，病蟲測(cè)報(bào)燈，病蟲調(diào)查統(tǒng)計(jì)器，他子捕捉儀等農(nóng)業(yè)專用儀器. 此項(xiàng)冃儀器均為我公司I主研發(fā)生產(chǎn)，劭項(xiàng)產(chǎn)品獲得國(guó)家發(fā)明&利和實(shí)用新型專利已獲得軟件苦作權(quán)30多項(xiàng)，儀器的通過第三方檢測(cè)公司己通過ISMOOl: 2Q08質(zhì)量體系認(rèn)證離知名度品牌及謀端的資質(zhì)配套為客戶選擇放心的產(chǎn)品和服務(wù)提供有力依據(jù), 為經(jīng)銷商投標(biāo)成功提供有力的保障！浙江托普儀器為您提供堆層農(nóng)技推廣體系建設(shè)項(xiàng)目-站式服務(wù)！大品牌町信賴.產(chǎn)品質(zhì)量好、供貨周期短、價(jià)格優(yōu)惠。歡迎廣大新老客戶來電咨詢合作！公司名稱；浙江托普儀器有限公司公司地址：杭州市呃湖科技園區(qū)西園八路11號(hào)公

10、司電話8605966086823770 86054117 86055117售后專線壬400-672 18175數(shù)粒儀的設(shè)計(jì)5.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)和工作原理5.11機(jī)械結(jié)構(gòu)精密種子數(shù)粒儀的結(jié)構(gòu)如圖所示12 3圖二種子數(shù)粒儀的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖1投種器2、爬行槽3、清種口 4、調(diào)節(jié)螺母5、底座6、彈簧片7、進(jìn) 出口 8、振蕩鋼片9、排氣口 10、投種口(1) 篩子。利用魚鱗式漏篩，帶有可調(diào)節(jié)控制拉桿，可根據(jù)不同種類的種子 來調(diào)節(jié)魚鱗篩的篩孔大小比例。篩選出的雜質(zhì)排出排種器，其余種子在振蕩下，進(jìn) 入排種盤。(2) 排種盤。排種盤在振蕩器的振蕩下，種子前移，每振蕩一個(gè)周期，種子前移

11、1次最后在爬行槽中單行爬行前進(jìn)。(3) 振蕩器。采用RC可調(diào)頻率振蕩器，通過改變電阻 R的阻值，可以改變振蕩器的振蕩頻率。從而控制種子的下落速度。(4) 鼓風(fēng)機(jī)。鼓風(fēng)機(jī)用來產(chǎn)生風(fēng)力，使種子的漂浮力和種子的重力保持平衡。風(fēng)力的大小可根據(jù)不同種類的種子，通過調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)口的大小來實(shí)現(xiàn)。5.2工作原理將種子放入排種箱內(nèi)，調(diào)節(jié)槽輪，控制種子落入篩子的數(shù)量種子落入篩子后，在振蕩器的振蕩下，種子落入排種盤，雜質(zhì)由清種器排出。種子進(jìn)入排種盤后，在離心力和磨擦力的共同作用下， 使種子沿排種盤的爬行槽螺旋上升， 種 子在爬行過程中自行排成一行。如有個(gè)別兩?；蚨嗔＝诲e(cuò)在一起，當(dāng)行進(jìn)至調(diào) 節(jié)板時(shí)，把多余的種子排出，只有

12、一粒種子通過，從而完成了種子的單粒下落。5.3電路設(shè)計(jì)與工作原理及主要技術(shù)參數(shù)5.31 電路設(shè)計(jì)電路部分由光電轉(zhuǎn)換傳感器 脈沖整形、計(jì)數(shù)譯碼驅(qū)動(dòng)器及7段碼顯示等組 成，如圖所示。圖3電原理圖5.4工作原理種子經(jīng)排種盤單粒下落，設(shè)置在排種口附近的一對(duì)紅外光敏對(duì)管傳感器，在種子有規(guī)律地通過它時(shí).遮住紅外光束，從而產(chǎn)生一系列的電脈沖信號(hào)。信號(hào)經(jīng)比較器LM324及SP8616整形后，送入由CB40110組成的十進(jìn)制自動(dòng)計(jì)數(shù)器進(jìn)行 累加計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)結(jié)果由7段碼組成的3。5顯示器顯示。累計(jì)999時(shí)，蕩1000 自行停止振蕩。按復(fù)位鍵清0。重新起動(dòng)振蕩器。5.5主要技術(shù)參數(shù)精密種子數(shù)粒儀的主要技術(shù)參數(shù)見表數(shù)粒

13、范圍：中小樣品顆粒：0.74mm x 0.712mm大樣品顆粒：310 x 312 mm計(jì)數(shù)精度：大中顆粒：2/1000小顆粒： 4/1000計(jì)數(shù)速度：1000粒/3分鐘（此參數(shù)是以 2檔較慢速度為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的。如果要更快，可以 調(diào)到3-7檔）計(jì)數(shù)容量：五位 199999電源：220V 50HZ連續(xù)工作時(shí)間：5小時(shí)6數(shù)粒儀性能的改進(jìn)6.1提高數(shù)粒精度在培育，選擇優(yōu)良品種過程中部要對(duì)種子進(jìn)行評(píng)價(jià)，通常以千粒重衡量，這就需要先數(shù)1000粒種子，為了使評(píng)估可靠。一般要求數(shù)粒誤差不大于 4%。對(duì)于 脈沖計(jì)數(shù)電路來說，要達(dá)到這樣的精度是不成問題的，數(shù)粒儀數(shù)粒誤差一般能做 到不大于4%。，但有時(shí)會(huì)大于4%。

14、，特別是數(shù)稻谷時(shí)，數(shù)10次，大約有12次數(shù)粒 誤差達(dá)56%。經(jīng)分析和測(cè)試，發(fā)現(xiàn)稻谷由于表面有一層毛，從落?？谙侣鋾r(shí)， 速度較慢；另外稻谷的形狀是扁長(zhǎng)形，經(jīng)過光源光路的時(shí)問有長(zhǎng)、有短。一般情 況下稻谷落下時(shí)切斷光源后形成的脈沖， 無干擾脈沖，但偶爾會(huì)在兩個(gè)脈沖之間 產(chǎn)生干擾脈沖，如圖所示。如果在數(shù)粒過程中產(chǎn)生干擾脈沖，計(jì)數(shù)電路會(huì)如實(shí)將 此干擾脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，于是出現(xiàn)誤記的現(xiàn)象，使計(jì)數(shù)產(chǎn)生正偏差。干擾穌沖戢趟脈沖* /數(shù)粒使產(chǎn)生的干擾脈沖為了消除由于干擾脈沖而引起的數(shù)粒誤差， 我們?cè)诿}沖成形電路增加了脈沖 展寬電路，使計(jì)數(shù)脈沖展寬到超過干擾脈沖的寬度， 這樣就可以基本上避免干擾 脈沖引起的計(jì)數(shù)正偏差

15、。光電轉(zhuǎn)換裝置中光源的發(fā)射孔和光敏管的接收孔大小對(duì) 數(shù)粒精度有一定影響。孔徑大,數(shù)粒靈敏度低，可能產(chǎn)生漏計(jì)數(shù)，引起負(fù)偏差反之, 孔徑小,靈敏度高，容易引起計(jì)數(shù)正偏差。其次發(fā)射孔和接收孔的同心度對(duì)小顆粒 種子的數(shù)粒精度影響較大，同心度差時(shí)，將使數(shù)粒靈敏度大大降低，導(dǎo)致數(shù)粒負(fù)偏 差。在大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，我們首先確定發(fā)射和接收孔的直徑 ，繼而提高加工精 度,確保兩孔的同心度，從而使大,小顆粒種子的數(shù)粒精度都滿足了要求。該儀器 既能數(shù)稻，麥等大顆粒種子，也能數(shù)如油菜籽，芝麻等小顆粒種子關(guān)鍵是在落料口 處設(shè)置了落?？?，此落?？ú捎糜袡C(jī)玻璃彎制而成，當(dāng)有機(jī)玻璃厚度不均時(shí)，落粒 卡的寬度便有寬有窄，從而使數(shù)

16、粒精度下降。為此 ，我們嚴(yán)格控制加工落?？ǖ?有機(jī)玻璃厚度，保證數(shù)同一類種子的落?？ň哂邢嗤膶挾?， 進(jìn)一步提高了數(shù)粒 的精度。6.2改善穩(wěn)定性和可靠性靈敏度較高的脈沖計(jì)數(shù)電路往往會(huì)產(chǎn)生計(jì)數(shù)亂跳現(xiàn)象，這是因?yàn)椴捎媒涣鞴╇姇r(shí)，很容易受到電源開關(guān)時(shí)引起的電脈沖和某些電器產(chǎn)生的電火花的干擾，從而破壞了數(shù)粒儀的工作穩(wěn)定性。解決的辦法是在雙十進(jìn)計(jì)數(shù)器（74LS390）的電源消除電源干擾脈沖的電路固態(tài)繼電器另外，原數(shù)粒儀自?？刂齐娐分胁捎脵C(jī)電式低壓繼電器作為電磁振動(dòng)上料機(jī) 構(gòu)的控制元件。研制過程中發(fā)現(xiàn)這種繼電器工作電流較大，有時(shí)會(huì)失控，即數(shù)粒 計(jì)數(shù)到預(yù)置值時(shí)，不能立即切斷電磁振動(dòng)臺(tái)的電源，這樣就不能達(dá)到數(shù)

17、1O00粒的目的。有時(shí)雖能準(zhǔn)確切斷電磁線圈的電源， 但易產(chǎn)生干擾脈沖，使計(jì)數(shù)值產(chǎn)生 正偏差。為了替代機(jī)電式繼電器 ，我們選用近年來出現(xiàn)的一種新型繼電器，固 態(tài)繼電器，由于這種固態(tài)繼電器內(nèi)部無機(jī)械觸點(diǎn)，故開關(guān)速度快，工作穩(wěn)定可靠， 壽命長(zhǎng)。采用固態(tài)繼電器后完全克服上述失控和誤計(jì)數(shù)的弊病。數(shù)粒完畢后的數(shù)粒儀，料斗盤內(nèi)總會(huì)有剩余的種子。如果讓這些種子按數(shù)粒 速度落粒，太費(fèi)時(shí)間。若是將整個(gè)儀器反轉(zhuǎn) 180。將剩余的種子倒凈，則需要 在每次數(shù)粒后倒一次，對(duì)電子儀器的使用來說似乎不太合適。 最近，對(duì)振動(dòng)料斗 盤的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，原設(shè)計(jì)的料斗盤種子只能沿V型槽上移，落入下料口。現(xiàn)將料斗 盤下料口內(nèi)側(cè)面再開一口子，數(shù)粒完畢后，撥出落?？?，用刷子將料斗盞內(nèi)剩余 的種子刷入這一口子，并掉入盛料盒，這樣就能既方便，又迅速地取走數(shù)粒后的 剩余種子。僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pe