[實用新型]一種基于線陣CCD的谷物體積測量裝置

有效

• 申請號: 201720533838.6
• 申請日: 2017-05-15
• 公開（公告）號: CN206862444U
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 劉雙喜;荊林龍;孫林林;王震;王金星;張春慶
• 申請（專利權）人: 山東農業大學
• 主分類號: G01F22/00
• 分類號: G01F22/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種基于線陣CCD的谷物體積測量裝置，屬于谷物體積的測量技術領域。

背景技術

高產、穩產、優質是當今谷物育種的主要目標，而籽粒是產量和品質的最終體現方式。谷物種子的物理性狀是種子加工與貯藏的基礎，是產量的最終體現，研究谷物種子的物理性狀對品種的選育和種子加工貯藏具有重要的指導意義。因此，谷物籽粒物理性狀越來越受到遺傳育種工作者的重視，研究與產量相關的籽粒體積等性狀，對指導谷物產量的提升具有重要意義。

現階段谷物體積的測定多采用標準容器結合百粒重或千粒重進行換算，即將谷物在給定容積的容器內裝滿并稱重，根據百粒重或千粒重所測總體積，進而計算出每粒玉米種子的體積，但批量測量所得體積值精準度低。針對谷物形狀不規則的特點，若使用傳統排水法測量單粒谷物體積，在測量過程中，谷物浸入水中后會快速吸水，導致谷物體積脹大，增大測量誤差。因此，缺少精確測量單粒谷物體積的測量裝置。

發明內容

為了解決上述問題，本實用新型提供了一種基于線陣CCD的谷物體積測量裝置；是在排液法測體積的基礎上，依靠圖像處理技術讀取測量容器的測量值，避免測量誤差，使體積測量更快捷、更簡便、更準確。

本實用新型所采用的技術方案為：

一種基于線陣CCD的谷物體積測量裝置，包括線陣CCD相機、相機底座、相機固定架、小圓珠、彈簧、滑軌、工控機、量筒、背景板、底部固定板和谷物盛放裝置；

所述量筒與背景板平行且可活動垂直固定在底部固定板上；量筒位于背景板前方，且量筒底部圓心位于一條與背景板平行的水平線上；所述量筒內徑大小不同，用于測量不同的谷物；每個量筒中盛放有帶有顏色的液體；使用時，設置所述液體顏色與背景板顏色不同，呈現顯著對比；所述底部固定板保持水平且與背景板垂直；

所述谷物盛放裝置包括載重和谷物盛放袋。載重位于谷物盛放袋下方，能將谷物盛放裝置完全浸入量筒內的液體中；所述谷物盛放袋用于密封放置谷物，放入谷物后谷物盛放袋內保證真空環境，測量過程中將谷物與液體隔離，為谷物提供干燥環境，避免谷物與液體直接接觸吸水脹大；

線陣CCD相機通過相機固定架垂直固定在相機底座上，相機固定架中部的內部是中空圓柱，相機鏡頭的中軸線與所述中空圓柱的中軸線位于同一個與底部固定板垂直的平面內；

所述中空的圓柱內設有定位卡口裝置；定位卡口裝置由小圓珠和彈簧組成；相機固定架底部設有錐形孔，錐形孔的圓心位于中空圓柱的中軸線上；所述小圓珠放在錐形孔內，小圓珠上方設有一彈簧，彈簧一直處于被壓縮狀態，小圓珠在彈簧壓力下能縮回或露出錐形孔外；

底部固定板上設有滑軌，滑軌與背景板平行并位于量筒正前方；相機固定架可活動放置在滑軌上，相機固定架能沿滑軌前后滑動；相機固定架用于放置線陣CCD相機；線陣CCD相機通過在滑軌上前后移動拍攝不同位置的量筒刻度圖像，并將量筒刻度圖像傳回工控機；

每個量筒中軸線與背景板垂直的平面和滑軌的交點處設有定位孔，定位卡口裝置將相機固定架固定在定位孔中，線陣CCD相機鏡頭的中心能正對著量筒的中軸線；當線陣CCD相機經滑軌到達量筒正前方時，所述小圓珠卡在定位孔上，用于固定相機固定架，以使相機鏡頭正對著量筒。

所述工控機與線陣CCD相機通過數據線連接；工控機用于處理谷物放入量筒前后線陣CCD 相機拍攝的照片，并根據液面變化高度，轉換為谷物體積。

本實用新型使用線陣CCD相機獲取圖像具有如下特有的優勢：

1、本實用新型所使用的線陣CCD相機的傳感器只有一行感光單元，因此具有高掃描頻率和高分辨率；

2、掃描行的坐標由光柵提供，高精度的光柵尺的示值精度可高于面陣CCD像元間距的制造精度，從這個意義上講，線陣CCD獲取的圖像在掃描方向上的精度可高于面陣CCD圖像；

3、線陣CCD亞像元的拼接技術可將兩個CCD芯片的像元在線陣的排列長度方向上用光學的方法使之相互錯位1/2個像元，相當于將第二片CCD的所有像元依次插入第一片CCD的像元間隙中，間接“減小”線陣CCD像元尺寸，提高了CCD的分辨率，緩解了由于受工藝和材料影響而很難減小CCD像元尺寸的難題，在理論上可獲得比面陣CCD更高的分辨率和精度。

本實用新型有益效果：本實用新型彌補了國內對于測量單粒谷物體積測量裝置的缺失，采用基于線陣CCD相機的谷物體積測量裝置，有效提高了測量精度，避免了測量誤差，為之后的研究提供了可靠的依據。

附圖說明

圖1是本實用新型的整機結構圖。

圖2是線陣CCD相機拍攝裝置。