[發明專利]一種大米加工質量在線檢測和控制裝置及控制方法

有效

• 申請號: 202010094274.7
• 申請日: 2020-02-15
• 公開（公告）號: CN111239133B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 蔡健榮;許永健;孫力;胥保文;賀石漢
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N21/85;G01N21/88;G01N21/89;G01N21/01;G05D16/18
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本發明提供了一種大米加工質量在線檢測和控制裝置及控制方法，該裝置包括出料斗、阻力單元、采樣單元、檢測單元和控制單元，出料斗內設有出米通道，阻力單元包括調節機構和阻力板，采樣單元包括采樣板和上下設置的兩個導流板，采樣板包括采樣板基座和若干柵格板，采樣板基座的頂端伸入至下層導流板的通孔內，若干柵格板平行設置于采樣板基座的上部，控制單元與檢測單元和調節機構連接，控制單元根據相機采集的圖像經過圖像處理和特征提取，并建立質量模型得到加工質量評價參數，根據大米的加工質量調整調節機構，以控制出米通道的出口阻力。本發明能夠實現大米加工質量在線檢測和自動化控制，克服傳統方法僅憑人工經驗調整參數的缺陷。

技術領域

本發明涉及稻米加工技術領域，尤其涉及一種大米加工質量在線檢測和控制裝置及控制方法。

背景技術

歸納中華人民共和國國家標準GB/T1354-2018《大米》規定的質量指標，可大致分為由：土壤、肥力、品種、氣候、收獲時間等稻谷生長條件，干燥工藝、儲藏條件、儲藏時間等倉儲條件，加工裝備、加工工藝等加工條件，幾方面因素形成大米質量指標的差異性。加工條件對大米質量影響的關鍵指標為：碎米、爆腰、留胚、留皮等。碎米、爆腰多降低出米率和大米食用品質，留皮多影響大米的口感和觀感，留胚多可大幅提高大米的營養價值。加工形成的質量指標之間關系復雜，有些呈負相關，有些呈正相關。綜合評價大米的加工質量需要構造數學模型，建立加工質量與加工質量評價參數之間的關系模型，再根據加工質量調整出口阻力等參數，方可有效平衡加工質量間的關系。

近20年來，有大量關于基于機器視覺檢測大米質量的論文和專利報道，其共同特點為：對加工后的大米進行質量檢測和分選以提升大米商品價值，已有大量商業化的產品問世，如大米色選機。但現有文獻資料表明，目前沒有對正在加工中的大米進行在線檢測的技術，因此無法實時調控加工參數，也無法提高大米加工質量。

發明內容

針對現有技術中存在不足，本發明提供了一種大米加工質量在線檢測和控制裝置及控制方法，以實現大米加工質量在線檢測和自動化控制，克服傳統方法僅憑人工經驗調整參數的缺陷，以提升大米的加工質量。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種大米加工質量在線檢測與控制裝置，包括：出料斗、阻力單元、采樣單元、檢測單元和控制單元；

所述出料斗內設有出米通道，所述出米通道的入口位于所述出料斗的右側壁上，出口位于所述出料斗的內部，所述阻力單元包括調節機構和阻力板，所述阻力板正對所述出米通道的出口，所述阻力板與所述出米通道的出口之間存在間距，以供大米流入至所述出料斗內，所述調節機構用于調整所述阻力板與所述出米通道的出口之間的距離；

所述采樣單元包括采樣板和上下設置的兩個導流板，所述導流板的兩端安裝于所述出料斗的前側壁和后側壁上，并相對于所述出料斗的底壁傾斜，上層所述導流板位于所述出米通道的出口下方，兩個所述導流板上均設有通孔，所述采樣板包括采樣板基座和若干柵格板，所述采樣板基座的頂端伸入至下層所述導流板的通孔內，若干所述柵格板平行設置于所述采樣板基座的上部，所述采樣板基座的下部為圖像采集區域，下層所述導流板、采樣板基座及所述出料斗的底壁和右側壁構成密閉空間；

所述檢測單元包括相機，所述相機安裝于所述密閉空間內，并能夠正對所述圖像采集區域；

所述控制單元與所述相機和所述調節機構連接，所述控制單元根據所述相機采集的圖像經過圖像處理和特征提取，并建立質量模型得到加工質量評價參數，根據所述大米的加工質量調整所述調節機構，以控制出米通道的出口阻力。

優選的，相鄰兩個所述柵格板之間的間距為5mm或者6mm或者7mm。

優選的，所述檢測單元還包括相機支架和光源，所述相機支架安裝于所述出料斗上，所述相機支架能夠調整所述相機的拍攝角度。

優選的，所述檢測單元還包括減震墊，所述減震墊安裝于所述相機的底部。