Способ оптической сортировки корнеклубнеплодов по качеству

(54) (57) СПОСОБ ОПТИЧЕСКОЙ СОРОВКИ КОРНЕКЛУБНЕПЛОДОВ ПЧЕСТВУ, содержащий освещение ихком света сложного спектрального со,Я 011474 4(51) В 07 С 5 342 А 01 Ь 33 08 выделение в отраженном от корнеклубнеплода потоке излучения двух спектральных интервалов, преобразование потоков излучения в этих спектральных интервалах в электрические сигналы, определение коэффициентов отражения и сравнение этих сигналов с последующим воздействием на исполнительный механизм отбраковки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности сортировки путем расширения видов обна- руживаемых дефектов корнеклубнеплодов, в отраженном от корнеклубнеплодов потоке выделяют спектральные интервалы 1050 - 1150 нм и 600 - 750 нм, а значение коэффициентов отражения регулируют независимо в каждом спектральном интервале.Ф1 47453 1Изобретение относится к приемке и хра,ению сельскохозяйственной продукции и может быть использовано в хранилищах торговой сети при автоматической сортировке картофеля, как при закладке его на хранение, так и перед отправкой в торгующие организации.Известен способ сортировки плодов, включая клубни картофеля, по качеству, основанный на измерении фототоков, пропорциональных спектральным коэффициентам отражения поверхности плодов, и их производныхОднако известный способ обнаружения дефектов характеризуется ограниченной возможностью отделения только клубней, пора. женных мокрой или сухой гнилью, недостаточной чувствительностью и сложностью устройств для осуществления этих способов,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ оптической сортировки корнеклубнеплодов по качеству, содержащий освещение их потоком света сложного спектрального состава, выделение в отраженном от корнеклубнеплода потоке излучения двух спектральных интервалов, преобразование потоков излучения в этих спектральных интервалах в электрические сигналы, определение коэффициентов отражения и сравнение этих сигналов с последующим воздействием на исполнительный механизм отбраковки,В качестве выделяемых сйектральных интервалов при,осуществлении данного способа используют узкие (шириной менее 50 нм) участки в инфракрасной области спектра, вблизи 910 и 980 нм, причем пороговое значение отбраковки, с которым сравнивают полученные сигналы, автоматически корректируют непосредственно в процессе сортировки (21.Недостатком данного способа является ограниченность видов обнаруживаемых дефектов картофеля, так как ои не позволяет отделять позеленевшие клубни, в которых накапливается солонин - яд, опасный для здоровья человека, а также клубни, пораженные фитофторой и механически поврежденные.Кроме того, данный способ характеризуется недостаточно высокой точностью сортировки, что обусловлено низким уровнем энергии, попадающей на фотоприемиик язза малой ширины выделяемых спектральных интервалов и значительных потерь в узкополосных фильтрах, необходимых для выделения этих интервалов.Причинами низкой точности являются также малая величина различий коэффициентов отражения для здоровых и дефектных клубней в выбранной области (отношение этик коэффициентов не превышает 1,25) и зависимость качества отбраковки от влаж. ности поверхности клубней. Укаэанные недостатки известных способов не позволяют решить важную йароднохозяйственную задачу комплексной автоматизации процессов, связанных с приемкойи хранением картофеля, т. е. задачу резкого сокращения затрат ручного труда.Целью изобретения является повышениеточности сортировки путем расширения видов обнаруживаемых дефектов корнеклубнеплодов.Поставленная цель достигается тем, чтосогласно способу оптической сортировки корнеклубнеплодов по качеству, содержащемуосвещение их потоком света сложного спектрального состава, выделение в отраженном15 от корнеклубнеплода потоке излучения двухспектральных интервалов, преобразованиепотоков излучения в этих спектральных интервалах в электрические сигналы, определение коэффициентов отражения и сравнение этих сигналов с последующим воздействием на исполнительный механизм отбраковки, в отраженном от корнеклубнеплодовпотоке выделяют спектральные интервалы050 - 1150 нм и 600 - 750 нм, а значениекоэффициентов отражения регулируют неза 25 висимо в каждом спектральном интервале.На фиг,приведена функциональнаясхема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2, 3, 4 и 5 - графики, иллюстрирующие сущность предлагаемого способа.Устройство для реализации способа оп, тической сортировки корнеклубнеплодов содержит подающий транспортер (рольганг) 1,зону контроля 2, источники 3 потока излучения сложного спектрального состава,.охватывающего видимую и инфракрасную область спектра, светоотделитель 4 для разделения потока излучения 5, отраженного откорнеклубнеплода 6, фильтры 7 и 8, их фотоприемники 9 и 10, образующие совместнос нагрузками 1 и 12 мостовую схему, пре 40 дусилитель 13, связанный через детектор 14,с усилителем-формирователем 15, обеспечивающим срабатывание исполнительного органа 16, удаляющего дефектные клубни,Способ оптической сортировки корнеклубнеплодов но качеству осуществляется следующим образом.Корнеклубиеплоды поочередно подаваемые транспортером (рольгангом) 1 в зонуконтроля 2, облучают источником 3 потокаизлучения сложного спектрального состава,О охватывающего видимую и инфракраснуюобласти спектра, Отраженный от контролируемого клубня поток излучения 5 разделяют светоделителем и подают в опорный иразличающий каналы,В опорном канале фильтром 7 выделяютуз спектра интервал 050 - 1150 нм, а в различающем информативном канале фильтров 8 - интервал 600 - 750 нм.Потоки излучения в этих спектральных интервалах преобразуют с помощью фотоприемников 9 и 10 в опорный и раэличительный электрические сигналы ц. и цр, формируемые соответственно на нагрузках 11 и 12.Фотоприемники 9 и 10 совместно с нагрузками 11 и 12 образуют мостовую схему,. Сигнал, пропорциональный разности коэффициентов отражения в выделенных спектральных интервалах, подается с нагрузок на вход предусилителя 13.Опорные сигналы ц,и ц соответствующие здоровым (кондиционным) клубням, одинаковы (фиг. 2), в то время как значение сигнала ц соответствующие различи- тельному интервалу благодаря выбору в качестве этого интервала участка спектра 600- 750 нм, зависит от качества клубней. Для здоровых клубней сигнал ц,оказывается по .абсолютной величине больше, чем значение опорного сигнала ц (фиг. 3). В результате сигнал ц на выходе предусилителя 13 имеет отрицательный знак (фиг. 4). Для клубней с различными дефектами (позеленение, болезни, вялость, механические повреждения) различительный сигнал црпо абсолютной величине меньше опорного сигнала (З,т. е. раэностный сигнал цдля дефектных клубней является положительным. Регулировкой нагрузки 11 можно изменять соотношение между ци цд, доводя значение цдо минимального уровня, обеспечивающего оптимальную чувствительность. С выхода предусилителя 13 сигналы цили ц поступают на детектор 14, который пропускает на последующий усилитель-формирователь 15 только положительные пики ц(фиг. 5), соответствующие сигналам цот дефектных клубней,Усилитель-формирователь 15 усиливает сигналы цдо величины, обеспечивающей срабатывание исполнительного органа 16, удаляюшего дефектные клубни. Корректировку влияния на уровень сигнала .ц непостоянства коэффициента отражения кондиционных клубней осуществляют предва-. рительно регулировкой нагрузки 12. Для возможности сортировки вороха с клубнями разных сортов, спектральные характеристики которых отличаются, сигнал ц устанавливается по сорту с усредненной характеристикой так, чтобы при сорте с наименьшим отражением сигнал цнесколько отличался от нуля, но не менял знака,Таким образом, при осуществлении способа сигнал, соответствующий спектральному интервалу 1050 - 1 50 нм, является опорным, именно в укаэанном интервале коэффициент отражения практически одинаков для здоровых и дефектных клубней.Поэтому сигнал, полученный в этом интервале, не несет информации о качестве клубней, а используется для компенсации помех.В качестве различительного спектрального интервала служит участок вблизи 650 нм,.использование которого позволяет сблизить предлагаемый способ с визуальной оценкой дефектов картофеля по ГОСТ 7176-68 и об.15 наружнть такие дефекты, как:.позеленение, механические повреждения и др. При этом установлено, что применение длин волн ,короче 600 нм ведет к снижению различи- тельной способности для загнивших.и больных клубней, тогда как увеличение длины волны в инфракрасную область не позволяет определять позеленевшие клубни.В связи с тем, что используемые длиныволн разнесены довольно далеко, различительный и опорный спектральные интервалы 25 могут быть сделаны достаточно широкими(100 - 150 нм), что ведет к значительному повышению уровня сигналов, т. е. увеличивает точность сортировки. Вместе с тем, при использовании излучения в видимой области на результаты сортировки могут влиять различия цветовой окраски разных сортов картофеля. Устранение этого эффекта в пред.лагаемом способе обеспечивается раздельной регулировкой уровня сигналов, соответствующих каждому спектральному интерваСледовательно, предлагаемый способобеспечивает более. высокую точность сортировки благодаря значительному повышению уровня полезного сигнала и значитель ным различиям в уровне сигналов и и щ 4 О для дефектных клубней. Кроме того, он поз.воляет сортировать картофель различных сортов, обнаруживая при этом такие дефекты, как позеленение, фитофтора и т. д., которые не определяются известным спосо.45Применение способа оптической сорти..ровки корнеклубнеплодов по качеству вследствие его универсальности и высокой точности позволит осуществить с его помощью полную автоматизацию процесса сортиров ки картофеля и тем самым значительйО сдкратить затраты ручного труда, Ъ 4745 Ьь А. Сндорорес Тигор Редактор Т. МнтейкоЗаказ 1447/1 ОВНИИПИ . Госупо делам13035, Москва,Филиал ППП аПате Соста вител Техред И. Ве Тираж 581 дарственного изобретений Ж - 35, Рау нтэ, г. Ужгокомитета и откры шская на род, ул. КорректорПодписноеСССРийд. 4/5роектная, 4