Способ сортировки корнеклубнеплодов и устройство для его осуществления

(54) СПОСОБ СОРТИРОВКИ КОРНЕКЛУБНЕПЛОДОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГООСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение зяйству, а именно машиностроению вано на пунктах и продукции для с изобретения - и ровки. Для сорт у институт сальскостроенияов, В.Н,Герасиче во СССР 8, 1984,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 1(56) Авторское свидетелЬ 1209073, кл. А 01 О 3 относится к сельскому хок сельскохозяйственному , и может быть использоослеуборочной обработки ортировки овощей. Цель овышение качества сортиировки корнеклубнеплоды1692341 5 10 20 да 25 30 35 ориентируют и поштучно подают в зону обзора, где их освещают и получают электрические сигналы, соответствующие длине, ширине, площади проекции корнеклубнеплодов, длина черешка, сравнивают сигнал о форме и длину черешка с основным и дополнительными эталонами и разделяют корнЕ- клубнеплоды на стандартные и нестандартные фракции, Причем в устройстве сравнением сигнала о форме с дополнительными эталонами, которыми определены границы фракций, обеспечивается невозможность попадания в стандартную фракцию нестандартных корнеклубнеплодов, а в нестандартную - стандартных, При этом в процессе сортировки выделяют две дополнительные фракции с различным процентным соИзобретение относится к сельскому хозяйству, а именно селькохозяйственному машиностроению, может быть использовано для сортировки корнеклубнеплодов, например картофеля и моркови, в уборочных машинах и на пунктах послеуборочной обработки продукции и является усовершенствованием устройства по авт. св. М 1209073.Целью изобретения является повышение качества сортировки корнеклубнеплодов путем сравнения сигнала о форме корнеклубнеплода с дополнительными эталонами этого параметра.На фиг, 1 поясняется способ сортироваЬ ки корнеклубнеплодов, где К = -- (а - длина; Ь - максимальная ширина корнеклубнеплода; 5 - площадь максимального продольного сечения т(К) - плотность распределения признака К); на фиг, 2 схематически изображено устройство для сортировки корнеплодов, общий вид; на фиг, 3 - блок-схема контрольного блока; на фиг. 4 - стуктурная схема ус 1 ройства управления.Способ сортировки корнеклубнеплодов предусматривает то, что корнеклубнеплоды предварительно ориентируют и поштучно подают в зону обзора, где они освещаются пучком света, причем ориентацикз корнеплодов осуществляют длинной осью вдоль направления движения и короткой осью (шириной) поперек направления пучка света.Далее с помощью щелевой диафрагмы и фотоприемника, установленного на стороне противоположной излучателю, по тени держанием стандартных и нестандартных корнеклубнеплодов и отправляют эти фракции на дополнительную инспекцию, Устройство для сортировки корнеклубнеплодов содержит дозирующий механизм 1, подающий и ориентирующий механизм 2, контрольный блок 3 с источником света, системой линз, щелевыми диафрагмами, фотоприемниками и светофильтром, исполнительные механизмы 5-7 и электронный блок 4 управления последними. Повышение качества сортирования обеспечивается применением в электронном блоке 4 управления дополнительных стробирующих компараторов, выходы которых связаны соответственно со вторым итретьим испольнительными механизмами 6 и7, 2 с.п.ф-лы, 4 ил. отбрасываемой корнеплодом на приемник,получают электрический сигнал развертки формы корнеклубнеплодов, соответствующий текущий ширине корнеклубнеплода, Одновременно, с помощью щелевой диафрагмы и второго фотоприемника со светофильтром, установленного на стороне излучателя, получают электрический сигнал, пропорциональный цвету и текущей ширине корнеклубнеплода,Сигнал развертки, поступающий от первого фотоприемника, не зависит от отражательной способности корнеклубнеплодов,По разности сигнала максимальнсй освещенности первого фотоприемника и сигнала развертки получают сигнал, пропорциональный текущей ширине корнеклубнеплода. Сравчивая электрический сигнал, пропорциональный цвету и текущей ширине корнеклубнеплода, с сигналом, пропорциональным текущей ширине, получают сигнал, пропорциональный цвету, и определяют длину черешка этого корнеклубнеплоПрерывая сигнал о длине корнеклубнеплода на время пролета черешка, определяют длину корнеклубнеплода без черешка(по времени продета корнеклубнеплода беэ черешка). Прерывая сигнал о текущей шири-. не корнеклубнеплода на время пролета черешка, определяют площадь проекции корнеклубнеплода без черешка. Далее сравнивают значение длины черешка с зталонным, определяют отношение проиэведения максимальной ширины корнеклубнеплода.на длину без черешка, сравнивают с эталонным значением указанного отношения и вырабатывают сигнал управле 1692,341ния исполнительными механизмами. Выделение дополнительно промежуточных двух фракций с различным (заранее примерно известным) содержанием в них стандартных и. нестандартных корнеклубнеплодов обеспечивает повышение качества сортирования, Смешивание их в одну третью фракции сразу же приведет к потере информации.Устройство содержит доэирующий механизм 1 с бункером и вибротранспортером, подающий и ориентирующий механизм 2, который подает корнеклубнеплоды в зону обзора контрольного блока 3.Электрический сигнал от последнего поступает на вход электронного блока 4 управления, где вырабатывается сигнал, который подается на исполнительные механизмы 5- 7. Контрольный блок 3 содержит источник 8 света, систему линз 9, щелевце диафрагмы 10, фотоприемники 11 и 12, светофильтр 13,Электронный блок 4 управления содержит пиковые детекторы со сбросом, дифференциальные усилители, интеграторы со сбросом, блоки деления, компаратор нуля, стробируемые компараторы с регулируемыми порогами компарации, мультивибратор стробирующего импульса, мультивибратор импульса сброса, компаратор цвета, стробируемые ключи, элемент ИЛИ. При этом вход одного пикового детектора 14 связан с выходом фотоприемника 11 и входом дифференциального усилителя 15, а его выход - с другим входом этого дифференциального усилителя 15, вход которого соединен с входом пикового детектора 16, компаратором 17 нуля и через первый стробируемый ключ 18- с входом первого интегратора 19, выход которого подсоединен к одному входу блока 20 деления, а компаратор 17 нуля. связан через второй стробируемый ключ 21 с вторым интегратором 22, выход которого подключен к одному входу блока 23 умножения, другой вход которого соединен с выходом пикового детектора 16, а выход - с блоком 20 деления, при этом на вход первого интегратора 19 поступает через ключ 18 сигнал с дифференциального усилителя 15, величина которого пропорциональна текущей ширине корнеклубнеплода, а выходной сигнал интегратора 19 по окончании пролета кор. неклубнеплода пропорционален площади проекции корнеклубнеплода без черешка, Цепь, состоящая из последовательного сое. динения компаратора 17 нуля, стробируе. мого ключа 21 и интегратора 22, осуществляет вычисление длины корнеплода без черешка.Компаратор 17 нуля связан с входом мультивибратора 24 стробирующего импульса, выход которого подсоединен к стробирующим входам компараторов 25-27 имультивибратору 28 сброса. При этом дополнительный фотоприемник 12 подключенк одному входу второго блока 29 деления,другой вход которого подключен к выходудополнительного дифференциального усилителя 30, на один вход которого поданонапряжение 01 от источника опорного напряжения, а другой его вход подключен к10 выходу дифференциального усилителя 15,при этом выход блока 29 деленя связан свходом компаратора 31 цвета, выход которого связан с дополнительным интегратором 32 и стробирующими входами ключей18 и 21, а выход интегратора 32 подключенк одному входу компаратора 27,При этом цепь, состоящая из последовательно соединенных блока 29 деления,компаратора 31 цвета и интегратора 23, вы- .20 числяет длину черешка. Выход мультивибратора 28 сброса соединен с входамисброса одного 14 и второго 16 пиковых детекторов, первого 19 и второго 22 интеграторов, а выходы первого блока 20 деления,25 первого интегратора 19 и интегратора 32связаны с входами соответственно первого25, второго 26 и третьего 27 компараторов,подключенных своими выходами через схему ИЛИ 33 к первому исполнительному ме 30 ханизму 5.Выход блока 20 деления соединен также и с входами четвертого 34 и пятого 35стробирующих компараторов, выходы которых подключены соответственно к входамвторого 6 и третьего 7 исполнительных механизмов.Причем первый стробируемый компаратор 25 выполнен двухпороговым, а стробируемые. компараторы 26, 27, 34 и 35 -40 однопороговыми.На компараторы 25-27, 34 и 35 подаютсяэталонные напряжения 02-Оплот источникаопорного напряжения, задающие порогикомпарации. Мультивибратор 24 стробиру 45 ющего импульса запускается от сигнала свыхода компаратора 17 нуля, стробирующий импульс с выхода мультивибратора 24поступает на компараторы 25, 26, 34 и 35 ина вход запуска мультивибратора 28 сброса.50 Импульс сброса с выхода последнего подается на пиковые детекторы 14 и 16 и наинтеграторы 19, 22 и 32. Таким образом,"спорная" фракция с различным процентным содержанием стандартных и нестан 55 дартных корнеклубнеплодов разделяетсяна две, при этом заранее известно примерное содержание нестандартных корнеплодов в стандартных, а стандартных - внестандартных (относительное содержание10 одной фракции в другой может составлять 1,0-3,3). Это приводит к гому, что облегчена дополнительная инспекция каждой из фракций.Устройство работает следующим образом,Из доэирующего механизма 1 корнеклубнеплоды подаются в предварительно ориентированном состоянии на подающий и ориентирующий механизм 2, который ориентирует корнеклубнеплоды в вертикальном положении и подает их к зоне обзор контрольного блока 3. Падая с подающих транспортеров ориентирующего механизма 2, корнеклубнеплоды получают ускорение и по одному пролетают зону обзора контроль" ного блока 3, В последнем корнеклубнеплоды освещаются параллельным пучком света источника 8 через систему линз 9 и рассматриваются черкез щелевую диафрагму 10 фотоприемником 11.При отсутствии корнеклубнеплода перед щелью сигнал с фотоприемника 11 максимален, а при пролетании корнеклубнеплода через зону обзора фотоприеник 11 частично затеняется корнеклубнеплодом и его сигнал уменьшается на велйчину, пропорциональную текущей ширине корнеклубнеплода, Перед пролетом корнеклубнеплода, т.е. началом очередного цикла анализа формы, исходное состояние пикового детектора 16 и интеграторов 19, 22 и 32 нулевое, а на выходе пикового детектора 14 - максимальное напряжение, Очередной корнеклубнеплод, попадая в зону обзора, просматривается через щель фотоприемником 11, Дифференциальный усилитель 15 вычитает иэ максимального сигнала, запоминаемого пиковым детектором 14, сигнал фотоприемника и вырабатывает сигнал, пропорциональный текущей ширине корнеклубнеплода. Этот сигнал обрабатывается интегратором 19, выходной сигнал которогопо окончании пролета корнеклубнеплода пропорционален площади проекции корнеклубнеплода, Сигнал с выхода дифференциального усилителя 15 подается на компаратор 17 нуля, на выходе которого появляется прямоугольный сигнал с длительностью, равной времени пролета корнеклубнеплода, т.е, пропорциональный длине корнеклубнеплода.На дополнительном фотоприемнике 12 во время пролета корнеклубнеплодэ появляется сигнал, пропорциональный цвету и текущей ширине этого корнеклубнеплода, который поступает на один вход блока 29 деления, на другой вход которого поступает через дополнительный дифференциальный усилитель ЗО сигнал с дифференциального 15 20 25 30 35 40 45 50 55 усилителя 15, к которому добавлено опорное напряжение 01 во избежание деления на нуль, Таким образом, на выходе блока 29 деления вырабатывается сигнал, величина которого пропорциональна цветовой окраске корнеклубнеплода вдоль его длины, Компаратор 31 цвета формирует стробимпульс, соответствующий длине черешка и поступающий на стробирующие входы ключей 18 и 21, Ключ 18 прерывает сигнал, поступающий с дифференциального усилителя 15 на интегратор 19, что приводит к тому, что на выходе интегратора 19 вырабатывается сигнал, пропорциональный площади проекции корнеклубнеплодов беэ черешка, Ключ 21 прерывает сигнал, поступающий на интегратор 20 и на его выходе вырабатывается сигнал, длительность которого соответствует времени пролета корнеклубнеплода без черешка, Иэ этого сигнала с помощью интегратора 22, который выполняет функцию преобразователя время - амоплитудэ, получают сигнал, амплитуда которого по окончании пролета корнеклубнеплода пропорциональна длине корнеклубнеплода. Выходной сигнал усилителя 15 поступает также на пиковый детектор 16, где запоминается максимальная ширина корнеклубнеплода, сигнал а которой поступает на один вход блока 23 умножения, на другой вход которого поступает сигнал с интегратора 22 о длине корнеклубнеплода.Блок 20 деления осуществляет деление сигнала о произведении максимальной ширины корнеклубнеплода на сигнал о площади с интегратора 19, Сигналы с интеграторов 19 и 32 и блока 20 деления поступают на компараторы 25-27, Сигнал с блока 20 деления поступает также на компараторы 34 и 35, Поскольку все зти сигналы информативны только в конце цикла измерения, т.е, только после того, как корнеклубнеплод полностью пройдет перед щелью и произойдет полная развертка всей фигуры корнеклубнеплода, сравнивать зти сигналы с эталонными можно только в конце цикла, Для этого компараторы 25-27, 34 и 35 сравнения стробируются импульсом мультивибратора 24 стробирующего импульса. ,Д 4 ультивибратор 24 запускается задним фронтом выходного прямоугольного импульса компаратора 17 нуля, т.е, сразу же после того, как корнеклубнеплод полностью пройдет перед щелевой диафрагмой 10, Вслучае, если хотя бы одна иэ трех характеристик (площадь, отношение произведения длины на максимальную ширину к площади, длина черешка) выйдет за установленные напряжениями 02 - Об эталонные допуски, на выходе элемента ИЛИ 33 появляется сиг 16 М 341 10нал, который поступает на исполнительный механизм 5. Если сигнал на выходе блока 20 деления превысит эталонные допуски Ив и Иу, то наисполнительные механизмы б и 7 поступает сигнал об отбраковке.Электронный блок управления исполнительными механизмами включает электромагнит, лопатка перемещается, и корнеклубнеплод изменяет траекторию своего движения тем самым обеспечена сортировка, по окончании цикла измерения и опознания корнеклубнеплода пиковые детекторы 14 и 16 и интеграторы 19, 22 и 32 устанавливаются в исходное нулевое состояние импульсом сброса мул ьтивибратора 28 сброса. Для этого последний запускается задним фронтом строб-импульса с выхода мультивибратора 24. После сброса и последующей отработки пиковым детектором 14 сигнала паузы с фотоприемника 11 устройство подготовлено к анализу очередного корнеклубнеплода. Таким образом, устройство обеспечивает выделение дополнительно двух промежуточных фракций и с различным процентным содержанием в них стандартных и нестачдартных корнеклубнеплодов, которые далее могут отправляться на инспекцию вручную или на немедленную переработку. Возможен также вариант, когда одна из промежуточных фракций испектируется вручную, а вторая направляется на переработку. Для обеспсчения правильной работы устройства при сортировке партии корнеклубнеплодов предварительно определяют. и выставляют опорные напряжения И 2 - Ит, На этом настройка устройства длясортировки корнеклубнеплодов заканчивается. 5 Формула изобретения1. Способ сортировки корнеклубнеплодов по авт. св, М 1209073, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью повышения качества сортировки, дополнительно задают (и) 10 требуемых значений отношения произведения максимальной толщины и длины корнеклубнеплодов к площади корнеклубнеплода без черешка и по результату их сравнения с действительной величиной этого отноше ния для каждого корнеклубнеплода формируют сигналы управления соответствующими дополнительными исполнительными механизмами.2, Устройство для сортировки корне клубнеплодов поавт. св. %1209073, отл ич а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения качества сортировки, оно снабжено (и) дополнительными исполнительными механизмами, а электронный блок оснащен п) 25 дополнительными стробируемыми компараторами, выходы которых подключены к управляющим входам соответствующих (п) дополнительных исполнительных механизмов, при этом прямые входы нечетных и 30 инвертирующие входы четных дополнительных стробируемых компарэторов объединены и связаны с выходом блока деления, а другие их входы соединены с соответствующими дополнительными выходами источни ка опорных напряжений,, Ужгород, ул.Гагарина, 101 м Ф Заказ 4016 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по изобре 113035, Москва, Ж-Э 5, Раушсроизводственно-издательский комби нат "Па Подписноениям и открытиям при ГКНТ ССС я наб 4/5