荞麦剥壳效果在线检测装置的设计与试验

为提高荞麦剥壳设备的自动化程度,改善以往依靠手工筛分、计算的方法得到碎米率、整米率和未剥壳率,且不能实时检测等问题,设计了一种基于图像识别技术的荞麦剥壳效果在线检测装置并进行了测试试验。该装置主要由取样机构、匀样机构、图像识别系统和气流除尘光照箱等组成。试验结果表明:碎米率均值误差为1.0 8%、整米率均值误差为-4.4 9%、未剥壳率均值误差为3.4 3%,能够较为准确地反映出荞麦加工过程中的剥壳效果。     

藜麦脱出物的物料特性研究

藜麦由于其富含有人体所需的各类营养,在国内外市场上广受欢迎;但目前市场上藜麦的收获装备还存在较多的问题,且特别针对藜麦脱出物物料特性的相关研究还较少。为实现藜麦收割后脱出物中瘪谷、带壳藜谷、茎秆及颖壳等夹杂物的有效分离,提高设备分离、清选性能,本文分别对藜麦脱出物含水率、密度、休止角与悬浮速度等物料特性参数进行了测量与分析,得到了藜麦脱出物的基本特性参数,为深入研究藜麦脱出物的分离机理及进一步完善联合收割机分离清选性能提供数据支持。     

苦荞麦脱壳方法的试验

为了解决苦荞麦的脱壳问题,采用砂盘式、浸湿-砂盘式和浸湿-橡胶盘式脱壳方法,就影响脱壳的因素进行了对比试验。试验结果表明,用浸湿-橡胶盘式脱壳方法对苦荞麦进行脱壳,在浸水时间为7min、水的温度为25℃、磨盘间隙为2.7mm、磨盘转速为1092r/min时,其整、半仁率可达55.3%。     

汽蒸荞麦干燥参数对单位耗热量影响的试验

通过单因素试验以及二次正交旋转组合试验，研究了温度、风速、厚度对单位耗热量的影响。建立了各因素与单位耗热量的回归数学模型。利用非线性优化理论与方法得到了汽蒸荞麦干燥的最优工艺参数为温度105℃、风速3．3m／s、厚度52mm。     

机械吸捕过程中蝗虫逃逸问题的探讨

野外试验时发现,蝗虫在吸捕的过程中有逃逸现象,并且主要出现在吸头两侧,因而吸捕率的高低跟吸捕机两侧流场的分布有密切关系。从吸嘴水平面更能直观地观察出吸头两侧流场的分布情况,利用F1uent软件中的RNGk-ε湍流模型对吸嘴水平面流场进行数值模拟,并结合试验数据分析草地蝗虫吸捕机吸头两侧流场的速度分布规律,寻求解决蝗虫两侧逃选问题的最佳方法,同时证明该数值算法的可靠性。     

勺式排种技术及其排种均匀性的研究分析

针对马铃薯播种机上普遍采用的勺式排种装置存在排种均匀性差的问题,就影响其排种均匀性的两个主要因素—皮带运行速度和种薯形状进行研究分析。建立了排种装置的运动模型,并进行运动学分析。理论研究分析表明:将排种装置倾斜布置并配合有小直径的下从动辊可以改善排种的不均匀性;对于种薯要避免选择长条形和特长条形种薯,形状统一的种薯有利于排种的均匀性。     

基于机器视觉的荞麦剥壳性能参数在线检测方法

针对荞麦剥壳时不能随原料种类变化而适时调整砂盘间隙和转速的问题,提出一种基于机器视觉的荞麦剥壳性能参数在线检测方法,为荞麦剥壳机自适应最优控制提供数据反馈。采集快速滑落的荞麦剥出物图像,使用带二阶拉普拉斯修正项的边缘自适应插值算法对图像插值重建;对重建的浅蓝色背景荞麦剥出物图像N(B-R)灰度变换之后进行背景分割;生成距离骨架图像并对其邻域极大值滤波提取种子点,使用分水岭算法对种子点标记后的距离图像进行粘连分割;采用交互式方法标注已粘连分割的荞麦籽粒,然后使用已标注的荞麦籽粒训练BP神经网络。在线试验中,处理和识别一幅包含897个籽粒的1 824像素×1 368像素图像耗时4. 79 s。未剥壳荞麦、整米和碎米的正确识别率分别为99. 7%、97. 2%和92. 6%。结果表明,本文在线检测方法得到的出米率能够反映荞麦剥壳机组的剥壳性能,可为荞麦剥壳加工的自适应最优控制和智能化提供有效基础数据。     

藜麦脱出物空气动力学特性测试与分析

藜麦被联合国粮农组织(FAO)列为全球十大全营养食品之一。目前,但其机械收获中因缺少专用机具,收获的毛粮杂质较多,且国内藜麦联合收获机的清选效果还不够理想,存在着清选不彻底、含杂率高等问题。藜麦脱出物主要由茎秆类、带壳藜麦、藜麦、带壳瘪谷及瘪谷等组成,各自的物料特性存在差异。为此,对藜麦脱出物的空气动力学特性进行试验测定,得到藜麦脱出物长秸秆、短秸秆、带壳藜麦、藜麦、带壳瘪谷、瘪谷和颖壳的悬浮速度变化范围。同时,在清选试验台上选取一定范围的风机转速、出风口角度、抖动板抖动次数及喂入量,以藜麦含杂率、损失率为评价指标,得到了影响清选效果的因素水平,为藜麦联合收获机风选部件参数选择提供了依据。     

苦荞麦脱壳工艺及主要参数的优化

为了提高苦荞产品脱壳的成品率,采用砂盘式、蒸汽润湿-砂盘式和蒸汽润湿-橡胶盘式脱壳方法,就影响脱壳的因素进行了试验对比。试验结果表明,在室温条件下,润湿时间为40s,磨盘间隙为2.4mm,转速为1311r/min,工作面宽度为5cm,对苦荞进行脱壳,整半仁率可达到37.6%。     

草地蝗虫吸捕机的发展及新式吸嘴的设计

草地蝗虫吸捕机采用直吸式吸嘴,吸捕率低。在对原直吸式吸嘴、特别是在对吹吸气流进行理论分析的基础上,结合蝗虫在吸捕时的跳跃躲避特性以及对蝗虫悬浮速度的试验测定,设计了吹吸式吸嘴。并对吹吸式吸嘴与直吸式吸嘴进行了对比试验。结果表明:吹吸式吸嘴可将吸口气流速度从原来直吸的20 m/s降低为14 m/s,可减轻后续设备的负荷;与具有相同吸口气流速度的直吸式吸嘴相比,吸吸式吸嘴轴向、径向吸捕距离分别延长0.5~1倍,负压吸捕区增大1~2倍,能够对更大范围的蝗虫进行有效吸捕,提高吸捕率。