積計量。入口容器的輸出圓形出口，其口徑大小 與入料分散管的處理能力匹配。容器的最大容量為本分散裝置能夠一次均勻分散的谷粒 量，一次檢測可能需要多次輸入。
[0022] 所述的入料分散管2為人字形管狀通道，位于谷粒入口容器1的正下方，谷粒入口 容器的輸出為入料分散管的輸入，如圖2所示。入料分散管2管狀通道的輸出為雙排多孔 出口，排粒孔201的分布左右前后對稱，孔的密度從中間位置開始向兩邊逐步增大，從而 將谷粒以線性均勻分布方式均勻輸出，如圖3所示。管狀通道的終端為密封實心。對于不 同管狀通道長度，在孔的密度分布一定的情況下，傾斜角度決定了入料分散管的篩出速率， 篩出速率與谷粒入口容器的谷粒輸出速率匹配，以使谷物籽粒在到達通道終端之前完全篩 出。假定入料分散管管狀通道一排中間位置的篩出速率為V1Hl1 (谷粒/秒)，末端位置的篩出 速率為V1Ki2 (谷粒/秒)，則谷粒入口容器1的谷粒輸出速率為（V1Ki1+Vlm2)/4 (谷粒/秒)。 入料分散管2管狀通道的水平長度基本等于反射分散棒3的長度。
[0023] 所述的反射分散棒3為一直形長條三棱柱，其橫截面為直角等腰三角形，棱柱直 角處于三棱柱體正上端。反射分散棒3位于入料分散管2的正下方，承接入料分散管2輸 出的谷物籽粒，將垂直下落谷物籽粒的下降動能，通過三棱柱兩棱面的反射，將其轉換為水 平方向的動能，從而將籽粒向兩個相反的水平方向分別擴散。反射分散棒3的長度不小于 入料分散管2管狀通道的水平長度。
[0024] 所述的二次分散框4為一長邊為半圓形的三棱柱框架，其橫截面為直角等腰三角 形，其直角對內斜面對外，作用與反射分散棒3類似，如圖4所示。二次分散框4位于反射 分散棒3的正下方，用以承接分散棒3下落的谷物籽粒，通過三棱柱斜面的反射，將下落谷 物籽粒的下降動能，轉換為水平方向的動能，從而將籽粒向外擴散。二次分散框4的大小及 截面尺寸由本節后面的計算確定。
[0025] 所述均勻分散框5為一長斜邊為半圓弧形的直角三棱柱框架，其橫截面為長斜邊 為弧形的直角三角形，該橫截面長斜邊為二次曲線的一部分，其直角對外、斜面對內，作用 與二次分散框4類似，但方向相反，如圖4所示。均勻分散框5位于二次分散框4的正下 方，用以承接二次分散框4下落的谷物籽粒，通過三棱柱長斜面的反射，將下落谷物籽粒的 下降動能，轉換為不同方向的動能，從而達到將籽粒向內均勻分散的效果。均勻分散框5的 大小及截面尺寸由本節后面的計算確定。
[0026] 所述成像板6為具有一定摩擦系數的白色無反射有彈性矩形板，或半圓弧形板， 可以使用多層塑料薄膜及其他具有類似特征的材料，帶有量程刻度，用以承接均勻分散框5 散落的谷物籽粒。
[0027] 所述的工業相機7為三個緊位于分散孔板下前后正下方的工業相機，一個位于中 間，兩個位于兩邊。
[0028] 下面闡述谷物顆粒的分散軌跡和工作原理，確定反射分散棒、二次分散框、均勻分 散框的位置、周徑形狀大小和粗細尺寸的分析與計算方法，以及其中核心推演過程。
[0029] 對于便攜式箱體檢測儀器，其常見的要求是體積盡可能小，檢測量盡可能大，而檢 測效果盡可能高，這就要求，在成像盤一定的情況下，箱體的高度盡可能小，拍照效果盡可 能好。
[0030] 假定成像盤大小尺寸為a*b，a為長度，b為寬度，a>b。對于呈淺S形輸出孔，假定 其最大的水平距離為dt。入料分散管2,假定其人字形管狀通道終端距離頂點的垂直距離 為Ii1，水平距離為Cl1^a/2。假定三個工業相機要求的最佳拍照高度為hp，即均勻分散框離 成像板的垂直距離為hp(-個可選的高度為b/4,此時，每顆谷物都將被45度以上角度直 拍)。
[0031] 下面首先闡述谷物顆粒的分散軌跡和工作原理及相關公式。
[0032] 定義入料分散管2管狀通道谷物顆粒輸出位置至反射分散棒3的垂直距離為xl， 該位置從反射分散棒3至二次分散框4的垂直距尚為x2,從二次分散框4至均勾分散框5 的垂直距離為x3。該位置從反射分散棒3至二次分散框4的最大水平距離為zl，從二次分 散框4至均勻分散框5的最大水平距離為z2。離開反射分散棒3的初始最大水平速度為 vl，離開二次分散框4的初始最大水平速度為v2,離開均勻分散框5的初始最大水平速度為 v3。從反射分散棒3至二次分散框4的時間為tl，從二次分散框4至均勻分散框5的時間 為t2,從均勻分散框5至成像板6的時間為t3。如原理示意如圖5所示。
[0033] 依據自由落體的時間和速度公式，可得：
【主權項】
1. 谷物參數檢測箱用的谷物籽粒自動分散裝置，設置在谷物參數檢測箱（8)內，其特 征在于：該裝置設置在成像板（6)上方，其自上而下依次設有谷粒入口容器（1)、入料分散 管（2)、反射分散棒（3)、二次分散框（4)和均勾分散框（5)，谷粒入口容器（1)的出料口與入 料分散管（2 )的入料口對應設置，所述的入料分散管（2 )為人字型通道管，其兩翼的通道尾 端密封，在兩翼通道的下方設有多個排粒孔（201 )，排粒孔（201)的正下方對應設有反射分 散棒（3 )，反射分散棒（3 )、二次分散框（4 )和均勾分散框（5 )相互對應中心設置，所述的反 射分散棒（3)的橫截面為等邊直角三角形，其棱柱直角處于三棱柱體正上端，所述的二次分 散框（4)為中間寬兩邊窄的長邊為弧形的框式結構，其長弧邊對外設置的面為向中心方向 傾斜的平面，所述的均勻分散框（5)為中間寬兩邊窄的長邊為弧形的框式結構，其長弧邊對 外設置的面為向內凹的弧面。
2. 如權利要求1所述的谷物參數檢測箱用的谷物籽粒自動分散裝置，其特征在于：所 述的多個排粒孔（201)的排列密度從入料分散管（2)中間位置開始向兩邊逐步增大。
3. 如權利要求1所述的谷物參數檢測箱用的谷物籽粒自動分散裝置，其特征在于：所 述的二次分散框（4)的長弧邊的橫截面為直角三角形。
【專利摘要】谷物參數檢測箱用的谷物籽粒自動分散裝置，設置在谷物參數檢測箱內，該裝置設置在成像板上方，其自上而下依次設有谷粒入口容器、入料分散管、反射分散棒、二次分散框和均勻分散框，谷粒入口容器的出料口與入料分散管的入料口對應設置，反射分散棒、二次分散框和均勻分散框相互對應中心設置，谷物參數檢測箱用的谷物籽粒自動分散裝置，對進入谷物參數檢測箱的谷物進行自動分散，保證分散在成像板上的谷物不粘連，分散均勻，便于檢測。
【IPC分類】G01N21-84
【公開號】CN104764742
【申請號】CN201510113211
【發明人】秦杰, 姬孟洛, 陶榮, 張德賢, 刁文廣, 王春曉, 吳婷雯
【申請人】河南工業大學, 洛陽理工學院
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月16日