[发明专利]一种大米加工质量在线检测和控制装置及控制方法

权利要求书

1.一种大米加工质量在线检测与控制装置，其特征在于，包括：出料斗(1)、阻力单元、采样单元、检测单元和控制单元；

所述出料斗(1)内设有出米通道(3)，所述出米通道(3)的入口位于所述出料斗(1)的右侧壁(12)上，出口位于所述出料斗(1)的内部，所述阻力单元包括调节机构和阻力板(2)，所述阻力板(2)正对所述出米通道(3)的出口，所述阻力板(2)与所述出米通道(3)的出口之间存在间距，以供大米流入至所述出料斗(1)内，所述调节机构用于调整所述阻力板(2)与所述出米通道(3)的出口之间的距离；

所述采样单元包括采样板(9)和上下设置的两个导流板(4)，所述导流板(4)的两端安装于所述出料斗(1)的前侧壁和后侧壁上，并相对于所述出料斗(1)的底壁倾斜，上层所述导流板(4)位于所述出米通道(3)的出口下方，两个所述导流板(4)上均设有通孔，所述采样板包括采样板基座(901)和若干栅格板(902)，所述采样板基座(901)的顶端伸入至下层所述导流板(4)的通孔内，若干所述栅格板(902)平行设置于所述采样板基座(901)的上部，所述采样板基座(901)的下部为图像采集区域，下层所述导流板(4)、采样板基座(901)以及所述出料斗(1)的底壁和右侧壁(12)构成密闭空间；

所述检测单元包括相机(6)，所述相机(6)安装于所述密闭空间内，并能够正对所述图像采集区域(903)；

所述控制单元与所述相机(6)和所述调节机构连接，所述控制单元根据所述相机(6)采集的图像经过图像处理和特征提取，并建立质量模型得到加工质量评价参数，根据所述大米的加工质量调整所述调节机构，以控制出米通道(3)的出口阻力。

2.根据权利要求1所述的大米加工质量在线检测与控制装置，其特征在于，相邻两个所述栅格板(902)之间的间距为5mm或者6mm或者7mm。

3.根据权利要求1所述的大米加工质量在线检测与控制装置，其特征在于，所述检测单元还包括相机支架(8)和光源，所述相机支架(8)安装于所述出料斗(1)上，所述相机支架(8)能够调整所述相机(6)的拍摄角度。

4.根据权利要求1所述的大米加工质量在线检测与控制装置，其特征在于，所述检测单元还包括减震垫(7)，所述减震垫(7)安装于所述相机(6)的底部。

5.根据权利要求1所述的大米加工质量在线检测与控制装置，其特征在于，所述采样板基座(901)与所述出料斗(1)的底壁之间的夹角为28°。

6.根据权利要求1所述的大米加工质量在线检测与控制装置，其特征在于，所述图像采集区域(903)采用黑色磨砂材料制成。

7.根据权利要求1所述的大米加工质量在线检测与控制装置，其特征在于，所述出料斗(1)的右侧壁(12)对应两个所述导流板(4)之间的位置设有吸糠口(5)，所述吸糠口(5)处设有离心风机。

8.根据权利要求1所述的大米加工质量在线检测与控制装置，其特征在于，所述质量模型为Y＝f(X)，其中：Y为加工质量评价参数，X为自变量因子，X＝{大米总数，当量碎米数，爆腰米数，留皮率}，根据特征参数在国标GB/T1354-2018《大米》中的重要性进行模型训练，得到自变量因子X与加工质量评价参数Y之间权重关系，计算出质量模型。

9.根据权利要求8所述的大米加工质量在线检测与控制装置的控制方法，其特征在于，

步骤一：开始加工大米后，所述相机(6)连续采集图像，并将采集到的图像输送至控制单元；

步骤二：所述控制单元对获取的图像进行预处理，然后将第i-1时间段内所有图像上的米粒投影面积进行累计，统计出自变量因子X：大米总数、当量碎米数、爆腰米数和留皮率，其中当量碎米数＝碎米总投影面积/单颗米投影面积，留皮率＝留皮面积/单颗米投影面积，建立质量模型，得到第i-1时间段的加工质量评价参数Y_i-1；

步骤三：将第i时间段内所有图像上的米粒投影面积进行累计，统计出自变量因子X，建立质量模型，得到第i时间段的加工质量评价参数Y_i；

步骤四：计算δY＝Y_i-Y_i-1，设置阈值为ε，判断δY与ε的大小，若δY-ε，则通过调节机构增大出口阻力，若δYε时，则通过调节机构降低出口阻力；

步骤五：当出口阻力改变后，对大米加工质量的基础数据进行更新，并将上一次的质量模型记录到数据库，重复步骤二到四，直到大米加工结束。