[发明专利]一种谷物清选损失检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种谷物清选损失检测装置，其特征在于，包括发声装置、声音传感器、信号处理器、控制器(11)和报警装置；

所述发声装置为金属板(13)，金属板(13)用于安装在清选装置的出风口处；

所述声音传感器安装在金属板(13)的背部，用于采集籽粒撞击金属板(13)的声音信号；所述声音传感器包括一阶谐振腔(2)、弯折谐振腔(3)、振动薄膜(4)、圆柱形磁铁(9)和线圈(8)；所述一阶谐振腔(2)为圆柱形盖状结构，一阶谐振腔(2)与弯折谐振腔(3)一端连接；所述弯折谐振腔(3)内部开有弯折的圆柱形腔，弯折的圆柱形腔底部开有安装孔，所述振动薄膜(4)的外缘安装在弯折谐振腔(3)底部安装孔的上方；所述线圈(8)与振动薄膜(4)连接，且螺旋形缠绕在圆柱形磁铁(9)外围，线圈(8)能够在振动薄膜(4)的夹持下沿着圆柱形磁铁(9)轴向方向移动；所述振动薄膜(4)与经过一阶谐振腔(2)、弯折谐振腔(3)放大后的声波接触后发生变形和振动；所述线圈(8)在振动薄膜(4)的作用下相对于圆柱形磁铁(9)上做切割磁感线运动，产生不同大小的感应电流，并传递给信号处理器；

所述信号处理器用于对籽粒声音信号进行放大并传递给控制器(11)；

所述控制器(11)分别与信号处理器和报警装置连接，控制器(11)对接收到的籽粒声音信号进行去噪识别和计数，并与预设值进行对比，若高于预设值则控制报警装置发出报警信号。

2.根据权利要求1所述的谷物清选损失检测装置，其特征在于，所述信号处理器包括放大电路(10)和AD转化模块；

所述放大电路分别与声音传感器和控制器(11)连接，将声音传感器采集的声音经过放大和抑制后传至控制器(11)；

所述AD转化模块将声音传感器采集的经放大电路(10)处理后的模拟信号转化为数字信号。

3.根据权利要求1所述的谷物清选损失检测装置，其特征在于，所述控制器(11)至少包括去噪模块、计数模块和报警模块；

所述去噪模块用于通过小波去噪对放大后的声音信号进行处理，识别出籽粒声音信号；

所述计数模块用于对籽粒声音信号进行计数，并与预设值进行对比，若高于预设值则向报警模块发出指令；

所述报警模块用于根据计数模块发出的指令控制报警装置发出报警信号。

4.根据权利要求1所述的谷物清选损失检测装置，其特征在于，所述安装孔处设置有管座(5)，管座(5)上设有外壳(6)；所述圆柱形磁铁(9)穿过外壳(6)的一端与固定盖板(7)连接，固定盖板(7)安装在外壳(6)的另一端。

5.根据权利要求1所述的谷物清选损失检测装置，其特征在于，所述金属板(13)边长比例为1：1，并通过四边固定的方式安装在清选装置出风口处，该固定方式能有效确保撞击产生的声音信号稳定。

6.根据权利要求1所述的谷物清选损失检测装置，其特征在于，所述一阶谐振腔(1)的线度需远小于待测声波的波长；所述弯折谐振腔(3)的折角β为100°，且弯折部分的两段腔管的长度L₁与L₂相等。

7.根据权利要求1所述的谷物清选损失检测装置，其特征在于，所述振动薄膜(4)的材料为石墨烯。

8.根据权利要求1所述的谷物清选损失检测装置，其特征在于，还包括海绵滤网(1)；所述海绵滤网(1)安装在一阶谐振腔(2)的最前端。

9.根据权利要求1所述的谷物清选损失检测装置，其特征在于，还包括显示屏(12)，显示屏(12)和控制器(11)连接。

10.一种根据权利要求1-9任意一项所述的谷物清选损失检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述声音传感器采集撞击金属板(13)的籽粒声音信号；

声波进入所述声音传感器的一阶谐振腔(2)，一阶谐振腔(2)内的空气逐渐向弯折谐振腔(3)的底部集中，腔内空气被压缩，声压逐渐增大，当声波到达弯折谐振腔(3)底部时，声压达到最大；

所述振动薄膜(4)在放大后的声波作用下发生振动，带动固定在振动薄膜(4)上的线圈(8)沿着圆柱形磁铁(9)的轴向做切割磁感线运动，线圈(8)产生感应电流，产生的感应电流经信号处理器进一步放大，放大后的模拟电流信号进入控制器(11),控制器(11)对接收到的籽粒声音信号进行去噪识别和计数，并与预设值进行对比，若高于预设值则控制报警装置发出报警信号。