Оптичний контроль

Оптичний контроль

/ Механізація АПК / Середа, 07 листопада 2018 10:40

Фотосепаратор на сьогодні — це вже не «розкіш», а обов’язкова умова підготовки якісного посівного матеріалу як для власних потреб господарств, так і на продаж.

Сьогодні чимало господарств тією чи іншою мірою працюють із власним посівним матеріалом. Хтось це робить винятково для себе, хтось на продаж, цілком зрозуміло вбачаючи перспективу на цьому напрямі розвитку. У переважній більшості випадків для розподілення зерна застосовую­ться механічні, пневматичні та комбіновані механізми, що сортують зерно за такими показниками, як розмір, маса тощо. Втім, існують також інші важливі критерії стану зерна, без урахування яких не можна говорити про якість посівного матеріалу. Це передусім наявність уражених хворобами та шкідниками зернин, та тих, що вочевидь відрізняються від стандарту за кольором.

15 16 382 383 100Такий стан речей, по-перше, призводить до зниження відсотку схожості насіння і зрештою до скорочення урожайності, а, по-друге, може спричинити зараження значної частини партії насіння. Саме тому поширений впродовж останніх років спосіб фотосепарації, або ж оптичного сортування дає змогу провадити більш тонке розподілення майбутнього посівного матеріалу, що ґрунтується на забарвленні кожної зернини. І, звичайно ж, враховує такі характеристики, як структура насінини, її форма, маса тощо. При цьому фотосепаратори можуть відділяти від зерна чужорідні і подрібнені частини та недостиглі, підгнилі, зіпсовані зерна, домішки насіння бур’янів тощо. В принципі правильно налаштований якісний сепаратор (що дуже важливо!) здатен провадити фактично ідеальне очищення зернової маси від дрібного сміття зернин, уражених грибками, хворобами та шкідниками. Пишемо «фактично ідеальне», оскільки 100-відсоткової гарантії у таких справах, на жаль, не буває і не може бути.

Кожен сучасний фотосепаратор — це, без перебільшення, диво техніки, у конструкції якого використані найсучасніші технології. Та при цьому обладнання є доволі простим в експлуатації, оскільки розраховане на досить широкий загал користувачів. Його вибір має диктуватися практичною потребою у тих чи інших функціях, оскільки ця техніка недешева, і краще її застосовувати за прямим призначенням. Слід також розуміти, на насінні якої фракції конкретна модель працює найкраще, або ж чи є вона універсальною.

На сьогодні зацікавлений покупець може обирати посеред трьох найпоширеніших типів фотосепараторів. Вони відрізняються поміж собою за спектром можливостей. Це монохромні агрегати, що сортують насіння винятково за кольором; біхромні сортувальники, що розподіляють зерно за кольором та формою; і нарешті лазерні фотосепаратори. Останні належать до еліти обладнання такого типу, оскільки «бачать» навіть те, що знаходиться всередині кожної зернини, а, отже, можуть відсортовувати зовні нібито непошкоджене насіння.

Якщо говорити про вибір моделі фотосепаратора, виходячи із наведених вище трьох типів оптичних сортувальників, то маємо враховувати специфіку завдання, що стоятиме перед цим обладнанням. Якщо ми працюємо із насіннєвим матеріалом для потреб власного господарства, і загалом чудово знаємо особливості кожного сорту та фітосанітарний стан кожного поля, то в цьому разі можемо орієнтуватися на простішу модель. Ціна помилки не буде аж надто відчутною. Та якщо ж орієнтуємося на реалізацію посівного матеріалу іншим господарствам, то ліпше таки бути впевненими у якості посівного матеріалу на всі 100%.

Фотосепаратори у більшості випадків є однотипними за конструкцією. Обладнання зазвичай складається із приймального бункера, вібраторів, жолоба подачі зернового матеріалу, оптико-електронних відсіків сортувальної камери, патрубків виведення чистого зерна і відходів, сенсорного екрану, пневмосистеми та процесора управління. Своєю чергою, відсіки сортувальної камери оснащені освітлювальними лампами, відеокамерами тощо.

Принцип роботи фотосепаратора виглядає наступним чином. Маса зерна потрапляє до приймального бункера. Звідти — рівномірним потоком до жолобів, що є спеціальними каналами для переміщення насіння. Ними зерно проходить спеціальну зону, у якій встановлені лампи, що автоматично обстежують зерно. Відеокамера фіксує кожне зображення, сканує насіння, і «відловлює» зернини із нестандартним забарвленням, відповідно надсилаючи на процесор сигнал.

15 16 382 383 101Отримавши електричний сигнал від відеокамери, процесор передає сигнал вмикання у роботу пневматичного ежектора, що призводить до відкриття його заслінки і відповідно до потоку повітря, який здуває розпізнаний нестандартний елемент зернового потоку в патрубок відходів. Відсепароване чисте зерно через патрубок подається у сховище або відповідну тару.

Оптичні сортувальні машини різними типами відеокамер, що забезпечують поліпшену якість і високу деталізацію зображення продукту, з метою здійснення якісного аналізу та підвищення точності сортування. В цьому аспекті також слід виділити три типи фотосепараторів. Це обладнання, що працює на сенсорах; агрегати зі встановленими спеціальними CCD-камерами; та фотосепаратори зі спеціальними кольоровими камерами.

Сенсор — це, умовно кажучи, кремнієва пластина, яка реагує на потужність світлового потоку. Аналіз маси насіння проводиться по всій площі зернового потоку. Зауважимо, що фотосепаратори такого типу сьогодні дедалі рідше зустрічаються серед нових моделей.

CCD-камера — це конструкція, що складається із набору світлочутливих елементів, що забезпечує отримання досить чіткого точкового, а не розмитого зображення. Застосування CCD-камер дає змогу цілковито аналізувати вміст лотка, а не окремого каналу.

Своєю чергою, використання чутливих фотосенсорів кольорових камер формування зображення відбувається шляхом сканування зернової маси в різних колірних спектрах. Після цього з застосуванням спеціальних комп’ютерних алгоритмів відбувається розпізнавання чужорідних тіл.

Фотосепаратори з використанням кольорових камер і CCD-матриць забезпечують низку переваг у порівнянні із сенсорними сортувальними машинами. Це максимально скрупульозний аналіз зернової маси, який дозволяє не просто виявляти чужорідні тіла, але також дає змогу ідентифікувати зерна з механічними пошкодженнями і проявами різноманітних захворювань.

Окремі моделі фотосепараторів використовують лінійні відеокамери з вмонтованим швидкодіючим модулем обробки зображення на базі двоядерного процесора. Це дає змогу забезпечити отримання цифрового зображення з високою роздільною здатністю рівня яскравості, що дозволяє відрізняти найдрібніші нестандартні відхилення від еталону. При цьому кожна насінина в потоці сканує­ться до 15 разів.

Принцип роботи оптоволоконних сепараторів зерна базується на застосуванні оптоволоконних лазерних технологій сепарації із метою виявлення зернівок як із зовнішніми, так і з прихованими дефектами, а також спроможності здійснювати спектральний точковий аналіз. Такий аналіз дає змогу визначити склад зерна з метою сортування, базуючись на хімічному складі. Відповідно, можна сортувати зерно не лише за зовнішніми параметрами, такими як колір, текстура, елементи форми, але й за прихованими внутрішніми ознаками.

15 16 382 383 103Принцип роботи лазерного оптоволоконного сепарування зерна виглядає таким чином. Лазерні випромінювачі створюють світлові промені різної довжини хвиль, які за допомогою оптоволоконної та оптичної систем розгортки перетворюються у плаский світловий потік. Із бункерів віброживильника насіння тонким шаром подаються на скатні лотки. Під час сходження з лотків зернівки потрапляють у зону світлового потоку. Частина світлового потоку, що пройшов крізь зернівки, фіксується швидкодіючою камерою. Пошкоджені хворобами насінини пропускають менше світла, аніж якісне насіння, тому камера фіксує їх як більш темні об’єкти, і за допомогою системи обробки зображення подає сигнал на блок пневматичних ежекторів. Після подачі цього сигналу через розташовані навпроти неякісних зернівок пневматичні ежектори подається повітряний потік, за допомогою якого домішки і частина зернівок направляються у приймач проміжної фракції, а якісне насіння під дією сили тяжіння потрапляє у приймач чистого продукту.

Проміжна фракція у процесі роботи сепаратора направляється у бункери віброживильника. Відділення домішок із проміжної фракції здійснює­ться наступним чином. Лазерні випромінювачі за допомогою розгортки створюють плоский світловий потік. Із бункерів віброживильника проміжна фракція подається на скатні лотки. Під час сходження із лотків зернівки потрапляють у зону світлового потоку.

За допомогою камери і блоку пневматичних ежекторів вибраковуються суттєво пошкоджені хворобами насінини і спрямовуються у приймач відходів, а якісне насіння і частина незначно пошкодженого зерна під дією сили тяжіння потрапляють у приймач умовно чистого продукту. Фракція його потім спрямовується у бункер віброживильника.

Таким чином, якісний правильно налаштований оптичний сортувальник зерна, тим паче лазерний фотосепаратор здатен провести настільки тонку роботу, яку не можна здійснити жодним іншим способом. Її можна було б назвати даремною у тому разі, коли конкретна партія зерна є відносно чистою та здоровою, однак таке трапляється далеко не завжди. Застосування сучасних фотосепараторів дає змогу господарству вийти на якісно новий технологічний рівень і забезпечує головне — упевненість у якості кожної насінини, що спрямовується чи на продаж, чи до ангару. Це виключає фактор випадковості, недобросовісного ставлення до роботи чи інших неприємних речей. Нам не доводилося поки що зустрічати розрахунків економічної ефективності придбання та експлуатації оптичних сортувальників. Однак є усі підстави вважати, що недопущення поширення грибків чи шкідників у силосі, підвищення відсотку схожості та сівба цілковито здорового насіння переважують у принципі вартість будь-якого, навіть найдорожчого фотосепаратора.

 

Василь ЧЕРКАС, спеціально для газети "Агробізнес Сьогодні"

1

 15 листопада 2018
В Миколаївській області «НПК Амарант», який займається переробкою амаранту, планує побудувати спеціалізований елеватор для амаранту у наступному році.
В Миколаївській області «НПК Амарант», який займається переробкою амаранту, планує побудувати спеціалізований елеватор для амаранту у наступному році.
15 листопада 2018
 15 листопада 2018
Перша конференція «Агрохімія та насіння - 2018» стартувала під сніжинки першого в цьому році снігопаду в столиці. І навіть транспортний колапс не став на заваді успішного проведення заходу. Майже усі дісталися вчасно і встигли насолодитися за ранковою кавою першими зимовими пейзажами з панорамних вікон Гольф-центру на Оболонській набережній.
Перша конференція «Агрохімія та насіння - 2018» стартувала під сніжинки першого в цьому році снігопаду в столиці. І навіть транспортний колапс не став на заваді успішного проведення заходу. Майже усі дісталися вчасно і встигли насолодитися за ранковою кавою першими зимовими пейзажами з панорамних вікон Гольф-центру на Оболонській набережній.
15 листопада 2018
 15 листопада 2018
В Україні через великий попит на іноземні банани пропадають вітчизняні яблука
В Україні через великий попит на іноземні банани пропадають вітчизняні яблука
15 листопада 2018
 15 листопада 2018
Країни Азії, Африки, Європейського Союзу та СНД є основними напрямками для експорту української агропродукції. 
Країни Азії, Африки, Європейського Союзу та СНД є основними напрямками для експорту української агропродукції. 
15 листопада 2018
 15 листопада 2018
На держкомпенсацію претендують садівники, які мають підприємства у Вінницькій, Закарпатській та Львівській областях.
На держкомпенсацію претендують садівники, які мають підприємства у Вінницькій, Закарпатській та Львівській областях.
15 листопада 2018
 15 листопада 2018
У жовтні залізницею перевезли 3,19 млн тонн зерна, що на 3,9% перевищує результати аналогічного періоду 2017 року.
У жовтні залізницею перевезли 3,19 млн тонн зерна, що на 3,9% перевищує результати аналогічного періоду 2017 року.
15 листопада 2018

Please publish modules in offcanvas position.