农业机械学报

作者：王亚丽,彭彦昆,赵鑫龙,沈柳杨

单位：中国农业大学;国家农产品加工技术装备研发分中心,中国农业大学;国家农产品加工技术装备研发分中心,中国农业大学;国家农产品加工技术装备研发分中心,中国农业大学;国家农产品加工技术装备研发分中心,

关键词：玉米种子; 近红外光谱; 活力; 无损检测; 分级

基金：国家重点研发计划项目（2016YFD0701205）

基于近红外反射光谱分析技术，设计了玉米种子活力逐粒无损检测与分级装置，该装置主要由单粒化装置、输送管道、近红外光谱采集系统、控制系统和分级装置等组成。种子单粒化装置由一个带孔的倾斜转盘和一个固定托盘组成。输送管道与固定托盘出种口连接，其末端为光谱采集单元。种子由单粒化装置分离后，经输送管道落至光谱采集区进行光谱分析及活力判断，之后由分级装置对判别完成的种子进行分级。带孔圆盘用于将种子单粒化，其工作效率是提高种子检测及分级速率的关键。经分析得出，决定单粒化装置单粒化效率的因素分别为转盘倾斜角、转盘速度和孔高度。为提高检测速率，对单粒化装置进行了参数分析及优化试验。试验结果表明，当转盘倾斜角为31°、转速为0?5?r/s、孔高度为2?2?mm时，种子单粒化效率最优，单通道可达7粒/s。为建立玉米种子活力预测模型，基于该装置分别采集了100粒正常有活力玉米种子和100粒人工老化无活力玉米种子在980~?1?700?nm波?长范围的光谱数据，对种子原始光谱进行不同方法的预处理，并利用PLS-DA建立种子活力的定性判别模型。几种不同处理方式下的建模对比结果表明，SG-smooth预处理下的建模效果最优，其中校正集的判别准确率为98?7%，预测集的判别准确率为96%。选取100粒种子对该装置预测模型的稳定性和准确性进行了验证试验，种子活力预测的总准确率为97%。所设计的玉米种子活力逐粒无损检测分级装置单粒化效率较高，光谱数据采集稳定，对玉米种子活力进行实时无损检测及分级具有可行性。

来源：2020年第2期

《农业机械学报》期刊编辑部

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