前言：如今，数字化、信息化技术在各行各业当中都得到了广泛运用，为提高生产水平提供有力支持，也在促进实践工作提质增效方面展现出特殊价值。在粮食收购领域，智能检验系统的开发与应用备受瞩目。这种能够依据特定质量指标，实现粮食质量智能化检验的系统，可切实提高粮食质检、收购工作质效，十分有利于提高实践工作科学性、规范性以及有序性。为切实发挥粮食收购智能检测系统作用，必须做好系统设计，所以深入研究该系统的设计方法具有重大现实意义。

1粮食收购智能检验系统的运行流程

本次设计的粮食收购智能检验系统（如图1）主要用于快速检测玉米、小麦、稻谷、大豆等粮食的质量，可基于系统运行能自动完成检验路径规划，从而实现高效化、智能化样品处理、转运与检测。系统具有可视化、无人化、全程可控化特征，在使用过程中展现出集成化、高精度、高效率优势。系统运行期间，待检样品在进入智能检验柜以后会依次经过各个功能模块。系统应用环节，工业机器人将根据样品类型，为不同粮种自动规划检测路径。

使用中，样品需要先经过杂质检测工作站，经过处理以后获得的半净粮进入分样机构分拣后输送到其他功能模块。进入不完善粒检测工作站的小样，将会基于以下几方面进行智能检测：（1）不完善粒；（2）谷外糙米；（3）完整粒；（4）损伤粒；（5）热损粒。粮食收购智能检验系统使用过程中，砻谷碾米工作站主要用于处理稻谷小样，可对整精米以及黄粒米进行精准检测；水分容重检测工作站可检测大样水分，确定容重。各工作站的检测结果都能自动上传，售粮人可使用“一卡通”登录业务系统自主查询。

图 1 粮食收购智能检验系统

2粮食收购智能检验系统的设计要点

从现实角度来看，粮食品质的影响因素十分多样。为确保收购的粮食质量符合国家标准，必须高度重视粮食检测工作，运用先进技术手段切实提高检测工作质量。实践中，粮食质量检测人员需要正确认识传统人工质检方式的不足，以切实解决粮食收购检测强度高、效率低、时间长、不准确等问题为目标，研发智能检验系统。为满足功能需要，粮食收购智能检验系统设计必须强调结构设计与技术选用并重。本次研究所选系统可满足玉米、小麦、稻谷、大豆等多种粮食收购智能检验需要，该系统的内部基本构成以及各个功能模块（各功能工作站）所用关键技术如下：

2.1杂质检测

粮食收购智能检验系统的杂质检测模块主要负责检测，待收购粮食中杂质，用于确定杂质种类与含量。该系统能够同时完成多种粮食质量检测工作，所以杂质检测模块也具备“一机多检”的功能^[2]。使用中，主要依靠“风检+图像识别”的复合技术支撑大杂检测，小样杂质检测中期间主要使用图像识别技术确定杂质含量。这一功能装置采用多层组合设计，各个良种均设有对应的进出料通道，并根据实际需求配置不同规格的上下筛网。

2.2水分容重检测

人工检测模式下，粮食容重检测以谷物容重器为主要工具。粮食收购智能检验系统中，设置了水分容重检测工作站。设计人员在对国标法进行模拟的基础上，设计出拥有三层筒检测机构的容重器，搭配自动控制技术对人工检测的操作流程加以还原。使用中，可实现统一检测、自动清理、自动卸料、自动计算容重。在水分检测方面，粮食收购智能检验系统设计人员选用高频射线支撑检测，可不经过预处理就完成高效、高精度检测。

2.3分样处理

为满足分样处理需求，设计人员在系统中设计的分样机构由三部分组成：其一是振动器；其二是格栅；其三是挡板。这种振动式格栅分样机构在使用中，可自动铺平粮食确保均匀分样。粮食收购智能检验系统中的分样处理模块不仅设有振动式格栅分样机构，还设有砻谷碾米工作站；后者的主要功能是对稻谷砻谷进行分样处理，也可用于碾米操作。这一工作站在结构上具有高度集成特点，基于模块化一体设计而成，因此完成稻谷砻谷后粮食可直接进入碾米腔。

2.4不完善粒检测

不完善粒检测是粮食质量检测中最为重要的工序之一，旨在精准判断不完善粒，确定粮食整体质量。粮食收购智能检验系统设有不完善粒检测工作站，可借助人工智能技术完成高效化检测。在检测方面主要使用深度学习算法以及图像识别技术，借助机器视觉支撑智能检测^[3]。系统运行期间，粮食将会以多粒自动进料的方式进入这一模块；检测环节，主要使用双高精度工业相机，对输送带上的粮食进行精准照相，对其标准姿态图像（正反两面）进行自动采集，而后依托人工智能模型完成精准判断。现阶段，主要使用深度卷积神经网络以及深度信任网络，融合百万级图像共同建立混合学习模型。质检期间主要借助该模型的自动图像匹配功能，实现智能匹配和智能化质量换算，最终确定粮食中不完善粒数值。

2.5智能控制

粮食收购智能检验系统中，智能控制模块是其核心模块，具有保证系统自动化运行的作用，是保证粮食质检全流程自动化、可视化、智能化的关键。这一结构设计的重点在于保证自动监测，实现系统自动运行以及远程交互控制。所以，需要使用自动化控制技术以及人工智能技术。PLC是系统的智能控制中枢，主要通过实时读取数据和自动决策完成精准的全环节节点控制以及远程自动化控制。为便于管控，系统设计人员还对智能人机交互功能进行针对性设计；不仅设置了异常报警装置，还采用一键启停管理的思路，对各个模块的协调控制与统一管理功能进行设计。基于智能控制模块，粮食收购智能检验系统中的所有设备装置都处于实时可控状态，能基于智能决策、自动控制保证全流程无人化。

2.6其他模块

粮食收购智能检验系统的其他功能模块还包括独立柜体、机器人工作站以及重量检测工作站。其中，重量检测工作站主要发挥自动测重作用。机器人工作站受PLC控制可根据实际情况自动规划样品处理路径；其运动范围十分广泛，可全面覆盖所有检测模块。机器人工作站设有机械手，其末端执行器是拥有气动夹爪结构的夹具。柜体拥有可视窗，内设监控摄像头、外置安全锁。

结束语：综上所述，粮食质量与安全事关重大，所以质量检测不仅是粮食生产环节的重要工作，也是粮食收购期间的关键环节。随着现代科技进步，粮食收购工作中开展智能化质检成为常态，粮食收购智能检验系统的高质量应用为这一工作顺利推进保驾护航。在系统建设环节，设计人员不仅强调系统结构合理性，更注重技术应用多样性。信息技术、主动控制技术以及图像识别技术等先进技术都得到了有效运用，保证该系统能够精准、连续地完成质量检测，切实保证了检验结果客观公正。

参考文献：

[1]李小茜,郑秉照,陈渠玲,等.稻谷智能分样检验一体化系统快速检测稻谷质量指标的方法验证[J].粮食科技与经济,2024,49(04):79-85.

[2]荣云,陈戈,马浩然,等.粮食收购智能检验系统设计与研究[J].粮食储藏,2024,53(02):8-12.

[3]王超群.智能扦样和检验系统在智慧粮库建设中的应用[J].粮油食品科技,2023,31(01):196-202.