精量排种器是播种机的关键部件,直接决定着播种过程中的播种质量,国内对于较大粒径种子流的检测研究比较多,但对于油菜等小粒径种子流的检测相对较少。开展油麦兼用精量联合直播机油菜、小麦种子的播量的实时兼容检测,对提高播种质量、播种均匀性控制以及漏播检测报警具有重要的现实意义,也是实现播种环节的信息化、智能化发展需求的重要研究方向。本文在分析国内外播种检测系统的基础上,采用了基于漫反射式的油麦种子流传感检测方法与基于薄面激光和硅光电池的油麦种子流检测方法,并设计了2套种子流传感装置,即基于漫反射式油麦种子流传感装置、基于薄面激光的油麦种子流传感装置,并开展了相应的试验研究,具体研究内容与结论如下:(1)设计了基于漫反射光电式油麦种子流传感装置。基于对油菜种子与小麦种子经过检测区时产生的光电信号特性分析,探索了一种油菜和小麦种子流漫反射式检测方法。设计了传感装置的导管内径、收发二极管相对角度、导管长度等结构参数。通过设计信号采集系统,使微小光电信号经放大、半波整流、电压比较、单稳态触发等电路调理过程转化为方波脉冲信号,利用单片机定时计数采集处理,实现油菜和小麦种子流排种总量的实时检测。数粒仪模拟排种试验表明:传感装置能够检测排种总量,试验排种频率为8.1~20.4 Hz,油菜种子检测准确率不低于86.5%,小麦种子检测准确率不低于84.6%。(2)设计了基于薄面激光油麦种子流传感装置。针对漫反射式油麦种子流检测精度不足,采用了一种薄面激光发射模组与硅光电池产生的光伏效应检测方法。根据平面几何学方法计算出种子检测区域大小以及检测区域的具体位置,为传感装置的导管内径、导管中心线位置、激光发射模组与硅光电池的安装位置等结构参数设计提供依据。该装置集传感与显示部分于一体,包括入种口、上导管、下导管、出种口、薄面激光发射模组、硅光电池、集成电路板、OLED播种信息显示屏,装置小巧,结构紧凑。对种子通过薄面激光所需时间的分析,油菜籽遮挡信号在3ms以内完成过程响应,小麦种子遮挡信号在7ms以内完成过程响应。对遮挡的光电信号进行隔直通交、双级放大、半波整流、电压比较、单稳态触发转化为单脉冲信号,并设计制作了电路板,通过单片机时间捕捉中断并进行实时数据处理,实时显示播量信息,实现了油麦种子流无盲区检测。油菜精量排种器台架试验和小麦数粒仪试验表明:在排种频率8.4~32.1 Hz范围内,油菜种子检测准确率不低于98.1%,在排种频率21.5~31.2 Hz范围内,小麦种子检测准确率不低于95.1%。田间播种试验表明:在田间正常排种频率范围内,油菜种子检测准确率不低于98.6%,小麦种子检测准确率不低于95.8%,光照条件、机具振动对传感装置检测精度无影响。该传感装置为中小粒径精量播种过程播量检测、漏播检测提供有力支撑。(3)传感装置检测误差分析与试验。利用SLY-C微电脑自动数粒仪模拟油菜和小麦在不同排种频率下排种试验,采用高速摄影技术记录种子落下的轨迹,结合数字式示波器产生的波形与实际排种数进行对比,深入寻找产生误差的原因,经试验发现:基于漫反射式光电传感装置,误差产生的原因主要在于:(1)检测存在盲区,发射端产生的发射光线具有一定的发射角度,发射角度为60°,导种管道直径为10mm,发射光没有完全覆盖整个管道,导致有部分种子从未覆盖区域落下,未能检测出来;(2)发射光层存在一定的厚度,当两粒或者多粒种子同时经过检测区时,不能分辨出来,导致误检。基于薄面激光的油麦种子流传感装置,误差产生的原因主要在于发射的薄面激光层存在1mm的厚度,当两粒或者多粒种子同时经过1mm的检测区时,不能分辨出来,当排种频率增大时,检测准确率会随之下降,究其根本原因在于当排种频率增加时,种子同时穿越光层的概率增大,使得两粒或者多粒种子被计数为一粒的概率增大,从而降低了检测准确率。