179872. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vetőmagok épségének és ettől függő csirázóképességének megállapítására és berendezés az eljárás foganatosítására
3 179872 4 rányuk a nem elég megbízható — sok tényezőt figyelmen kívül hagyó — válogatási eljárásuk. A találmány feladata olyan roncsolásmentes eljárás és berendezés létrehozása vetőmagvak épségének és ettől függő csírázóképességének meghatározására, amely a csíráztatási vizsgálatoknál lényegesen rövidebb idő alatt képes olyan eredményt produkálni, amelynek megbízhatósága az ismert roncsolásmentes eljárások megbízhatóságánál sokkal nagyobb. Találmányunk kidolgozásánál abból a kísérletileg igazolt tényből indulunk ki, hogy a genetikailag egészséges magok csírázóképességének csökkenését mechanikai hibák okozzák. Felismertük, hogy az ép és hibás magvak eltérő mechanikai jellemzői leginkább rezgésvizsgálati eljárással mutathatók ki. Minden egyes magot összetett mechanikai rendszernek tekintünk. Ezen rezgőrendszer valamelyik rezgésjellemzőjének (célszerűen sebességének) frekvencia-válaszfüggvényét vizsgáljuk alkalmas gerjesztésre. A gerjesztés-időfüggvény lehet például szinuszos, impulzus, egységugrás stb. Mivel a magok méretei a bennük terjedő rezgéshullám hullámhosszánál több nagyságrenddel kisebbek, ezért koncentrált mechanikai rezgőrendszernek tekinthetők. A rezgésjellemzők térbeli függése elhanyagolható az időfüggés mellett. Rezgésvizsgálati szempontból egy magot egymáshoz koncentrált mechanikai rugókkal és veszteségi ellenállásokkal kapcsolt koncentrált tömegek rendszerének tekintjük. A mechanikai veszteségi ellenállásokkal a mag anyagának viszkoelasztikus és szerkezeti súrlódását vesszük figyelembe. Hibás magok esetén a koncentrált mechanikai elemek értéke megváltozik, valamint megváltozik az egész mechanikai hálózat topológiája. A találmány szerinti eljárás során a vizsgált vetőmagvakat akusztikai úton vagy mechanikai rezgetéssel gerjesztjük, és vizsgáljuk az ennek hatására kialakuló akusztikai és/vagy mechanikai válasz jellemzőit, és annak alapján eldöntjük, hogy a vizsgált mag vagy magvak épsége megfelelő-e. Ennek eldöntéséhez előzetesen ismert módon ép és sérült magvak alapján felvesszük az ép és a sérült magvak jellegzetes válaszfüggvényét, és az elkülönítést a válaszfüggvények között tapasztalt jellegzetes különbségek alapján végezzük. A nagymagvú vetőmagok, amelyeknél az 1000 darabra eső tömeg az 50 g értéket meghaladja, csírázóképesség szerinti válogatására (például kukorica, borsó, bab és búza válogatására) a találmány szerint olyan eljárást hoztunk létre, amelynek során a vetőmagokat egyenként egy akusztikailag zárt térben meghatározott magasságból egy kemény lapra ejtjük, és spektrumanalizátorral vizsgáljuk a leesésekor kapott hangjel frekvenciaeloszlását. Mivel az ép és sérült magvak eloszlási görbéje szignifikánsan különbözik, a válogatást ennek alapján végezzük el. A találmány szerinti berendezés tartalmaz egy adagoló részt, amely a magok egyenkénti bejuttatását szolgálja a vizsgálókamrába. Tartalmaz egy vizsgálókamrát, ebben történik a mag mechanikai gerjesztése és a válaszfüggvény érzékelése. Tartalmaz egy jelfeldolgozó rendszert, amely a válaszfüggvény kiértékelését végzi és vezérli a szétválasztó-tároló részt. Ezen utóbbi szolgál a jónak és hibásnak minősített magok szétválasztására és átmeneti tárolására. A találmány szerinti megoldás a vetőmagvak tömeges válogatására alkalmas és alkalmazásával a kiindulási mennyiség százalékos csirázóképességétől függően — tapasztalataink szerint — 5—30%-os javulás érhető el. Természetesen az eredetileg is magas százalékos csírázóképességű magmennyiség javulása kisebb mértékű, mint az eleve kisebb csírázóképességű magmennyiségé. Például 80%-os csírázóképességű magmennyiség 90%-ra nő, míg a 60%-os 80%-ra. Természetesen a hibásnak minősített magvak is felhasználhatók például takarmány, ipari vagy egyéb célokra. 100%-os csírázóképességü vetőmag a találmány szerinti berendezéssel sem nyerhető, mert a vetőmagok csírázóképessége nem csak mechanikai tulajdonságaiktól függ. A találmányt a továbbiakban példák kapcsán, a rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon az 1. ábra a nagymagvú vetőmagok csírázóképesség szerinti válogatására alkalmas berendezés vázlata, a 2. ábra az 1. ábra szerinti berendezés segítségével nyert akusztikus válaszjel spektrumeloszlása ép és hibás borsó vizsgálatánál és a 3. ábra az 1. ábra szerinti berendezés segítségével nyert akusztikus válaszjel spektrumeloszlása ép és hibás bab vizsgálatánál. Az 1. ábrán nagymagvú vetőmagok csírázóképesség szerinti válogatására alkalmas találmány szerinti berendezés egy példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A berendezés 1 adagoló tartálya a 2 adagolószelep megszakításával a 3 adagolócsövön keresztül a 4 érzékelő kamra felső részére csatlakozik. A mag mechanikai gerjesztését célszerűen a saját leeséséből származó ütés adja. Ez a gerjesztés impulzus-függvénynek tekinthető és a válaszfüggvény jó közelítéssel a súlyfüggvény. A 4 érzékelő kamra alja célszerűen kemény, sima felületű legalább 15 mm vastagságú réz vagy márvány lap. A kamra hangszigetelt a külső zavaró hangtér kirekesztésére. A kamra belső fala a kemény alaplapot kivéve hangelnyelő anyaggal borított az üregrezonanciák elkerülése érdekében. A kamra falába mechanikai rezgésérzékelő, célszerűen gyorsulásérzékelő, vagy 5 mikrofon van beépítve. A 6 jelfeldolgozó egység elvégzi az érzékelő jelének erősítését és a 20—2000 Hz frekvenciatartományban jelanalízist végez legalább l/i oktáv sávszélességű felbontásban. Az aktuális spektrumot összehasonlítja a jónak minősített vetőmagvak átlagos spektrumával és az összehasonlítás eredményéről tájékoztatja a 7 vezérlő egységet. A 6 jelfeldolgozó egység és a 7 vezérlő egység célszerűen digitális megoldású, amelyben az érzékelő analóg jelét analóg digitális átalakító alakítja digitális jellé. Ha a spektrumösszehasonlítás eredményeképpen a mag jónak minősül, akkor a 7 vezérlő egység a 8 áteresztő szelepet nyitja és a mag például pneumatikus szívó-fújó rendszer segítségével a 11 átmeneti tartályba távozik. Ha a mag hibásnak minősül, akkor a 9 áteresztő szelep nyitásával a 10 átmeneti tartályba kerül. A 7 vezérlő egység ezután nyitja a 2 adagoló szelepet és egy újabb magot juttat a vizsgálótérbe. A találmány szerinti berendezés segítségével tehát a magvakat egyenként engedjük a 4 érzékelő kamrába, és az 5 mikrofonhoz csatlakoztatott 6 jelfeldolgozó egység részére a 7 vezérlő egységből olyan kapujelet juttatunk el, amely a jelfeldolgozást csak a vetőmag leejtésének várható időtartamára engedélyezi. Borsó és bab példakénti kísérleti vizsgálatánál az alábbi körülményeket hoztuk létre: 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
