Только отборный! медосмотр для картошки?

Дата публикации: 29-05-2014

Новый автомат-сортировщик, словно врач, ставит диагноз каждому клубню. Здоровые — на хранение, остальные — на крахмал.

…Этот упрямый «объект» не поддавался ни звуковым, ни радиоволнам. Его просвечивали рентгеновскими и гамма-лучами. И тоже безуспешно.

Впрочем, ни Ахмет Андержанов, ни Алексей Башилов, ни Виктор Старовойтов на легкий успех не рассчитывали. Трое молодых ученых, выпускники и аспиранты Московского института инженеров сельскохозяйственного производства имени В. П. Горячкина, понимали: если бы было просто, автомат-сортировщик клубней картофеля сделали бы раньше, до них.

Сортировка картофеля — проблема давняя: сортировщики вручную отделяли клубни от камней и комьев земли, внимательно осматривали, отыскивая повреждения или пятна гнили. И все равно в хранилища, в магазины попадали нездоровые картофелины — даже самый опытный, внимательный сортировщик не может отыскать следы болезни, если она скрыта внутри клубня. Рано или поздно болезнь выходит наружу, и тогда каждый больной клубень, попавший в хранилище, может заразить несколько здоровых.

Молодые ученые поставили цель: научиться распознавать болезнь заранее, создать автомат, который сортировал бы картофель быстрее и надежнее, чем человек. Понятно, к трудностям были готовы. И с ними исследователи столкнулись, как только начали поиск возможностей заглянуть внутрь картофелины, разумеется, не разрезая ее.

…Сортировать картофель по цвету? Да, цветом клубни похожи друг на друга, но комья земли, камни, имеющие самые различные оттенки, иногда так похожи на картофель, что не сразу отличишь. Прозондировать картофелины ультразвуком?

В экспериментах специальные приборы улавливали звуковые волны, прошедшие сквозь клубни, и измеряли их интенсивность. Отличить картофели ну, скажем, от камня удавалось со стопроцентной надежностью, но сквозь больные клубни звук проходил так же легко, как сквозь здоровые. Отличить их друг от друга с помощью ультразвука не удалось…

Пробовали, как уже сказано, применить радиоволны, рентгеновские и гамма-лучи. Все эти виды излучения проникали сквозь клубни чересчур легко, не «спотыкались» о заболевшие места. Тогда и пришла мысль подобрать такое излучение, чтобы оно проникало внутрь клубня не так глубоко, как, скажем, рентгеновские лучи, но и не отражалось целиком от поверхности, как видимый свет.

Таким излучением оказался инфракрасный свет. Он проникал под кожуру на два-три миллиметра и частично отражался обратно. По количеству отраженного света и решили выяснить, каково состояние картофелин. И здесь исследователей ждал неожиданный результат.

Длину волны инфракрасного света плавно меняли, приближаясь к видимому диапазону, и, подойдя к отметке «один микрон», вдруг заметили, что свет поглощается гораздо сильнее, чем на других волнах. На гладкой кривой, характеризующей зависимость поглощения света от длины волны, образовался резкий провал, которого не было на других частотах. И самое важное — этот провал характеристики обнаружили только у здоровых клубней!

Эксперименты повторяли много раз. Результат был одним. Исследователь на то и исследователь, чтобы не только обнаружить явление, но и разобраться в его сути. Поэтому, прежде чем приступать к конструированию автомата, который использовал бы для своей работы обнаруженную закономерность, ученые решили разобраться, чем она вызвана. Если бы исследовали не картофелину, а резонансный контур, все было бы ясно (кстати, все трое ученых закончили институт по специальностям, связанным с электроникой, физикой), но откуда взяться резонансу в клубне?!

И все же резонанс был! Хотя в клетке картофеля много воды— почти 90%, эта вода химически связана, и клетка очень упруга, скажем, как крошечный мячик, надутый воздухом. У поврежденной клетки вода химически не связана с тканями и резонанс невозможен, как у того же мячика, если налить в него воды. Это установили точно, и все же оставались сомнения в том, что у всех картофелин резонанс происходит на одной и той же длине волны.

Вскоре в институт стали приходить посылки с картофелем из разных концов страны, из- за рубежа. Более ста различных сортов картофеля исследовали молодые специалисты. Все откликались на инфракрасный свет одинаково! Теперь можно было начинать разработку установки, которая надежно и быстро сортировала бы картофель без участия человека.

Быстро… На лабораторные исследования каждого клубня приходилось тратить несколько минут. От установки, сортирующей клубни с такой скоростью, понятно, толку было бы немного. Как ускорить процесс?

Лабораторный прибор плавно менял частоту инфракрасного света. А нужно ли это в установке? Может быть, чтобы «нащупать» резонанс, взять всего две частоты? Одну, которая попадает точно в провал характеристики, а другую пониже?

Блок-схема «зрения» автомата.

Если на первой частоте отражение клубня меньше, чем на второй,— резонанс есть, и клубень здоров. Если же, наоборот, на первой больше,— значит, клубень больной, или же под измерительным объективом камень, ком земли…

Это решение обсуждали втроем. Приняли единогласно и в дальнейшем так и работали вместе, обсуждая каждое предложение. Такой стиль работы пошел на пользу. Например, вместе решили, что свет с двумя длинами волн удобнее получить от… одной лампы, причем от самой обыкновенной лампы накаливания!

Лампа накаливания, как известно, обладает очень широким спектром — от инфракрасного до ультрафиолетового. Есть в нем и свет с нужными длинами волн. Лампой накаливания осветили транспортер, по которому шел поток картофеля, и нацелили на него объектив с устройством, разделяющим свет на два канала с фильтрами, пропускающими свет с нужными длинами волн.

Вместе придумали, как сделать, чтобы объектив мог видеть клубни со всех сторон. Для этого привычную резиновую ленту транспортера заменили металлическими валками, установленными с зазором. Вращаясь, валки заставляют клубни не только двигаться под объектив, измеряющий количество отраженного света, но и вынуждают их непрерывно вращаться во время движения, поворачиваться к объективу то одним боком, то другим.

Вместе решили снабдить объектив телевизионной разверткой, чтобы он построчно, как в телевизоре, мог обследовать клубни, отыскивая на них даже крошечные пятна гнили.

Вместе сконструировали механизм, который отбрасывает из потока картофеля больные клубни, чтобы использовать их потом для технических нужд…

Построенная молодыми учеными установка за один только час успевает обследовать восемь тонн картофеля, пропускает только отборный! Она заменяет восемь человек, причем может без устали работать круглые сутки!

За создание автомата-сортировщика трое молодых ученых удостоены премии Ленинского комсомола за 1983 год. И теперь они вместе работают над новым автоматом. Как показывают последние исследования, разработанный способ сортировки клубней подходит и для других овощей.

А. МАТВЕЕВ, инженер

Случайное

Настройка с измерением

Скачать ЮТ №4 апрель 1984

Крючок из щетки

Только отборный! медосмотр для картошки?

«Каждый зажигает свой костер»

Поплавок для воронки

Физический фейерверк

Мастера на все времена

Комбинированная запись

«Муха» как муха

Лазер над тайгой

Обложка

Рекорды, рекорды, рекорды…

Кухня по-научному

Знакомьтесь: Р-126…

Новое Случайное Нас нашли

©2009-2014  Адрес в интернете: http://unteh.ru