الخصائص الضوئیة والکهربیة لبعض الحبوب باستخدام شعاع اللیزر المرئى

سلیمان, أحمد الراعى إمام; حسن, حلمى السید; عبدالرحمن, عبدالرحمن عبدالرؤف

doi:10.21608/mjae.2009.108712

الخصائص الضوئیة والکهربیة لبعض الحبوب باستخدام شعاع اللیزر المرئى

نوع المستند : Original Article

المؤلفون

¹ أستاذ الهندسة الزراعیة – کلیة الزراعة – جامعة القاهرة – مصر.

² أستاذ مساعد تطبیقات اللیزر فى الهندسة الزراعة - المعهـد القـومى لعـلوم اللیــزر- جامعــة القاهرة - مصر.

³ باحث أول بمعهد بحوث الهندسة الزراعیة – مرکز البحوث الزراعیة - الدقى - مصر.

10.21608/mjae.2009.108712

المستخلص

تهدف هذه الدراسة إلى انشاء مقیاس ثابت للتعرف على الخصائص الضوئیة والکهربیة لحبوب الذرة ، والقمح ، الأرز ، و الفول باستخدام شعاع لیزر الهیلیوم نیون المرئى ذى الطول الموجی 632.8 نانو متر وقدرة 8 ملى وات.
       وتم إجراء التجارب والقیاسات بمعمل تطبیقات اللیزر فى الهندسة الزراعیة بالمعهد القومى لعلوم اللیزر ، جامعة القاهرة وذلک بإنشاء وحدة لقیاس الخصائص الضوئیة تتکون من : مصدر اللیزر ، ومجموعة بصریة لتجمیع الشعاع المنعکس من سطح الحبوب على المقیاس الضوئى (لکسمیتر) لقیاس کمیة الضوء المنعکس.. حیت تم قیاس الکثافة الضوئیة للانعکاس من سطح الحبوب .. کما تم حساب الکثافة الضوئیة الممتصة فى الحبوب باستخدام قانون بقاء الطاقة بدون أى نفاذیة وکانت النتائج المتحصل علیها للخصائص الضوئیة(الانعکاس والامتصاص) و الکهربیة کالتالى:
1) وجد أن الکثافة الضوئیة الممتصة فى الحبوب کانت أعلى من المنعکسة من سطح الحبوب ، حیث کانت نسبة الأنعکاس 18.61 ، 16.31 ، 9.61 ، 7.63 ، 7.0 ، 6.9 % بینما کانت نسبة الأمتصاص 81.39 ، 83.69 ، 90.39 ، 92.38 ، 93.00 % لحبوب الذرة من الجانب المجوف ، والمسطح ، و القمح من الجانب المجوف ، والسطحى ، والأرز الشعیر ، والفول البلدى على التوالى.

2) وجدت علاقة قویة لقیم معامل الارتباط بین الأشعة المنعکسة و الممتصة من سطح الحبوب .. حیث تساوى معامل الأرتباط للأشعة المنعکسة والممتصة للنوع الواحد من الحبوب.

3) الاشارات الکهربیة الناتجة من إنعکاس شعاع اللیزر من سطح الحبوب تقل تدریجیا على النحو التالى : 5.88 ، 5.67 ، 5.46 ، 5.06 ، 3.94 ، 3.62 ملى فولت لحبوب الذرة من الجانب المجوف ، والمسطح ، و القمح من الجانب المجوف ، والسطحى ، والأرز الشعیر ، والفول البلدى على التوالى.
4) وجد أن القیم العلیا و الدنیا (المدى) والوسط للأشعة المنعکسة من الحبوب کانت کالتالى: (198 ، 119 ، 148.9) ، (189 ، 105 ، 130.5) ، (90 ، 55 ، 76.9 ) ،   ( 86 ، 40 ، 61) ، (83 ، 35 ، 56) ، (66 ، 46 ، 55.2 لکس) بینما کانت للأشعة اللممتصة ( 681 ، 602 ، 651.1) ، (695 ، 611 ، 669.5) ، ( 745 ، 710 ، 723.1) ،( 760 ، 714 ، 739) ،( 765 ، 717، 744 )، ( 754 ، 734 ، 744.8 لکس) للحبوب على الترتیب.
5) تم وضع مقیاس ثابت للحبوب السلیمة طبقا لخصائصها الضوئیة باستخدام شعاع اللیزر المرئى وکان ترتیبها التصاعدى للأشعة المنعکسة کالتالى : الفول البلدى ( 6.90 %) ، القمح من الجانب السطحى ( 7.00 %) ، القمح من الجانب المجوف ( 7.63 %) ، الأرز الشعیر (9.61 %) ، الذرة من الجانب المسطح ( 16.31%) ، الذرة من الجانب المجوف (18.61%) بینما کان الترتیب التصاعدى للأشعة الممتصة کالتالى : الذرة من الجانب المجوف (81.39 %) ، الذرة من الجانب المسطح ( 83.69 %) ، الأرز الشعیر (90.39 %) ، القمح من الجانب المجوف ( 92.38 %) ، القمح من الجانب السطحى    ( 93.00 %) ، الفول البلدى ( 93.10 %).
6) أوضحت الدراسة أنه من الممکن فرز وفصل الحبوب المختلفة طبقا لخصائصها الضوئیة باستخدام اللیزر المرئى .

الموضوعات الرئيسية

هندسة تصنیع المنتجات الزراعیة

المراجع

Dowell, F. E., T. N. Boratynski , R. E. Ykema, A. K. Dowdy and R. T. Staten (2002). Use of optical sorting to detect wheat kernels infected with Tilletia indica. Plant Dis. 86:1011-1013.

Dowell, F. E., D. Wang, J. E.Baker, J. E.Throne, J. L. Steele and S. R. Delwiche (1997). Automated single wheat kernel quality measurement using near-infrared reflectance. Presented at the Aug. 1997 ASAE Ann. Int. Meet. Paper No. 973022.

Gunasekaran, S., M. R. Paulsen, and G. C. Shove (1985b). Optical methods for nondestructive quality evaluation of agricultural and biological materials. J. Agric. Eng. Res. 32(3):209-241.

Gunasekaran, S., M. R. Paulsen and G. C. Shove (1986) A Laser optical method for detecting corn kernel defects. Vol. 29(l) January-February, 1986. Trans. ASAE 29 : 294-304

Hassan, H. E. (2002). Study of sorting and grading operations of Egyptian mature oranges using visible laser. Ph.D. Th., Nat. Inst. of Laser In Enhanced Sc. (NILES), CairoU.: 12-15.

Kawamura S., M. Natsuga, K. Takekura, and K. Itoh (2003). Development of an automatic rice-quality inspection system. Ag. Process Eng. Lab, Grad. Sch. Ag. Sc., HokkaidoU., Sapporo 060-8589, Japan. Computers and Electronics in Agriculture 40 : 115-/126

Konak, M., K. Carman and C. Aydin (2002). Physical properties of Chick Pea seeds. Biosyst. Eng., 82(1): 73-78.

Ministry of Agricultural and Land Reclamation (2007). Study of important indicators of the Ag. Stat. Crops. Ec. Affairs Sector: 425-427.

Stokman, H. and T. Gevers (1999). Hyperspectral edge detection and classification. In Proc. 10^th British Machine Vision Con., 2: 643-651. Nottingham, U.K.: 12-15