УСТРОЙСТВО, СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ПОДСЧЕТА ЧАСТИЦ

1. Способ подсчета частиц, проходящих через канал, содержит этапы, на которых
(A) формируют первое количество световых каналов с определенным разносом относительно друг друга поперек канала перпендикулярно продольной оси канала, причем первое количество световых каналов совместно определяет первую световую плоскость, каждый канал из первого количества световых каналов формируется соответствующим одним светодиодным излучателем из первого количества светодиодных излучателей, расположенных на первой стороне канала, каждый светодиодный излучатель из первого количества светодиодных излучателей отстоит на известное расстояние от других излучателей и создает некоторую интенсивность света;
(B) генерируют исходные значения выходного сигнала, пропорциональные интенсивности света каждого светового канала из первого количества световых каналов, с помощью первого количества фотодиодов, расположенных на второй стороне канала, причем каждый фотодиод из первого количества фотодиодов расположен напротив одного из светодиодных излучателей из первого количества светодиодных излучателей;
(C) по мере прохождения частиц через первую световую плоскость параллельно регистрируют исходные значения выходного сигнала, генерируемого в каждом световом канале из первого количества световых каналов, в ходе последовательных сканирований данных, при этом исходные значения выходного сигнала сохраняются в ячейках данных в первом наборе данных;
(D) нормируют исходные значения выходного сигнала в каждой из ячеек данных первого набора данных так, чтобы каждая ячейка данных первого набора данных имела значение нормированного выходного сигнала (Normalized Output Signal, NOS);
(E) анализируют значения NOS каждой из ячеек данных первого набора данных для выявления объединенных кластеров ячеек данных NOS, имеющих значения NOS в пределах заданного диапазона значений NOS, причем каждый из выявленных объединенных кластеров ячеек данных NOS первого набора данных определяет отдельное событие первой плоскости, соответствующее по меньшей мере одной частице, проходящей через первую световую плоскость;
(F) маркируют каждое упомянутое отдельное событие первой плоскости уникальным идентификатором первой плоскости;
(G) суммируют значения NOS каждого упомянутого выявленного события первой плоскости;
(H) определяют скорость каждого упомянутого выявленного события первой плоскости;
(I) определяют объем каждого упомянутого выявленного события первой плоскости путем умножения суммы значений NOS каждого упомянутого выявленного события первой плоскости, полученной на этапе (G), на скорость каждого упомянутого выявленного события первой плоскости, определенную на этапе (Н);
(J) определяют количество частиц каждого упомянутого выявленного события первой плоскости путем классификации объема каждого упомянутого выявленного события первой плоскости.
2. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этапы, на которых
(K) формируют второе количество световых каналов на заданном расстоянии друг от друга поперек канала перпендикулярно продольной оси канала, причем второе количество световых каналов совместно определяет вторую световую плоскость, при этом каждый световой канал из второго количества световых каналов генерируется соответствующим светодиодным излучателем из второго количества светодиодных излучателей, расположенных на третьей стороне канала, ориентированной под углом 90 градусов к первой стороне канала, при этом каждый светодиодный излучатель из второго количества светодиодных излучателей расположен на известном расстоянии от других излучателей и создает некоторую интенсивность света, причем вторая световая плоскость смещена относительно первой световой плоскости вдоль продольной оси канала на известное расстояние;
(L) генерируют исходные значения выходного сигнала, пропорциональные интенсивности света в каждом световом канале из второго количества световых каналов, с помощью второго количества фотодиодов, расположенных на четвертой стороне канала, при этом каждый фотодиод из второго количества фотодиодов расположен напротив одного из светодиодных излучателей из второго количества светодиодных излучателей;
(М) параллельно регистрируют исходные значения выходного сигнала, генерируемые в каждом световом канале из второго количества световых каналов при прохождении частиц через вторую световую плоскость, посредством последовательных сканирований данных, причем исходные значения выходного сигнала сохраняются в ячейках данных во втором наборе данных;
(N) нормируют исходные значения выходного сигнала в каждой из ячеек данных второго набора данных так, чтобы каждая ячейка данных второго набора данных имела значение нормированного выходного сигнала (NOS);
(О) анализируют значения NOS каждой из ячеек данных второго набора данных для выявления объединенных кластеров ячеек данных NOS, имеющих значения NOS в пределах заданного диапазона значений NOS, причем каждый из выявленных объединенных кластеров ячеек данных NOS второго набора данных определяет отдельное событие второй плоскости, соответствующее по меньшей мере одной частице, проходящей через вторую световую плоскость;
(Р) маркируют каждое упомянутое отдельное событие второй плоскости уникальным идентификатором второй плоскости;
(Q) суммируют значения NOS каждого упомянутого выявленного события второй плоскости;
(R) определяют скорость каждого упомянутого выявленного события второй плоскости;
(S) определяют объем каждого упомянутого выявленного события второй плоскости путем умножения суммы значений NOS каждого упомянутого выявленного события второй плоскости, определенной на этапе (Q), на скорость каждого упомянутого выявленного события второй плоскости с этапа (R);
(Т) определяют количество частиц каждого упомянутого выявленного события второй плоскости посредством классификации объема каждого выявленного события второй плоскости;
(U) ассоциируют каждое упомянутого выявленное событие первой плоскости с соответствующим событием из упомянутых выявленных событий второй плоскости;
(V) определяют, какое из упомянутых ассоциированных событий первой и второй плоскости имеет большее количество частиц;
(W) вычисляют текущее количество частиц за период работы путем добавления большего количества частиц, определенного на этапе (V), к количеству частиц непосредственно предшествующего события из упомянутых ассоциированных выявленных событий первой и второй плоскости.
3. Способ по п. 1, в котором на этапе (D) нормирования значений исходного выходного сигнала в каждой ячейке данных первого набора данных:
преобразуют исходные значения выходного сигнала в каждой ячейке данных первого набора данных в значение NOS между 0 и 1, при этом значение NOS, равное 0, соответствует максимальной интенсивности света в соответствующем световом канале из первого количества световых каналов и указывает на то, что световой канал не заблокирован какой-либо из частиц, проходящих через световой канал, а значение NOS, равное 1, соответствует минимальной интенсивности света в соответствующем световом канале из первого количества световых каналов и указывает, что световой канал полностью заблокирован частицами, проходящими через световой канал.
4. Способ по п. 2, в котором на этапе (N) нормирования значений исходного выходного сигнала в каждой ячейке данных второго набора данных:
преобразуют исходные значения выходного сигнала в каждой ячейке данных второго набора данных в значение NOS между 0 и 1, при этом значение NOS, равное 0, соответствует максимальной интенсивности света в соответствующем световом канале из второго количества световых каналов и указывает на то, что световой канал не заблокирован какой-либо из частиц, проходящих через световой канал, а значение NOS, равное 1, соответствует минимальной интенсивности света в соответствующем световом канале из второго количества световых каналов и указывает на то, что световой канал полностью заблокирован частицами, проходящими через световой канал.
5. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором:
вычисляют количество проходящих частиц в течение периода работы путем добавления каждой частицы выявленного события первой плоскости, определенного на этапе (J), к количеству частиц непосредственно предшествующего события из упомянутых выявленных событий первой плоскости.
6. Способ по п. 1, в котором на этапе определения скорости упомянутого выявленного события первой плоскости:
определяют характерную ширину для заданного количества событий первой плоскости;
определяют характерную длительность для заданного количества событий первой плоскости;
делят характерную ширину на характерную длительность;
причем характерная ширина определяется путем нахождения наиболее распространенной ширины события для событий первой плоскости для заданного количества событий, при этом ширина каждого события из событий первой плоскости определяется путем подсчета первого количества каналов, имеющих значения NOS, определяющие каждое событие первой плоскости, и умножения упомянутого количества на известное расстояние между светодиодными излучателями; а
характерная длительность определяется путем нахождения наиболее распространенной длительности события для событий первой плоскости для заданного количества событий первой плоскости, причем каждая длительность события каждого события первой плоскости определяется путем определения длительности между первым значением NOS и последним значением NOS, определяющими каждое событие первой плоскости.
7. Способ по п. 2, в котором на этапе определения скорости упомянутого выявленного события второй плоскости:
определяют разность во времени между упомянутым выявленным событием первой плоскости и упомянутым выявленным событием второй плоскости, ассоциированным с упомянутым событием первой плоскости, и делят разность во времени на известное расстояние смещения второй световой плоскости относительно первой световой плоскости.
8. Способ по п. 2, в котором известное расстояние смещения второй световой плоскости относительно первой световой плоскости составляет от 0,05 до 1 дюйма (от 0,13 до 2,5 см).
9. Способ по п. 1, в котором на этапе классификации каждого из выявленных на этапе (J) объемов событий первой плоскости для определения количества частиц в событии первой плоскости:
определяют, удовлетворяет ли выявленный объем события первой плоскости критериям для заданного количества частиц.
10. Способ по п. 9, в котором заданное количество частиц представляет собой одно из: (i) пяти частиц, (ii) четырех частиц, (iii) трех частиц, (iv) двух частиц и (v) одной частицы.
11. Способ по п. 2, в котором на этапе классификации каждого из выявленных на этапе (Т) объемов событий второй плоскости для определения количества частиц события второй плоскости:
определяют, удовлетворяет ли выявленный объем события первой плоскости критериям для заданного количества частиц.
12. Способ по п. 11, в котором заданное количество частиц представляет собой одно из: (i) пяти частиц, (ii) четырех частиц, (iii) трех частиц, (iv) двух частиц и (v) одной частицы.
13. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этапы, на которых: анализируют значения NOS каждой из ячеек данных первого набора данных для
выявления впадин в объединенных кластерах ячеек данных NOS, определяющих упомянутые отдельные события первой плоскости;
подразделяют каждое упомянутое выявленное событие первой плоскости, имеющее впадины в объединенных кластерах ячеек данных NOS, на дополнительные отдельные события первой плоскости.
14. Способ по п. 2, дополнительно содержащий этапы, на которых
анализируют значения NOS каждой из ячеек данных второго набора данных для выявления впадин в объединенных кластерах ячеек данных NOS, определяющих упомянутое отдельное событие второй плоскости;
подразделяют каждое упомянутое отдельное событие второй плоскости, имеющее впадины в объединенных кластерах ячеек данных NOS, на дополнительные отдельные события второй плоскости.
15. Способ по п. 1, в котором канал представляет собой распределительную трубу пневматической сеялки, а частицы представляют собой одно из (i) семян; (ii) удобрения; или (iii) семян и удобрения.
16. Способ по п. 1, в котором канал представляет собой семяпровод сеялки точного высева, а частицы представляют собой одно из (i) семян; (ii) удобрения; или (iii) семян и удобрения.
17. Способ по п. 2, в котором канал представляет собой распределительную трубу пневматической сеялки, а частицы представляют собой одно из (i) семян; (ii) удобрения; или (iii) семян и удобрения.
18. Способ по п. 2, в котором канал представляет собой семяпровод сеялки точного высева, а частицы представляют собой одно из (i) семян; (ii) удобрения; или (iii) семян и удобрения.
19. Система подсчета частиц, содержащая
первую матрицу излучателей, имеющую первое количество разнесенных светодиодных излучателей, причем каждый светодиодный излучатель из первого количества светодиодных излучателей создает канал света, имеющий некоторую интенсивность света, первая матрица излучателей расположена на первой стороне канала так, что первое множество световых каналов проходит поперек канала перпендикулярно продольной оси канала, при этом первое множество световых каналов определяет первую световую плоскость;
первую матрицу приемников, имеющую первое количество разнесенных фотодиодов, причем первая матрица приемников расположена на второй стороне канала, и каждый фотодиод из первого количества фотодиодов расположен напротив одного из светодиодных излучателей из первого количества светодиодных излучателей, каждый фотодиод из первого количества фотодиодов выполнен с возможностью генерирования исходных значений выходного сигнала, пропорциональных интенсивности света в каждом соответствующем световом канале из первого количества световых каналов;
контроллер, находящийся в сигнальной связи с первой матрицей приемников и выполненный с возможностью:
(i) приема исходных значений выходного сигнала от каждого фотодиода из первого количества фотодиодов в ходе серии последовательных сканирований данных и сохранения исходных значений выходного сигнала в ячейках данных первого набора данных;
(ii) нормирования значений исходного выходного сигнала в каждой из ячеек данных первого набора данных так, чтобы каждая ячейка данных первого набора данных имела значение нормированного выходного сигнала (NOS).
20. Система подсчета частиц по п. 19, дополнительно содержащая:
вторую матрицу излучателей, включающую в себя второе количество разнесенных светодиодных излучателей, причем каждый светодиодный излучатель из второго количества светодиодных излучателей создает канал света, имеющий некоторую интенсивность света, вторая матрица излучателей расположена на третьей стороне канала так, что второе множество световых каналов проходит поперек канала перпендикулярно продольной оси канала и под углом 90 градусов относительно первого количества световых каналов, причем второе количество световых каналов определяет вторую световую плоскость, при этом вторая световая плоскость смещена относительно первой световой плоскости вдоль продольной оси канала на известное расстояние;
вторую матрицу приемников, включающую в себя второе количество разнесенных фотодиодов, причем вторая матрица приемников расположена на четвертой стороне канала, и каждый фотодиод из второго количества фотодиодов расположен напротив одного из светодиодных излучателей из второго количества светодиодных излучателей, причем каждый фотодиод из второго количества фотодиодов выполнен с возможностью генерирования исходных значений выходного сигнала, пропорциональных интенсивности света в каждом соответствующем световом канале второго количества световых каналов;
при этом каждый фотодиод из второго количества фотодиодов второй матрицы приемников находится в сигнальной связи с первой матрицей приемников;
при этом контроллер дополнительно выполнен с возможностью:
(i) приема исходных значений выходного сигнала от каждого фотодиода из второго количества фотодиодов в ходе серии последовательных сканирований данных и сохранения исходных значений выходного сигнала в ячейках данных второго набора данных;
(ii) нормирования исходных значений выходного сигнала в каждой из ячеек данных второго набора данных так, чтобы каждая ячейка данных второго набора данных имела значение NOS.