SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THÀNH PHỐ CẦN THƠ

Khoa học, công nghệ và Đổi mới sáng tạo - Khơi dậy khát vọng kiến tạo tương lai

Hệ thống đếm dừa trái bằng phương pháp phân tích va đập

[28/12/2022 15:45]

Nghiên cứu này khảo sát quá trình va đập của vật rơi từ đó phát triển giải thuật đếm số lượng các sản phẩm củ, quả sau thu hoạch chịu được va đập, cụ thể là ứng dụng đếm dừa trái với kỳ vọng đạt năng suất và độ chính xác cao.

Nghiên cứu đã tiến hành khảo sát nhu cầu thực tế, thống kê phổ khối lượng trái, các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng đếm, thiết kế một hệ thống băng tải vận chuyển dừa với các tấm chắn có lắp load cell được đặt tại cửa chặn của băng tải để dừa trái va đập vào khi rơi xuống. Tín hiệu va đập được thu thập bằng thiết bị myRIO và xử lý thời gian thực bằng phần mềm LabVIEW. Kết quả ban đầu cho thấy hệ thống đếm dừa bằng phương pháp phân tích lực va đập dùng cảm biến lực đạt được năng suất 11.640 trái trên giờ với độ chính xác 97%, là tiền đề cho việc phát triển hệ thống đếm năng suất cao bằng phương pháp phân tích va đập để có thể ứng dụng đếm thực tế tại các cơ sở thu mua hiện nay.

Dừa ba da là loại dừa đã được lột vỏ ngoài bằng cây nầm, nhưng vẫn còn một chỏm xơ trên đỉnh trái. Đây là cách làm truyền thống vì vỏ dừa cần bán cho nơi làm chỉ xơ dừa, nhưng trái dừa được bán tập trung cho các công ty lớn để các công ty chế biến sản phẩm từ trái. Việc chừa chỏm trên có ý nghĩa quan trọng về mặt sinh hóa quá trình bảo quản trái, khi đến nhà máy người ta mới làm công đoạn tách chỏm xơ này ra.

Theo số liệu khống kê của Công ty Cổ phần Xuất nhập khẩu Bến Tre (Betrimex), tỉnh Bến Tre - “Thủ phủ” dừa lớn nhất tại Việt Nam - chiếm đến 40% tổng sản lượng cả nước với sản lượng 410 triệu quả/năm (Betrimex, n.d.). Hiện nay hàng ngày tại các cơ sở thu mua dừa trên địa bàn tỉnh Bến Tre giao thương hàng triệu trái dừa, hấu hết công đoạn đếm đều bằng thủ công, người đếm là bên mua hay bên bán là vấn đề nhiều tranh cãi, đặc biệt nhiều công ty lớn các hao hụt này rất lớn. Đã có nhiều công nghệ được áp dụng nhưng không thành công, trong đó kể đến đếm bằng cảm biến quang như trong kiểm tra số chai tại các nhà máy sản xuất rượu bia.

Đếm số lượng sản phẩm trong quá trình sản xuất không mới ở các nước trên thế giới, nhưng đếm số lượng bằng xung lực gây ra do quá trình va đập rất ít được ứng dụng. Bước đầu tìm hiểu cho thấy phần lớn các nghiên cứu chỉ dừng lại ở đo xung lực va đập. Năm 1989, Ingle et al. đã được US Patent cấp bằng sáng chế Hệ thống đo động lực bằng cảm biến. Năm 2006, Fujii và Valera đã sử dụng lực quán tính và số hóa để đo lực tác động dựa vào giá trị đỉnh nhỏ và độ dốc lớn. Năm 2009, Peterson et al. đã được US Patent cấp bằng sáng với hệ thống vận chuyển và đếm gia cầm trên không bằng phưng pháp đo lực va đập.

Hệ thống đếm số lượng sản phẩm đã được nhiều công ty phát triển và ứng dụng tại các Nhà máy sản suất tại Việt Nam để quản lý sản suất và đếm sản phẩm như Công ty Vietcontrol với hệ thống đếm bao sử dụng công nghệ siêu âm kết hợp cảm biến đo chiều dài đã được lắp đặt nhiều tại các nhà máy ở khu vực Đồng bằng sông Cửu Long (Vietcontrol, n.d.). Cảm biến quang cũng được sử dụng trong hệ thống giám sát năng suất sản xuất và đếm sản phẩm ATP-ASC được sử dụng tại Công ty Tiger Việt Nam (ATPRO, n.d.).

Quá trình tìm hiểu bước đầu cho thấy ở Việt Nam chưa có công trình nghiên cứu hay sáng chế nào phát triển hệ thống đếm sản phẩm bằng phương pháp phân tích xung lực va đập. Xuất phát từ thực tế trái dừa ba da có thể chịu được va đập, phương pháp đếm dựa vào xung lực từ các lần va đập được đề xuất với kỳ vọng năng suất đếm đạt 10 ngàn trái trên giờ và độ chính xác cao nhằm giải quyết khó khăn trong khâu đếm dừa tại các cơ sở thu mua dừa và ứng dụng đếm các sản phẩm tương tự khác.

Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, Tập 58, Số 1A (2022): 17-26
Bản quyền @ 2017 thuộc về Sở Khoa học và Công nghệ thành phố Cần Thơ
Địa chỉ: Số 02, Lý Thường kiệt, phường Tân An, quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ
Điện thoại: 0292.3820674, Fax: 0292.3821471; Email: sokhcn@cantho.gov.vn
Trưởng Ban biên tập: Ông Trần Đông Phương An - Phó Giám đốc Sở Khoa học và Công nghệ thành phố Cần Thơ