近日，中国热科院农机所薯类生产装备研究室与广西壮族自治区计量检测研究院、国家蔗糖产业计量测试中心（筹）合作研发的甘蔗含杂率检测系统取得新进展。我国是全球第三大甘蔗生产国，当前机收甘蔗不可避免含有蔗梢、蔗叶、泥土甚至石头等杂物，进厂结算必须扣杂，扣杂率（8%左右）由糖厂单方面确定，而含杂率检测采用人工抽样检测方法，存在人为主观性强、误差大、效率低等问题，扣杂问题引发糖厂与农户之间的利益冲突，是农户不接受甘蔗机收、机械化推进迟缓的关键因素之一，亟需科学、智能、准确、达到计量认识级别、得到市场监管部门认可的快速检测系统。针对甘蔗含杂率智能检测技术，2024年起，广西壮族自治区计量检测研究院、国家蔗糖产业计量测试中心（筹）联合农机所科研团队，持续开展相关技术研究，近期完成了基于三级渐进式几何约束与差速牵引协同的甘蔗含杂率智能检测分级装置的创新设计。

该装置基于500根甘蔗的直径正态分布特性N(26.3, 3.3²)，通过动态刚度模型优化间隙参数，结合功率验证与多因素正交试验，揭示甘蔗质量、初级传送带速度、速比对单层率和面积占比的交互影响。试验表明：甘蔗质量是决定物料单层化率的关键因素，速比在调控甘蔗分布密度方面相比初级传送带速度占据主导地位，而且速比从3:1增大至5:1，可使面积占比从26.8%降低至22.0%。经过分级差速装置后机器视觉检测平均准确率达94.90%，平均误识别个数仅为2个，较对照组识别准确率可提升26.93%，误识别个数减少约81.80%，检测速度为55.5ms，此结果充分验证了该装置不仅提高了检测准确率，还显著降低了误识别率，可有效提供稳定、清晰和高效的检测环境。

图1 分级差速式含杂率检测装置

相关研究成果以“Development and testing of a tiered differential apparatus for smart assessment of impurity rate in mechanically collected sugarcane”为题发表于《Agriculture》。农机所周思理助理研究员为第一作者，广西壮族自治区计量检测研究院冯少波副研究员、农机所王系林研究实习员为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、海南省重点研发计划、海南省自然科学基金等项目资助。

论文链接：https://www.mdpi.com/2077-0472/16/1/45