CN103170462A - 一种吸收特征差异增强的物料分选装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种吸收特征差异增强的物料分选装置，喂料装置将待分选物料经由物料传送装置传送到光电传感设备的检测区域，控制系统根据光电传感设备的信号判别物料是否应剔除，进而控制物料剔除装置，该分选装置还包括反射背景板，照明光源发出的光照射到待分选物料上，在其内部发生一次吸收、散射，透过待分选的物料的光在反射背景板上发生反射，再次经过同一待分选物料发生二次的吸收、散射，光电传感设备探测从待分选物料散射回的光信号。本发明的优点在于：透射过待分选物料的光被反射再次经过同一物料，有效地增加了吸收、散射光程，提高了透明、半透明物料的颜色或亮度差异，进而提高识别率。

Description

一种吸收特征差异增强的物料分选装置

技术领域

本发明属于光电分选技术领域，尤其涉及一种能够增强透明、半透明物料光吸收特征差异的分选装置。

背景技术

光电分选装置应用于多种粮食、蔬菜、干果、茶叶等农产品，海产品，多种塑料、工业品等物料优劣品质的分选，能够快速有效的分辨并剔除出异物、分选不同品质等级的物料。

近年来，在国内加大节能减排力度和产业结构转型政策的刺激下，塑料原料价格的大幅度上扬，废旧塑料的回收利用行业逐渐兴起。由于人力成本的逐年增加，塑料回收利用企业越来越多的考虑利用光电分选装置进行塑料分选。其中不同颜色的塑料分选在塑料回收分选中占据很大比例。现有的光电分选装置在分选颜色或亮度差异较小的透明、半透明物料时识别能力不高，例如在分选浅蓝色塑料和无色透明塑料时，极易发生误判。

另外对于其它一些透明、半透明物料分选时，也存在类似问题。例如分选蒸煮米时，不同等级的米之间亮度差异很小，分选难度大。

发明内容

针对现有技术存在的“不能有效进行色差或亮度差异很小的透明、半透明物料分选”的难题，本发明的目的是提供一种能够提高颜色差异或亮度差异较小的透明、半透明物料分选效果的装置。所述分选装置能够增强透明、半透明物料的吸收差异，有效实现小色差或小亮度差异透明、半透明物料的分选。

为实现上述目的，本发明提供的能够提高色差或亮度差异较小的透明、半透明物料分选效果的吸收特征差异增强的物料分选装置，包括：喂料装置、照明光源、光电传感设备、控制系统、物料剔除装置、反射背景板；

其中，所述喂料装置包含有设置在其后端的物料传送装置，所述喂料装置将待分选物料经由物料传送装置传送到光电传感设备的检测区域，所述照明光源发出的光照射到待分选物料上，在其内部发生一次吸收、散射，透过待分选的物料的光在反射背景板上发生反射，再次经过同一待分选物料发生二次的吸收、散射，所述光电传感设备探测从待分选物料散射回的光信号，所述控制系统根据光电传感设备的信号判别物料是否应剔除，进而控制物料剔除装置，所述物料剔除装置将需剔除的物料从物料流中剔除。所述反射背景板用于将物料透过的光立即反射再次经过同一物料，提高透明、半透明物料的颜色或灰度差异，提高其识别率。

优选地，所述喂料装置的物料传送装置采用滑道，待分选物料经喂料装置的振动器振动后进入滑道，由于重力作用自然滑落到检测区域。

优选地，采用所述滑道时，在滑道下端光电传感设备检测区域处附加所述反射背景板，该反射背景板可拆除。

或者，采用所述滑道时，滑道下端延伸至光电传感设备检测区域作为反射背景板，即该反射背景板不可拆除。可将整个滑道制成白色或其它合适颜色或将滑道下端制成白色或其它合适颜色。

上述喂料装置的物料传送装置采用滑道时，还可保留其普通色选的额外元件，以保证其多功能色选用途。

优选地，所述反射背景板为白色反射背景板。

或者，所述反射背景板为与照明光源相同颜色的反射背景板。

优选地，所述光电传感设备包括成像镜头和光电传感设备。

优选地，所述光电传感设备为彩色三线阵光电传感设备或3CCD光电传感设备或单线阵灰度光电传感设备或高光谱、多光谱的传感设备。根据不同需求和识别精度选择不同的光电传感设备。

优选地，反射背景板采用表面烤漆工艺制作或整体的有色材料制作。

优选地，为保证反射背景板不被划伤，可在其表面添加薄的钢化玻璃板，或其它耐磨透明材料。

优选地，所述吸收特征差异增强的物料分选装置还包括除尘装置，所述除尘装置紧挨反射背景板表面设置，用于去除沾粘在反射背景板上的灰尘、污渍。

优选地，上述喂料装置的物料传送装置采用滑道时，所述除尘装置采用气动清灰刷。由于物料划过反射背景板表面，污物极易沾粘在反射背景板上，采用气动清灰刷定时去除反射背景板表面污渍。

本发明的优点在于：由于反射背景板紧贴待分选物料，透射过待分选物料的光被反射再次经过同一物料，有效地增加了吸收、散射光程，提高了透明、半透明物料的颜色或亮度差异，进而提高识别率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种滑道式的吸收特征差异增强的物料分选装置结构示意图；

图2是本发明提供的图1中物料分选装置的反射板部分结构示意图；

图3是本发明提供的另一种滑道式的吸收特征差异增强的物料分选装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明提供的一种滑道式的吸收特征差异增强的物料分选装置实施例示意图。其中1为喂料振动器，待分选物料经由喂料振动器1后进入滑道2，由于重力作用形成单层物料流经过光电传感设备4的检测区域。反射背景板7通过机械方式连接到滑道2的下端。光电传感设备4包括成像镜头和光电传感设备，前者用于成像，后者用于将光信号转为电信号。其中光电传感设备可为彩色三线阵光电传感设备或3CCD光电传感设备或高光谱、多光谱的传感设备，根据不同需求和识别精度选择不同的光电传感设备。反射背景板7面向光电传感设备4的表面与滑道2的表面可在同一平面上，也可保持较小的距离，但不宜过远，反射背景板7面向光电传感设备4的表面与滑道2的表面之间的距离在0-5cm均能起到吸收特性差异增强作用，优选的距离是0-1cm。反射背景板7优选地采用白色高反射背景板，以保证透过物料照射到反射背景板7上的光基本都被反射再次经过同一物料，也可采用其它特殊颜色的反射背景板，视具体物料以及使用的照明光源3的颜色而定。照明光源3用于照亮流经待检测区域的物料，照明光源3可为各种颜色的荧光灯管、LED或卤素灯等，其具体的选择根据物料散射光的光谱特性而定，选择最能区分需分选物料的光源，即包含吸收光谱差异最大波长光的光源，反射背景板7除可选择白色反射背景板以外，还可选择与照明光源3的颜色一致的反射背景板。8为除尘装置，优选地采用气动清灰刷。由于物料划过反射背景板7表面，污物极易沾粘在反射背景板7上，采用气动清灰刷定时去除反射背景板表面污渍，以保证分选精度。在图1中不同的物料9和10经光电传感设备4的检测区域后，光电传感设备4采集其图像，控制系统5记录保存其图像，对其中单行或多行图像采用一定的算法进行判别，如其为需保留物料，则控制装置5不向剔除装置6发出剔除指令；否则通知剔除装置6对需剔除物料进行剔除。

在图1中保留了一些额外的元件，包括：照明光源3'，光电传感设备4'，背景装置11'。由于色选机的用途广泛，一台色选设备购买后可能有多个方面的应用需求，例如不少物料需同时进行前后双面的检测。在图1所示实施例中，拆除反射背景板7后就可进行普通色选功能。背景装置11'的选取需能够识别需剔除物料的边缘，以确保无物料经过待检测区域时，剔除装置不会启动而带出需保留物料。

图2示出了本发明提供的图1中滑道式分选装置反射背景板部分结构示意图，结合该图说明该装置能够增强透明、半透明物料光吸收特征差异的原理。物料之所以呈现出不同的颜色、亮度，是由于不同的物料对不同波长的光吸收、反射存在差异。对于透明、半透明的塑料和米吸收差异造成的颜色、亮度差异占主要作用。例如透明无色的塑料对可见光波段的光吸收基本相同且都很小；浅蓝色的透明塑料对红、绿光吸收较多，光进入浅蓝塑料后越来越多的红绿光被吸收，残留的蓝光在其内部发生体散射，因而眼睛观察到塑料通体呈蓝色。物质对光的吸收服从朗伯-比尔定律：

$I_t=I_0{e}^{-\mathrm{\κlc}}$

其中I_t为出射光强度，I₀为入射光强度。κ为物质吸收系数，其大小和光波长相关。l为物质厚度， c为物质浓度，e是自然对数。不同颜色、亮度的物料在整个可见光波段内不同的波长处κ是不同的，因而对不同波长的光吸收不同，残余的光在透明、半透物料中发生体散射，因而我们会看到整个物料呈现某种颜色。由朗伯-比尔定律可以看到物料越厚光吸收越多，同时更多残余光发生体散射。因而将两片浅蓝塑料片叠加时会观察到颜色变深的现象。在图2中，照明光源3发出的光照射到物料9上，在其内部发生一次吸收、散射。透过的光照射到反射背景板7上发生反射，再次经过同一物料9发生二次的吸收、散射，其颜色或亮度特征得到了增强。对于蒸煮米或较薄的塑料，一次吸收、散射引起的亮度差异或色差较小，色选极易误判，通过在其背面添加反射背景板，造成二次吸收、反射，等效于增加了物料的厚度，从而增强其由于吸收造成的特征差异。

图3示处了本发明提供的另一种滑道式的吸收差异增强的物料分选装置实施例示意图。在该实施例中，仅保留了用于吸收差异增强的检测元件，装置的结构更加简单，其元件功能和图1中对应元件相同。其另一不同之处在于，该实施例中，是将整个滑道2的表面制成白色或其它合适颜色，或将滑道2的下端制成白色或其它合适颜色，并将其延伸到光电传感设备检测区域作为反射背景板，而不是图1中反射背景板7和滑道2分开的结构。也就是说，反射背景板和滑道的结构既可以采用图1中所示结构，也可采用图3中所示结构。

图1中的反射背景板7和图3中的滑道2下端或整体可采用表面烤漆工艺制作或通体的有色材料制作。为保证反射背景板不被划伤，可在其表面添加薄的钢化玻璃板，或其它耐磨透明材料。反射背景板的颜色选取需综合考虑透过光的反射和背景的识别。需保证吸收特征被增强的同时能够识别需剔除物料的边缘。例如对于透明无色塑料和透明浅蓝塑料的分选，反射背景板可采用白色高反背景板，这样能够实现吸收特征增强的同时也能识别浅蓝塑料的边缘。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种吸收特征差异增强的物料分选装置，包括：喂料装置、照明光源、光电传感设备、控制系统、物料剔除装置，所述喂料装置包含有设置在其后端的物料传送装置，所述喂料装置将待分选物料经由物料传送装置传送到光电传感设备的检测区域，所述控制系统根据光电传感设备的信号判别物料是否应剔除，进而控制物料剔除装置，其特征在于：所述物料分选装置还包括反射背景板，所述照明光源发出的光照射到待分选物料上，在其内部发生一次吸收、散射，透过待分选的物料的光在反射背景板上发生反射，再次经过同一待分选物料发生二次的吸收、散射，所述光电传感设备探测从待分选物料散射回的光信号。

2.如权利要求1所述的一种吸收特征差异增强的物料分选装置，其特征在于：所述喂料装置的物料传送装置采用滑道，待分选物料经喂料装置的振动器振动后进入滑道，由于重力作用自然滑落到检测区域。

3.如权利要求2所述的一种吸收特征差异增强的物料分选装置，其特征在于：在所述滑道下端光电传感设备检测区域处附加所述反射背景板。

4.如权利要求2所述的一种吸收特征差异增强的物料分选装置，其特征在于：所述滑道的下端延伸至光电传感设备检测区域作为反射背景板。

5.如权利要求1至4任一项所述的一种吸收特征差异增强的物料分选装置，其特征在于：所述反射背景板为白色反射背景板或与照明光源相同颜色的反射背景板。

6.如权利要求1至4任一项所述的一种吸收特征差异增强的物料分选装置，其特征在于：所述反射背景板采用表面烤漆工艺制作或整体的有色材料制作。

7.如权利要求1至4任一项所述的一种吸收特征差异增强的物料分选装置，其特征在于：所述反射背景板的表面添加薄的钢化玻璃板或其它耐磨透明材料。

8.如权利要求1所述的一种吸收特征差异增强的物料分选装置，其特征在于：所述光电传感设备为彩色三线阵光电传感设备或3CCD光电传感设备或单线阵灰度光电传感设备或高光谱、多光谱的传感设备。

9.如权利要求1所述的一种吸收特征差异增强的物料分选装置，其特征在于：所述物料分选装置还包括除尘装置，所述除尘装置紧挨反射背景板表面设置。

10.如权利要求9所述的一种吸收特征差异增强的物料分选装置，其特征在于：所述除尘装置采用气动清灰刷。

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