CN103495563A - 多次分选物料的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了多次分选物料的设备，包括：振动料斗、输送料斗、选别装置、控制装置、剔除装置、接料装置，一套选别装置至少配备两级剔除装置，剔除装置上下逐级安装在选别装置与接料装置之间，选别装置探测到异色物料后，物料经过控制装置控制延时依次到达每级剔除装置区域，剔除装置将异色物料去除到相应的接料装置。本发明还提供了一种多次分选物料的方法。本发明的优点在于：光电探测器只探测一次异色物料，对物料进行至少两次剔除，基本达到需要多套选别装置才能达到的多次分选效果。至少去除了一套光源、光电探测器、溜槽和下通道，同时去除了安置固定以上装置的系统，大大缩小了分选设备的空间，减轻了设备的重量，降低了设备的制造成本。

Description

多次分选物料的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种多次分选物料的设备和方法，尤其是对于茶叶、大米、杂粮等杆叶和颗粒农作物以及塑料等有很好的分选效果。

背景技术

请参阅图1所示，现有分选设备的工作原理是被选物料原料3’经过喂料系统的振动料斗101’、输送料斗102’、输送通道103’到选别区域，选别区域设置有由光源201’、光电探测器203’组成的选别装置以及将异物去除的剔除装置204’，当被选被选物料原料3’流经选别区域时，光源201’和光电探测器203’将探测到的物料反射光和透射光的光量与背景板202’的基准光量相比较，利用被选物料原料3’与基准色之间的颜色差异识别出异色物料，且在物料下落过程中不断捕捉其形状，并通过剔除装置204’将异色物料和异形物料剔除。

在实际作业中，现有的分选设备在分选物料时，由于很多物料（特别是茶叶，塑料）经过一次分选，无法达到将异色物料剔除干净的效果，所以需要将物料进行多次分选，进行多次分选的主要原因包括：①、塑料类物料颜色丰富，且一般要求把原料中的每种颜色料都尽量完全分开，此分级需要多次分选；②、部分茶叶类物料一般要求一层选杂质，另外一层分级；③、很多茶叶要求较高且色差较小，单层很难分选干净，再重新分选一遍又会增加破碎。而在现有技术中，一次分选对应一个选别区域，实现多次分选就必须配置多个相应的选别区域，即配置多个选别装置和剔除装置，如图2中所示，多了一个光源205’、一个背景板206’、一个光电探测器207’、一个剔除装置208’。

另外，通道式分选设备在分选时，被选物料原料3’经输送通道103’到达选别区域时的速度不能太快，如果速度太快，光电探测器(如CCD、CMOS、光电二极管、X光传感器等)将无法捕捉到被测物料的反射光，也就没办法将物料反射光和透射光的光量与基准光量相比较，达不到将异色物料识别出的目的，所以需要降速。在多次分选时，被选物料原料3’从上一级选别区域落下时的速度已经很快，所以必须在上一级选别区域与下一级选别区域之间设置一套缓冲装置以控制物料的速度，一般的，缓冲装置由溜槽8和下通道9构成。当被选物料原料3’经过上一级选别区域后进入溜槽8，通过溜槽8的缓冲让被选物料原料3’的速度降下来。降速后的被选物料原料3’还得通过下通道9引流到下一级选别区域中进行选别。

综上所述，由于配置了多个选别区域和缓冲装置，且每个选别区域分别需要有一套对应的装置安置、固定，另外固定溜槽和输送通道也需要安装空间和相应的安装装置。因此，现有技术中实现多次分选的设备不仅整机制造成本高，同时装置的的重量和体积也会大大增加。

发明内容

本发明的所要解决的技术问题在于提供一种大幅降低成本，减轻装置的重量和体积的多次分选物料的设备和方法。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题的：一种多次分选物料的设备，包括有：

振动料斗，用于将物料分布均匀；

输送料斗，用于将物料运送至选别装置；

选别装置，用于识别物料中含有的异物；

控制装置，用于接收处理选别装置的信息以及控制剔除装置；

剔除装置，用于将选别装置判定的异色物料从物料流中去除；

接料装置，用于分类收集被剔除的异物和未被剔除的物料；

该发明的改进点在于，一套选别装置至少配备两级剔除装置，所述剔除装置上下逐级安装在选别装置与接料装置之间，选别装置探测到异物后，物料依次到达每级剔除装置区域，剔除装置将异物去除到相应的接料装置。

所述剔除装置一般采用电磁阀。

所述的剔除装置之间有间隙，并且间隙越小越好，间隙越小物料下落姿势越固定，下级剔除装置的喷嘴吹的越准。

所述剔除装置的剔除过程包括如下步骤：

步骤41：在控制装置中设定阈值及延时时间，设定第一次选至第N次选的阈值以及第一次选至第N次选时相应剔除装置的具体延时时间；

步骤42：特征提取，当物料流经选别装置时，控制装置采集物料的图像信息并提取物料的颜色、形状等特征参数；

步骤43：识别，在进行特征提取与整合后，将特征参数值与设定的阈值比较，把符合每次分选阈值要求的特征参数输入给控制装置中的模式识别分类器，模式识别分类器对每层剔除装置需要去除的物料（异色或异形物料）进行模型建立，然后把整合识别后的物料信息分别存储；

步骤44：信号传递，将物料在空间中的位置信息及识别的结果传递到各级剔除装置，确定需要启动的剔除装置与相应的启动时间；

步骤45：剔除，每级剔除装置接收信号并剔除物料。

在实际分选时，根据系统的设置，整合机器识别和物料定位的结果，确定驱动第一剔除装置吹出一种颜色的物料，再驱动下层剔除装置的喷嘴吹出另外一种颜色的物料。

本发明还提供了一种多次分选物料的方法，包括下述步骤：

步骤1：使用振动料斗将物料分布均匀；

步骤2：使用输送料斗将物料运送至选别装置；

步骤3：使用选别装置识别物料中含有的异色物料；

步骤4：使用控制装置控制剔除装置将判定的异色物料从物料流中去除；

步骤5：使用接料装置分类收集被剔除的异物和未被剔除的物料；

本发明方法的改进点在于：所述步骤4进一步包括：

步骤41：在控制装置中设定阈值及延时时间，设定第一次选至第N次选的阈值以及第一次选至第N次选时相应剔除装置的具体延时时间；

步骤42：特征提取，当物料流经选别装置时，控制装置采集物料的图像信息并提取物料的颜色、形状等特征参数；

步骤43：识别，在进行特征提取与整合后，将特征参数值与设定的阈值比较，把符合每次分选阈值要求的特征参数输入给控制装置中的模式识别分类器，模式识别分类器对每层剔除装置需要去除的物料（异色或异形物料）进行模型建立，然后把整合识别后的物料信息分别存储；

步骤44：信号传递，将物料在空间中的位置信息及识别的结果传递到各级剔除装置，确定需要启动的剔除装置与相应的启动时间；

步骤45：剔除，每级剔除装置接收信号并剔除物料。

在实际分选时，根据系统的设置，整合机器识别和物料定位的结果，确定驱动第一剔除装置吹出一种颜色的物料，再驱动下层剔除装置的喷嘴吹出另外一种颜色的物料。

以二次分选为例，本发明将第二套选别装置的光源、光电探测器，以及溜槽、下通道装置全部去除，只保留第二套选别装置的剔除装置。将第二套选别装置的剔除装置放在第一套选别装置的剔除装置下方。这样只需要一套选别装置即可。当物料经过喂料系统，到达选别装置时，光源和光电探测器将探测到的物料反射光和透射光的光量与基准光量相比较，利用被选物料与基准色之间的颜色差异识别出异色物料。分选设备的控制装置内部软件系统设置延时控制功能，当光电探测器探测到异色物料后，物料经过延时到达第一个剔除装置区域，延时控制喷嘴喷气，将异色物料吹落入第一组接料斗。没有被吹走的物料继续下落，到达第二个剔除装置区域，延时继续控制第二套喷嘴喷气，将第一次没有吹走的异色物料再次吹落入第二组接料斗。延时时间的设定如下：已知视点到第一层喷嘴的距离为S₁、到第二层喷嘴的距离为S₂，通过相机可以计算出物料通过视点的速度v,则第一层喷阀延时为

第二层喷阀延时为

由于第一层喷嘴和第二层喷嘴离视点都较近，可以用此公式计算出两层延时的近似值，并在控制装置中设置可微调按键，经过两次剔除后的物料落入第三组接料斗，即为成品。这时的成品已经达到了选净要求。

本发明的优点在于：一套选别装置配备至少两套剔除装置，光电探测器只探测一次异色物料，利用至少两次延时控制，对物料进行至少两次剔除，基本达到需要多套选别装置才能达到的多次分选效果。本发明至少去除了一套光源、光电探测器、溜槽和下通道装置，同时去除了安置、固定以上装置的一套系统，大大缩小了分选设备的空间，减轻了分选设备的重量，降低了分选设备的制造成本。并且该发明的结构简单，操作方便，成本低廉，具有重要的实用价值。

附图说明

图1为目前两次分选设备的结构原理图。

图2为本发明多次分选物料的设备的结构原理图。

图3为采用本发明的进行二次分选的方法流程图。

图中部件名称：101：振动料斗；102：输送料斗；103：通道；201：光源；202：背景板；203：光电探测器；204：第一剔除装置；205：第二剔除装置；3：被选物料原料；4：一次选别异色物料；5：二次选别异色物料；6：成品；701:第一组接料斗；702:第二组接料斗；703:第三组接料斗；101’：振动料斗；102’：输送料斗；103’：通道；201’：光源；202’：背景板；203’：光电探测器；204’：剔除装置；205’：光源；206’：背景板；207’：光电探测器；3’：被选物料原料；8：溜槽；9：下通道。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细的描述。

在图2所示的结构中，喂料系统包括振动料斗101、输送料斗102、通道103，当被选物料原料3经过喂料系统时，先由振动料斗101将被选物料原料3震落入输送料斗102，再由输送料斗102震落入通道103。被选物料原料3沿着通道103滑落至选别装置时，光源201和光电探测器203将探测到的被选物料原料3的反射光和透射光的光量与背景板202的基准光量相比较，利用被选物料原料3与背景板202基准色之间的颜色差异识别出异色物料。分选设备内部软件系统有延时控制，当光电探测器203探测到符合控制装置中第一分选模型和第二分选模型的异色物料后，经过延时到达第一个剔除装置204区域，延时控制剔除装置204的喷嘴喷气，将符合第一分选模型的一次选别异色物料4吹落入第一组接料斗701。没有被吹走的物料继续下落，到达第二个剔除装置205区域，延时继续控制第二个剔除装置205的喷嘴喷气，将符合第二分选模型的二次选别异色物料5再次吹落入第二组接料斗702，经过两次剔除后的物料落入第三组接料斗703，即为成品6。这时的成品6已经达到了选净要求。如图3所示，是采用本发明的进行二次分选的方法流程图。

本发明相比于目前的多次分选设备，至少去除了一套光源、光电探测器、溜槽和下通道，同时去除了安置、固定以上装置的一套系统。大大缩小了分选设备的空间，减轻了分选设备的重量，降低了分选设备的制造成本。同时，该发明的结构简单，操作方便，成本低廉。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多次分选物料的设备，包括有：

振动料斗，用于将物料分布均匀；

输送料斗，用于将物料运送至选别装置；

选别装置，用于识别物料中含有的异物异色物料；

控制装置，用于接收处理选别装置的信息以及控制剔除装置；

剔除装置，用于将选别装置判定的异色物料从物料流中去除；

接料装置，用于分类收集被剔除的异物和未被剔除的物料；

其特征在于，一套选别装置至少配备两级剔除装置，所述剔除装置上下逐级安装在选别装置与接料装置之间，选别装置探测到异物后，物料依次到达每级剔除装置区域时，剔除装置将异物去除到相应的接料装置。

2.如权利要求1所述的多次分选物料的设备，其特征在于，所述剔除装置采用电磁阀。

3.如权利要求1所述的多次分选物料的设备，其特征在于，所述的剔除装置之间有间隙。

4.如权利要求1所述的多次分选物料的设备，其特征在于，所述剔除装置的剔除过程包括如下步骤：

步骤41：在控制装置中设定阈值及延时时间，设定第一次选至第N次选的阈值以及第一次选至第N次选时相应剔除装置的具体延时时间；

步骤42：特征提取，当物料流经选别装置时，控制装置采集物料的图像信息并提取物料的颜色、形状等特征参数；

步骤43：识别，在进行特征提取与整合后，将特征参数值与设定的阈值比较，把符合每次分选阈值要求的特征参数输入给控制装置中的模式识别分类器，模式识别分类器对每层剔除装置需要去除的物料进行模型建立，然后把整合识别后的物料信息分别存储；

步骤44：信号传递，将物料在空间中的位置信息及识别的结果传递到各级剔除装置，确定需要启动的剔除装置与相应的启动时间；

步骤45：剔除，每级剔除装置接收信号并驱动相应剔除装置剔除物料。

在实际分选时，根据系统的设置，整合机器识别和物料定位的结果，确定驱动第一剔除装置吹出一种颜色的物料，再驱动下层喷嘴吹出另外一种颜色的物料。

5.一种多次分选物料的方法，包括下述步骤：

步骤1：使用振动料斗将物料分布均匀；

步骤2：使用输送料斗将物料运送至选别装置；

步骤3：使用选别装置识别物料中含有的异色物料；

步骤4：使用控制装置控制剔除装置将判定的异色物料从物料流中去除；

步骤5：使用接料装置分类收集被剔除的异物和未被剔除的物料；

其特征在于，所述步骤4进一步包括：

步骤41：在控制装置中设定阈值及延时时间，设定第一次选至第N次选的阈值以及第一次选至第N次选时相应剔除装置的具体延时时间；

步骤42：特征提取，当物料流经选别装置时，控制装置采集物料的图像信息并提取物料的特征参数；

步骤43：识别，在进行特征提取与整合后，将特征参数值与设定的阈值比较，把符合每次分选阈值要求的特征参数输入给控制装置中的模式识别分类器，模式识别分类器对每层剔除装置需要去除的物料进行模型建立，然后把整合识别后的物料信息分别存储；

步骤44：信号传递，将物料在空间中的位置信息及识别的结果传递到各级剔除装置，确定需要启动的剔除装置的喷嘴组合与相应的启动时间；

步骤45：剔除，每级剔除装置接收信号并剔除物料。

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