CN106391506A - 建筑垃圾色彩分选系统 - Google Patents
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Abstract
建筑垃圾色彩分选系统，包括下料缓存仓、振动喂料器、皮带输送机、图像采集系统、喷气变迹系统和信息处理与控制系统，所述图像采集系统的观察区域设于皮带输送机外限定的物料移动轨迹上，用于获得在观察区域的物料图像并转换为图像数字信息，所述信息处理和控制系统分别与所述的图像采集系统和喷气变迹系统信号连接，用于接收所述图像采集系统输出的图像数字信号并进行分析，识别出图像采集系统设定颜色物料，生成对喷气变迹系统的控制信号送入喷气变迹系统的控制装置，控制喷气变迹系统进行相应的喷气动作从而实现分选。该色彩分选系统结构简单，产量大，对物料的判断准确。
Description
技术领域
本发明涉及建筑垃圾的色彩分选系统，可有效将建筑垃圾中图像采集系统设定颜色物料分选出来，主要用于建筑垃圾的色彩分选。
背景技术
建筑垃圾主要成份是由建筑拆迁造成的碎石，碎渣，砖土，混凝土块，钢筋，门窗框等，含少量碎木屑、碎布、塑料之类的杂物。要将这些建筑垃圾回收利用，就很有必要根据垃圾表面色泽进行分类选择，以将其分门别类进行回收利用。目前，大量采用的色选方式是人工色选和光电色选机色选。人工色选的缺陷是速度慢、效率低、质量不稳定、并且成本高；光电色选机通常采用Si光二极管等作为光感应器，在颗粒物料的移动过程中接收颗粒物料的反射光，形成与光强相应的电信号，根据电信号的强弱判断颗粒物料的色泽，然后在颗粒物料的流经途径中通过控制系统控制吹气装置吹出气流，将不需要的异色物质吹掉，这种色选机与手工色选相比在效率和可靠性方面取得了很大的进步。然而采用光电色选机时，因建筑垃圾中常有粉尘干扰，也会影响色选机的分选精度。另外受色选机结构限制，每次下料有限，也使得分选速度较慢。
发明内容
本发明的目的在于针对上述缺陷，提供一种能够快速处理日常建筑垃圾，处理量大，对异色物料判断准确，结构简单，生产及使用成本低，便于安装使用的建筑垃圾色彩分选系统。
本发明所采用的技术方案是：一种建筑垃圾色彩分选系统，包括下料缓存仓、振动喂料器、皮带输送机、图像采集系统、喷气变迹系统和信息处理与控制系统，所述图像采集系统的观察区域设于皮带输送机外限定的物料移动轨迹上，用于获得在观察区域的物料图像并转换为图像数字信息，所述信息处理和控制系统分别与所述的图像采集系统和喷气变迹系统信号连接，用于接收所述图像采集系统输出的图像数字信号并进行分析，识别出图像采集系统设定颜色物料，生成对喷气变迹系统的控制信号送入喷气变迹系统的控制装置，控制喷气变迹系统进行相应的喷气动作，所述喷气变迹系统设有若干喷嘴，所述各喷嘴的喷气路径穿过所述皮带输送机上落下物料的移动轨迹，其与物料移动轨迹的相交位置位于所述图像采集系统的观察区域。
所述图像采集系统优选面阵或线阵CCD成像的CCD成像装置(摄像头或相机等)。
所述CCD成像装置设有可以带动其移动的光学调整架及与该光学调整架配合的调焦驱动机构，用于进行CCD的成像调焦。
所述CCD成像装置和所述光学调整架位于一个色彩分选箱内，所述色彩分选箱内还设有用于给观察区域物料照明的光线调节灯，所述CCD成像装置和所述光线调节灯位于所述皮带输送机限定的物料移动轨迹的上方。
所述皮带输送机下方设有出料口2和出料口1。
本发明的工作过程是：建筑垃圾混合料在下料缓存仓的控制下，以一定的进料量进入振动喂料器，在振动喂料器的振动下，落到皮带输送机上，沿皮带输送机以一定速度向前运动，然后由皮带输送机头部按设定抛物线轨迹落下，进入色彩分选箱中图像采集系统的观察区域时，CCD成像装置对运动的建筑垃圾混合料进行拍摄成像，并形成数字信号输出，通过信息处理和控制系统进行处理，判断出需要选出的物料，生成控制信号控制喷气变迹系统动作或工作状态。在图像采集和信号处理期间，建筑垃圾混合料继续下落，进入喷气变迹系统喷嘴的正前方，此时，喷气变迹系统在信息处理和控制系统的控制信号下已经准备就绪，如果不是图像采集系统设定颜色物料，则关闭相应的喷嘴，让物料自由运动进入出料口1；如果是红砖块等异色物料，则打开相应的喷嘴喷气，改变其脱离原来的运动轨迹，进入出料口2，由此完成建筑垃圾的色彩分选。
本发明的有益效果是：(1)采用高速CCD成像装置完成高速运动物料的成像，克服了传统光电色选设备只能将平方厘米量级区域内的物料成像为一个点处理的困难，由此获得了两个本质的提高，一是获得了极高的分辨率，达到了亚毫米量级，能够获得大部分分选物料个体内的细节特征；另一个是只有相邻的像素点能够对分辨单元产生影响，大大降低了干扰，获得极高的信噪比；(2)整体结构简单可靠，容易加工、制造，便于安装、使用，能够大大提高生产效率，降低生产成本和提高产品质量；（3）设有除尘装置，有效控制分选过程中的粉尘污染，保护环境。
附图说明
附图1为本发明所用装置的结构示意图；
图中，（1）为下料缓存仓；（2）为振动喂料器；（3）为皮带输送机；（4）为CCD成像装置；（5）为光学调整架；（6）为喷气变迹系统；（7）为出料口1；（8）为出料口2；（9）为光线调节灯；（10）为色彩分选箱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
参见图1，建筑垃圾混合料在下料缓存仓(1)的控制下，以一定的进料量进入振动喂料器(2)，在振动喂料器(2)的振动下，落到皮带输送机(3)上，沿皮带输送机(3)向前运动，然后由皮带输送机(3)上落下，进入色彩分选箱(10)中图像采集系统的观察区域时，CCD成像装置(4)对运动的建筑垃圾混合料进行拍摄成像，并形成数字信号输出，通过信息处理和控制系统进行处理，判断出需要选出的物料，生成控制信号控制喷气变迹系统(6)动作或工作状态。在图像采集和信号处理期间，建筑垃圾混合料继续下落，进入喷气变迹系统(6)喷嘴的正前方，此时，喷气变迹系统(6)在信息处理和控制系统的控制信号下已经准备就绪，如果不是红砖块等异色物料，则关闭相应的喷嘴，让物料自由运动进入出料口1(7)；如果是红砖块等异色物料，则打开相应的喷嘴喷气，改变其脱离原来的运动轨迹，进入出料口2(8)，由此完成建筑垃圾的色彩分选。
色彩分选箱(10)是进行物料颗粒信息获取的核心装置，同时也是系统的除尘装置，能有效隔离分选过程中生成的粉尘，不污染环境。CCD成像装置(4)设有镜头和线阵/面阵CCD，通过镜头将通过观测点的颗粒物料以一定的放大倍数清晰的成像在CCD上，通过A/D转换，然后传输到信息处理和控制系统，光学调整架(5)用来调节CCD成像装置(4)的位置，以保证物料图像的准确获取。光线调节灯(9)主要用来为CCD成像装置(4)成像提供光线照明，以保证物料图像获取时的亮度。色彩分选箱(10)将获取的数字图像信息送往信息处理和控制系统，信息处理和控制系统可以分为两部分，一部分是接受和分析数字图像信息的信息处理系统，另一部分是根据信息处理系统的分析结果信息生成控制信息的控制系统，生成的控制信息用于控制喷气变迹系统(6)完成物料分选。
下面对本发明作进一步说明，下料缓存仓用来完成原料的进入和控制，需要通过控制下料缓存仓下料速度，以满足振动器的需求和物料色选速度的匹配。振动喂料器通过振动来将建筑垃圾混合料向前上方抛出，让物料能够按一定的速度落到皮带输送机上，并通过和皮带输送机速度的配合来保证原料均匀的分散，尽量减少原料跳动。由于本建筑垃圾色彩分选系统与其它光电色选机相比，产量大大提高，因此振动喂料器的振动能力和下料速度也相应的大大增加。皮带输送机在振动器下方，并通到色彩分选箱内部，物料由皮带输送机上落下，进入图像采集系统的观察区域，并与色彩分选箱观察点保持恰当的距离。该皮带输送机主要有两项功能，一是限制建筑垃圾混合料在恰当的宽度范围内，二是保证建筑垃圾混合料以一定的速度运动到色彩分选箱观察点。此外，皮带输送机还必须要保证物料的均匀分散和平稳运动。CCD成像装置与传统光电成像系统相比，通过面阵或者线阵成像，具有极高的分辨率，在现有技术背景下可以提高两个量级，完成对大多数建筑垃圾混合料的单个颗粒的高分辨成像，而不是像传统光电成像系统那样，每个像点可能有多个物料颗粒的叠加，因而得到了附加的效果是大大提高了信噪比。信息采集系统主要是与色彩分选箱结合，完成信息的采集和放大。信息处理系统主要是完成采集信息的后处理，包括建筑垃圾混合料的对齐、分割、处理和判断等等。喷气变迹系统主要是在控制系统的控制下，对建筑垃圾中的砖块等物料持续一定时间的喷气，喷气的方向和物料的运动方向垂直，以保证最大效率的将砖块等物料脱离原运动路线，并落入到出料口2内，喷气变迹系统通过喷气时间的长短、气压的大小和喷气起始时间的选择来完成对砖块等异色物料最佳的选出。
最后应说明的是：显然，以上描述仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本申请的保护范围之中。
Claims (5)
1.一种建筑垃圾色彩分选系统，包括下料缓存仓、振动喂料器、皮带输送机、图像采集系统、喷气变迹系统和信息处理与控制系统，所述图像采集系统的观察区域设于皮带输送机外限定的物料移动轨迹上，所述信息处理和控制系统分别与所述的图像采集系统和喷气变迹系统信号连接，所述喷气变迹系统设有若干喷嘴，所述各喷嘴的喷气路径穿过所述皮带输送机上落下物料的移动轨迹，其与物料移动轨迹的相交位置位于所述图像采集系统的观察区域。
2.如权利要求1所述的一种建筑垃圾色彩分选系统，其特征在于所述图像采集系统为面阵或线阵CCD成像的CCD成像装置。
3.如权利要求2所述的一种建筑垃圾色彩分选系统，其特征在于所述CCD成像装置设有可以带动其移动的光学调整架及与该光学调整架配合的调焦驱动机构，用于进行CCD的成像调焦。
4.如权利要求3所述的一种建筑垃圾色彩分选系统，其特征在于所述CCD成像装置和所述光学调整架位于一个色彩分选箱内，所述色彩分选箱内还设有用于给观察区域物料照明的光线调节灯，所述CCD成像装置和所述光线调节灯位于所述皮带输送机限定的物料移动轨迹的上方。
5.如权利要求4所述的一种建筑垃圾色彩分选系统，其特征在于所述皮带输送机下方设有出料口2和出料口1。
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