CN110560379A - 一种谷糙分离色选系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种谷糙分离色选系统，包括有设置在物料的出料口处的两组透视检测对、喷气装置以及信号处理器，两组透视检测对分别为由红外光源一和相机二构成的第一透视检测对、红外光源二和相机一构成的第二透视检测对，相机一、相机二同时拍摄相同目标位置的同一物料，目标位置的物料同时位于红外光源一、二的散射光路上；相机一、相机二的信号输出端与信号处理器的信号输入端连接，信号处理器与喷气装置的喷气阀控制连接。本发明通过双频透视检测物料的密度，依据物料的密度不同实现物料的分拣，实现了颜色相同、含水率相同、形状相同的分拣。

Description

一种谷糙分离色选系统

技术领域

本发明涉及色选机技术领域，尤其涉及一种谷糙分离色选系统。

背景技术

色选机是农业物料分拣领域中技术含量最高的分拣装备。主要用于农业物料的精准分拣，是农产品表观质量的最后的保障技术，色选技术水平直接影响到产品的品质。例如大米色选机是大米生产的最后一道分拣设备，要剔除大米中的所有杂质、霉变米、病斑米等等。是大米产品质量保障技术。随着色选技术的发展，应用领域也在不断扩展，逐渐从检测分拣延伸到加工、生产过程中的分拣装备。随着色选技术与传统粮食生产线结合，领域的碰撞迎来了粮食技工技术的革命。本发明的谷糙分离技术就是色选技术与大米加工生产技术结合的产物。传统大米生产工艺流程的第一道工序是用龙谷机对稻子脱壳生产出糙米，龙谷机是一种机械脱壳设备，一次脱壳过程无法将谷壳脱离干净，也就是糙米中还含有大量谷子，为了保证糙米的纯净度，需要通过谷筛反复筛选，或用龙谷机反复脱壳。这个过程会造成大米破碎率增加7％以上。全球每年有约5亿吨的稻米产量，脱壳这一工序就会造成3千万吨的损失。

现有的色选技术主要是基于光电技术对物料进行分拣。主要依据物料的颜色和特征比较明确的形状特、例如大小、长短、直弯等。色选机依据这些特征对物料实现分拣。例如大米分拣，大米色选机依据颜色将黄米，病斑米剔除。传统色选机检测原理是采用两个光源照射物料，用摄像头采集物料图像，通过图像处理检测物料的颜色和形状。传统的色选机采用两个可见光源或者两个红外光源或者一个可见光源与一个红外光源组合构成光源系统。可见光源可用于检测物料的颜色，红外光源目前主要是通过物料含水率对红外的吸收率影响来分辨物料材质。当物料的颜色相同含水率相同的情况下传统的色选机基本上无法分辨。对于稻谷、谷壳、脱壳的糙米无论是颜色还是含水率还是形状都基本相同，因此传统的色选机无法有效地区分谷子，谷壳，糙米。无法有效剔除糙米中含有的谷子、谷壳。

传统的色选技术无法区分颜色、含水率、形状相同物料。稻谷、谷壳、脱壳的糙米无论是颜色还是含水率还是形状都基本相同，因此传统的色选机无法有效地剔除糙米中含有的谷子，谷壳。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种谷糙分离色选系统，本发明能够精确地将糙米中含有的谷物剔除，能够确保糙米产品的纯净度，龙谷脱壳机生产的糙米经过谷糙分离色选系统，就可以完全提出糙米中含有的谷物，直接转入下一道大米加工程序，无需再经过谷筛重复筛选，也不需要重复使用龙谷机进行重复脱壳，使用了谷糙分离色选机的大米生产线，这道工序可以降低大米破碎率5％以上，减少浪费具有重大社会效益。

本发明采用的技术方案是：

一种谷糙分离透射色选系统，其特征在于，包括有设置在物料的出料口处的两组透视检测对、喷气装置以及信号处理器，所述两组透视检测对分别为由红外光源一和相机二构成的第一透视检测对、红外光源二和相机一构成的第二透视检测对，相机一、相机二同时拍摄相同目标位置的同一物料，目标位置的物料同时位于红外光源一、二的散射光路上；所述喷气装置包括喷气阀、喷气管路，喷气管路的一端连接喷气嘴、一端连接压缩气体源，喷气阀安装在喷气管路上，喷气嘴设置在两组透视检测对的下方，喷气嘴的下方设置有次品箱、良品箱；所述相机一、相机二的信号输出端与信号处理器的信号输入端连接，信号处理器的信号输出端与喷气阀控制连接。

所述的一种谷糙分离色选系统，其特征在于，所述两组透射检测对的工作模式为透射模式时，所述红外光源一和相机二分别置于出料口的两侧，红外光源二和相机一分别置于出料口的两侧，相机二位于红外光源一透射目标位置的物料后的散射光路上，相机一位于红外光源二透射目标位置的物料后的散射光路上。

所述的一种谷糙分离色选系统，其特征在于，红外光源一采用两个波长为700nm-900nm的短波红外光源，相机二采用CCD相机，第一透视检测对为短波透视检测对。

所述的一种谷糙分离色选系统，其特征在于，红外光源二采用两个波长为1000nm-1900nm的近红外光源，相机一采用铟镓PIN整列相机，第二透视检测对为近红外长波透视检测对。

所述的一种谷糙分离色选系统，其特征在于，还包括振动筛、位于振动筛上方的进料斗、位于振动筛下方的滑槽，滑槽下为出料口。

本发明的原理是：

本发明采用双频红外透射原理实现糙米中谷子的剔除，两个检测对同时对同一个物料进行检测，相机一和相机二的检测信号同时送到信号处理器中进行计算，计算出物料的实际密度，依据物料的密度对物料进行鉴别实现对糙米中的谷物剔除。

本发明针对颜色、含水率、形状相同的稻谷、谷壳和初步脱壳的糙米，传统色选技术无法分辨的问题。采用透视原理通过检测物料密度区分物料，透视受物料的密度和透射的距离两个因素影响。例如一个薄片高密度的木片，和一个厚片低密度的稻草片在透视检测图像上可能是一样的，木片虽然密度高但是比较薄也可以透光，稻草片虽然密度低但是厚度大也可以挡住光。为了解决这个问题透视技术领域采用双频透视技术，例如火车站安检用的X光检测机采用了两个频率的X光透视同一个物体，通过计算两个频率X光穿透同一物料时同一物料对不同波长X光吸收率的差异排除物料厚度的干扰，计算出物料的实际密度，从而实现物体密度的分辨。本发明依据这一原理，利用红外线对小颗粒农业物料的穿透力较强(比可见光穿透能力强)的特性。采用双频红外(两个频率的红外光源)透射物料，通过计算两个频率红外线光穿透同一物料时同一物料对不同波长红外线光吸收率的差异排除物料厚度的干扰，计算出物料的实际密度，从而实现物体密度的分辨，依据物料的密度进行分拣。本发明利用双频透视原理实现了糙米中谷子、谷壳的剔除。

本发明的优点是：

本发明通过双频透视检测物料的密度，依据物料的密度不同实现物料的分拣，实现了颜色相同、含水率相同、形状相同的分拣。

附图说明

图1为本发明的原理示意图。

图中：进料斗1、振动筛2、滑槽3、红外光源一4、相机一5、红外光源二6、相机二7、喷气阀8、喷气管路9、喷气嘴10、压缩气体源11、次品箱12、良品箱13、信号处理器14。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例。

一种谷糙分离色选系统，包括有设置在物料的出料口处的两组透视检测对、喷气装置以及信号处理器14，还包括振动筛2、位于振动筛2上方的进料斗1、位于振动筛下方的滑槽3，滑槽3下为出料口。

两组透视检测对分别为由红外光源一4和相机二7构成的第一透视检测对、红外光源二6和相机一5构成的第二透视检测对，相机一5、相机二7同时拍摄相同目标位置的同一物料，目标位置的物料同时位于红外光源一4、红外光源二6的散射光路上；红外光源一4和相机二7分别置于出料口的两侧，红外光源二6和相机一5分别置于出料口的两侧，相机二7位于红外光源一4透射目标位置的物料后的散射光路上，相机一5位于红外光源二6透射目标位置的物料后的散射光路上。

所述喷气装置包括喷气阀8、喷气管路9，喷气管路9的一端连接喷气嘴10、一端连接压缩气体源11，喷气阀8安装在喷气管路9上，喷气嘴10设置在两组透视检测对的下方，喷气嘴10的下方设置有次品箱12、良品箱13；所述相机一5、相机二7的信号输出端与信号处理器14的信号输入端连接，信号处理器14的信号输出端与喷气阀8控制连接。

红外光源一4采用两个波长为800nm短波红外光源，相机二7采用CCD相机，第一透视检测对为短波透视检测对。

红外光源二6采用两个波长为1450nm近红外光源，相机一5采用铟镓PIN整列相机，第二透视检测对为近红外长波透视检测对。

本发明中，红外光源一4、红外光源二6，是两种不同波长的光源，是同时照射在物料上的。对应的相机一5和相机二7同时采集。由于红外光源一4和红外光源二6是两种不同的波长，相机镜头上安装有滤光片，相机一5安装波长800nm的滤光片，相机二7上安装1450nm波长滤光片。因此相机一5智能接收800nm的波长，相机二7只能接收1450nm波长。两个相机和两个光源在同时工作时不会产生相互干扰。

相机一5和相机二7的检测信号同时送到信号处理器中进行计算，计算出物料的实际密度，依据物料的密度对物料进行鉴别实现对糙米中的谷物剔除。在计算过程中图像的计算公式是I1-I2＝D，其中I1、I2分别是两个相机是同步拍摄的同一个物料的图片的亮度，I1是相机一5图像的亮度，I2是相机二7接收到相同图像的亮度，D是这两个相关图片的差分图像。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种谷糙分离透射色选系统，其特征在于，包括有设置在物料的出料口处的两组透视检测对、喷气装置以及信号处理器，所述两组透视检测对分别为由红外光源一和相机二构成的第一透视检测对、红外光源二和相机一构成的第二透视检测对，相机一、相机二同时拍摄相同目标位置的同一物料，目标位置的物料同时位于红外光源一、二的散射光路上；所述喷气装置包括喷气阀、喷气管路，喷气管路的一端连接喷气嘴、一端连接压缩气体源，喷气阀安装在喷气管路上，喷气嘴设置在两组透视检测对的下方，喷气嘴的下方设置有次品箱、良品箱；所述相机一、相机二的信号输出端与信号处理器的信号输入端连接，信号处理器的信号输出端与喷气阀控制连接。

2.根据权利要求1所述的一种谷糙分离色选系统，其特征在于，所述两组透射检测对的工作模式为透射模式时，所述红外光源一和相机二分别置于出料口的两侧，红外光源二和相机一分别置于出料口的两侧，相机二位于红外光源一透射目标位置的物料后的散射光路上，相机一位于红外光源二透射目标位置的物料后的散射光路上。

3.根据权利要求1或2所述的一种谷糙分离色选系统，其特征在于，红外光源一采用两个波长为700nm-900nm的短波红外光源，相机二采用CCD相机，第一透视检测对为短波透视检测对。

4.根据权利要求1或2所述的一种谷糙分离色选系统，其特征在于，红外光源二采用两个波长为1000nm-1900nm的近红外光源，相机一采用铟镓PIN整列相机，第二透视检测对为近红外长波透视检测对。

5.根据权利要求1所述的一种谷糙分离色选系统，其特征在于，还包括振动筛、位于振动筛上方的进料斗、位于振动筛下方的滑槽，滑槽下为出料口。