CN112295953B - 一种三分光路的红外分选机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三分光路的红外分选机，通过三分棱镜与半透半反膜层及滤光片的设置，使得可根据三个比值数据的差异来分选出不同种类的塑料，如A塑料和B塑料是不同的材质，根据选取的半透半反膜层及滤光片，A塑料可计算出A1、A2、A3三个比值，B塑料可以计算出B1、B2、B3三个比值，通过对比A1和B1，A2和B2，A3和B3的值的差异，可判断出A1和B1是否是同种塑料，解决了现有两波段分选方法，每片塑料只能获取一个比值，只能对比单个比值的差异来确定是否是同种材质塑料，降低了选料的精度，使用本发明的方法，既可以增加选料的精度，又可以扩大可分选物料材质的种类。

Description

一种三分光路的红外分选机
技术领域
本发明属于分选机领域；涉及光路分选技术；具体是一种三分光路的红外分选机。
背景技术
色选机是集光、机、电、算、气为一体的机器，传统的色选机一般是按照颜色的差异来区分不同物料，针对不同材质的物料，可以使用红外光作为光源，根据不同材质物料的光谱差异来进行区分不同物料；随着塑料在生活中的应用范围越来越广泛，针对废旧塑料的分选也被提上日程，废旧塑料种类繁杂，常见的7种塑料有PET，HDPE，PVC，LDPE，PP，PS，PC，另外还有EP，PMMA，ABS， PA，PTFE等各种材质的塑料，塑料种类繁多，现有的分选方法包括浮选法、静电分选法、分选机的材质分选法等等，使用分选机的材质分选法由于速度快，精度高，不产生废水等特点，越来越多的应用于塑料分选；按照塑料光谱的获取方式，塑料材质分选机通常有两种分选方式，一种是使用全光谱来进行分选，比如使用900～2500nm波段，每一片塑料均获取其全部波段的信息，根据每种塑料的全部波段光谱差异来进行物料分选，此种方式产生的数据量大，分选速度慢，机器价格较为昂贵，优点是可分选塑料种类较多；二种是使用特定两个波段来进行分选，通过选取两个特定波段来识别不同物料的材质差异，一般可通过两个波段的比值差异来区分材质，此种方式产生的数据量小，分选速度快，但是由于只能识别塑料光谱的两个特定波段，因此当塑料种类特别多的情况下，难以准确识别出特定材质的塑料。
针对以上存在的难点，本专利提出一种介于两者之间的分选方案，通过一块三分光路棱镜，把接收的带有物料材质信息的漫反射光反射到三个红外镜头，每种镜头前端安装相应波段的滤光片，从而可以一次性获取物料的三种不同波段的信息，扩大可分选物料的范围，处理速度优于全光谱法，可分选物料种类优于两波段分选法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三分光路的红外分选机，用于解决现有分选机只能识别塑料光谱的两个特定波段，因此当塑料种类特别多的情况下，难以准确识别出特定材质的塑料问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种三分光路的红外分选机，包括三分光路机构，所述三分光路机构包括三分棱镜、第一支撑板、第二支撑板以及第三支撑板，所述三分棱镜由第一棱镜和第二棱镜组成，所述第一棱镜胶合在第二棱镜的一侧，所述第一棱镜的A 面与第二棱镜的B面均镀有半透半反膜层；
所述第二支撑板的一端固定安装有第一支撑板，所述第二支撑板的另一端固定安装有第三支撑板，所述第一支撑板、第二支撑板以及第三支撑板上均开设有通孔；
所述第一支撑板与第三支撑板对称设置；
所述第三支撑板的一侧设有棱镜支架，所述棱镜支架包括第一支撑梁、第二支撑梁，所述第一支撑梁上固定安装有补偿器，所述补偿器包括第一套筒、滑动压紧台，所述第一套筒的一侧嵌入第一支撑梁内，所述第一套筒的另一侧设有滑动压紧台，所述滑动压紧台的一端嵌入第一套筒内，所述第一套筒内设有补偿弹簧，所述补偿弹簧的一端与第一套筒内壁接触，所述补偿弹簧的另一端与滑动压紧台嵌入第一套筒内的一端接触；
所述第二支撑梁上固定安装有压紧器，所述压紧器包括第一螺孔座、第一拧紧轴，第一压片，所述第一压片上固定安装有固定安装架，所述固定安装架的一端套接在第一拧紧轴上，所述第一拧紧轴包括转动小球、螺纹轴以及转台，所述螺纹轴的一端内嵌有转动小球，所述螺纹轴的另一端固定安装有转台，所述第一拧紧轴贯穿第一螺孔座，所述第一拧紧轴将第一压片压紧在三分棱镜上。
进一步地，还包括分选机，所述分选机包括底板、主架台、振动器、滑槽、三分棱镜相机模组、第一红外主灯、第二红外补光灯、分选箱、背景板、喷阀、第二出料斗以及第一出料斗；
所述底板上固定安装有主架台，所述主架台远离底板的一侧安装有振动器，所述振动器的一侧设有滑槽，所述滑槽固定安装在主架台上，所述滑槽的底端设有喷阀，所述喷阀固定安装在主架台上，所述喷阀与滑槽的底端形成空隙看点，所述喷阀的底端设有第一出料斗与第二出料斗；
所述主架台上套接有分选箱，所述分选箱的中部位置与看点位置相重合，所述选箱内固定有三分棱镜相机模组、所述三分棱镜相机模组轴线穿过看点，所述三分棱镜相机模组的一侧设有第一红外主灯与第二红外补光灯，所述第一红外主灯与第二红外补光灯光线均穿过看点，所述喷阀的一侧设有背景板，所述背景板与三分棱镜相机模组对称设置；
所述三分棱镜相机模组包括第一支撑板、第二支撑板、第三支撑板、第一棱镜、第二棱镜、第一镜头、第一红外芯片、第二镜头、第二红外芯片、第三镜头、第三红外芯片。
进一步地，所述固定安装架包括第一固定柱、第二固定柱以及固定卡环，所述第一固定柱与第二固定柱对称设置，所述第一固定柱与第二固定柱的一端均固定安装在第一压片上，所述第一固定柱与第二固定柱的另一均与固定卡环相连接，所述固定卡环套接在第一拧紧轴上。
进一步地，所述第一支撑板通孔内固定安装有第一滤光片，所述第一滤光片的另一侧固定安装有第一镜头，所述第一镜头上设有第一红外芯片；
所述第二支撑板通孔内固定安装有第二滤光片，所述第二滤光片的另一侧固定安装有第二镜头，所述第二镜头上设有第二红外芯片；
所述第三支撑板通孔内固定安装有第三滤光片，所述第三滤光片的另一侧固定安装有第三镜头，所述第三镜头上设有第三红外芯片。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
通过三分棱镜与半透半反膜层及滤光片的设置，使得可根据三个比值数据的差异来分选出不同种类的塑料，如A塑料和B塑料是不同的材质，根据选取的半透半反膜层及滤光片，A塑料可计算出A1、A2、A3三个比值，B塑料可以计算出B1、B2、B3三个比值，通过对比A1和B1，A2和B2，A3和B3的值的差异，可判断出A1和B1是否是同种塑料，解决了现有两波段分选方法，每片塑料只能获取一个比值，只能对比单个比值的差异来确定是否是同种材质塑料，降低了选料的精度。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是三分棱镜相机模组结构示意图；
图2是分料机结构示意图；
图3是三分棱镜结构示意图；
图4是第一支撑梁与第二支撑梁结构示意图。
图中：100、第一棱镜；110、第二棱镜；120、A面；130、B面；140、第一支撑板；150、第二支撑板；160、第三支撑板；170、第一滤光片；180、第一镜头；190、第一红外芯片；200、第二滤光片；210、第二镜头；220、第二红外芯片；230、第三滤光片；240、第三镜头；250、第三红外芯片；260、第一支撑梁；270、第二支撑梁；280、第一套筒；290、滑动压紧台；300、补偿弹簧；310、第一螺孔座；320、第一拧紧轴；330、第一压片；340、转动小球； 350、螺纹轴；360、转台；370、底板；380、主架台；390、振动器；400、滑槽；410、三分棱镜相机模组；420、第一红外主灯；430、第二红外补光灯；440、分选箱；450、背景板；460、喷阀；470、第二出料斗；480、第一出料斗；490、第一固定柱；500、第二固定柱；510、固定卡环。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-4所示，一种三分光路的红外分选机，包括三分光路机构，三分光路机构包括三分棱镜、第一支撑板140、第二支撑板150以及第三支撑板160，三分棱镜由第一棱镜100和第二棱镜110组成，第一棱镜100胶合在第二棱镜 110的一侧，第一棱镜100的A面120与第二棱镜110的B面130均镀有半透半反膜层；
第二支撑板150的一端固定安装有第一支撑板140，第二支撑板150的另一端固定安装有第三支撑板160，第一支撑板140、第二支撑板150以及第三支撑板160上均开设有通孔；
第一支撑板140与第三支撑板160对称设置；
第三支撑板160的一侧设有棱镜支架，棱镜支架包括第一支撑梁260、第二支撑梁270，第一支撑梁260上固定安装有补偿器，补偿器包括第一套筒280、滑动压紧台290，第一套筒280的一侧嵌入第一支撑梁260内，第一套筒280的另一侧设有滑动压紧台290，滑动压紧台290的一端嵌入第一套筒280内，第一套筒280内设有补偿弹簧300，补偿弹簧300的一端与第一套筒280内壁接触，补偿弹簧300的另一端与滑动压紧台290嵌入第一套筒280内的一端接触；
第二支撑梁270上固定安装有压紧器，压紧器包括第一螺孔座310、第一拧紧轴320，第一压片330，第一压片330上固定安装有固定安装架，固定安装架的一端套接在第一拧紧轴320上，第一拧紧轴320包括转动小球340、螺纹轴 350以及转台360，螺纹轴350的一端内嵌有转动小球340，螺纹轴350的另一端固定安装有转台360，第一拧紧轴320贯穿第一螺孔座310，第一拧紧轴320 将第一压片330压紧在三分棱镜上。
还包括分选机，分选机包括底板370、主架台380、振动器390、滑槽400、三分棱镜相机模组410、第一红外主灯420、第二红外补光灯430、分选箱440、背景板450、喷阀460、第二出料斗470以及第一出料斗480；
底板370上固定安装有主架台380，主架台380远离底板370的一侧安装有振动器390，振动器390的一侧设有滑槽400，滑槽400固定安装在主架台380 上，滑槽400的底端设有喷阀460，喷阀460固定安装在主架台380上，喷阀 460与滑槽400的底端形成空隙看点，喷阀460的底端设有第一出料斗480与第二出料斗470；
主架台380上套接有分选箱440，分选箱440的中部位置与看点位置相重合，选箱内固定有三分棱镜相机模组410、三分棱镜相机模组410轴线穿过看点，三分棱镜相机模组410的一侧设有第一红外主灯420与第二红外补光灯430，第一红外主灯420与第二红外补光灯430光线均穿过看点，喷阀460的一侧设有背景板450，背景板450与三分棱镜相机模组410对称设置；
三分棱镜相机模组410包括第一支撑板140、第二支撑板150、第三支撑板 160、第一棱镜100、第二棱镜110、第一镜头180、第一红外芯片190、第二镜头210、第二红外芯片220、第三镜头240、第三红外芯片250。
固定安装架包括第一固定柱490、第二固定柱500以及固定卡环510，第一固定柱490与第二固定柱500对称设置，第一固定柱490与第二固定柱500的一端均固定安装在第一压片330上，第一固定柱490与第二固定柱500的另一均与固定卡环510相连接，固定卡环510套接在第一拧紧轴320上。
第一支撑板140通孔内固定安装有第一滤光片170，第一滤光片170的另一侧固定安装有第一镜头180，第一镜头180上设有第一红外芯片190；
第二支撑板150通孔内固定安装有第二滤光片200，第二滤光片200的另一侧固定安装有第二镜头210，第二镜头210上设有第二红外芯片220；
第三支撑板160通孔内固定安装有第三滤光片230，第三滤光片230的另一侧固定安装有第三镜头240，第三镜头240上设有第三红外芯片250。
本发明在具体进行实施时：棱镜是由两块三角柱状玻璃胶合而成，其中A 面120和B面130镀有半透半反膜层，半透半反膜层的反射波段分别为低于 1200nm波段的光被反射和低于2000nm波段的光被反射，当波段范围是 900～2500nm时，通过C方向入射到棱镜，光到达A面120时，低于1200nm的光反射到D方向，高于1200nm的光沿着D方向继续往前入射，光入射到E面时，低于2000nm的光反射到F方向，高于2000nm的光沿着E方向往前入射；
当入射光波段范围是900～2500nm时，C方向出射的光波段范围是 900～1200nm，D方向出射的光波段范围是2000～2500nm，E方向出射的光波段范围是1200～2000nm；
根据所分选的物料光谱特征，选取特定的半透半反膜层以及滤光片，带有物料漫反射信号的光线从棱镜的侧面进入到三分棱镜，此时入射光的波段范围是900～2500nm，第一棱镜100和第二棱镜110接触面的半透半反膜层反射的是低于1200nm的光信息，第一棱镜100右侧表面镀有半透半反膜层，其反射的是低于2000nm的光信息，则入射到第一镜头180的光波段范围是900～1200nm，入射到第二镜头210的光波段范围是2000～2500nm，入射到第三镜头240的光波段范围是1200～2000nm，此时根据物料的光谱特征，可选取特定的滤光片，限制入射到各个镜头的光波段范围，如第一滤光片170、第二滤光片200、第三滤光片230的中心透过波长分别为1000nm，2300nm，1500nm；
带有三分棱镜的红外相机模组的分选机，此分选机可以是立式机，也可以是履带机，本专利以立式机为例说明，物料通过振动器390的震动，运动到滑槽400中，410是三分棱镜相机模组，进行物料分析，第一红外主灯420与第二红外补光灯430，可发出红外光，照亮通过看点的物料，分选箱440内部可布局各种器件，物料从滑槽400滑落到料斗中都会经过看点位置，背景板450可作为相机模组的背景，喷阀460可以喷出高压气体，把需要剔除的物料喷吹到左侧的第一出料斗480中，而不需要剔除的物料，可自由滑落到右侧的第二出料斗470中，可把原料中要的料和剔除的料分到两个料斗中。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义；以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (4)

1.一种三分光路的红外分选机，其特征在于，包括三分光路机构，所述三分光路机构包括三分棱镜、第一支撑板(140)、第二支撑板(150)以及第三支撑板(160)，所述三分棱镜由第一棱镜(100)和第二棱镜(110)组成，所述第一棱镜(100)胶合在第二棱镜(110)的一侧，所述第一棱镜(100)的A面(120)与第二棱镜(110)的B面(130)均镀有半透半反膜层；
所述第二支撑板(150)的一端固定安装有第一支撑板(140)，所述第二支撑板(150)的另一端固定安装有第三支撑板(160)，所述第一支撑板(140)、第二支撑板(150)以及第三支撑板(160)上均开设有通孔；
所述第一支撑板(140)与第三支撑板(160)对称设置；
所述第三支撑板(160)的一侧设有棱镜支架，所述棱镜支架包括第一支撑梁(260)、第二支撑梁(270)，所述第一支撑梁(260)上固定安装有补偿器，所述补偿器包括第一套筒(280)、滑动压紧台(290)，所述第一套筒(280)的一侧嵌入第一支撑梁(260)内，所述第一套筒(280)的另一侧设有滑动压紧台(290)，所述滑动压紧台(290)的一端嵌入第一套筒(280)内，所述第一套筒(280)内设有补偿弹簧(300)，所述补偿弹簧(300)的一端与第一套筒(280)内壁接触，所述补偿弹簧(300)的另一端与滑动压紧台(290)嵌入第一套筒(280)内的一端接触；
所述第二支撑梁(270)上固定安装有压紧器，所述压紧器包括第一螺孔座(310)、第一拧紧轴(320)以及第一压片(330)，所述第一压片(330)上固定安装有固定安装架，所述固定安装架的一端套接在第一拧紧轴(320)上，所述第一拧紧轴(320)包括转动小球(340)、螺纹轴(350)以及转台(360)，所述螺纹轴(350)的一端内嵌有转动小球(340)，所述螺纹轴(350)的另一端固定安装有转台(360)，所述第一拧紧轴(320)贯穿第一螺孔座(310)，所述第一拧紧轴(320)将第一压片(330)压紧在三分棱镜上。
2.根据权利要求1所述的一种三分光路的红外分选机，其特征在于，还包括分选机，所述分选机包括底板(370)、主架台(380)、振动器(390)、滑槽(400)、三分棱镜相机模组(410)、第一红外主灯(420)、第二红外补光灯(430)、分选箱(440)、背景板(450)、喷阀(460)、第二出料斗(470)以及第一出料斗(480)；
所述底板(370)上固定安装有主架台(380)，所述主架台(380)远离底板(370)的一侧安装有振动器(390)，所述振动器(390)的一侧设有滑槽(400)，所述滑槽(400)固定安装在主架台(380)上，所述滑槽(400)的底端设有喷阀(460)，所述喷阀(460)固定安装在主架台(380)上，所述喷阀(460)与滑槽(400)的底端形成空隙看点，所述喷阀(460)的底端设有第一出料斗(480)与第二出料斗(470)；
所述主架台(380)上套接有分选箱(440)，所述分选箱(440)的中部位置与看点位置相重合，所述分选箱(440)内固定有三分棱镜相机模组(410)、所述三分棱镜相机模组(410)的轴线穿过看点，所述三分棱镜相机模组(410)的一侧设有第一红外主灯(420)与第二红外补光灯(430)，所述第一红外主灯(420)与第二红外补光灯(430)光线均穿过看点，所述喷阀(460)的一侧设有背景板(450)，所述背景板(450)与三分棱镜相机模组(410)对称设置；
所述三分棱镜相机模组(410)包括第一支撑板(140)、第二支撑板(150)、第三支撑板(160)、第一棱镜(100)、第二棱镜(110)、第一镜头(180)、第一红外芯片(190)、第二镜头(210)、第二红外芯片(220)、第三镜头(240)、第三红外芯片(250)。
3.根据权利要求1所述的一种三分光路的红外分选机，其特征在于，所述固定安装架包括第一固定柱(490)、第二固定柱(500)以及固定卡环(510)，所述第一固定柱(490)与第二固定柱(500)对称设置，所述第一固定柱(490)与第二固定柱(500)的一端均固定安装在第一压片(330)上，所述第一固定柱(490)与第二固定柱(500)的另一均与固定卡环(510)相连接，所述固定卡环(510)套接在第一拧紧轴(320)上。
4.根据权利要求1所述的一种三分光路的红外分选机，其特征在于，所述第一支撑板(140)通孔内固定安装有第一滤光片(170)，所述第一滤光片(170)的另一侧固定安装有第一镜头(180)，所述第一镜头(180)上设有第一红外芯片(190)；
所述第二支撑板(150)通孔内固定安装有第二滤光片(200)，所述第二滤光片(200)的另一侧固定安装有第二镜头(210)，所述第二镜头(210)上设有第二红外芯片(220)；
所述第三支撑板(160)通孔内固定安装有第三滤光片(230)，所述第三滤光片(230)的另一侧固定安装有第三镜头(240)，所述第三镜头(240)上设有第三红外芯片(250)。
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