CN203922011U - 进料自动调节装置及散料异物检测机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种进料自动调节装置及散料异物检测机构。进料自动调节装置用于自动调节散料异物检测机构的进料，包括振动器、传输带、料斗、至少一个第一传感器、射源、第二传感器、处理器。料斗的出料口位于传输带上方，通过振动器的振动使物料均匀铺在传输带上。第一传感器安装在料斗的内侧壁上用于检测料斗内物料的料位。射源用于发出射线至传输带上的物料，且射线能达到传输带的相对两侧上。第二传感器位于该传输带的下方用于采集透过传输带且穿过物料的射线，且能从传输带的一侧采集射线。处理器电性连接于振动器、第一传感器、第二传感器。本实用新型能自动调节进料，实现进料的稳定性。本实用新型还涉及具有该装置的散料异物检测机构。

Description

进料自动调节装置及散料异物检测机构

技术领域

本实用新型涉及到异物检测技术领域，特别是涉及到粒状散料检测领域。

背景技术

X射线散料异物检测机工作原理：利用X光对不同物质的穿透特性不同，检测出混在散料中密度较大的异物，如金属、玻璃、石子等，再通过剔除装置将其剔除。如图1所示，现有X射线散料异物检测机包括：进料装置，主机与剔除装置，其各自的功能是：

进料装置：通过振动器，使物料均匀铺在传输带上；

主机：采集并显示物料图像，检测异物，并驱动剔除装置动作；

剔除装置：驱动相应机构(翻板或喷阀)，剔除异物，会带出少量良品。

在X射线散料异物检测这一领域，目前剔除装置有单通道与多通道两种。多通道仅剔除异物所在的物料区域，因此带出小(剔除次品时带出的良品少)，更具优势。

多通道剔除装置要求：物料在传输带上平稳运行。当主机检测出某个通道有异物，即时驱动相应通道的剔除装置(喷阀或翻板)，在一定的延时后动作，将异物准确剔除。如果在此期间，物料运动轨迹发生偏转，从一个通道移到相邻甚至更远的通道，则紧接着的剔除动作只能误剔除良品。当然，一般的物料不会发生或者说极少发生上述情况。但对于粒状物料(圆球形或者椭球形之类的形状)，如黑豆，在传输带上发生偏转现象的概率就较大，从而导致剔除不准。

要解决这个问题，可以从剔除方式上想办法，比如每次发现异物，多启动几组通道的喷阀(发现异物时异物所在的喷阀及其相邻喷阀)。但这会增大带出比，且不能保证异物百分百剔除。

实用新型内容

本实用新型的解决方案是：设法让粒状物料均匀铺满传输带。由于物料已铺满，物料自由活动的空间大大受限，从一个通道偏转到另外通道的可能性大大降低，因此保证了异物剔除的精准性，而要让粒状物料均匀铺满传输带，就要保证稳定的进料量。但是在实际检测中，前端供料有时可能不足或中断，因而无法做到进料稳定。由此，本实用新型提供一种进料自动调节装置、具有进料自动调节装置的散料异物检测机构。

本实用新型是这样实现的，一种进料自动调节装置，其用于自动调节散料异物检测机构的进料，该进料自动调节装置包括振动器和传输带，通过该振动器的振动使物料均匀铺在该传输带上；其中，该进料自动调节装置还包括料斗、至少一个第一传感器、射源、第二传感器、处理器；

该料斗用于承载物料，该料斗的出料口位于该传输带上方；

该至少一个第一传感器用于检测该料斗内物料的料位，该至少一个第一传感器安装在该料斗的内侧壁上；

该射源用于发出射线至该传输带上的物料，且射线能达到该传输带的相对两侧上；

该第二传感器用于采集透过该传输带且穿过物料的射线，该第二传感器位于该传输带的下方，且能从该传输带的一侧采集射线；

该处理器电性连接于该振动器、该至少一个第一传感器、该第二传感器。

作为上述方案的进一步改进，第一传感器的数量为多个，所有第一传感器位于同一水平面上。

作为上述方案的进一步改进，该进料自动调节装置还包括用于检测该料斗内物料的料位的至少一个第三传感器，该至少一个第三传感器安装在该料斗的内侧壁上且位于该第一传感器的上方，该处理器电性连接于该至少一个第三传感器。优选地，第三传感器的数量为多个，所有第三传感器位于同一水平面上。

作为上述方案的进一步改进，该振动器设置在该料斗下方。

作为上述方案的进一步改进，该振动器设置在该料斗上。

作为上述方案的进一步改进，该射源为X射源。

本发明还提供一种散料异物检测机构，其包括进料自动调节装置、剔除装置，其中，该进料自动调节装置为上述任意一项所述的进料自动调节装置，该剔除装置安装在该传输带的一端用于剔除该物料中的异物，该处理器电性连接该剔除装置用于驱动该剔除装置动作。

作为上述方案的进一步改进，该剔除装置为喷阀。

作为上述方案的进一步改进，该剔除装置为翻板。

本实用新型通过进料自动调节装置喂料，主机(即处理器)根据第二传感器采集到物料图像，并分析，如果图像中物料过密，主机降低进料自动调节装置中振动器的振动量，从而减少进料量，反之则加大进料量，通过这样反复的调控，使物料均匀铺满。由于，进料自动调节装置里有料位传感器，在整个检测过程中，主机可对料位进行监控，当料位低于阈值的时候，则关闭振动器，进行报警从而能提醒客户加快进料，直到料位超过阈值的时候，主机才对物料图像进行上述分析。

附图说明

图1是现有X射线散料异物检测机结构示意图。

图2是本实用新型较佳实施方式提供的进料自动调节装置的结构示意图。

图3是图2中进料自动调节装置的料斗的结构示意图。

图4是图2中进料自动调节装置的料斗的另一种结构示意图。

图5是图2中进料自动调节装置的进料自动调节装置方法流程图。

图6是本实用新型第一实施方式提供的散料异物检测机构的结构示意图。

图7是本实用新型第二实施方式提供的散料异物检测机构的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图2，其为本实用新型较佳实施方式提供的进料自动调节装置的结构示意图，该进料自动调节装置用于自动调节散料异物检测机构的进料。该进料自动调节装置包括振动器1、传输带2、料斗3、至少一个第一传感器4(在本实施方式中以一个为例进行举例说明)、射源5、第二传感器6、处理器(在本实施方式中为主机，在其它实施方式中还可以为移动通信终端等含有处理器CPU的电子设备)。

请结合图3，料斗3用于承载物料8，该料斗3的出料口31位于该振动器1上，料斗3内的物料8通过出料口31达到振动器1上，通过振动器1的振动使物料8均匀铺在传输带2上。该振动器1设置在该料斗3下方，当然，在其它实施方式中，振动器1也可以设置在该料斗3上，振动器1跟料斗3甚至可以合为一体，物料通过振动的料斗直接让物料均匀穿过出料口，落入传输带2上。振动器1就是一个动力源，只要能让物料均匀铺在传输带2上即可。如：1、振动器设置在料斗的外壁，通过振动器振动使得料斗跟着振动，物料既可以均匀穿过出料口；2、设置在料斗内壁，原理同上，进一步的，考虑物料可能挤压振动器，可以给振动器的加一个挡板，所述挡板部分固接于料斗内壁，延伸至振动器的上方，以使得物料不挤压振动器。传输带2在本实施方式中为皮带，当然并不局限于皮带，还可以为其它能实现传输物料8的传送件。甚至，传输带2可以有倾斜，并不局限于水平传输。

第一传感器4为料位传感器，用于检测该料斗3内物料8的料位，第一传感器4根据待检物料8的表面反射、产量等特性，可以移动设置于料斗3的内侧壁上，用于检测待检物料8是否达到阈值即第一预定料位值(可与根据实际使用量进行调整)，并发送信号给处理器，从而控制该进料自动调节装置的开通或者关闭。

第一传感器4通过发送光波，当光波碰到料斗3的内侧壁时，将反射第一传感器4发出的光波，此时第一传感器4接收到反射回来的光波，来判定待检测物料8是否达到该第一预定料位值。当第一传感器4的数量为多个时，所有第一传感器4位于同一水平面上，这样才能测得较佳的料位。

在本实施方式中，第一传感器4为光电传感器。当然，在其它实施方式中，第一传感器4还可采用压力传感器。压力传感器分为半导体压电阻型和静电容量型。1、半导体压电阻抗扩散压力传感器是在薄片表面形成半导体变形压力，通过外力(压力)使薄片变形而产生压电阻抗效果，从而使阻抗的变化转换为电信号。此时的半导体的压电阻抗传感器设置在进料斗的内壁。2、静电容量型是将玻璃的固定极和硅的可动极变形所产生的静电容量的变化转换成电信号。此时静电容量传感器设置在进料斗的内壁或者上方均可。进一步的，考虑物料可能挤压第一传感器4，可以给振动器1的加一个挡板，所述挡板部分固接于进料斗内壁，延伸至第一传感器4的上方，以使得物料不挤压第一传感器4。

射源5用于发出射线至该传输带2上的物料8且射线能达到该传输带2的相对两侧上。射源5可与该处理器电性连接，该处理器可在判断该第一传感器4得到的料位不小于第一预定料位值时，开启振动器1，进行物料检测。在本实施方式中，射源5为X光射源，在其它实施方式中，射源可以是任何形式的投射性较好的光源，不限于X光，也并不一定是点光源，还可以是线性光源，形成的光束未必是图中的扇形的，可以是平面矩形的。

第二传感器6用于采集透过该传输带2且穿过物料8的射线，该第二传感器6位于该传输带2的下方，且能从该传输带2的一侧采集射线，第二传感器6可以为CCD传感器。

该处理器电性连接于该振动器1、第一传感器4、第二传感器6，该处理器用于根据该第二传感器6采集到的射线形成相对应的目标图像，并在判断该第一传感器4得到的料位不小于第一预定料位值时，开启该振动器1，并启动数据分析线程：计算目标图像的占空比R(计算目标图像占空比、疏密度，采集出来的图像，物料8的面积跟图像面积的比例，以便图像(传输带2)两边的比较稀疏，就截取图像左右两边的一部分，物料8的面积跟余下的图像面积的比值。)，若占空比R小于第一预定占空比阀值(可与根据实际需要进行调整设置)，则控制该振动器1增加振动量，若占空比R大于第二预定占空比阀值(可与根据实际需要进行调整设置)，则控制该振动器1减小振动量，否则控制该振动器1保持当前振动量不变，该第二预定占空比阀值大于该第一预定占空比阀值。

本实用新型实施方式提供的进料自动调节装置，通过处理器不断检测传输带2上的物料8的疏密度(通过占空比R的大小判断实现)，相应调整振动器1的振动量，从而保证稳定的进料量，让粒状物料8均匀铺满传输带2。

请结合图4，在其它实施方式中，料斗3中还可以增加设置至少一个第三传感器42(以下第三传感器42以一个为例进行举例说明)，第三传感器42的具体选用同第一传感器4，再次不再累述。

第三传感器42安装在该料斗3的内侧壁上且位于该第一传感器4的上方。当第三传感器42的数量为多个时，所有第三传感器42位于同一水平面上，以获得较佳的料位。处理器判断该第三传感器42得到的料位不小于第二预定料位值(可与根据实际需要进行调整设置)时，开启该振动器1，并启动数据分析线程，该第二预定料位值大于该第一预定料位值。

也就是说第三传感器42可定义为高位料位传感器，第一传感器4可相应定义为低位料位传感器，高位料位传感器与低位料位传感器均可移动设置在料斗3的内侧壁上，且高位料位传感器设置在低位料位传感器的上方。

低位传感器，用于检测待检物料8是否达到第一预定料位值。当供料监控功能处于激活时，只要料位高于或等于此位置，则认为料位正常，系统一直处于供料自调节的状态。若料位低于此位置，则判定料位过低，主机停止供料振动器1，停止数据分析，并报警给用户提醒加紧供料。

高位传感器，则用于上述情况发生后系统的自唤醒。也即，用户在报警提示下添加物料，当物料8加入量达到或者超过第二阈值(高位传感器指示的位置)，供料振动器1自动启动，主机自动继续采集数据分析，并以此实时调节振动量，达到供料自调节的目的。

根据实际情况，料位传感器的数量也是可以改变的，如保证精准检测物料是否达到阈值，也可以在料斗3的内侧壁上设置多组料位传感器。待检测物料8下落至进料斗3底部，振动的振动器1使得待检测物料8均匀穿过开口可以调节的出料口31。

请结合图5，其为该处理器的进料自动调节方式的逻辑示意图，也是进料自动调节方法的流程图。

该进料自动调节方法包括以下步骤：

检测该第一传感器4、该第二传感器6、该处理器、该振动器1之间的通信是否成功，通信若成功，则开启料位监控获得料位，否则结束该进料自动调节方法；

判断料位是否小于该第一预定值；

料位若小于该第一预定值，则定义为料位过低而关闭该振动器1并关闭数据分析线程，并进入检测结束判断步骤而判断检测是否结束，检测若结束则结束该进料自动调节方法，否则继续进行料位判断步骤即判断料位是否小于该第一预定值；

料位若无法判断，则定义为该第一传感器4故障而进行报警并结束该进料自动调节方法；

料位若不小于该第一预定值，则定义为料位正常而检测数据分析线程是否开启；

数据分析线程若没有启动，则开启振动器1并启动数据分析线程；

数据分析线程若已启动，则计算目标图像的占空比R，在本实施方式中，可等待若干秒如1.2秒后再计算目标图像的占空比R；

判断该占空比R的情况：若该占空比R小于该第一预定占空比阀值，则控制该振动器1增加振动量，若该占空比R大于该第二预定占空比阀值，则控制该振动器1减小振动量，否则控制该振动器1保持当前振动量不变；该占空比R的情况判断结束后，进入该检测结束判断步骤而判断检测是否结束。

其中，控制该振动器1增加振动量后等待若干秒再进入该检测结束判断步骤，控制该振动器1减小振动量后也等待若干秒再进入该检测结束判断步骤，控制该振动器1保持当前振动量不变后休眠若干秒再进入该检测结束判断步骤。在本实施方式中，控制该振动器1增加振动量后等待1.2秒再进入该检测结束判断步骤，控制该振动器1减小振动量后也等待1.2秒再进入该检测结束判断步骤，控制该振动器1保持当前振动量不变后休眠10秒再进入该检测结束判断步骤。

也就是说，假设供料监控的功能可以激活或中止，并假设如果激活了供料监控功能，则开机后工作流程如图5所示：

程序启动，进行通信检测，若通信成功，则开启料位监控，发送获取料位信息的命令给下位机，则下位机每隔30ms就将料位状态发送给上位机，顺序往下执行；若通信失败，则直接转至步骤：程序退出；

监控当前料位情况，若料位正常，顺序往下执行；若料位过低，则关闭振动器，关闭数据分析线程，转至计算目标图像步骤；若料位传感器有故障，则报警，转至步骤：程序退出；

如果数据分析线程未开启，则开启振动器1，启动数据分析线程，等待1.2秒后，顺序往下执行；如果数据分析线程已开启，则直接往下执行；

计算目标图像(灰度低于一定阈值者)占空比R(因皮带边缘物料稀少，边缘各屏蔽一定区域图像)，若R小于某低阈值，则说明物料稀少，要增加振动量，等待1.2秒；若R大于某高阈值，则说明物料过满，要减小振动量，等待1.2秒，在此之外的情况，则保持振动量不变，可休眠10秒；

检测未结束，返回料位情况判断步骤，否则转至步骤：程序退出；

程序退出。

该进料自动调节方法在程序设计时，可设计成模块形式，即设计成进料自动调节模块。该进料自动调节模块包括：

通信成功判断模块，用于检测该第一传感器4、该第二传感器6、该处理器、该振动器1之间的通信是否成功；

料位监控开启模块，用于在该通信成功判断模块判断通信成功时，开启料位监控获得料位；

第一预定值判断模块，用于判断料位是否小于该第一预定值；

关闭模块，用于在该第一预定值判断模块判断料位小于该第一预定值时，即定义为料位过低时关闭该振动器1并关闭数据分析线程；

报警模块，用于在该第一预定值判断模块判断料位无法判断时，即定义为第一传感器4故障时进行报警；

开启判断模块，用于在该第一预定值判断模块判断料位不小于该第一预定值时，即定义为料位正常时检测数据分析线程是否开启；

开启模块，用于在该开启判断模块检测到数据分析线程没有启动时，开启振动器1并启动数据分析线程；

计算模块，用于在数据分析线程启动时，计算目标图像的占空比R；

占空比R情况判断模块，用于判断该占空比R的情况；

增加模块，用于在该占空比R情况判断模块判断该占空比R小于该第一预定占空比阀值时，控制该振动器1增加振动量；

减少模块，用于在该占空比R情况判断模块判断该占空比R大于该第二预定占空比阀值时，控制该振动器1减小振动量；

保持模块，用于在该占空比R情况判断模块判断该占空比R位于该第一预定占空比阀值与该第二预定占空比阀值之间时，控制该振动器1保持当前振动量不变；

检测结束判断模块，用于在该关闭模块、该增加模块、该减少模块、该保持模块中的一者运作后，判断检测是否结束，该第一预定值判断模块在该检测结束判断模块判断检测没有结束时，再次启动。

其中，该进料自动调节模块还包括延迟模块，该延迟模块用于在该增加模块控制该振动器1增加振动量后等待若干秒再启动该检测结束判断模块，还用于在该减少模块控制该振动器1减小振动量后也等待若干秒再启动该检测结束判断模块，还用于在保持模块控制该振动器1保持当前振动量不变后休眠若干秒再启动该检测结束判断模块。

进料自动调节装置可以应用于不同的散料异物检测机构中，如下所述的多通道的翻板异物检测机构(如图7)跟喷嘴异物检测机构(如图6)。

请参阅图6，其展示了本实用新型第一实施方式提供的散料异物检测机构的结构。该散料异物检测机构包括上述进料自动调节装置与剔除装置。振动器1、传输带2、料斗3、第一传感器4、射源5、第二传感器6的作用与上述的各自介绍相同，在此不再一一叙述。该剔除装置安装在该传输带2的一端用于剔除该物料8中的异物，在本实施方式中，该处理器用于根据该第二传感器6采集到的射线特性驱动该剔除装置动作。

在本实施方式中，剔除装置包括喷阀71。喷阀71包括并排设置的多个喷嘴，每个喷嘴可以单独吹掉待检物料8中的异物，多个喷嘴也可以同时工作。

进料自动调节装置设置在多通道传送带2一端，待检物料8可以通过出料口31均匀布满多通道传送带2上，多通道传送带2的上部设置有射源5，与射源5相对设置的第二传感器6固定在多通道传送带2上，多通道传送带2的另外一端设置有喷阀71，喷阀71的下端设置有接料斗(图未示)。

待检物料8进入上述进料自动调节装置，穿过到出料口31均匀布满多通道传送带2上，传送带2以一定的速度通过射源5下方，射源5发出射线，此时与射源5相对设置的第二传感器6采集到穿过待检物料8的射线，通过主机将该射线转变成可视图像，主机发出控制信号，当异物随着多通道传送带2运动到喷阀71的下方，打开喷阀71，将异物从待检测物料中吹入接料斗中，从而剔除了异物。4

进一步地，为了提高剔除精度，可以将吹入接料斗中的物料，重新加入料斗3中，再进行一次异物剔除，如此反复操作，直到达到剔除精度的要求。

在另一种优选的实施方式中，请参见图7，图7为本实用新型第二实施方式提供的散料异物检测机构的结构示意图，上述进料自动调节装置设置在多通道传送带2一端，待检物料8可以通过出料口31均匀布满多通道传送带2上，多通道传送带2的上部设置有射源5，与射源5相对设置的第二传感器6固定在多通道传送带2上。两个实施方式的区别在于：剔除装置设置不同，第二实施方式的剔除装置包括翻版73，翻板73均匀设置在多通道传送带2上。

待检物料8进入上述进料自动调节装置，穿过到出料口31均匀布满多通道传送带2上，传送带2以一定的速度通过射源5下方，射源5发出射线，此时与射源5相对设置的第二传感器6采集到穿过待检物料8的射线，通过主机将该射线转变成可视图像，主机发出控制信号，当异物随着多通道传送带2运动到翻板73处，控制翻板73进行翻转，异物落入接料斗中，从而剔除了异物，良好的物料8以离开皮带时的一定初速度落入另外一个接料斗中。

如图7所示的至少一块翻板73，并排设置在传送带2的一端，翻板73的总宽度大于等于传送带2的宽度，每个翻板73一端紧挨着传送带2。剔除物料8的时候，控制紧挨着传送带2一端的翻板73远离传送带2，使得异物从翻板73与传送带2之间的间隙落入接料斗中。

翻板73的宽度/数量影响异物剔除的精度，也就是说翻板73宽度越大，剔除待检测物料8时候带出良好物料8就越多。

进一步地，为了提高剔除精度，可以将翻转到接料斗中的物料8，重新加入料斗3中，再进行一次异物剔除，如此反复操作，直到达到剔除精度的要求。

值得注意的是，图6，图7只是一个示例，其所谓射源可以是任何形式的投射性较好的光源，不限于X光源，也并不一定是点光源，还可以是线性光源，形成的光束未必是图中的扇形的，可以是平面矩形的。

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

Claims (10)

1.一种进料自动调节装置，其用于自动调节散料异物检测机构的进料，该进料自动调节装置包括振动器和传输带，通过该振动器的振动使物料均匀铺在该传输带上；其特征在于：该进料自动调节装置还包括料斗、至少一个第一传感器、射源、第二传感器、处理器；

该料斗用于承载物料，该料斗的出料口位于该传输带上方；

该至少一个第一传感器用于检测该料斗内物料的料位，该至少一个第一传感器安装在该料斗的内侧壁上；

该射源用于发出射线至该传输带上的物料，且射线能达到该传输带的相对两侧上；

该第二传感器用于采集透过该传输带且穿过物料的射线，该第二传感器位于该传输带的下方，且能从该传输带的一侧采集射线；

该处理器电性连接于该振动器、该至少一个第一传感器、该第二传感器。

2.如权利要求1所述的进料自动调节装置，其特征在于，第一传感器的数量为多个，所有第一传感器位于同一水平面上。

3.如权利要求1所述的进料自动调节装置，其特征在于，该进料自动调节装置还包括用于检测该料斗内物料的料位的至少一个第三传感器，该至少一个第三传感器安装在该料斗的内侧壁上且位于该第一传感器的上方，该处理器电性连接于该至少一个第三传感器。

4.如权利要求3所述的进料自动调节装置，其特征在于，第三传感器的数量为多个，所有第三传感器位于同一水平面上。

5.如权利要求1所述的进料自动调节装置，其特征在于，该振动器设置在该料斗下方。

6.如权利要求1所述的进料自动调节装置，其特征在于，该振动器设置在该料斗上。

7.如权利要求1所述的进料自动调节装置，其特征在于，该射源为X射源。

8.一种散料异物检测机构，其包括进料自动调节装置、剔除装置，其特征在于：该进料自动调节装置为权利要求1至7中任意一项所述的进料自动调节装置，该剔除装置安装在该传输带的一端用于剔除该物料中的异物，该处理器电性连接该剔除装置用于驱动该剔除装置动作。

9.如权利要求8所述的散料异物检测机构，其特征在于，该剔除装置为喷阀。

10.如权利要求8所述的散料异物检测机构，其特征在于，该剔除装置为翻板。