CN208600218U - 色选机的聚光装置和使用该聚光装置的色选机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光电分选技术领域，具体涉及一种色选机的聚光装置和使用该聚光装置的色选机；包括设置于支架上的光源发生器和线性菲涅尔透镜，光源发生器发出的光线经线性菲涅尔透镜准直后以近平行光束射出。本实用新型还提供了一种使用所述聚光装置的色选机。本实用新型的优点在于：提供的聚光装置结构简单，安装方便，聚光和匀光效果好，适用于色选机的工业应用。

Description

色选机的聚光装置和使用该聚光装置的色选机

技术领域

本实用新型涉及光电分选技术领域，具体涉及一种色选机的聚光装置和使用该聚光装置的色选机。

背景技术

色选机是一种根据待分选物料的光学特性的差异，利用光电技术将待分选物料的异色颗粒分拣出来的设备。光源是色选机的重要组成部分，通过提供足量的光照和合适的光谱成分使色选机完成分选的工作。

现有技术中，色选机主要以LED为光源，其光照强度和光线均匀性较低，当待分选物料距离光源较远时，可能由于光照强度不足而影响分选效果，因此需要对光源进行聚光。目前，有关色选机光源的聚光方案有如下两种：其一是采用LED加柱透镜聚光；其二是采用LED加聚透镜和匀光板。采用前者进行长距离聚光时，柱透镜生产工艺复杂，且光线的均匀性难以得到保证，采用后者时虽然可以提升聚光均匀性，但是会损失光能，且装置安装困难。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于现有色选机光源的光照强度和均匀性低，安装困难。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种色选机的聚光装置，包括设置于支架上的光源发生器和线性菲涅尔透镜，光源发生器发出的光线经线性菲涅尔透镜准直后以近平行光束射出。

进一步的，所述支架包括紧邻布置的底座和夹持单元，底座的板面上放置所述光源发生器，夹持单元上放置所述线性菲涅尔透镜，光源发生器发出的光线指向线性菲涅尔透镜的镜面。事实上，线性菲涅尔透镜的镜片包括一面光面和一面划痕面，经申请人的实验研究发现，线性菲涅尔透镜的安装方向对光源性能无影响，但为了减少外表面长期暴露带来的损害，本申请优选采用划痕面与光源邻近的布置方式。

进一步的，所述底座为整体呈Π形槽状的板体，所述光源发生器放置在所述底座的上板面上。

进一步的，所述夹持单元包括呈弯弧或弯折状的第一折板和第二折板，第二折板的底部与底座固连，第一折板和第二折板的立板相互贴靠且横板间隔布置构成条形窄缝，所述线性菲涅尔透镜的两端容置在对应侧的所述条形窄缝中。

进一步的，所述第一折板和第二折板的立板之间通过螺栓连接。

进一步的，所述夹持单元在所述线性菲涅尔透镜的两端对称布置，线性菲涅尔透镜的边缘分别容置于对应侧的条形窄缝内与夹持单元构成卡接式可拆卸配合。

进一步的，所述线性菲涅尔透镜的材质为聚甲基丙烯酸甲酯。聚甲基丙烯酸甲酯具有光透射率高，耐高温等优异性能，能提高聚光装置的使用寿命和使用性能。

具体而言，所述光源发生器的光源为LED，同时LED的半角值优选为80°，以便能更好更快的完成聚光，保证光强。

进一步为了增强光源的聚光能力和光强，申请人经设计和仿真实验，将所述线性菲涅尔透镜的焦距优选为19-21mm，LED灯板上的LED与线性菲涅尔透镜之间的距离优选为20-22mm。

本实用新型还提供一种使用上述色选机的聚光装置的色选机。

本实用新型的有益效果在于：光源发出的光线经线性菲涅尔透镜准直后以近平行光射出，聚光强度和光斑均匀性高，满足物料距离光源为180-250mm的远距离聚光应用需求。实验结果表明，使述线性菲涅尔透镜对LED聚光后，所得光强相较不加透镜可提升4倍以上，相对普通贴片LED则可提升5倍以上。本实用新型提供的聚光装置结构简单，安装方便，聚光和匀光效果好，适用于色选机的工业应用。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种色选机的聚光装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一种色选机的聚光装置的光斑横向均匀性示意图；

图3为本实用新型实施例一种色选机的聚光装置的光斑纵向均匀性示意图。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本实用新型进行详细的描述。

如图1所示，一种色选机的聚光装置，包括支架(图未标示)、光源发生器10、线性菲涅尔透镜20。

所述支架包括紧邻布置的底座30和夹持单元40，底座30的中间板31与所述光源发生器10螺栓连接，夹持单元40上放置所述线性菲涅尔透镜20，光源发生器10发出的光线指向线性菲涅尔透镜20的镜面。其中，所述底座30为整体呈Π形槽状的板体；夹持单元40包括呈弯弧或弯折状的第一折板42、第二折板43，第一、二折板42、43的横板401间隔布置构成条形窄缝41，第一、二折板42、43的立板402相互贴靠并通过螺栓连接，第二折板43的底部与底座30的侧板32固连；夹持单元40在线性菲涅尔透镜20的两端对称布置，线性菲涅尔透镜20的边缘分别容置于对应侧的条形窄缝41内与夹持单元40构成卡接式可拆卸配合。事实上，有关第一折板42、第二折板43的位置可交换，第一折板42、第二折板43的立板402长度不限。

线性菲涅尔透镜20的材质为聚甲基丙烯酸甲酯。

光源发生器10的光源为LED，LED的半角值为80°。

线性菲涅尔透镜20的焦距为19-21mm，LED与线性菲涅尔透镜20之间的距离为20-22mm。

使用时，可先将光源发生器10安装在底座30的中间板31上，之后将第二折板43的底部与底座30的侧板32固连，再在第二折板43的横板401上放置线性菲涅尔透镜20，然后使用第一折板42压住线性菲涅尔透镜20，最后采用螺栓将第一折板42和第二折板43的立板402固定即可。

对上述实施例公开的聚光装置进行光强和光斑均匀度实验，具体步骤如下：

调节上述聚光装置至工作状态，使用CCD相机采集距离光源200mm处的光线，成像后得到横长为900mm，纵宽为20mm的矩形光斑。采用MATLAB软件分别分析矩形光斑的横向灰度值和纵向灰度值，结果如图2和3所示。

参阅图2，图中自上而下的三条曲线分别表示光在绿、红、蓝3种灰度模式下，横向光斑(定义横向光斑为矩形光斑长度方向上的光斑)在0→900mm(定义横向光斑的两端位置分别为0mm和900mm)位置处的灰度值分布情况。由图2可知，在150-750mm位置范围内，光斑灰度值变化率低于10％，也即是说，光斑的均匀度在90％以上，光斑的横向均匀性良好。同时，在绿、红、蓝3种灰度模式下，横向光斑均具有较高的灰度值。本领域技术人员知道，灰度值越高，代表光强度越高，因此，本申请公开的聚光装置在200mm的工作范围内还具有良好的光强。

由图2可知，150-750mm为横向光斑的有效范围，选取该范围内纵向光强下降10％的8个位置为横坐标，并以该位置距离光斑中心2倍距离(即与光斑中心对称位置的距离)处的位置为纵坐标，得到如图3所示的光斑纵向均匀性示意图。

参阅图3，在红、绿、蓝3种灰度模式下，所取纵向光强下降10％的8个位置处，其与光斑中心对称的位置距离均超过10mm，该实验结果反向表明在10mm范围内，光斑均匀度在90％以上。

事实上，申请人还进行了更多组光强和光斑均匀性实验，实验结果表明，本申请公开的色选机的聚光装置在180-250mm的长距离工作范围内，均能保持良好的光斑均匀性和光强，当工作距离大于250mm时，光斑均匀度能得到良好的保持，但光强会下降。

此外，本申请公开的聚光装置的光照范围不受限制，当需要广范围照明时，可适当的增加支架、光源发生器10、线性菲涅尔透镜20的长度即可。

Claims (10)

1.一种色选机的聚光装置，其特征在于：包括支架以及设置于支架上的光源发生器(10)和线性菲涅尔透镜(20)，光源发生器(10)发出的光线经线性菲涅尔透镜(20)准直后以近平行光束射出。

2.根据权利要求1所述的色选机的聚光装置，其特征在于：所述支架包括紧邻布置的底座(30)和夹持单元(40)，底座(30)的板面上放置所述光源发生器(10)，夹持单元(40)上放置所述线性菲涅尔透镜(20)，光源发生器(10)发出的光线指向线性菲涅尔透镜(20)的镜面。

3.根据权利要求2所述的色选机的聚光装置，其特征在于：所述底座(30)为整体呈Π形槽状的板体，所述光源发生器(10)放置在所述底座(30)的上板面上。

4.根据权利要求2所述的色选机的聚光装置，其特征在于：所述夹持单元(40)包括呈弯弧或弯折状的第一折板(42)和第二折板(43)，第二折板(43)的底部与底座(30)固连，第一折板(42)和第二折板(43)的立板相互贴靠且横板间隔布置构成条形窄缝(41)，所述线性菲涅尔透镜(20)的两端容置在对应侧的所述条形窄缝(41)中。

5.根据权利要求4所述的色选机的聚光装置，其特征在于：所述第一折板(42)和第二折板(43)的立板之间通过螺栓连接。

6.根据权利要求4所述的色选机的聚光装置，其特征在于：所述夹持单元(40)在所述线性菲涅尔透镜(20)的两端对称布置。

7.根据权利要求1所述的色选机的聚光装置，其特征在于：所述线性菲涅尔透镜(20)的材质为聚甲基丙烯酸甲酯。

8.根据权利要求1所述的色选机的聚光装置，其特征在于：所述光源发生器(10)的光源为LED，LED的半角值为80°。

9.根据权利要求7所述的色选机的聚光装置，其特征在于：所述线性菲涅尔透镜(20)的焦距为19-21mm，LED与线性菲涅尔透镜(20)之间的距离为20-22mm。

10.一种色选机，其特征在于：使用如权利要求1-9中任一项所述的色选机的聚光装置。