TWI414779B - 石英粉原料所含有色雜質的檢測裝置以及檢測方法 - Google Patents

Description

石英粉原料所含有色雜質的檢測裝置以及檢測方法

本發明是有關於一種石英粉原料所含有色雜質的檢測裝置以及檢測方法，尤其即便具備多邊形外表面而存在使光有漫反射傾向的白色石英粉原料中，含有例如鐵類廢棄物、有機物類廢棄物、碳類廢棄物之類的淺色有色雜質的情況下，也可以高精度檢測出且去除有色雜質。

作為去除粉末中所含雜質的常規方法，例如專利文獻1所記載，列舉有如下方法，在檢查部中，使來自由透光材料構成的輸送機下方的透射光和來自輸送機上方的反射光同時對輸送機上所存在的粉末進行照射，並通過配置在輸送機上方的線陣CCD(charge coupled device，電荷耦合元件)攝影機來檢測雜質。

【專利文獻1】日本專利特開2000-84496號公報

作為用以探測白色粉末中所含有色雜質的常規檢測單元，例如以下方法較為有效，即，利用微分干涉顯微鏡來對輸送機所運送的粉末的黑白圖像進行攝像，並應用空間濾光片，對經所述攝像的黑白圖像，增強了亮度可變化的部分，再通過對經所述增強的部分進行二值化處理，來檢測白色粉末中所含的有色雜質。

然而，相關的方法在相對白色粉末而言有色雜質的色彩的灰度差大時，能夠有效檢測有色雜質，但當有色雜質的顏色為淺黃色之類的淺色時，則存在無法充分檢測白色粉末中所含有色雜質的問題。

作為用以使色彩灰度清晰化的檢測單元，以下方法較為有效，例如在檢查部中，自輸送機上方使光對輸送機上所存在的粉末進行照射，並利用配置在輸送機上方的線陣CCD攝影機進行攝像，再處理成彩色圖像來檢測有色雜質。

此有色雜質檢測單元，因以彩色圖像探測有色雜質，故從原理上看，即便有色雜質的顏色為淺黃色之類的淺色時，也將因有色雜質的灰度變得清晰，而可以對如同粉末狀或顆粒狀藥劑那樣不具有多邊形外表面的白色粉末，進行高精度檢測。

然而，在白色粉末為石英粉的情況下，則存在如下問題：由於石英粉具有多邊形的玻璃狀外表面而存在照射光會被石英粉的外表面漫反射的傾向，所以如果在檢查部中使光從輸送機上方照射到輸送機上所存在的粉末，並利用配置在輸送機上方的線陣CCD攝影機進行攝像，那麼，會因所述漫反射的影響，而使石英粉的一部分呈現黑色等，無法獲得灰度正確的彩色圖像，從而無法高精度檢測尤其石英粉中所含的如鐵類廢棄物、有機物類廢棄物、碳類廢棄物之類的淺色有色雜質。

本發明的目的在於提供一種通過防止照射光的漫反射以獲得灰度正確的彩色圖像，而即便在石英粉中含有有色雜質，尤其含有鐵類廢棄物、有機物類廢棄物、碳類廢棄物之類的淺色有色雜質的情況下，也可以進行高精度檢測的石英粉原料所含有色雜質的檢測裝置以及檢測方法。

為了實現所述目的，本發明的概要構成如下所述。

(1)一種石英粉原料所含有色雜質的檢測裝置，其特徵在於：具備原料供給單元，用於以恒定量為單位連續供給具有多邊形外表面的白色石英粉原料；傳送帶運送單元，運送由所述原料供給單元連續供給的所述石英粉原料；第1發光單元，位於所述傳送帶運送單元的上方，且發出規定波長的光；光擴散照射單元，位於所述第1發光單元的下方且在所述傳送帶運送單元的上方，使所述第1發光單元發出的光在轉換為散射光後，對由傳送帶運送單元運送的所述石英粉原料進行照射；及彩色攝像單元，位於所述傳送帶運送單元的上方，對所述石英粉原料的彩色圖像進行連續攝像；且，通過使來自所述光擴散照射單元的散射光對所述石英粉原料進行照射，而使由所述彩色攝像單元攝像的彩色圖像的色彩差別清晰化，由此來對所述石英粉原料所含有色雜質進行檢測。

(2)根據所述(1)記載的石英粉原料所含有色雜質的檢測裝置，其特徵在於：所述光擴散照射單元具有下表面形成凹凸而成的透明塑料板。

(3)根據所述(1)或(2)記載的石英粉原料所含有色雜質的檢測裝置，其特徵在於：所述發光單元發出的光是波長為20~800 nm範圍。

(4)根據所述(1)、(2)或(3)記載的石英粉原料所含有色雜質的檢測裝置，其特徵在於：所述傳送帶運送單元由透光材料所構成。

(5)根據所述(4)記載的石英粉原料所含有色雜質的檢測裝置，其特徵在於：所述檢測裝置進而具備第2發光單元，其從所述傳送帶運送單元的下方側對由所述傳送帶運送單元運送的所述石英粉原料照射光。

(6)根據所述(1)至(5)中任一項記載的石英粉原料所含有色雜質的檢測裝置，其特徵在於：所述檢測裝置通過進而具備如下單元來提高有色雜質的檢測精度，所述單元是利用微分干涉顯微鏡，對所述傳送帶運送單元運送的所述石英粉原料的黑白圖像進行攝像，並應用空間濾光片，對經所述攝像的黑白圖像，增強了亮度可變化的部分，再通過對經所述增強的部分進行二值化處理，來檢測所述石英粉原料中所含的有色雜質。

(7)根據所述(1)至(6)中任一項記載的石英粉原料所含有色雜質的檢測裝置，其特徵在於：所述石英粉原料中的石英粉的平均粒徑為20~1000 μm。

(8)根據所述(1)至(7)中任一項記載的石英粉原料所含有色雜質的檢測裝置，其特徵在於：所述石英粉原料中的有色雜質為鐵類廢棄物、有機物類廢棄物、碳類廢 棄物之類的淺色有色雜質。

(9)根據所述(1)至(8)中任一項記載的石英粉原料所含有色雜質的檢測裝置，其特徵在於：所述石英粉原料中的有色雜質的平均粒徑為20~1000 μm。

(10)一種石英粉原料所含有色雜質的檢測方法，其特徵在於：運送具有多邊形外表面的白色石英粉原料，並從所運送的所述石英粉原料的至少上方，使規定波長的光在轉換為散射光後，對所運送的所述石英粉原料進行照射，並對灰度經清晰化處理的所述石英粉原料的彩色圖像進行連續攝像，由此，檢測所述石英粉原料所含有色雜質。

根據本發明，即便石英粉中含有有色雜質，尤其含有鐵類廢棄物、有機物類廢棄物、碳類廢棄物之類的淺色有色雜質時，也可以進行高精度檢測。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

其次，以下一面參照圖式，一面對本發明實施形態進行說明。

圖1是依據本發明的石英粉原料所含有色雜質的檢測裝置的概略側視圖，圖2是由圖1的圓形虛線所包圍的檢測裝置的局部放大圖，圖3是用以說明構成檢測裝置的傳送帶運送單元、第1發光單元及光擴散照射單元的位置關 係的圖，接著，圖4是表示光擴散照射單元的具體截面形狀的一個示例圖。

圖1所示的檢測裝置1主要由原料供給單元2、傳送帶運送單元3、第1發光單元4、光擴散照射單元5以及彩色攝像單元6構成。

原料供給單元2位於原料供給區域I內，且配設目的在於以恒定量為單位而連續供給白色石英粉原料，此原料供給單元2在圖1中具備原料供給料斗(hopper)7，暫時儲存所投入的石英粉原料，並且使規定量的石英粉滑落；粉末供給託盤(tray)8，接住從所述原料供給料斗7中滑落的石英粉；以及振動供料器(feeder)9，為將所述粉末供給託盤8內的石英粉，以恒定量為單位連續供給到傳送帶運送單元3中而使粉末供給託盤8振動。

傳送帶運送單元3具有沿水平方向連續延伸的結構，以從檢測裝置1中原料供給單元2所在的原料供給區域I，經由用以對石英粉原料中所含有色雜質進行檢測的雜質檢測區域II和去除有色雜質的雜質去除區域III，在將有色雜質去除後而剩餘的石英粉回收的整個原料回收區域IV內運送石英粉原料，圖1中表示由環形輸送機傳送帶10構成的情形，但並不限於此種結構，可採用各種形態。

所述輸送機傳送帶10的表面顏色，就所述輸送機傳送帶10上運送的石英粉原料為白色來看，為了在利用彩色圖像來檢測時清晰地判別有色雜質，而優選白色。而且，優選的是所述檢測裝置1進而具備第2發光單元18，所述第 2發光單元18從所述輸送機傳送帶10的下方側對輸送機傳送帶10所運送的所述石英粉原料照射光。另外，此種情況下，輸送機傳送帶10必須由透明材料構成。

第1發光單元4位於雜質檢測區域II內且在所述傳送帶運送單元3(更嚴謹的說是輸送機傳送帶10)的上方，且為發出規定波長的光而配置。作為第1發光單元4，具體來說可列舉鹵素燈、金屬鹵化物燈、水銀燈，LED(Light Emitting Diode，發光二極管)燈等。由所述發光單元發出的光更優選為波長20~800 nm範圍。

光擴散照射單元5在雜質檢測區域II內位在所述第1發光單元4的下方且在所述傳送帶運送單元3(更嚴謹的說是輸送機傳送帶10)的上方，如圖3所示，光擴散照射單元5的配置目的在於使所述第1發光單元4所發出的光轉換為散射光後，對由傳送帶運送單元運送的所述石英粉原料Q進行照射。作為光擴散照射單元5，具體來說具有將所述第1發光單元4發出的光轉換為散射光的構造即可，並無特別限定，但例如圖4所示，優選由下表面形成有凹凸部11的透明塑料板12構成。而且，凹凸部11既可由和透明塑料板12相同的材料一體形成，或者也可以通過將形成有凹凸部11的透明擴散膠帶貼附在透明塑料板12的下表面而形成。

而且，就光擴散照射單元5的配設個數或配置來說，優選配置在各照明的正下方。

彩色攝像單元6位於雜質檢測區域II內且在所述傳送帶運送單元(更嚴謹的說是輸送機傳送帶10)的上方，用來對所述石英粉原料Q的彩色圖像進行連續攝像。作為彩色攝像單元6，具體來說可以由對輸送機傳送帶10上所運送的石英粉Q進行攝像的CCD攝影機13、將攝像後的圖像處理成彩色圖像的控制裝置14、將經控制裝置14處理的彩色圖像顯示出來的監控器(未圖示)構成。

本發明的檢測裝置1將所述結構作為必要結構，但進而也可以如圖1所示，設置雜質去除區域III和原料回收區域IV。

例如，由構成彩色攝像單元6的控制裝置14來檢測有色雜質時，如圖1所示，雜質去除區域III內為抽吸去除位於輸送機傳送帶10上的有色雜質，而可設置由來自控制裝置14的指令進行驅動且具有規定的狹縫(slit)的雜質去除用抽吸滾筒15、16，而且，可使雜質去除後的石英粉從輸送機傳送帶10上滑落，回收到位於原料回收區域IV內的容器17中。

如上所述，本發明的檢測裝置1可通過使來自所述光擴散照射單元5的散射光照射所述石英粉原料Q，而將由所述彩色攝像單元所攝像的彩色圖像的灰度清晰化，從而高精度檢測所述石英粉原料Q中所含的有色雜質。

接著，在利用所述檢測裝置1檢測出且去除有色雜質之後，可利用回收的石英粉製成高品質的石英坩鍋。

一般而言，如果石英粉原料Q中的石英粉和有色雜質的粒徑為不同尺寸，則易於識別兩者，但本發明的檢測裝置1即使在粒徑為同等程度的情況下，也可以高精度檢測有色雜質。尤其，本發明的檢測裝置1可在有色雜質為鐵類廢棄物、有機物類廢棄物、碳類廢棄物之類的淺黃色有色雜質時，進行高精度檢測。

另外，優選石英粉原料Q中的石英粉和有色雜質的平均粒徑均為20～1000μm的範圍。其原因在於，如果所述平均粒徑未滿20μm，那麼，存在因檢測裝置的分辨率而無法高精度檢測的傾向，而且，如果所述平均粒徑大於1000μm，那麼利用常規的檢測裝置也能夠以充分的精度進行檢測，所以，無法通過使用本發明的檢測裝置發揮顯著效果。

而且，所述檢測裝置1也可以進而具備如下單元，此單元是利用微分干涉顯微鏡來對由所述傳送帶運送單元運送的所述石英粉原料的黑白圖像進行攝像，並應用空間濾光片，對所述攝像後的黑白圖像增強了亮度可變化的部分，再對增強後的部分進行二值化處理，由此來檢測所述石英粉原料所含有色雜質。所述檢測單元可使用由構成彩色攝像單元6的CCD攝影機所拍攝的圖像，以進行如上所述的黑白圖像處理。

接著，以下對依據本發明的石英粉原料所含有色雜質的檢測方法進行說明。

本發明的檢測方法是運送由原料供給單元2以恒定量為單位而連續供給的石英粉原料，並從所運送的所述石英粉原料Q的至少上方，將規定波長的光轉換為散射光後，對所運送的所述石英粉原料進行照射，再對灰度已清晰化的所述石英粉原料的彩色圖像進行連續攝像，由此來檢測石英粉原料所含有色雜質。

如上所述的內容僅為本發明實施形態的一個例示，可在申請專利範圍內追加各種更改。

[實施例]

其次，採用本發明的檢測裝置，對石英粉原料中所含有色雜質進行檢測，並評估所述檢測的檢測精度。

實施例是採用圖1所示的檢測裝置，對石英粉原料(平均粒徑：240μm)中所含有色雜質進行檢測，且將檢測出來的有色雜質去除，再回收去除後的石英粉。

為了進行比較，而採用除了未設置光擴散照射單元以外其它結構均和圖1相同的檢測裝置(比較例)，並進行和實施例相同的處理。

其結果，和比較例相比，實施例中石英粉陰影所造成的誤探測較少，有色雜質的檢測精度優異。

【產業上的可利用性】

根據本發明，即便石英粉中含有有色雜質，尤其含有鐵類廢棄物、有機物類廢棄物、碳類廢棄物之類的淺色有色雜質，也可以進行高精度檢測。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1．．．檢測裝置

2．．．原料供給單元

3．．．傳送帶運送單元

4．．．第1發光單元

5．．．光擴散照射單元

6．．．彩色攝像單元

7．．．原料供給料斗

8．．．粉末供給託盤

9．．．振動供料器

10．．．輸送機傳送帶

11．．．凹凸部

12．．．透明塑料板

13．．．CCD攝影機

14．．．控制裝置

15、16‧‧‧雜質去除用抽吸滾筒

17‧‧‧容器

18‧‧‧第2發光單元

圖1是依據本發明的石英粉原料所含有色雜質的檢測裝置的概略側視圖。

圖2是由圖1的圓形虛線所包圍的檢測裝置的局部放大圖。

圖3是用以對構成檢測裝置的傳送帶運送單元、第1發光單元及光擴散照射單元的配設狀態進行說明的圖。

圖4是表示光擴散照射單元的具體截面形狀的一個示例圖。

1．．．檢測裝置

2．．．原料供給單元

3．．．傳送帶運送單元

4．．．第1發光單元

5．．．光擴散照射單元

6．．．彩色攝像單元

7．．．原料供給料斗

8．．．粉末供給託盤

9．．．振動供料器

10．．．輸送機傳送帶

13．．．CCD攝影機

14．．．控制裝置

15、16．．．雜質去除用抽吸滾筒

17．．．容器

18．．．第2發光單元

Claims (10)

1. 一種石英粉原料所含有色雜質的檢測裝置，其特徵在於：具備原料供給單元，用於以恒定量為單位連續供給具有多邊形外表面的白色石英粉原料；傳送帶運送單元，運送由所述原料供給單元連續供給的所述石英粉原料；第1發光單元，位於所述傳送帶運送單元的上方，且發出規定波長的光；光擴散照射單元，位於所述第1發光單元的下方且在所述傳送帶運送單元的上方，使所述第1發光單元發出的光在轉換為散射光後，對由傳送帶運送單元所運送的所述石英粉原料進行照射；及彩色攝像單元，位於所述傳送帶運送單元的上方，對所述石英粉原料的彩色圖像進行連續攝像；且，通過利用來自所述光擴散照射單元的散射光對所述石英粉原料進行照射，而使由所述彩色攝像單元攝像的彩色圖像的色彩差別清晰化，由此來對所述石英粉原料所含有色雜質進行檢測。
2. 如申請專利範圍第1項所述的石英粉原料所含有色雜質的檢測裝置，其中所述光擴散照射單元具有下表面形成凹凸而成的透明塑料板。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述的石英粉原料所含有色雜質的檢測裝置，其中所述發光單元發出的光是波長 為20~800 nm範圍。
4. 如申請專利範圍第1項所述的石英粉原料所含有色雜質的檢測裝置，其中所述傳送帶運送單元由透光材料所構成。
5. 如申請專利範圍第4項所述的石英粉原料所含有色雜質的檢測裝置，其中所述檢測裝置進而具備第2發光單元，其從所述傳送帶運送單元的下方側對由所述傳送帶運送單元運送的所述石英粉原料照射光。
6. 如申請專利範圍第1或2項所述的石英粉原料所含有色雜質的檢測裝置，其中所述檢測裝置通過進而具備如下單元來提高有色雜質的檢測精度，所述單元利用微分干涉顯微鏡，對所述傳送帶運送單元所運送的所述石英粉原料的黑白圖像進行攝像，並應用空間濾光片，對經所述攝像的黑白圖像，增強了亮度可變化的部分，再通過對經所述增強的部分進行二值化處理，來檢測所述石英粉原料中所含的有色雜質。
7. 如申請專利範圍第1項所述的石英粉原料所含有色雜質的檢測裝置，其中所述石英粉原料中的石英粉的平均粒徑為20~1000 μm。
8. 如申請專利範圍第1項所述的石英粉原料所含有色雜質的檢測裝置，其中所述石英粉原料中的有色雜質為鐵類廢棄物、有機物類廢棄物、碳類廢棄物之類的淺色有色雜質。
9. 如申請專利範圍第1或8項所述的石英粉原料所含 有色雜質的檢測裝置，其中所述石英粉原料中的有色雜質的平均粒徑為20~1000 μm。
10. 一種石英粉原料所含有色雜質的檢測方法，其特徵在於：運送具有多邊形外表面的白色石英粉原料，並從所運送的所述石英粉原料的至少上方，使規定波長的光在轉換為散射光後，對所運送的所述石英粉原料進行照射，並對灰度經清晰化處理的所述石英粉原料的彩色圖像進行連續攝像，由此，檢測所述石英粉原料所含有色雜質。