一种可见光与红外物料复合分选设备的制作方法

一种可见光与红外物料复合分选设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种可见光与红外物料复合分选设备，包括可见光照明系统和可见光成像系统，可见光照明系统包括可见光光源，可见光成像系统包括灰度相机或彩色RGB相机，还包括红外照明系统和红外成像系统；红外照明系统包括红外光源；红外成像系统包括红外相机；红外光源在可见光光源的一侧，红外相机设置在可见光相机的一侧,红外相机的镜头前装有红外滤光片。其中，红外光源为红外LED灯或卤素灯。本实用新型将可见光光源和红外光源同时作为照明光源使用，这样既可以剔除那些异色的物料，也可以剔除那些在可见光下颜色相同或相似，但因材质不同而红外光谱不同的物料，分选功能得到了很大的加强，扩大了物料的分选范围。
【专利说明】一种可见光与红外物料复合分选设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及物料分选设备，尤其涉及一种可见光与红外物料复合分选设备。【背景技术】
[0002]物料分选设备的分选方案有很多种，比如有风力分选,静电分选,光电分选等。其中，光电物料分选设备的工作原理是:根据物料光学特性的差异，探测器感应到的信号就会出现变化，分析处理探测器的信号后，驱动执行机构，把不符合要求的物料吹出，达到物料分选的效果。
[0003]传统的光电物料分选设备采用可见光光源和探测器，获取待选物料在可见光波段的光谱信息，实现了大量物料的分选，例如农产品、海产品、塑料和矿石等。但是在很多情况下，许多材质不同的待分选物体具有相同或相近的可见光光谱特性，也就是具有相同或相似的颜色和亮度，使得传统的光电物料分选设备难以进行分选。
[0004]但在近红外光的照射下，这些颜色相同或类似，材质不同的物料常常会具有复杂的近红外光谱结构，因此近红外探测器的信号大多会出现较大的差异。然后根据这些差异，驱动执行机构把不同材质的物料分开。因此，用近红外线作为光源的物料分选设备对于此类物料体现了以往物料分选设备所没有的强大的分选能力。可以广泛应用到农副产品和工业品等生产领域，但是不能有效的剔除异色物料。

【发明内容】

[0005]本实用新型要解决的技术问题是提供一种同时能够以可见光和/或红外光识别物料的复合物料分选设备，作为现有光电物料分选设备的有益补充，能够有效识别颜色相近但红外光谱差异较大的物料。
[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种可见光与红外物料复合分选设备，包括可见光照明系统和可见光成像系统，可见光照明系统包括可见光光源，可见光成像系统包括灰度相机或彩色RGB相机，还包括红外照明系统和红外成像系统；红外照明系统包括红外光源；红外成像系统包括红外相机；红外光源在可见光光源的一侧，红外相机设置在可见光相机的一侧，红外相机的镜头前装有红外滤光片。
[0007]作为优选，红外光源为红外LED灯。
[0008]作为优选，红外光源为卤素灯。
[0009]本实用新型的有益效果是:
[0010]将可见光光源和红外光源同时作为照明光源使用，这样既可以剔除那些异色的物料，也可以剔除那些在可见光下颜色相同或相似，但因材质不同而红外光谱不同的物料，分选功能得到了很大的加强，扩大了物料的分选范围。
【专利附图】

【附图说明】
[0011]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。[0012]图1是本实用新型可见光与红外物料复合分选设备实施例的结构示意图。
[0013]图中，1-振动给料器，2-料槽，3-红外光源，4-可见光光源，5-可见光相机，6-红外相机，7-喷嘴，8-副品分料室，9-正品分料室。
【具体实施方式】
[0014]图1 一种可见近红外复合分选设备，其照明系统同时装有可见光光源4和红外光源3，相应地，其成像系统同时装有可见光相机5和红外相机6。
[0015]红外光源3为红外LED灯。另外,红外光源还可以使用卤素灯。
[0016]由于本实施例是以可见光系统为主，因此安装了 4个可见光光源，并且因空间有限，只能安装2个红外LED灯作为红外光源，红外LED灯安装在可见光源的侧上方。
[0017]可见光相机5为灰度相机，也可以使用彩色RGB相机。
[0018]为了与可见光相机看到的位置相同，将红外相机6安装在可见光相机5的一侧。
[0019]由于红外LED的红外光谱宽度常常只具有几十纳米，因此能量比较集中，适合处理两种物料在某个狭窄的红外光谱范围内具有明显差异的情况，例如，某两种石子在1400nm左右的反射率差别比其他波段要明显大很多，因此，如果选用1400nm波段左右的红外LED，则可以较好的分开这两种物质。由于这种模式下，光源能量能得到充分的利用，因此带来了能耗低，热量小等优势，此外，还具有LED特有的寿命长，亮度可调，亮度稳定等等优势。但是这种模式也受到了限制，主要是LED产品的波长并不是在整个红外波段都有，现有的产品主要集中在一些分离的波段上。这就导致了许多物料的分选无法找到与之匹配的光源。因此，我们同时设计了采用卤素灯的模式。
[0020]卤素灯由于其光谱可以轻松覆盖红外很宽的范围，因此，只要物料的红外特征峰落入该范围内，则卤素灯就是有效的照明光源，为了提高信噪比，降低特征峰外光能量的影响，这时，红外相机的镜头前装有红外滤光片，只让需要的有效光(对应光谱的特征峰)透过，避免了其他光对信号的干扰；滤光片的安装是用了拆卸方便的卡圈，可以更换不同种类的滤光片；红外相机使用InGaAs、PbS等探测器。采用卤素灯的不足之处在于光的能量分布广，有用的常常只有十分之一甚至更少，为了获得足够强的信号，需要较高的功率，导致发热量高，效率低等问题。
[0021]根据不同的光源和相机的选择，本实施例可以有以下四种构建模式:
[0022](I)可见光LED、灰度相机和红外LED光源、红外相机的搭配；
[0023](2)可见光LED、彩色RGB相机和红外LED光源、红外相机的搭配；
[0024](3)可见光LED、灰度相机和卤素灯、红外相机的搭配；
[0025](4)可见光LED、彩色RGB相机和卤素灯、红外相机的搭配。
[0026]在上述模式中，对于只须通过不同灰度就可分选的物料，可以选择模式(I)或
(3),这样有利于降低建造成本。
[0027]工作过程:
[0028]物料在振动给料器I的作用下，沿着料槽2往下滑落，到了分选箱中。照明系统和成像系统开始工作，可见光光源4 一般用可见光LED，红外光源3有卤素灯或红外LED两种可选，可见光光源4和红外光源3同时发光。光照射在物料上经过反射或透射分别进入红外相机6和可见光相机5中。在红外相机前面加有红外滤光片，只让有效的光透过，滤除其他光信号的干扰。可见光相机和红外相机采集到图像以后，信号和数据处理系统开始工作，根据物料的光学性能的差异，图像信息也有相应的差别，系统判断信息是否符合预设分选条件，如果是，则输出执行信号。到了分料口的位置，异物剔除执行系统(电磁阀和喷嘴7)开始工作，良品落入正品分料室9中，次品由电磁阀驱动嗔嘴7,被吹到副品分料室8中，从而实现物料分选。整个分选系统通过人机交互界面由操作人员通过触摸屏进行操作实现。
[0029]以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。
【权利要求】
1.一种可见光与红外物料复合分选设备，包括可见光照明系统和可见光成像系统，所述可见光照明系统包括可见光光源，可见光成像系统包括灰度相机或彩色RGB相机，其特征在于:还包括红外照明系统和红外成像系统；所述红外照明系统包括红外光源；所述红外成像系统包括红外相机；所述红外光源在可见光光源的一侧，所述红外相机设置在可见光相机的一侧，红外相机的镜头前装有红外滤光片。
2.根据权利要求1所述的可见光与红外物料复合分选设备，其特征在于:所述红外光源为红外LED灯。
3.根据权利要求1所述的可见光与红外物料复合分选设备，其特征在于:所述红外光源为卤素灯。
【文档编号】B07C5/342GK203470363SQ201320501727
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年8月16日 优先权日:2013年8月16日
【发明者】唐麟, 朱守明, 关亮, 董中飞 申请人:合肥泰禾光电科技股份有限公司