专利名称：一种籽棉中透明塑料杂质的检测与剔除设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种籽棉中透明塑料杂质的检测与剔除设备，属于棉花加工机械和光 学检测技术领域。
背景技术：
近年来，在棉花的采摘、收购、加工等环节中混杂异性杂质，特别是混入棉花中的 各种透明塑料异性杂质，如农用地膜、塑料带等。异性杂质不仅影响棉花的品质等级，而且 也给后续加工带来严重问题。由于透明塑料异物的外部特征与棉花纤维极为类似，肉眼极 难辨认，目前所采用的人工分拣效率低，劳动强度大，寻求一种技术可靠，成本低廉，高效率 的透明塑料杂质检测方法具有重要意义。目前检测透明塑料异性杂质的方法主要有以下几种(1)彩色CCD扫描成像法，对与棉花颜色差别极小的透明塑料杂质如地膜、塑料片 等检测效果不理想。(2)X光成像法。此系统价格昂贵，异物分辨率低，在国内推广较为困难。(3)红外热成像法。热成像设备价格昂贵，检测速度较慢，不具有实际推广价值。(4)超声波成像法。成像视场范围小，成像分辨率低下，对细小异物的检测不理想， 难以在工业现场应用。同时，在棉花加工的不同阶段实施杂物检测和剔除也相当重要，如果在皮棉加工 阶段实施，则由于轧花工序的加工，造成杂物纵向断裂，横向分开，数量成倍增加，成为细小 的纤维状杂质，更加难以识别和剔除，因此，合理的实施阶段应该是籽棉加工时期。
发明内容
本发明的目的是为克服已有技术之不足，提出一种籽棉中透明塑料杂质的检测和 剔除设备。本发明具有检测透明塑料杂质效果明显、结构简易、成本低廉的特点。本发明提出的籽棉中透明塑料杂质的检测和剔除设备，包含一个LED面阵光源， 所述光源经过由偏振片或偏振玻璃组成的起偏器产生偏振光，所述起偏器与检偏器间是籽 棉下落通道，籽棉及杂质下落中被所述偏振光照射并透射至所述检偏器，在CXD或相机上 成像，所述CCD或相机与工控机如电脑或其他运算设备相连，所述下落通道下方是由高频 电磁阀控制的组成阵列的喷嘴，所述喷嘴对面的排杂机构收集杂质至籽棉杂质排出箱。所 述面阵光源、起偏器、检偏器、CCD或相机组成光学检测通路。所述喷嘴横向安装为一排，宽 度为所述检测图像宽度。喷嘴气流作用力垂直于所述籽棉下落通道，所述透明塑料杂质及 少量籽棉由喷嘴高压气流吹至所述排杂机构。本发明提出的一种籽棉中透明塑料杂质的检测和剔除设备，其优点是通过LED 光源照射偏振片或偏振玻璃组成的起偏器，获得偏振光，并对被测籽棉进行透射。当被测籽 棉中出现异性杂质时，视频装置采集该异性杂质的偏振光色偏振图像，经过二值化处理后， 图像表现为明显的杂质特征，而无杂质的籽棉图像不显示，图像分割后计算杂质质心坐标，结合质心坐标和籽棉在下落通道中的下落速度得到喷嘴的开启位置和开启时刻。该方法提 高了被测籽棉中透明塑料杂质的识别率。与现有检测技术相比，本发明的检测方法操作简 单，检测成本低，能够将现有方法难以检测到的透明塑料杂质检测出来。高压气流喷嘴采用 高频电磁阀控制，响应快速灵敏，剔除效果好。
图1是实施本发明的结构示意图；图中1、含异纤籽棉排出箱；2、机架；3、杂质剔除机构；4、高频电磁阀及喷嘴、5、 LED光源；6、起偏器；7、检偏器；8、CCD或相机；9、工控机；10、PLC ；11、籽棉下落通道；12、排 杂机构、13、清后籽棉出口。
具体实施例方式下面结合说明书附图对本发明籽棉中透明塑料杂质的检测与剔除设备作进一步 说明。参见图1，该装置包括一个由LED光源5、起偏器6、检偏器7、CXD或相机8、工控 机9组成的光学检测部件，一个由PLC10、由高频电磁阀及喷嘴4、排杂机构12、清后籽棉出 口 13组成的杂质剔除机构3。上述光学检测部件和杂质剔除机构3安装于机架2。LED光源5发出的光经过由偏振片或偏振玻璃组成的起偏器6产生偏振光，起偏器 6与检偏器7间是籽棉下落通道11，籽棉及透明塑料杂质自由下落中被所述偏振光照射，入 射偏振光改变偏振状态透射至检偏器7，引起光的干涉，获得杂质特征最强的偏振图像，成 像于CXD或相机8，该CXD或相机8由PLClO根据一定频率触发开启，拍摄籽棉及杂质下落 中的每帧图像。CXD或相机8与工控机9如电脑或其他运算设备相连，在工控机9上对上 述图像二值化处理，再运用形态学方法将上述图像分割，在该二值化图像中，每一单个透明 塑料杂质是一簇像素联合体，上述像素联合体在8连通范围内相互连接。利用像素边缘搜 索确定杂质所在面积区域。计算籽棉和杂质联合体内透明杂质横纵坐标的平均值，作为杂 质的质心坐标。结合上述杂质质心坐标和籽棉的下落速度，工控机9获得上述杂质如薄膜 等运动中的动态位置坐标，将该坐标信息发送给与工控机9相连接的PLC10，籽棉下落通道 11下方是组成阵列的高频电磁阀控制的喷嘴4，一排喷嘴4横向安装于剔除机构3，宽度为 上述检测图像宽度。喷嘴4中高压气流作用力垂直于籽棉下落通道11，透明塑料杂质及少 量棉花由喷嘴4中的高压气流吹出至对面的排杂机构12并被含异纤籽棉杂质排出箱1收 集。无杂质籽棉则无需处理，由籽棉下落通道11落入清后籽棉出口 13。以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进 行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方 案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
权利要求
1.一种籽棉中透明塑料杂质的检测与剔除设备，其特征在于该装置包括一个LED光 源(5)，所述光源(5)经过由偏振片或偏振玻璃组成的起偏器(6)产生偏振光，所述起偏器 (6)与检偏器(7)间是籽棉下落通道(11)，籽棉及杂质下落中被所述偏振光照射并透射至 所述检偏器(11)，在CCD或相机(8)上成像，所述CCD或相机(8)与工控机(9)如电脑或其 他运算设备相连，所述籽棉下落通道(11)下方是杂质剔除机构(3)。
2.根据权利要求1所述的籽棉中透明塑料杂质的检测与剔除设备，其特征在于所述 LED光源(5)、起偏器(6)、检偏器(7)、CXD或相机(8)组成光学检测通路。
3.根据权利要求1所述的籽棉中透明塑料杂质的检测与剔除设备，其特征在于所述 杂质剔除机构(3)中包括有高频电磁阀控制的组成阵列的喷嘴(4)和喷嘴(4)对面的排杂 机构(12)、清后籽棉出口(13)。
4.根据权利要求1和2所述的籽棉中透明塑料杂质的检测与剔除设备，其特征在于 所述高频电磁阀及喷嘴(4)横向安装为一排，宽度为所述检测图像宽度。
5.根据权利要求1和2所述的籽棉中透明塑料杂质的检测与剔除设备，其特征在于 所述喷嘴(4)气流作用力垂直于所述籽棉下落通道(11)，所述透明塑料杂质及少量棉花由 高频电磁阀控制的喷嘴(4)高压气流吹至所述排杂机构(12)。
全文摘要
本发明涉及一种籽棉中透明塑料杂质特别是塑料地膜等的检测与剔除设备。属于棉花加工机械和光学检测技术领域。本设备由光学检测部件和杂质剔除机构组成，LED光源、起偏器、检偏器、CCD或相机组成光学检测通路。起偏器与检偏器间是籽棉下落通道，籽棉及杂质下落中被偏振光照射并透射至检偏器，在CCD或相机上成像，CCD或相机与工控机相连；下落通道下方是由高频电磁阀控制的组成阵列的喷嘴，喷嘴横向安装为一排，宽度为所检测图像宽度。喷嘴气流作用力垂直于所述籽棉下落通道，透明塑料杂质及少量籽棉由喷嘴高压气流吹至排杂机构并被异纤杂质排出箱收集。本发明的设备操作简单，检测成本低，响应快速灵敏，剔除效果好。
文档编号G01N21/88GK102004106SQ201010221169
公开日2011年4月6日 申请日期2010年6月25日 优先权日2010年6月25日
发明者刘培彦, 季宏斌, 陈涛 申请人:南通棉花机械有限公司