[發明專利]一種基于激光透射的物料分選方法和裝置

有效

• 申請號: 201210583710.2
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN102989693A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 田明;林茂先;江東;常宏;劉寶瑩;陳原;金鵬;李凱;胡修穩;何吉柱
• 申請（專利權）人: 合肥美亞光電技術股份有限公司
• 主分類號: B07C5/342
• 分類號: B07C5/342
• 代理公司: 安徽匯樸律師事務所 34116
• 代理人: 丁瑞瑞

技術領域

本發明屬于光電分選技術領域，尤其涉及一種基于激光透射技術的物料分選方法及裝置。

背景技術

光電分選裝置應用于多種糧食、蔬菜、干果、茶葉等農產品，海產品，多種塑料、工業品等物料優劣品質的分選，能夠快速有效的分辨并剔除出異物、分選不同品質等級的物料。

目前主要的光電分選裝置為光電色選裝置。利用光電色選裝置進行物料的分選時，主要是基于不同的物料對于某一波段的光吸收及反射差異而進行物料的區分識別，采用的光源通常為各種顏色的熒光燈管、LED線光源。該種裝置在分選不同顏色的物料時存在優勢，具有較高的顏色分辨率和空間分辨率。但是，因為光電色選主要是依據物料顏色差異進行分選的，因此，光電色選無法對物料中含有的顏色相近或相同的異物進行分選。

用激光作為光源的分選裝置則在物料的內部組織、成份分選上存在優勢。由于激光具有高準直性、偏振性、單色性等優點，利用其作為光源，因物料內部組織結構和成分不同，信號光的散射、透射、偏振等特性存在差異，從而實現色選無法實現的物料分選功能（例如：殼、仁、桿、石子等顏色相同或相近，但組織結構不同的物料和異物）。目前已有的能夠區分物料結構的激光分選裝置主要是基于物料的反射、散射特性，通常利用激光點光束照射到物料表面，如果物料表面光斑大小、能量分布和激光束光斑比較變化很小，則物料比較“硬”，基本不透明；如果光斑發生擴散、能量分布發生較明顯的變化，則物料比較“軟”，具有一定透明特性。對于軟性物料而言，由于其具有一定的透明特性，激光光束在照射物料之后一部分光束在物料表面以反射的方式進行散射，這部分散射的光稱之為“反射散射光”，還有另外一部分光束在物料的內部發生散射后透過物料，這部分散射的光稱之為“透射散射光”。中國專利申請CN200880125794公開了利用激光光束照射物料后的反射散射光的邊緣效應進行探測來進行分選操作的技術方案，該方案能夠較好的識別“軟物料”和“硬物料”，但是該技術方案提供的分選裝置不僅結構復雜、昂貴，調節難度大；而且對于較薄的透明物料或透明特性特別好的物料，此技術方案分選效果不如透射散射技術方案。究其原因，主要是因為：透射特性很好的物料，光能夠部分透射過物料，而反射散射造成能量的重新分布相對于透射散射造成的能量重新分布現象不明顯；同時對于某些特別透明的物料，如葡萄干，絕大部分光會透射過物料，其反射散射信號非常小，不利于分析。另外，當各種物料被激光照射時，因為內部結構及成分的不同，與反射散射光相比，透射散射光形成的光斑大小及能量分布情況非常復雜，因此，并不能簡單的將“利用反射散射光”進行分選的技術方案應用于“依靠透射散射光”進行分選。

美國專利申請US5865990公開了一種利用帶殼稻谷內部裂紋的作用而使稻谷透射光強度變化從而將內部有裂紋的帶殼稻谷剔除的技術方案，但是該技術方案僅是簡單的公開了根據透射進行分選的原理，并且僅是根據透射光強度的變化對帶裂紋的稻谷進行分選，并沒有進一步公開詳細的探測方法以及探測設備中光源與傳感器的具體位置關系。

發明內容

針對現有技術存在的“不能有效進行透射特性很好的物料分選”的難題，本發明的目的首先是提供一種基于激光透射的物料分選方法，所述分選方法能夠對不同透明特性、不同體散射特性的物料進行高精度分選，尤其適用于透射特性很好的物料的分選，如葡萄干、南瓜籽仁、核桃仁，開心果、蔬菜、水果、海產、塑料等。

本發明的另一個目的是提供一種基于上述激光透射分選方法和現有色選探測相復合的分選裝置，能夠同時兼顧激光物料結構分選優勢和色選顏色分選的優勢，擴大了分選裝置的使用范圍。

本發明采用以下技術方案解決上述技術問題：一種基于激光透射的物料分選方法，其步驟包括：利用激光線光源對待檢測物料進行照射；光電傳感器對透射過待檢測物料的透射散射光進行信號探測并將所述信號傳送至控制系統；所述控制系統判定所述待檢測物料是否為異物；如是異物，則剔除，其特征在于：基于不同物料的透明特性、體散射特性差異，激光線光源的透射光在其背面形成不同的強度和分布，所述光電傳感器探測到的是透射散射光的光強度和分布信息，所述控制系統對所述信號進行處理，且與控制系統中預存的待保留物料的對應參數進行比對，如果控制系統的處理結果沒有落入預存的待保留物料的對應參數范圍內，則判定為異物。

作為優選的方案，所述激光線光源的光出射面和光電傳感器的探測面形成夾角小于5度。

作為優選的方案，所述激光線光源采用靜態的激光線光源。