[發(fā)明專利]一種智能色選裝備高精細氣流自適應控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910316590.1
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN110090818B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設計）人: 馮毅雄;李明東;高一聰
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學
• 主分類號: B07C5/342
• 分類號: B07C5/342;B07C5/36
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種智能色選裝備高精細氣流自適應控制方法，其特征在于，

方法采用智能色選裝備，智能色選裝備包括用于物料(1)輸送的滑槽、CCD相機(2)和氣嘴(5)，滑槽(6)出口處側(cè)上方設有CCD相機，CCD相機連接上位機，滑槽出口處側(cè)下方設有一排氣嘴，氣嘴連接氣閥，滑槽出口處正下方設有成品收集箱和次品收集箱，成品收集箱相比次品收集箱更靠近滑槽出口處正下方，氣嘴用于吹動從滑槽出口處落下的物料到次品收集箱；

包括以下步驟：

步驟1：物料沿滑槽下落，在滑槽出口處由CCD相機圖像實時采集，圖像輸入到上位機進行處理識別為次品物料和正常品物料，并且根據(jù)圖像處理獲得次品物料所在圖像截面區(qū)域，進而獲得次品物料所在圖像截面區(qū)域的面積S；取截面面積和面積S相同的球體體積作為物料體積V，再計算次品物料的質(zhì)量m＝物料密度ρ×物料體積V；

步驟2：在滑槽出口處，根據(jù)CCD相機連續(xù)拍攝，根據(jù)圖像處理獲得次品物料所在圖像截面區(qū)域的質(zhì)心位置(x_c，y_c)和質(zhì)心水平方向?qū)挾萀，x_c、y_c分別表示質(zhì)心位置的水平坐標和縱向坐標，并處理獲得次品物料在滑槽出口處的初速度v₀；

所述步驟2中，次品物料在滑槽出口處的初速度v₀由CCD相機拍攝間隔為Δt連續(xù)兩次圖像處理得到：

其中，表示前時刻拍攝圖像處理得到的次品物料所在圖像截面區(qū)域的質(zhì)心縱向坐標，表示后時刻拍攝圖像處理得到的次品物料所在圖像截面區(qū)域的質(zhì)心縱向坐標，Δt表示前后時刻之間的時間差；

步驟3：根據(jù)質(zhì)心位置的水平坐標x_c和質(zhì)心水平方向?qū)挾萀，獲得用于吹除次品物料的中心氣嘴和輔助氣嘴的位置和數(shù)量N以及氣流流量，進而控制氣嘴工作，使得次品物料滑出滑槽后在氣嘴氣流作用下偏離原始軌跡落入次品收集箱進而實現(xiàn)分選；

所述步驟3具體為：

3.1)多個氣嘴沿水平方向直線一排分布，距離拍攝圖像中次品物料所在圖像截面區(qū)域的質(zhì)心水平位置x_c最近的一個氣嘴作為中心氣嘴；

3.2)多個輔助氣嘴在中心氣嘴的緊鄰兩側(cè)對稱分布，處理獲得輔助氣嘴的總數(shù)量L_g表示相鄰氣嘴之間的間隔；

3.3)采用以下公式處理獲得標準速度v_f：

式中，g表示重力加速度，α表示物料滑槽的傾角，β表示氣嘴方向與水平方向夾角，x₀、y₀分別表示次品收集箱的入口邊緣和滑槽出口處的相對位置，即滑槽出口處到成品收集箱和次品收集箱之間的分界位置的水平距離和垂直距離；

3.4)按照下式計算氣嘴的氣流流速：

式中，ρ_g表示氣嘴氣流密度，S_g表示氣嘴出口面積；v_f表示次品物料滑出滑槽后的標準速度；N表示輔助氣嘴的總數(shù)量，N+1表示作用氣嘴的總數(shù)量；

3.5)再根據(jù)下式分別計算獲得輔助氣嘴的氣流流量q_g和中心氣嘴的氣流流量

q_g＝v_gS_g

3.6)按照輔助氣嘴的氣流流量q_g和中心氣嘴的氣流流量控制中心氣嘴和N個輔助氣嘴工作；

步驟4：實際進行分選工作時，控制系統(tǒng)同步連續(xù)運行上述步驟對經(jīng)過滑槽的各個物料進行實時識別和處理，實現(xiàn)用于物料流分選的高精細氣流自適應控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能色選裝備高精細氣流自適應控制方法，其特征在于：所述步驟1中，所述的物料體積V計算為

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能色選裝備高精細氣流自適應控制方法，其特征在于：所述的成品收集箱(4)位于滑槽出口處下方。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能色選裝備高精細氣流自適應控制方法，其特征在于：所述一排的氣嘴(5)的排列方向為垂直于滑槽下滑方向的水平方向。