一種大米物料的檢測分選裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種大米物料的檢測分選裝置，應用在透明米、腹白米、淺黃米、深黃米、深色異物的分選，包括喂料振動器、通道、檢測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、剔除裝置和收料系統(tǒng)，待分選物料的前后側各有一套檢測系統(tǒng)，每套檢測系統(tǒng)包括藍光光源、相機以及背景裝置，待分選大米物料經(jīng)由喂料振動器后進入通道，隨后流經(jīng)過相機的檢測區(qū)域，相機采集其圖像，并傳遞給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)向剔除裝置發(fā)出剔除指令，每套檢測系統(tǒng)中還包括分別設置在待分選物料兩側的紅光光源和綠光光源。本實用新型的優(yōu)點在于：減少腹白米的帶出，并做到一種方案同時完成選黃、透明和腹白分類、黃白同選三種不同的需求，提高了分選的適用性，具有更大的經(jīng)濟效益。
【專利說明】一種大米物料的檢測分選裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于光電分選【技術領域】，涉及色選檢測的方案，用于大米物料中分選異色粒雜質。
【背景技術】
[0002]大米中通常包括透明米、腹白米、淺黃米、深黃米、深色異物(石子等)，大米的分選主要有選黃、透明和腹白分類、黃白同選三種方面的需求。其中選黃是成品保留透明米和腹白米，剔除淺黃米、深黃米、深色異物，透明和腹白分類是首先剔除淺黃米、深黃米、深色異物，然后把透明米和腹白米分成兩類等級的成品，黃白同選是成品保留透明米，剔除腹白米、淺黃米、深黃米、深色異物。
[0003]400_500nm波段是大米物料中透明米和淺黃米差異的特征波段，現(xiàn)有的大米選黃檢測方案基本是采用分選室兩側藍色光光源，結合大米的透射光和反射光綜合疊加特性，獲取灰度信號強度差異來檢測分選。幾種物料信號由高至低依次是透明米，腹白米，淺黃米、深黃米、深色異物，其中透明米和腹白米的物料信號有較多的重疊，腹白米和淺黃米的物料信號有部分交疊，這種方案在選淺黃時會有部分腹白米被誤識別，在大米中腹白米較多的情況下，為了保留腹白米會導致選黃性能的下降。
[0004]透明米和腹白米的兩類物料分選方案是采用藍色光單側照明的方案，利用大米的透射光特性來檢測分選，要達到透明米和腹白米的分類，需先使用兩側藍色光照明方案選黃米，再配置藍色光單側照明方案，這需要一臺機器配置兩次光路，即先把兩側燈管同開進行選黃保留透明米和腹白米，然后再把一側燈關閉，使用透射特性把透明米和腹白米分離，對于多通道的大米色選機，每個通道的兩側均需要配置藍色光照明，因此這種方法只能多通道同時選黃或者多通道同時透明米和腹白米分選，不能做到一臺機器一部分通道選黃一部分通道進行透明米和腹白米分級。如果采用這種方案在一臺機器的一部分通道選黃一部分通道進行透明米和腹白米分類，則在透明米和腹白米分級的通道會受到選黃通道的藍色照明干擾，在選黃通道也會受到透明米和腹白米分類的通道的藍色照明的干擾，特別是兩類通道的相鄰近的通道干擾更大，因此，行業(yè)內目前沒有人采用這種方案在一臺機器上的一部分通道選黃一部分通道進行透明米和腹白米分類。一般使用兩臺機器進行分選，即一臺機器專門選黃，一臺專門進行透明米和腹白米分類。
[0005]黃白同選光路采用不對稱燈管配置，一側較多個藍燈，另一側少量的藍燈，使用少量藍燈一側的相機選黃，多個藍燈一側的相機選腹白，這樣可以把透明米與腹白米、淺黃、深黃、深色異物信號拉開，但只能單側選黃，假設米上的小斑點在背對著相機則無法選出。并且這種光路配置方案也不能應用在大米的選黃和透明米和腹白米分類。
[0006]以上幾種方案均只能單獨的滿足一種大米分選需求，無法做到同時滿足常用的分選需求。
實用新型內容[0007]本實用新型的所要解決的技術問題在于提供一種能夠減少選黃時腹白米的帶出，并且一種方案同時完成選黃、透明和腹白分類、黃白同選三種不同的需求的一種大米物料的檢測分選裝置。
[0008]本實用新型采用以下技術方案解決上述技術問題的:
[0009]一種大米物料分選裝置，包括喂料振動器、通道、檢測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、剔除裝置和收料系統(tǒng)，待分選物料的前后側各有一套檢測系統(tǒng)，每套檢測系統(tǒng)包括藍光光源、相機以及背景裝置，待分選大米物料經(jīng)由喂料振動器后進入通道，隨后流經(jīng)過相機的檢測區(qū)域，相機采集其圖像，并傳遞給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)向剔除裝置發(fā)出剔除指令，其改進點于，每套檢測系統(tǒng)中還包括分別設置在待分選物料兩側的紅光光源和綠光光源。
[0010]優(yōu)選的，在待分選的大米物料兩側大角度位置分別設置藍光光源，一側小角度位置設置紅光光源，另一側小角度位置設置綠光光源。
[0011]優(yōu)選的，所述檢測系統(tǒng)中的藍光光源至少設置有兩組，紅光光源或者綠光光源至少各設置有一組。
[0012]優(yōu)選的，所述光源為熒光燈管。
[0013]優(yōu)選的，所述光源為單色LED光源。
[0014]其中，所述藍光光源的波長在400-500nm之間，所述綠光光源的波長在500_590nm之間，紅光光源的波 長在590-670nm之間。
[0015]配置好上述大米物料分選裝置后，就可以根據(jù)選黃、或透明米和腹白米分類或者黃白同選的分級要求配置分選模式。
[0016]假設一側藍燈光強Ib，一側紅燈光強一側綠燈光強為Ig，透明米、腹白米、淺黃米、深黃米、深色異物反射率S分別是S1、S2, S3> S4, S5,透明米、腹白米、淺黃米、深黃米、深色異物透射率T分別是1\、T2、T3> T4、T50
[0017]其中:S2≥ SASPS^S5T1 ^ T3 ^ τ4>τ2>τ5
[0018]大米物料使用此方案探測到的信號包含了各光譜物料反射光和透射光的信息，透明米、腹白米、淺黃米、深黃米、深色異物藍光信號強度B分別是B1、B2、B3、B4、B5，綠色光信號強度G分別是Gp G2、G3> G4, G5,紅色光信號強度R分別是H R3、R4> R5。
[0019]B = Ib.(S+T) ;R = Ir.T ;G = Ig.T
[0020]根據(jù)物料的反射和透射實驗，大米物料的藍光信號大小依次=B1 ^ B2 ^ B3>B4>B5。
[0021]透射紅光信號大小依次=R1 Φ R3>R4>R2>R5。
[0022]透射綠值信號大小依次=G1 Φ G3>G4>G2>G5。
[0023]選黃模式的參數(shù)設置如下，根據(jù)物料藍光信號大小，兩側相機在B2 (腹白米藍光信號)、B3 (淺黃米藍光信號)之間選擇一個藍色閾值B’作為選黃的臨界值，正如上面所敘述，腹白米和淺黃米的物料藍光信號有部分交疊，所以只設定這一個藍色閾值B’作為選黃的臨界值，就會有兩種結果:腹白米被大量帶出或者淺黃米沒有被剔除干凈。因此，本實用新型的選黃模式的參數(shù)設置還包括:綠燈一側的相機根據(jù)物料紅光信號大小，在R4(深黃米透射紅光信號)、R2(腹白米透射紅光信號)之間選擇一個紅色閾值R’作為臨界值，R2 ( R’ <R4,當該側的相機探測到大米物料的紅光信號小于該紅色閾值R’時，則保留該物料，否則剔除，紅燈一側的相機根據(jù)綠值信號大小，在G4 (深黃米透射綠光信號)、G2 (腹白米透射綠光信號)之間選擇一個綠色閾值G’作為臨界值，G2 SG’<G4，當該側的相機探測到大米物料的綠光信號小于該綠色閾值G’時，則保留該物料，否則剔除，無論是哪一個相機根據(jù)上述臨界值判斷大米物料為應保留的均保留。因為腹白米和淺黃米的物料藍光信號有部分交疊，而紅光信號和綠光信號不存在交疊，因此這種方案可以剔除淺黃、深黃、深色異物的同時，保留透明米和大量腹白米，并且減少腹白米的帶出。這種方案中，為了防止深色異物被保留，還可以在兩側相機中在B4 (深黃米的藍光信號)、B5 (深色異物的藍光信號)之間選擇一個藍色閾值B”作為選深色雜質的臨界值。
[0024]透明和腹白分類模式的參數(shù)設置如下，通過上述步驟選黃后，把大米中的淺黃、深黃、深色雜質剔除，保留透明和腹白米，把透明米和腹白米分類的設置如下，根據(jù)兩類米的透射特性，綠燈一側的相機根據(jù)物料紅光信號大小，在R1 (透明米透射紅光信號)、R2 (腹白米透射紅光信號)之間選擇一個紅色閾值R”作分類的臨界值，R2 ( RYR1，紅燈一側的相機根據(jù)物料綠值信號大小，在G1 (透明米透射綠光信號)、G2 (腹白米透射綠光信號)之間選擇一個綠色閾值G”作為分類的臨界值，G2 ( GYG1，根據(jù)上面的敘述，腹白米和透明米的物料藍光信號有部分交疊，而紅光信號和綠光信號不存在交疊，因此，該種參數(shù)設置以后可以將腹白米和透明米分選清楚。
[0025]黃白同選模式的參數(shù)設置如下，兩側相機在B2 (腹白米藍光信號)、B3 (淺黃米藍光信號)之間選擇一個藍色閾值B”’作為選黃的臨界值，正如上面所述，腹白米和淺黃米的物料藍光信號有部分交疊，但是該參數(shù)的設置可以保證透明米全部被保留下來，而部分腹白米也被保留了下來。再進一步設置綠燈一側的相機或者紅燈一側相機的參數(shù)即可:如果設置綠燈一側的相機，根據(jù)物料紅光信號大小，在R4(深黃米透射紅光信號)、R2(腹白米透射紅光信號)之間選擇一個紅色閾值R” ’選暗以剔除腹白米，R2 ( R” ’ <R4,即當該側的相機探測到大米物料的紅光信號小于該紅色閾值R”’時，則剔除該物料，否則保留；如果設置紅燈一側的相機，根據(jù)物料綠光信號大小，在G4 (深黃米透射綠光信號)、G2 (腹白米透射綠光信號)之間選擇一個綠色閾值G” ’選暗以剔除腹白米，G2 ( G” ’ <G4,即當該側的相機探測到大米物料的綠光信號小于該綠色閾值G” ’時，則剔除該物料，否則保留。
[0026]根據(jù)以上的敘述，應用此方法進行大米分選時，為達到不同的分選需求，不需要再進行光路配置的改變，只需要進行不同的參數(shù)設置即可以，因此，可以在一臺多通道色選機上同時實現(xiàn)選黃和透明米、腹白米分級，一臺多通道色選機可以部分通道選黃，部分通道進行透明米、腹白米分級，相比于以前的方案，新方案提高了分選的效果同時可以降低經(jīng)濟成本。
[0027]經(jīng)過本 申請人:的驗證，原選黃方案在透明米物料被誤識別率3.7%時，腹白米誤識別率17%，淺黃米識別率75.4%，深黃米識別率98.2%，惡雜識別率100%，新方案綠燈一側的相機在透明米物料被誤識別2.4%時，腹白米誤識別率3.3%，淺黃米識別率76.6%，深黃米識別率97.6%，惡雜識別率100%，新方案紅燈一側的相機在透明米物料被誤識別
1.1 %時，腹白米誤識別率3.7 %，淺黃米識別率80.6 %，深黃米識別率96.2 %，惡雜識別率100%。對比新方案和原方案，在選黃效果基本相同的情況下，腹白米的誤識別率降低了13.3%，新方案可以保留大部分腹白米。
[0028]本實用新型的優(yōu)點在于:在大米選黃時，保留腹白米，減少腹白米的帶出，并做到一種方案同時完成選黃、透明和腹白分類、黃白同選三種不同的需求，提高了分選的適用性，從而帶來更大的經(jīng)濟效益。【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為本實用新型大米物料的檢測分選裝置使用的光路圖。
[0030]圖2為本實用新型大米物料的檢測分選裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0031]以下結合附圖對本實用新型進行詳細的描述。
[0032]在該實施例中，該食品是大米，這里包含大米中的透明米、腹白米、淺黃米、深黃米、深色異物(石子)等。選黃模式下，保留物料包括透明米、腹白米，異物包括淺黃米、深黃米、深色異物，黃白同選模式下，保留物料包括透明米，異物包括腹白米、淺黃米、深黃米、深色異物。
[0033]請參閱圖1所示，在該實施例中，照明部件包括2組藍光光源、2組紅光光源、2組綠光光源。其中藍光光源包括LED和熒光燈管，光譜在400-500nm之間，紅光光源包括LED和熒光燈管，光譜在590-670nm之間，綠光光源包括LED和熒光燈管，光譜在500_590nm之間。藍光光源與物料連線和主光線夾角在20-40°，最好是30°，紅光光源或綠光光源與物料連線和主光線夾角在10-25°，最好是15°，其中，主光線是指與待測物料下落面相垂直的光線。
[0034]其中藍光光源波長大約450-460nm，綠光光源波長大約在525_535nm，紅光光源波長大約在625-635nm。
[0035]在該實施例中，還包括一組背景光源，其中包括反射式和透射式，背景主要是為了拉開與物料信號的差異，背景光源為藍色，其中包括LED和熒光燈管，光譜在400-500nm之間。
[0036]在該實施例中，相機用來探測物料反射和透射信號，如果需要，根據(jù)圖像處理后，可以鑒別該物料中的各種物料特性。
[0037]在該實施例中，相機是彩色三線陣攝像機，紅光光源一側的相機探測的是物料反射、透射的藍光信息和物料透射的綠光信息，綠光光源一側的相機探測的是物料反射、透射的藍光信息和物料透射的紅光信息，相機與物料連線和主光線的夾角在0-5°。
[0038]在該實施例中，大米中幾種物料的藍光透射光信號依次是透明米、腹白米、淺黃米、深黃米、深色雜質(石子)，其中透明米和腹白米信號之間有部分重疊，腹白米和淺黃米信號之間有部分重疊，紅光光源一側的相機的綠光信號依次是透明米、淺黃米、深黃米、腹白米、深色雜質(石子)，綠光光源一側的相機的紅光信號依次是透明米、淺黃米、深黃米、腹白米、深色雜質(石子)，其中腹白米和淺黃米信號有明顯差異，在選黃模式下，紅光光源一側的相機根據(jù)藍色和綠色信息結合圖像算法把異物識別，綠光光源一側的相機根據(jù)藍色和紅色信息結合圖像算法把異物識別，該實施例的方法能較明顯的區(qū)分大米中的幾種物料，提升識別效果。
[0039]在該實施例中，所有照明部件可以采用熒光燈管的方式來實現(xiàn)。
[0040]在該實施例中，照明部件不僅限于實施例中提高的光路組合，也同時包括多個藍光、一個紅光或者多個紅光、一個綠光或者多個綠光的組合方式。
[0041]在該實施例中，攝像機可以采用其他的方式來實現(xiàn)，包括3CXD、雙相機等。[0042]其中3CCD相機是在鏡頭后米用分光棱鏡的方法把一束光信號分成紅、綠、藍三個波長，分別用3個傳感器探測。
[0043]其中雙相機包括鏡頭如分光、鏡頭后分光。
[0044]鏡頭前分光是鏡頭前采用分束鏡把光分成兩束，后采用兩種相機探測，兩種相機前分別藍色濾光片和紅色(綠色)濾光片。
[0045]其中鏡頭后包括棱鏡分光和分束片分光:
[0046]棱鏡分光是鏡頭后米用分光棱鏡把光束分成藍光、紅綠光，分別用2個傳感器探測，其中在棱鏡的出射面分別設置藍色濾光片和紅(綠)濾光片。
[0047]分光片分光是鏡頭后采用分光片把光束分成藍色光、紅綠光，分別用2個傳感器探測，其中在棱鏡的出射面分別設置藍色濾光片和紅(綠)濾光片。
[0048]請參閱圖2，一種大米物料分選裝置，包括喂料振動器1、通道2、檢測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)(圖未示)、剔除裝置5和收料系統(tǒng)6，待分選物料7的前后側各有一套檢測系統(tǒng)，每套檢測系統(tǒng)包括藍光光源32、綠光光源34、紅光光源36、相機38,還可以布置一個背景裝置39。
[0049]在待分選的大米物料兩側大角度位置分別設置藍光光源，一側小角度位置設置紅光光源，另一側小角度位置設置綠光光源。
[0050]所述檢測系統(tǒng)中的藍光光源至少設置有兩組，紅光光源或者綠光光源至少各設置
有一組。
[0051]其中藍光光源包括LED和熒光燈管，光譜在400-500nm之間，紅光光源包括LED和熒光燈管，光譜在590-670nm之間，綠光光源包括LED和熒光燈管，光譜在500_590nm之間。藍光光源與物料連線和主光線夾角在20-40°，最好是30°，紅光光源或綠光光源與物料連線和主光線夾角在10-25°，最好是15°。
[0052]其中藍光光源波長大約450-460nm，綠光光源波長大約在525_535nm，紅光光源波長大約在625-635nm。
[0053]在該實施例中，還包括一組背景光源，其中包括反射式和透射式，背景主要是為了拉開與物料信號的差異，背景光源為藍色，其中包括LED和熒光燈管，光譜在400-500nm之間。
[0054]在該實施例中，相機是彩色三線陣攝像機，紅光光源一側的相機探測的是物料反射、透射的藍光信息和物料透射的綠光信息，綠光光源一側的相機探測的是物料反射、透射的藍光信息和物料透射的紅光信息，相機與物料連線和主光線的夾角在0-5°。
[0055]采用本實用新型內容所述的參數(shù)設置以后，即可以采用該裝置進行大米的分選，待分選大米物料7經(jīng)由喂料振動器I后進入通道2，隨后流經(jīng)過相機38的檢測區(qū)域，相機38采集其圖像，并傳遞給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)向剔除裝置5發(fā)出剔除指令。
[0056]以上所述僅為本實用新型創(chuàng)造的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型創(chuàng)造，凡在本實用新型創(chuàng)造的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型創(chuàng)造的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種大米物料的檢測分選裝置，應用在透明米、腹白米、淺黃米、深黃米、深色異物的分選，包括喂料振動器、通道、檢測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、剔除裝置和收料系統(tǒng)，待分選物料的前后側各有一套檢測系統(tǒng)，每套檢測系統(tǒng)包括藍光光源、相機以及背景裝置，待分選大米物料經(jīng)由喂料振動器后進入通道，隨后流經(jīng)過相機的檢測區(qū)域，相機采集其圖像，并傳遞給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)向剔除裝置發(fā)出剔除指令，其特征在于:每套檢測系統(tǒng)中還包括分別設置在待分選物料兩側的紅光光源和綠光光源。
2.如權利要求1所述的大米物料的檢測分選裝置，其特征在于:藍光光源與物料連線和主光線夾角在20-40°，紅光光源或綠光光源與物料連線和主光線夾角在10-25°，相機與物料連線和主光線的夾角在0-5°。
3.如權利要求1或2所述的大米物料的檢測分選裝置，其特征在于:藍光光源至少設置有兩組，紅光光源或者綠光光源至少各設置有一組。
4.如權利要求1所述的大米物料的檢測分選裝置，其特征在于:所述藍光光源的波長在400-500nm之間，所述綠光光源的波長在500_590nm之間，紅光光源的波長在590_670nm之間。
【文檔編號】B07C5/342GK203803817SQ201420216501
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權日:2014年4月29日
【發(fā)明者】李廣, 常宏 申請人:合肥美亞光電技術股份有限公司