一種主動(dòng)激發(fā)式光致多光譜成像的分選設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種主動(dòng)激發(fā)式光致多光譜成像的分選設(shè)備，屬于混合物料分選領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在物質(zhì)生產(chǎn)領(lǐng)域，無(wú)論是屬于第一產(chǎn)業(yè)的采礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、漁業(yè)和畜牧業(yè)，還是屬于第二產(chǎn)業(yè)的制造加工業(yè)，還是屬于第三產(chǎn)業(yè)的流通服務(wù)業(yè)，都存在著大量的物料或產(chǎn)品需要進(jìn)行分選歸類的情形。如采礦業(yè)中的鐵礦業(yè)，礦山開(kāi)采出來(lái)的礦石，其中必定混雜有高品、低品和雜質(zhì)成分，在投入鋼鐵冶煉前，必須要對(duì)鐵礦石進(jìn)行選礦作業(yè)；農(nóng)業(yè)中的玉米采收和存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)，玉米存在顆粒的大小、破碎、色澤、霉變等問(wèn)題，需要進(jìn)行分級(jí)分類作業(yè)；在制造加工業(yè)中，必須對(duì)原材料的品質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)和分類，如尺寸、重量、形狀、色澤、成份、表面性質(zhì)等必須達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，需要進(jìn)行批量的檢測(cè)和分選，合格的接收，不合格的作退貨處理；制造加工業(yè)中的制成品，必定存在成品率的問(wèn)題，在打包出廠前，需要進(jìn)行品管檢測(cè)和分類，使合格的產(chǎn)品進(jìn)入流通領(lǐng)域，不合格的產(chǎn)品做報(bào)廢處理；在服務(wù)業(yè)領(lǐng)域，也需要對(duì)物品進(jìn)行檢測(cè)和分類處理，特別是分類倉(cāng)儲(chǔ)方面，具有巨大的需求。因此，急需開(kāi)發(fā)一種高效、高準(zhǔn)確性的通用型分選設(shè)備。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型提供一種主動(dòng)激發(fā)式光致多光譜成像的分選設(shè)備，具有通用性強(qiáng)、準(zhǔn)確性高、效率高、成本低、無(wú)污染等特點(diǎn)。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0005]—種主動(dòng)激發(fā)式光致多光譜成像的分選設(shè)備，包括機(jī)架、被檢物料輸送裝置、主動(dòng)激發(fā)光源、多光譜成像裝置、分選執(zhí)行裝置和中央處理計(jì)算機(jī)；
[0006]被檢物料輸送裝置包括變頻電機(jī)、輸送帶、主動(dòng)輥?zhàn)雍蛷膭?dòng)輥?zhàn)?；變頻電機(jī)、主動(dòng)輥?zhàn)雍蛷膭?dòng)輥?zhàn)泳惭b在機(jī)架上；輸送帶一端套接在主動(dòng)輥?zhàn)拥耐鈬?、另一端套接在從?dòng)輥?zhàn)拥耐鈬?；變頻電機(jī)與主動(dòng)輥?zhàn)与娐?lián)接；
[0007]多光譜成像裝置垂直地安裝在輸送帶上方的機(jī)架上；
[0008]主動(dòng)激發(fā)光源安裝在輸送帶上方、多光譜成像裝置一側(cè)或兩側(cè)的機(jī)架上，對(duì)輸送帶上的被檢物料或飛離輸送帶且在飛行途中的被檢物料實(shí)現(xiàn)照明；
[0009]分選執(zhí)行裝置包括高壓儲(chǔ)氣罐、高速電磁閥和噴嘴，高壓儲(chǔ)氣罐安裝在輸送帶末端的機(jī)架上；高速電磁閥有兩個(gè)以上、且均裝設(shè)在高壓儲(chǔ)氣罐的側(cè)壁；每個(gè)高速電磁閥的出氣端均裝有一個(gè)噴嘴；
[0010]變頻電機(jī)、多光譜成像裝置、主動(dòng)激發(fā)光源和高速電磁閥均與中央處理計(jì)算機(jī)電聯(lián)接。
[0011]被檢物料輸送裝置:為了對(duì)輸送帶起到更好的輸送與支撐作用，優(yōu)選，主動(dòng)輥?zhàn)雍蛷膭?dòng)輥?zhàn)泳幸粋€(gè)以上。輸送帶在輥?zhàn)拥膸?dòng)下和輥?zhàn)右黄疬\(yùn)轉(zhuǎn)，構(gòu)成被檢物料的輸送裝置，被檢物料被放到輸送帶上，被輸送帶帶動(dòng)并獲得運(yùn)動(dòng)動(dòng)能，隨著輸送帶一起運(yùn)動(dòng)。當(dāng)被檢物料運(yùn)動(dòng)到輸送帶的末端，繼續(xù)運(yùn)動(dòng)飛離輸送帶的表面，在空中形成一條拋物線，直至該被檢物料落到地面為止。
[0012]主動(dòng)激發(fā)光源:可使用照明光源或激發(fā)光源，照明光源優(yōu)選為鹵素?zé)?，其發(fā)射光譜覆蓋300納米到30微米的遠(yuǎn)紅外波段；激發(fā)光源可以采用深紫外的汞燈和氙燈，也可以是X光光源。激發(fā)光源可能會(huì)用到各種激光，例如光纖激光器的激光輸出，也可以是它的倍頻譜線，也可以是半導(dǎo)體激光、固體激光、氣體激光、甚至液體激光。激發(fā)用的激光可以是波長(zhǎng)極短的真空紫外，如193納米激光和153納米激光；可以是波長(zhǎng)更短的X射線激光；也可以是波長(zhǎng)很長(zhǎng)的中紅外激光或毫米波激光。在特殊需要的情況下，照明光源可以采用γ射線源、中子射線源等特種光源；也可以使用微波和毫米波能量束作為照明光源。這些激發(fā)光源將通過(guò)擴(kuò)束或者掃描技術(shù)照射到輸送帶上被檢物料或飛行中被檢物料的表面，使之能夠覆蓋整個(gè)輸送帶或被傳送中被檢物料或落下過(guò)程中被檢物料的寬度方向。
[0013]多光譜成像裝置:主動(dòng)激發(fā)光源的照射覆蓋整個(gè)輸送帶的寬度方向，當(dāng)被檢物料經(jīng)過(guò)這個(gè)輻照帶時(shí)，在被檢物料的表面或體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生各種各樣的光效應(yīng)，包括光光效應(yīng)、光熱效應(yīng)、光致伸縮效應(yīng)、光電效應(yīng)、光致變色效應(yīng)、非線性光學(xué)效應(yīng)等，這些光效應(yīng)信號(hào)由多光譜相機(jī)獲取并形成多光譜圖像；直接跟光有關(guān)的效應(yīng)包括反射、散射、透射、衍射、干涉、波導(dǎo)效應(yīng)等，根據(jù)使用的激發(fā)光源的不同，可以獲取被檢物料的均勻性、能帶結(jié)構(gòu)、晶格結(jié)構(gòu)等信息；涉及到能級(jí)變化的光效應(yīng)包括吸收、發(fā)射等，可以獲取被檢物料的能帶結(jié)構(gòu)、分子振動(dòng)等信息；涉及到被檢物料中元激發(fā)效應(yīng)的包括自由電子、激子、聲子、極化子有關(guān)的光現(xiàn)象，如能級(jí)上下轉(zhuǎn)換、激子光發(fā)射、拉曼效應(yīng)等，可以探測(cè)被檢物料的能帶結(jié)構(gòu)、晶格振動(dòng)、晶格與電場(chǎng)相互作用等信息；涉及到被檢物料中的非線性光學(xué)效應(yīng)的包括倍頻、自感透明、吸收飽和、自調(diào)制等現(xiàn)象，可以作為指紋特征用于材料種類的識(shí)別；還有最簡(jiǎn)單的屬于輪廓、尺寸、影像強(qiáng)弱等識(shí)別。光激發(fā)還會(huì)引起其它物理效應(yīng)，如光致發(fā)熱、光致變色、光致伸縮等等。根據(jù)被檢物料的特性，選用上述光激發(fā)引起一種或幾種光效應(yīng)，就可以對(duì)被檢物料在特定的波段上進(jìn)行成像分析，實(shí)現(xiàn)精確分選。主動(dòng)激發(fā)光源對(duì)輸送帶上的被檢物料或飛離輸送帶且在飛行途中的被檢物料實(shí)現(xiàn)照明，多光譜成像裝置對(duì)被照明的被檢物料進(jìn)行成像拍攝。
[0014]多光譜成像裝置的光路設(shè)計(jì):來(lái)自被檢物料的光信息，以設(shè)定的視場(chǎng)角和孔徑收集后，進(jìn)入分光系統(tǒng)，把光等值地或者按照設(shè)計(jì)的方式分成N路光路:第一路光、第二路光……第N-1路光和第N路光，從信息收集的角度看，N路光路是完全等價(jià)的。在多光譜成像裝置中，每一路光線上都配置一臺(tái)完全等價(jià)的成像相機(jī)，包括帶通濾光片、光闌、窄帶濾光片、焦平面陣列和能夠?qū)饩€進(jìn)行變換的透鏡組。在各等價(jià)光路上，唯一的不同之處是，鏡頭中的窄帶濾光片的中心波長(zhǎng)會(huì)被設(shè)計(jì)成不同的數(shù)值，對(duì)應(yīng)于被檢物料光譜中的某些特征值，形成多光譜圖像信息被輸送到中央處理計(jì)算機(jī)，中央處理計(jì)算機(jī)中的物料識(shí)別軟件將對(duì)來(lái)自不同光路的多光譜圖像進(jìn)行分析比較，完成對(duì)被檢物料種類的辨認(rèn)，從而用于對(duì)被檢混合物料的分選；多光譜成像裝置可采用現(xiàn)有的多光譜成像儀等。
[0015]分選執(zhí)行裝置:被檢物料在離開(kāi)前述的被檢物料輸送裝置后，會(huì)飛行下落，形成一條拋物線軌跡。噴嘴的設(shè)計(jì)使從噴嘴出來(lái)的氣流形成一定的發(fā)散角，從而使得每一個(gè)噴嘴可以負(fù)責(zé)與輸送帶表面相對(duì)應(yīng)的一定的區(qū)域。一排或多排的噴嘴陣列可以嚴(yán)密地覆蓋整個(gè)輸送帶的幅面寬度，當(dāng)被檢物料沿著拋物線軌跡飛奔而下，經(jīng)過(guò)噴嘴所處的位置時(shí)，高速電磁閥陣列根據(jù)中央處理計(jì)算機(jī)發(fā)送來(lái)的命令，打開(kāi)或關(guān)閉高速電磁閥，如果來(lái)自中央處理計(jì)算機(jī)的命令要求高速電磁閥關(guān)閉，則被檢物料將不受任何影響，自由地沿著原飛行拋物線軌跡落下，如果來(lái)自中央處理計(jì)算機(jī)的命令要求高速電磁閥開(kāi)啟，高速氣流將從噴嘴噴出，擊中被檢物料，則被檢物料的拋物線飛行軌跡將被破壞，被檢物料將被強(qiáng)制偏離原設(shè)計(jì)的拋物線飛行軌跡，沿著噴嘴噴出的高速氣流的方向偏離落下。優(yōu)選，在原拋物線飛行軌跡和沿高速氣流方向落下的軌跡之間，設(shè)置一個(gè)分離隔板，這樣可更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)被檢物料的分選分離。
[0016]中央處理計(jì)算機(jī)中安裝有物料識(shí)別軟件，各功能元件和功能組件(包括變頻電機(jī)、多光譜成像裝置、主動(dòng)激發(fā)光源和高速電磁閥，進(jìn)一步優(yōu)選，包括分選設(shè)備所有的電信號(hào))，無(wú)論是否有下位機(jī)協(xié)同工作，都必須向中央處理計(jì)算機(jī)上報(bào)即時(shí)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，也必須從中央處理計(jì)算機(jī)接收操作命令，各功能元件和功能組件上報(bào)與接收命令等的具體過(guò)程，參照現(xiàn)有技術(shù)。中央處理計(jì)算機(jī)根據(jù)安裝在其中的物料識(shí)別軟件獲得的結(jié)果，結(jié)合被檢物料所處的位置信息，向分選執(zhí)行系統(tǒng)的高速電磁閥下達(dá)分選執(zhí)行指令，實(shí)現(xiàn)物料分選操作，即各功能元件和功能組件在中央處理計(jì)算機(jī)的指揮下協(xié)同工作，完成被檢物料的加速、識(shí)另O、分選等操作。各功能元件和功能組件與中央處理計(jì)算機(jī)的連接方式:在總的功能元件和功能組件的數(shù)目較多的情況下，可以采用圖7所示的總線結(jié)構(gòu)連接方式，所有的功能元件和功能組件均通過(guò)總線跟中央處理計(jì)算機(jī)相連接；而在總的功能元件和功能組件的數(shù)目較少的情況下，則可采用圖8所示的星形結(jié)構(gòu)連接方式，所有的功能元件和功能組件均直接跟中央處理計(jì)算機(jī)相連接；前述兩種連接方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，在具體的工程項(xiàng)目中可以根據(jù)情況來(lái)選擇使用，總線結(jié)構(gòu)連接方式，理論上