一种物料照明探测设备及应用其的物料分选设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及物料分选领域，特别是涉及一种基于调制激光的物料分选设备。
【背景技术】
[0002] 如图1所示，为现有的物料分选设备，包括振动器11、料槽20、第一照明装置13、第 二照明装置14、第一光电传感器16、第二光电传感器15、剔除装置17、第一接收装置18、第 二接收装置19,此外还包括图像处理和控制系统（图中未示出）；
[0003] 振动器：用于将物料振动着向前输送；
[0004] 料槽：用于将物料限制在一个平面内输送，并加速到特定的速度；
[0005] 第一照明装置、第二照明装置构成照明系统：用于物料的照明，可以是可见光、红 外光、紫外光，可以是激光、荧光灯、LED灯、白炽灯、卤素灯；
[0006] 第一光电传感器、第二光电传感器构成图像采集系统：用于物料的成像；
[0007] 剔除装置：用于将判断出来的不合格的物料剔除，可以是高压高频气动电磁阀或 者机械机构；
[0008] 第一接收装置、第二接收装置构成接料系统：用于分别接收合格物料和不合格物 料，其中第一接收装置接收合格物料，第二接收装置用于接收不合格物料；
[0009] 图像处理和控制系统：用于进行图像处理、判断和整机的系统控制。
[0010] 基于上述物料分选设备进行物料分选的过程如下：
[0011] 首先是将物料输送到振动器上，振动器通过向前上方的往复振动，将物料12不断 的向前上方抛出、落下，使得物料不断的向前运动，并且逐渐分散均匀，最终进入料槽，在光 滑的料槽内，受重力作用，逐渐加速沿料槽向下运动，到达料槽末端时，速度增加到一定程 度，通常在1?5m/s范围，对于特定长度的料槽，同一类物料的速度基本一致。速度增加 使得振动器上堆叠的物料在料槽末端基本上不重叠，在料槽面上呈单层分布，并且物料粒/ 片间通常存在一定距离；当物料脱离料槽后，采用第一照明装置、第二照明装置进行照明， 可以采用反射、透射或者反射与透射结合，然后利用第一光电传感器、或者第二光电传感器 成像，可以是与照明装置同侧（得到反射像），也可以是相反侧（得到透射像）；得到的图像 通过图像处理和控制系统的处理，判断出合格物料和不合格物料，然后控制剔除装置，采用 高压气体或机械装置将不合格品剔除；被剔除的不合格产品落入第二接收装置，合格物料 落入第一接收装置。
[0012] 现有的物料分选设备照明装置（即第一照明装置、第二照明装置）在现有专利中 已有公开，但任然存在着各种缺陷：
[0013] 如在专利号为US6864970B1的美国专利文件中公开了一种照明装置，如图2所示， 该专利中采用一束入射光22从侧面直接照明运动物体24,上面箭头方向表示物体运动方 向，旋转棱镜90用于旋转，使得点激光反射扫描一条线，该线就是物体运动平面上的一条 垂直于运动方向的线，所有的物体都要通过这条线，当物体通过这条线时，激光扫描照明， 然后成像，就得到了物体的光学信息。入射光22,经过旋转棱镜90后，照射到物体上，物体 的反射光经过旋转棱镜90,然后经偏振分束器88,反射到分束器，分成84和86两束，然后 通过光阑74和光阑80,分别得到对应不同区域大小物的像，探测器62和探测器66分别探 测不同大小像的能量，通过比较器72,就能够表征不同透射和散射结构物体的透射和散射 程度，依据这个参数，就可以将物体进行分类，分为合格品和不合格品。
[0014] 如图3所示，该专利也给出了 3个不同波段激光光源的混合（第一光源102、第二 光源104和第三光源106)，以及各个不同光源对应的探测系统（第一探测器126、第二探测 器128第三探测器134、第四探测器136)。其中，第三探测器134、第四探测器136探测的是 相同的波长，两个探测器结合不同的光阑组成了图2中的探测系统。总的来说，该专利给出 了 3个不同波长的探测系统。
[0015] 上述照明装置中探测三种不同波长的光时需要三个不同的探测器来实现，并且工 作过程中，三个光源始终处于开启状态，发射端三个不同波长的光源要合束成一束，到检测 端时，又要有相应的分束装置对需要探测的三种光进行分束后分别进行探测，结构复杂、成 本高、光源利用率低、并且系统不稳定。
【发明内容】
[0016] 本发明的目的是提供一种物料照明探测设备及物料分选设备，用于解决上述技术 问题。
[0017] -种物料照明探测设备，包括旋转棱镜、半反半透镜、会聚透镜、第一激光源、第二 激光源、第三激光源、第一合光镜、第二合光镜、探测器、同步控制装置；
[0018] 第一激光源、第二激光源、第三激光源用于根据需要发出预定波长的光，并且能够 根据需要适时调整各自的激光强度；三个激光源发射的激光通过半反半透镜后射向旋转棱 镜，旋转棱镜处于高速旋转状态下，将射入的激光反射成线光源照射到物料上，激光到达物 料上后部分被物料反射回旋转棱镜，之后由旋转棱镜反射激光射向半反半透镜，半反半透 镜将激光反射到会聚透镜会聚后射向探测器，同步控制装置用于实时控制三个激光源的开 关与探测器001接收状态的同步。
[0019] 所述第一激光源、第二激光源、第三激光源同时包括了激光产生装置还包括用于 实现激光能量调节的激光调制装置。
[0020] 所述探测器采用线阵或面阵CCD/CMOS器件，或者采用采用线阵或面阵或点阵 InGaAs器件，或者采用线阵或面阵或点阵PbS器件，或者采用线阵或面阵或点阵PbSe器件， 或者采用线阵或面阵或点阵Ge器件。
[0021] 所述的物料照明探测设备还包括分束器、参考光探测器、数据处理装置，分束器安 装在第一合光镜与偏振分束器之间的光路上，用于将入射激光分成两束，一束用于照明物 料，另一束用作参考光；参考光探测器用于探测由分束器分出的参考光，并将探测到的信号 输送给数据处理装置，同时数据处理装置接收来自探测器探测到的照明物料的反射/散射 /透射光信号，并根据预设程序进行数据处理计算，实现对光源起伏的归一化处理。
[0022] 一种应用上述任一所述的物料照明探测设备的物料分选设备。
[0023] 本发明的有益效果为，本发明只采用了一个探测器就实现了对三种不同波长激光 的探测，简化了结构，降低了成本，通过同步控制装置，使得每次探测时，只有一种波长的激 光存在，这样也避免了探测端分光设备的设置，大大降低了系统复杂度。
[0024] 下面结合附图对本发明的物料照明探测设备及物料分选设备作进一步说明。
【附图说明】
[0025] 图1为现有物料分选设备的结构示意图；
[0026] 图2为现有技术中应用于物料分选设备的一种照明装置；
[0027] 图3为现有技术中应用于物料分选设备的另一种照明装置；
[0028] 图4为本发明的照明设备原理图；
[0029] 图5为同步控制装置的时序图；
[0030] 图6为同步控制装置对激光源和探测器进行同步控制的原理框图；
[0031] 图7为本发明的照明设备另一实施例的原理图；
[0032] 图8为对光源起伏进行归一化处理的原理图。
【具体实施方式】
[0033] 本发明主要是在现有技术的基础上将激光调制技术以及同步控制技术应用于现 有物料分选设备中实现对物料的照明的，采用激光调制技术能够实现对发射激光能量的控 制，扩大系统的动态范围（当信号太弱时，探测器无法检测；当信号太强时，探测器饱和， 也无法探测，通过激光调制技术直接调制激光的强度可以在一定范围内实现激光能量的调 整，实现信号强弱的调整，扩大系统的动态范围。），达到了简化现有设备结构、降低成本、提 高激光利用率的目的，本发明可以应用于单激光波长的物料分选设备也可以应用于多激光 波长的物料分选设备，下面以三波长的物料分选设备为例对本发明进行详细的说明，但本 发明并不限于三波长。
[0034] 如图4所示，本发明的照明设备包括旋转棱镜90、半透半反镜88、会聚透镜92、第 一激光源106、第二激光源104、第三激光源102、第一合束器107、第二合束器108、探测器 001、同步控制装置002 ;
[0035] 第一激光源106、第二激光源104、第三激光源102用于根据需要发出预定波长的 光，并且能够根据需要适时调整各自的激光强度；三个激光源发射的激光通过半反半透镜 88后射向旋转棱镜90,旋转棱镜90处于高速旋转状态下，将射入的激光反射成线光源照射 到物料24上，激光到达物料上后部分被物料反射回旋转棱镜90,之后由旋转棱镜90反射 激光射向半反半透镜88,半反半透镜88将激光反射到会聚透镜92后射向探测器001，同步 控制装置002用于实时控制三个激光源的开关与探测器001接收状态的同步，保证探测器 001在正确的时刻接收相应