专利名称：双ccd物料色选方法及色选机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种物料色选方法及色选机，尤其是一种双CCD颗粒状物料色选方法 及色选机。
背景技术：
许多颗粒物料，例如大米等各种谷物，都需要以表面色泽进行分类选择，以去除其 中的杂质、瑕疵颗粒和坏颗粒等异色颗粒，满足物料在色泽、纯度等方面的质量要求。目前， 色选方式是光电色选机色选和CCD色选机色选。光电色选机采用的尤其广泛，但是这种色 选机带来了下列缺陷一是由于颗粒物料只能沿沟槽移动，限制了工作面上的物料流量，因 此也就限制了色选机的处理能力；二是每个沟槽对应一路光电接收系统，这种接收系统接 收的信息是大区域信息的叠加，同时有多个颗粒信息进入系统，因此不能很好地分辨每个 颗粒的细节，同时还会受到其它颗粒的干扰，导致了灵敏度不高，对颗粒色泽判断不准确等 问题；另外系统结构也显得较为复杂。 随着光电器件和数字图像处理技术的飞速发展，出现采用CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合器件)技术的高精度图像传感器进行色选的CCD色选机。CCD色选机能 够克服光电色选机的上述缺陷，该色选机的处理量大，对异色颗粒的判断准确，并且结构简 单。例如专利200420011301. 6、200810106686. 7、200820090755. 5、200820074827. 7都公 开一种CCD色选机，但是，在CCD色选设备的结果上往往采用如图1中所示的双CCD系统， 即在物料下落轨迹的前、后方对称设置光学系统，采集被选物料的反射光，以便更为完整的 获取物料表面状态信息(图中11. 1即为光学传感器)。物料(大米)延图1中箭头所示方 向进入分选箱，随后将主光源11. 2的照射光反射到光感应器(光学传感器)11. 1上。由此 产生的问题是如果色选机的入料斗向溜槽供料时不够均匀，就有可能造成溜槽上某些位 置没有物料颗粒从而出现空白点。CCD传感系统采集空白点处的物料信息后，就会判别物料 为不合格物料，随即向喷射系统发送指令，喷射系统随即向空料部分喷气，由此造成大量合 格物料的喷出。此外，由于背景板对其表面清洁程度要求较高，而大米色选过程中极易产生 灰尘，因此需要定期对背景板进行手工清洁。从而这影响了色选机的工作效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种双CCD物料色选方法及色选机，能够检测出物料的空白 点，并进行排除，以免造成误判，将大量合格物料排除。 本发明的双CCD物料色选方法是(l)喂料；(2)判断物料流是否存在空白点，如 果存在空白点则发送信号给色选系统不对该空白点进行检测；(3)判断物料流是否存在不 合格物料，如果存在不合格物料发出信号给分拣机构；(4)分拣机构根据信号将不合格物 料分拣出来。由于本发明的方法增加了第二步骤，在判断物料流是否存在不合格物料之前， 先判断物料流是否存在空白点，这样可以避免将空白点误认为是不合格物料，使得分拣机 构将合格物料分拣出去。
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本发明的另一方面是提供了一种双CCD物料色选机，包括主传感装置、遮光片、主 光源、喷嘴、滤光片、背景板，其特征在于，还包括辅助传感装置和辅助光源。
为了前文提到的克服误判的问题，本发明采用了上述双CCD系统其中主CCD系统 即主传感装置观察物料上的反射光(主要是"红"、"绿"两色)，以此判别物料是否合格；辅 助CCD系统即辅助传感装置观察物料的透射光(主要对应"蓝"色)，防止将上述空白点误 判为不合格品。主CCD传感装置和辅助CCD传感装置分别检测不同位置物料对于光源的反 射光和透射光，其中辅助传感器仅仅检测透射光中"绿色"部分。当辅助传感器检测绿光光 强超出预设范围时，判别此部分为空白点，随即向控制器发出信号，控制器对主传感装置发 出信号，停止检测该点的光强，从而防止了误判的产生。 优选的，由于大米色选过程通常都是24小时不间断进行，而可见光灯管能耗较 高。为了降低能耗，采用LED红外灯管作为辅助光源对辅助传感装置进行照明。与可见光灯 管相比，采用红外灯管具有如下优点1.红外灯管启动快，电流小，工作功耗小，节省电能。 2.红外灯管灯管温度低，发光均匀，可见光灯管工作温度高，容易出现发光不均匀导致色选 效果差等问题。3.红外灯管使用寿命长，一般在二万小时以上，比普通灯管的几千小时要高 的多。 优选的，采用了反光滚筒代替背景板，在反光滚筒附近放置清洁器，即可实现反光 滚筒的定期自动清洗。 优选的，主传感装置的遮光片为红外遮光片，避开辅助光源的光线，辅助传感装置 上设有可见光遮光片，避开主光源的光线。 优选的，辅助光源上方设置有反射镜，反射镜将辅助光源的光线反射到滚筒上，再 照射到物料流上，通过可见光遮光片和透镜聚焦在辅助CCD的镜头上。 优选的，也可在辅助光源下方设置透镜，辅助光源的光线经过透镜照射在滚筒上， 再照射到物料流上，通过可见光遮光片和透镜聚焦在辅助CCD的镜头上。
本发明的双CCD物料色选机工作过程如下物料经过震动给料器经溜槽均匀下 落，经过传送带输送到观察区域，形成水平抛物线状的物料流。光源发出的可见光经过滤光 片照射在物料流上，反射光经过红外滤光片和透镜聚焦在主CCD镜头上。主CCD将测量到 的光强值传送至电脑。电脑将此值与标准值进行比较，若与标准值偏差较大，则判定此点为 不合格物料，并向喷嘴发出信号，将此物料喷至"不合格物料"区域；若在标准值范围附近， 则判定此点为合格物料，不作任何动作物料流将落入"合格物料"区域。辅助光源发出的可 见光经过反射镜以及滚筒的反射照射在物料流上，透射光进入辅助传感装置中，在经过可 见光遮光片和透镜后聚焦成"绿色"光进入辅助CCD镜头，辅助CCD镜头接收透射光并将接 收的光强值传送给电脑，电脑将此值与预设的标准值进行比较，如偏差较大，判定此位置为 无物料区域的"空位"，并向主传感装置发出信号，忽略该点的光强值不进行判别，从而防止 将"空白区"误判为不合格物料。 由于观察区域与喷出区域之间存在一定距离，以及信号的传递、判别、指令的发 出、喷嘴的运行等过程也需要一定时间。因此信号在计算机判别后发出指令信号存在一个 延迟，经过设定的延迟时间后，计算机向喷嘴发出喷射指令，完成判别过程。
本发明所指的物料可以是大米、小麦等各种谷物，也可以是其它颗粒状的物料。
本发明的有益效果色选机的主要工艺指标有三个参数，处理量、选出率、带出比。
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处理量即每小时可处理的物料数量，单位为t/h。影响处理量大小的因素除了色选
机识别系统的配置和结构不同外，还有一个重要的因素就是规格。 一般色选机规格的大小
以配置的通道多少来决定色选机的规格一般有32、48、80、96、128通道不等。与此同时，处
理量与原料品种和所含杂质的比例大小以及所要求的选出精度也密切相关。 选出率指从原粮中选出的杂质数量占所含杂质总量的百分数，也叫色选精度。影
响选出率的因素主要有流量和色选机的型号即性能来决定。 一般来讲，采用CCD方式的要
高于硅光电池方式的，采用复选结构的要好于单选结构的。配置CCD传感器技术的复选色
选机选出率可以达到99%以上，而配置传统传感器的一次色选的普通色选机在实际生产中
很难达到标定的指标。另外，选出率的高低也受带出比高低的的影响。 带出比是指色选机选出的废料中杂质数量与正常米粒或麦粒之比。带出比约大说
明选出的杂质数量(不合格米)越多，色选机的性能也越好。 经过本发明的改进，采用改进后的双CCD物料色选机对大米进行色选，色选结果 如下表 表一不同种类色选机色选
光电色选机传统CCD色选机本发明CCD色选机
处理量(t/h)1 26 88 12
选出率90%99%99. 9%
带出比2 : 14 6 : 18 :
图1为现有的物料色选机示意图； 图2为本发明双CCD物料色选机的一个实施例示意图；
图3为本发明双CCD物料色选机的另一个实施例示意图。 11. 1光感应器，11. 2主光源、11. 3背景板、12. 1遮光板移动驱动机构，12. 2L形加 工件，12. 3遮光板，13背景板自动调节装置。
具体实施例方式
图2为本发明的双CCD物料色选机的一个实施例，从图2中可以看出CCD传感装 置18和20分别检测不同位置物料对于光源24、34的反射光和透射光，其中辅助传感器20 仅仅检测透射光中"绿色"部分。当辅助传感器检测绿光光强超出预设范围时，判别此部分 为空白点，随即向控制器发出信号，控制器对传感装置18发出信号，停止检测该点的光强， 从而防止了误判的产生。 图3为本发明双CCD物料色选机的另一个实施例，物料经过震动给料器4经溜槽6 均匀下落，经过传送带2输送到观察区域，形成水平抛物线状的物料流22。光源24发出的 可见光经过滤光片50照射在物料流22上，反射光经过红外遮光片30和透镜28聚焦在主 CCD镜头26上。主CCD将测量到的光强值传送至电脑16。电脑16将此值与标准值进行比 较，若与标准值偏差较大，则判定此点为不合格物料，并向喷嘴12发出信号，将此物料喷至 "不合格物料"区域14 ;若在标准值范围附近，则判定此点为合格物料，不作任何动作物料流 将落入"合格物料"区域10。辅助光源36发出的可见光经过反射镜38以及滚筒32的反射
5照射在物料流22上，透射光进入辅助传感装置20中，在经过滤光片44和透镜46后聚焦成"绿色"光进入辅助CCD镜头42，辅助CCD镜头42接收透射光并将接收的光强值传送给电脑16，电脑16将此值与预设的标准值进行比较，如偏差较大，判定此位置为无物料区域的"空位"，并向主传感装置发出信号，忽略该点的光强值不进行判别，从而防止将"空白区"误判为不合格物料。 本发明的另一实施例是将辅助光源36替换为红外光源34，红外光源34发出的红外光经透镜38以及滚筒32的反射照射在物料流22上，其透射光经红外滤光片44和透镜46聚焦在辅助CCD镜头42上，辅助CCD镜头42接收透射光并将接收的光强值传送给电脑16，电脑16将此值与预设的标准值进行比较，如偏差较大，判定此位置为无物料区域的"空位"，并向主传感装置发出信号，忽略该点的光强值不进行判别，从而防止将"空白区"误判为不合格物料。
权利要求
一种双CCD物料色选方法，包括以下步骤(1)喂料；(2)判断物料流是否存在不合格物料，如果存在不合格物料发出信号给分拣机构；(3)分拣机构根据信号将不合格物料分拣出来，其特征在于，在步骤(1)与步骤(2)之间还有一个步骤判断物料流是否存在空白点，如果存在空白点则发送信号给色选系统不对该空白点进行步骤(2)的检测。
2. —种双CCD物料色选机，包括主传感装置、遮光片、主光源、喷嘴、滤光片、背景板，其 特征在于，还包括辅助传感装置和辅助光源。
3. 根据权利要求2所述的双CCD物料色选机，其特征在于，主传感装置的遮光片为红外 遮光片。
4 根据权利要求2所述的双CCD物料色选机，其特征在于，所述的辅助传感装置上设有 可见光遮光片。
5. 根据权利要求2所述的双CCD物料色选机，其特征在于，所述的辅助光源为LED红外 灯管。
6. 根据权利要求2至5任一所述的双CCD物料色选机，其特征在于，所述辅助光源上方 设置有反射镜。
7. 根据权利要求2至5任一所述的双CCD物料色选机，其特征在于，所述的辅助光源下 方设置透镜。
8. 根据权利要求2至5任一述的双CCD物料色选机，其特征在于，所述的背景板更换为 反光滚筒，在反光滚筒附近放置清洁器。
9. 根据权利要求6述的双CCD物料色选机，其特征在于，所述的背景板更换为反光滚 筒，在反光滚筒附近放置清洁器。
10. 根据权利要求7述的双CCD物料色选机，其特征在于，所述的背景板更换为反光滚 筒，在反光滚筒附近放置清洁器。
全文摘要
本发明提供了一种双CCD物料色选方法及色选机，双CCD物料色选方法是(1)喂料；(2)判断物料流是否存在空白点，如果存在空白点则发送信号给色选系统不对该空白点进行检测；(3)判断物料流是否存在不合格物料，如果存在不合格物料发出信号给分拣机构；(4)分拣机构根据信号将不合格物料分拣出来。本发明的双CCD物料色选机，包括主传感装置、遮光片、主光源、喷嘴、滤光片、背景板，其特征在于，还包括辅助传感装置和辅助光源。本发明的双CCD物料色选方法及色选机，能够检测出物料的空白点，并进行排除，以免造成误判，将大量合格物料排除。
文档编号B07C5/342GK101786084SQ20091025254
公开日2010年7月28日 申请日期2009年12月25日 优先权日2009年12月25日
发明者王 锋, 蔺建旺, 金宏健, 马志建 申请人:北京经纬纺机新技术有限公司