一种主动激发式光致多光谱成像的分选设备制造技术

本发明专利技术公开了一种主动激发式光致多光谱成像的分选设备，包括机架、被检物料输送装置、主动激发光源、多光谱成像装置、分选执行装置和中央处理计算机。本发明专利技术主动激发式光致多光谱成像的分选设备利用被检物料在光或外来辐射的照射下会反射或发射具有一定特征的光谱，多光谱成像装置收集来自被检物料的光谱信号和成像信号，从而识别被检物料或产品，完成对被检物料的分选，具有干法识别、干法分选、分辨率高、分选准确、分选高效、分选无三废等的特点，且适用性广，对各种材质、各种状态(固态、液态、气态)的混合物料都可以实施分选。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种主动激发式光致多光谱成像的分选设备，属于混合物料分选领域。
技术介绍
在物质生产领域，无论是属于第一产业的采矿业、农业、渔业和畜牧业，还是属于第二产业的制造加工业，还是属于第三产业的流通服务业，都存在着大量的物料或产品需要进行分选归类的情形。如采矿业中的铁矿业，矿山开采出来的矿石，其中必定混杂有高品、低品和杂质成分，在投入钢铁冶炼前，必须要对铁矿石进行选矿作业；农业中的玉米采收和存储产业，玉米存在颗粒的大小、破碎、色泽、霉变等问题，需要进行分级分类作业；在制造加工业中，必须对原材料的品质进行检测和分类，如尺寸、重量、形状、色泽、成份、表面性质等必须达到规定的标准，需要进行批量的检测和分选，合格的接收，不合格的作退货处理；制造加工业中的制成品，必定存在成品率的问题，在打包出厂前，需要进行品管检测和分类，使合格的产品进入流通领域，不合格的产品做报废处理；在服务业领域，也需要对物品进行检测和分类处理，特别是分类仓储方面，具有巨大的需求。因此，急需开发一种高效、高准确性的通用型分选设备。
技术实现思路
本专利技术提供一种主动激发式光致多光谱成像的分选设备，具有通用性强、准确性高、效率高、成本低、无污染等特点。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下:—种主动激发式光致多光谱成像的分选设备，包括机架、被检物料输送装置、主动激发光源、多光谱成像装置、分选执行装置和中央处理计算机；被检物料输送装置包括变频电机、输送带、主动辊子和从动辊子；变频电机、主动辊子和从动辊子均安装在机架上；输送带一端套接在主动辊子的外围、另一端套接在从动辊子的外围；变频电机与主动辊子电联接；多光谱成像装置垂直地安装在输送带上方的机架上；主动激发光源安装在输送带上方、多光谱成像装置一侧或两侧的机架上，对输送带上的被检物料或飞离输送带且在飞行途中的被检物料实现照明；分选执行装置包括高压储气罐、高速电磁阀和喷嘴，高压储气罐安装在输送带末端的机架上；高速电磁阀有两个以上、且均装设在高压储气罐的侧壁；每个高速电磁阀的出气端均装有一个喷嘴；变频电机、多光谱成像装置、主动激发光源和高速电磁阀均与中央处理计算机电联接。被检物料输送装置:为了对输送带起到更好的输送与支撑作用，优选，主动辊子和从动辊子均有一个以上。输送带在辊子的带动下和辊子一起运转，构成被检物料的输送装置，被检物料被放到输送带上，被输送带带动并获得运动动能，随着输送带一起运动。当被检物料运动到输送带的末端，继续运动飞离输送带的表面，在空中形成一条抛物线，直至该被检物料落到地面为止。主动激发光源:可使用照明光源或激发光源，照明光源优选为卤素灯，其发射光谱覆盖300纳米到30微米的远红外波段；激发光源可以采用深紫外的汞灯和氙灯，也可以是X光光源。激发光源可能会用到各种激光，例如光纤激光器的激光输出，也可以是它的倍频谱线，也可以是半导体激光、固体激光、气体激光、甚至液体激光。激发用的激光可以是波长极短的真空紫外，如193纳米激光和153纳米激光；可以是波长更短的X射线激光；也可以是波长很长的中红外激光或毫米波激光。在特殊需要的情况下，照明光源可以采用γ射线源、中子射线源等特种光源；也可以使用微波和毫米波能量束作为照明光源。这些激发光源将通过扩束或者扫描技术照射到输送带上被检物料或飞行中被检物料的表面，使之能够覆盖整个输送带或被传送中被检物料或落下过程中被检物料的宽度方向。多光谱成像装置:主动激发光源的照射覆盖整个输送带的宽度方向，当被检物料经过这个辐照带时，在被检物料的表面或体内会产生各种各样的光效应，包括光光效应、光热效应、光致伸缩效应、光电效应、光致变色效应、非线性光学效应等，这些光效应信号由多光谱相机获取并形成多光谱图像；直接跟光有关的效应包括反射、散射、透射、衍射、干涉、波导效应等，根据使用的激发光源的不同，可以获取被检物料的均匀性、能带结构、晶格结构等信息；涉及到能级变化的光效应包括吸收、发射等，可以获取被检物料的能带结构、分子振动等信息；涉及到被检物料中元激发效应的包括自由电子、激子、声子、极化子有关的光现象，如能级上下转换、激子光发射、拉曼效应等，可以探测被检物料的能带结构、晶格振动、晶格与电场相互作用等信息；涉及到被检物料中的非线性光学效应的包括倍频、自感透明、吸收饱和、自调制等现象，可以作为指纹特征用于材料种类的识别；还有最简单的属于轮廓、尺寸、影像强弱等识别。光激发还会引起其它物理效应，如光致发热、光致变色、光致伸缩等等。根据被检物料的特性，选用上述光激发引起一种或几种光效应，就可以对被检物料在特定的波段上进行成像分析，实现精确分选。主动激发光源对输送带上的被检物料或飞离输送带且在飞行途中的被检物料实现照明，多光谱成像装置对被照明的被检物料进行成像拍摄。多光谱成像装置的光路设计:来自被检物料的光信息，以设定的视场角和孔径收集后，进入分光系统，把光等值地或者按照设计的方式分成N路光路:第一路光、第二路光……第N-1路光和第N路光，从信息收集的角度看，N路光路是完全等价的。在多光谱成像装置中，每一路光线上都配置一台完全等价的成像相机，包括带通滤光片、光阑、窄带滤光片、焦平面阵列和能够对光线进行变换的透镜组。在各等价光路上，唯一的不同之处是，镜头中的窄带滤光片的中心波长会被设计成不同的数值，对应于被检物料光谱中的某些特征值，形成多光谱图像信息被输送到中央处理计算机，中央处理计算机中的物料识别软件将对来自不同光路的多光谱图像进行分析比较，完成对被检物料种类的辨认，从而用于对被检混合物料的分选；多光谱成像装置可采用现有的多光谱成像仪等。分选执行装置:被检物料在离开前述的被检物料输送装置后，会飞行下落，形成一条抛物线轨迹。喷嘴的设计使从喷嘴出来的气流形成一定的发散角，从而使得每一个喷嘴可以负责与输送带表面相对应的一定的区域。一排或多排的喷嘴阵列可以严密地覆盖整个输送带的幅面宽度，当被检物料沿着抛物线轨迹飞奔而下，经过喷嘴所处的位置时，高速电磁阀阵列根据中央处理计算机发送来的命令，打开或关闭高速电磁阀，如果来自中央处理计算机的命令要求高速电磁阀关闭，则被检物料将不受任何影响，自由地沿着原飞行抛物线轨迹落下，如果来自中央处理计算机的命令要求高速电磁阀开启，高速气流将从喷嘴喷出，击中被检物料，则被检物料的抛物线飞行轨迹将被破坏，被检物料将被强制偏离原设计的抛物线飞行轨迹，沿着喷嘴喷出的高速气流的方向偏离落下。优选，在原抛物线飞行轨迹和沿高速气流方向落下的轨迹之间，设置一个分离隔板，这样可更好地实现对被检物料的分选分离。中央处理计算机中安装有物料识别软件，各功能元件和功能组件(包括变频电机、多光谱成像装置、主动激发光源和高速电磁阀，进一步优选，包括分选设备所有的电信号)，无论是否有下位机协同工作，都必须向中央处理计算机上报即时的状态数据，也必须从中央处理计算机接收操作命令，各功能元件和功能组件上报与接收命令等的具体过程，参照现有技术。中央处理计算机根据安装在其中的物料识别软件获得的结果，结合被检物料所处的位置信息，向分选执行系统的高速电磁阀下达分选执行指令，实现物料分选操作，即各功能元件和功能组件在中央处理计算机的指挥下协同工作，完成被检物料的加速、识另O、分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主动激发式光致多光谱成像的分选设备，其特征在于：包括机架、被检物料输送装置、主动激发光源、多光谱成像装置、分选执行装置和中央处理计算机；被检物料输送装置包括变频电机、输送带、主动辊子和从动辊子；变频电机、主动辊子和从动辊子均安装在机架上；输送带一端套接在主动辊子的外围、另一端套接在从动辊子的外围；变频电机与主动辊子电联接；多光谱成像装置垂直地安装在输送带上方的机架上；主动激发光源安装在输送带上方、多光谱成像装置一侧或两侧的机架上，对输送带上的被检物料或飞离输送带且在飞行途中的被检物料实现照明；分选执行装置包括高压储气罐、高速电磁阀和喷嘴，高压储气罐安装在输送带末端的机架上；高速电磁阀有两个以上、且均装设在高压储气罐的侧壁；每个高速电磁阀的出气端均装有一个喷嘴；变频电机、多光谱成像装置、主动激发光源和高速电磁阀均与中央处理计算机电联接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王善忠，朱敏，黄胜弟，王国力，
申请(专利权)人：南京爱丁堡环保科技有限公司，南京波长光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32