一種物料照明探測設(shè)備及應(yīng)用其的物料分選設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及物料分選領(lǐng)域，特別是涉及一種基于調(diào)制激光的物料分選設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 如圖1所示，為現(xiàn)有的物料分選設(shè)備，包括振動器11、料槽20、第一照明裝置13、第 二照明裝置14、第一光電傳感器16、第二光電傳感器15、剔除裝置17、第一接收裝置18、第 二接收裝置19,此外還包括圖像處理和控制系統(tǒng)（圖中未示出）；
[0003] 振動器：用于將物料振動著向前輸送；
[0004] 料槽：用于將物料限制在一個平面內(nèi)輸送，并加速到特定的速度；
[0005] 第一照明裝置、第二照明裝置構(gòu)成照明系統(tǒng)：用于物料的照明，可以是可見光、紅 外光、紫外光，可以是激光、熒光燈、LED燈、白熾燈、鹵素?zé)簦?br>[0006] 第一光電傳感器、第二光電傳感器構(gòu)成圖像采集系統(tǒng)：用于物料的成像；
[0007] 剔除裝置：用于將判斷出來的不合格的物料剔除，可以是高壓高頻氣動電磁閥或 者機(jī)械機(jī)構(gòu)；
[0008] 第一接收裝置、第二接收裝置構(gòu)成接料系統(tǒng)：用于分別接收合格物料和不合格物 料，其中第一接收裝置接收合格物料，第二接收裝置用于接收不合格物料；
[0009] 圖像處理和控制系統(tǒng)：用于進(jìn)行圖像處理、判斷和整機(jī)的系統(tǒng)控制。
[0010] 基于上述物料分選設(shè)備進(jìn)行物料分選的過程如下：
[0011] 首先是將物料輸送到振動器上，振動器通過向前上方的往復(fù)振動，將物料12不斷 的向前上方拋出、落下，使得物料不斷的向前運(yùn)動，并且逐漸分散均勻，最終進(jìn)入料槽，在光 滑的料槽內(nèi)，受重力作用，逐漸加速沿料槽向下運(yùn)動，到達(dá)料槽末端時，速度增加到一定程 度，通常在1?5m/s范圍，對于特定長度的料槽，同一類物料的速度基本一致。速度增加 使得振動器上堆疊的物料在料槽末端基本上不重疊，在料槽面上呈單層分布，并且物料粒/ 片間通常存在一定距離；當(dāng)物料脫離料槽后，采用第一照明裝置、第二照明裝置進(jìn)行照明， 可以采用反射、透射或者反射與透射結(jié)合，然后利用第一光電傳感器、或者第二光電傳感器 成像，可以是與照明裝置同側(cè)（得到反射像），也可以是相反側(cè)（得到透射像）；得到的圖像 通過圖像處理和控制系統(tǒng)的處理，判斷出合格物料和不合格物料，然后控制剔除裝置，采用 高壓氣體或機(jī)械裝置將不合格品剔除；被剔除的不合格產(chǎn)品落入第二接收裝置，合格物料 落入第一接收裝置。
[0012] 現(xiàn)有的物料分選設(shè)備照明裝置（即第一照明裝置、第二照明裝置）在現(xiàn)有專利中 已有公開，但任然存在著各種缺陷：
[0013] 如在專利號為US6864970B1的美國專利文件中公開了一種照明裝置，如圖2所示， 該專利中采用一束入射光22從側(cè)面直接照明運(yùn)動物體24,上面箭頭方向表示物體運(yùn)動方 向，旋轉(zhuǎn)棱鏡90用于旋轉(zhuǎn)，使得點(diǎn)激光反射掃描一條線，該線就是物體運(yùn)動平面上的一條 垂直于運(yùn)動方向的線，所有的物體都要通過這條線，當(dāng)物體通過這條線時，激光掃描照明， 然后成像，就得到了物體的光學(xué)信息。入射光22,經(jīng)過旋轉(zhuǎn)棱鏡90后，照射到物體上，物體 的反射光經(jīng)過旋轉(zhuǎn)棱鏡90,然后經(jīng)偏振分束器88,反射到分束器，分成84和86兩束，然后 通過光闌74和光闌80,分別得到對應(yīng)不同區(qū)域大小物的像，探測器62和探測器66分別探 測不同大小像的能量，通過比較器72,就能夠表征不同透射和散射結(jié)構(gòu)物體的透射和散射 程度，依據(jù)這個參數(shù)，就可以將物體進(jìn)行分類，分為合格品和不合格品。
[0014] 如圖3所示，該專利也給出了 3個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)，以及各個不同光源對應(yīng)的探測系統(tǒng)（第一探測器126、第二探測 器128第三探測器134、第四探測器136)。其中，第三探測器134、第四探測器136探測的是 相同的波長，兩個探測器結(jié)合不同的光闌組成了圖2中的探測系統(tǒng)?？偟膩碚f，該專利給出 了 3個不同波長的探測系統(tǒng)。
[0015] 上述照明裝置中探測三種不同波長的光時需要三個不同的探測器來實現(xiàn)，并且工 作過程中，三個光源始終處于開啟狀態(tài)，發(fā)射端三個不同波長的光源要合束成一束，到檢測 端時，又要有相應(yīng)的分束裝置對需要探測的三種光進(jìn)行分束后分別進(jìn)行探測，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成 本高、光源利用率低、并且系統(tǒng)不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 本發(fā)明的目的是提供一種物料照明探測設(shè)備及物料分選設(shè)備，用于解決上述技術(shù) 問題。
[0017] -種物料照明探測設(shè)備，包括旋轉(zhuǎn)棱鏡、半反半透鏡、會聚透鏡、第一激光源、第二 激光源、第三激光源、第一合光鏡、第二合光鏡、探測器、同步控制裝置；
[0018] 第一激光源、第二激光源、第三激光源用于根據(jù)需要發(fā)出預(yù)定波長的光，并且能夠 根據(jù)需要適時調(diào)整各自的激光強(qiáng)度；三個激光源發(fā)射的激光通過半反半透鏡后射向旋轉(zhuǎn)棱 鏡，旋轉(zhuǎn)棱鏡處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，將射入的激光反射成線光源照射到物料上，激光到達(dá)物 料上后部分被物料反射回旋轉(zhuǎn)棱鏡，之后由旋轉(zhuǎn)棱鏡反射激光射向半反半透鏡，半反半透 鏡將激光反射到會聚透鏡會聚后射向探測器，同步控制裝置用于實時控制三個激光源的開 關(guān)與探測器001接收狀態(tài)的同步。
[0019] 所述第一激光源、第二激光源、第三激光源同時包括了激光產(chǎn)生裝置還包括用于 實現(xiàn)激光能量調(diào)節(jié)的激光調(diào)制裝置。
[0020] 所述探測器采用線陣或面陣CCD/CMOS器件，或者采用采用線陣或面陣或點(diǎn)陣 InGaAs器件，或者采用線陣或面陣或點(diǎn)陣PbS器件，或者采用線陣或面陣或點(diǎn)陣PbSe器件， 或者采用線陣或面陣或點(diǎn)陣Ge器件。
[0021] 所述的物料照明探測設(shè)備還包括分束器、參考光探測器、數(shù)據(jù)處理裝置，分束器安 裝在第一合光鏡與偏振分束器之間的光路上，用于將入射激光分成兩束，一束用于照明物 料，另一束用作參考光；參考光探測器用于探測由分束器分出的參考光，并將探測到的信號 輸送給數(shù)據(jù)處理裝置，同時數(shù)據(jù)處理裝置接收來自探測器探測到的照明物料的反射/散射 /透射光信號，并根據(jù)預(yù)設(shè)程序進(jìn)行數(shù)據(jù)處理計算，實現(xiàn)對光源起伏的歸一化處理。
[0022] 一種應(yīng)用上述任一所述的物料照明探測設(shè)備的物料分選設(shè)備。
[0023] 本發(fā)明的有益效果為，本發(fā)明只采用了一個探測器就實現(xiàn)了對三種不同波長激光 的探測，簡化了結(jié)構(gòu)，降低了成本，通過同步控制裝置，使得每次探測時，只有一種波長的激 光存在，這樣也避免了探測端分光設(shè)備的設(shè)置，大大降低了系統(tǒng)復(fù)雜度。
[0024] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的物料照明探測設(shè)備及物料分選設(shè)備作進(jìn)一步說明。
【附圖說明】
[0025] 圖1為現(xiàn)有物料分選設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用于物料分選設(shè)備的一種照明裝置；
[0027] 圖3為現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用于物料分選設(shè)備的另一種照明裝置；
[0028] 圖4為本發(fā)明的照明設(shè)備原理圖；
[0029] 圖5為同步控制裝置的時序圖；
[0030] 圖6為同步控制裝置對激光源和探測器進(jìn)行同步控制的原理框圖；
[0031] 圖7為本發(fā)明的照明設(shè)備另一實施例的原理圖；
[0032] 圖8為對光源起伏進(jìn)行歸一化處理的原理圖。
【具體實施方式】
[0033] 本發(fā)明主要是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上將激光調(diào)制技術(shù)以及同步控制技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn) 有物料分選設(shè)備中實現(xiàn)對物料的照明的，采用激光調(diào)制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對發(fā)射激光能量的控 制，擴(kuò)大系統(tǒng)的動態(tài)范圍（當(dāng)信號太弱時，探測器無法檢測；當(dāng)信號太強(qiáng)時，探測器飽和， 也無法探測，通過激光調(diào)制技術(shù)直接調(diào)制激光的強(qiáng)度可以在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)激光能量的調(diào) 整，實現(xiàn)信號強(qiáng)弱的調(diào)整，擴(kuò)大系統(tǒng)的動態(tài)范圍。），達(dá)到了簡化現(xiàn)有設(shè)備結(jié)構(gòu)、降低成本、提 高激光利用率的目的，本發(fā)明可以應(yīng)用于單激光波長的物料分選設(shè)備也可以應(yīng)用于多激光 波長的物料分選設(shè)備，下面以三波長的物料分選設(shè)備為例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明，但本 發(fā)明并不限于三波長。
[0034] 如圖4所示，本發(fā)明的照明設(shè)備包括旋轉(zhuǎn)棱鏡90、半透半反鏡88、會聚透鏡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、探測器 001、同步控制裝置002 ;
[0035] 第一激光源106、第二激光源104、第三激光源102用于根據(jù)需要發(fā)出預(yù)定波長的 光，并且能夠根據(jù)需要適時調(diào)整各自的激光強(qiáng)度；三個激光源發(fā)射的激光通過半反半透鏡 88后射向旋轉(zhuǎn)棱鏡90,旋轉(zhuǎn)棱鏡90處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，將射入的激光反射成線光源照射 到物料24上，激光到達(dá)物料上后部分被物料反射回旋轉(zhuǎn)棱鏡90,之后由旋轉(zhuǎn)棱鏡90反射 激光射向半反半透鏡88,半反半透鏡88將激光反射到會聚透鏡92后射向探測器001，同步 控制裝置002用于實時控制三個激光源的開關(guān)與探測器001接收狀態(tài)的同步，保證探測器 001在正確的時刻接收相應(yīng)