[发明专利]一种基于激光透射的物料分选方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于光电分选技术领域，尤其涉及一种基于激光透射技术的物料分选方法及装置。

背景技术

光电分选装置应用于多种粮食、蔬菜、干果、茶叶等农产品，海产品，多种塑料、工业品等物料优劣品质的分选，能够快速有效的分辨并剔除出异物、分选不同品质等级的物料。

目前主要的光电分选装置为光电色选装置。利用光电色选装置进行物料的分选时，主要是基于不同的物料对于某一波段的光吸收及反射差异而进行物料的区分识别，采用的光源通常为各种颜色的荧光灯管、LED线光源。该种装置在分选不同颜色的物料时存在优势，具有较高的颜色分辨率和空间分辨率。但是，因为光电色选主要是依据物料颜色差异进行分选的，因此，光电色选无法对物料中含有的颜色相近或相同的异物进行分选。

用激光作为光源的分选装置则在物料的内部组织、成份分选上存在优势。由于激光具有高准直性、偏振性、单色性等优点，利用其作为光源，因物料内部组织结构和成分不同，信号光的散射、透射、偏振等特性存在差异，从而实现色选无法实现的物料分选功能（例如：壳、仁、杆、石子等颜色相同或相近，但组织结构不同的物料和异物）。目前已有的能够区分物料结构的激光分选装置主要是基于物料的反射、散射特性，通常利用激光点光束照射到物料表面，如果物料表面光斑大小、能量分布和激光束光斑比较变化很小，则物料比较“硬”，基本不透明；如果光斑发生扩散、能量分布发生较明显的变化，则物料比较“软”，具有一定透明特性。对于软性物料而言，由于其具有一定的透明特性，激光光束在照射物料之后一部分光束在物料表面以反射的方式进行散射，这部分散射的光称之为“反射散射光”，还有另外一部分光束在物料的内部发生散射后透过物料，这部分散射的光称之为“透射散射光”。中国专利申请CN200880125794公开了利用激光光束照射物料后的反射散射光的边缘效应进行探测来进行分选操作的技术方案，该方案能够较好的识别“软物料”和“硬物料”，但是该技术方案提供的分选装置不仅结构复杂、昂贵，调节难度大；而且对于较薄的透明物料或透明特性特别好的物料，此技术方案分选效果不如透射散射技术方案。究其原因，主要是因为：透射特性很好的物料，光能够部分透射过物料，而反射散射造成能量的重新分布相对于透射散射造成的能量重新分布现象不明显；同时对于某些特别透明的物料，如葡萄干，绝大部分光会透射过物料，其反射散射信号非常小，不利于分析。另外，当各种物料被激光照射时，因为内部结构及成分的不同，与反射散射光相比，透射散射光形成的光斑大小及能量分布情况非常复杂，因此，并不能简单的将“利用反射散射光”进行分选的技术方案应用于“依靠透射散射光”进行分选。

美国专利申请US5865990公开了一种利用带壳稻谷内部裂纹的作用而使稻谷透射光强度变化从而将内部有裂纹的带壳稻谷剔除的技术方案，但是该技术方案仅是简单的公开了根据透射进行分选的原理，并且仅是根据透射光强度的变化对带裂纹的稻谷进行分选，并没有进一步公开详细的探测方法以及探测设备中光源与传感器的具体位置关系。

发明内容

针对现有技术存在的“不能有效进行透射特性很好的物料分选”的难题，本发明的目的首先是提供一种基于激光透射的物料分选方法，所述分选方法能够对不同透明特性、不同体散射特性的物料进行高精度分选，尤其适用于透射特性很好的物料的分选，如葡萄干、南瓜籽仁、核桃仁，开心果、蔬菜、水果、海产、塑料等。

本发明的另一个目的是提供一种基于上述激光透射分选方法和现有色选探测相复合的分选装置，能够同时兼顾激光物料结构分选优势和色选颜色分选的优势，扩大了分选装置的使用范围。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：一种基于激光透射的物料分选方法，其步骤包括：利用激光线光源对待检测物料进行照射；光电传感器对透射过待检测物料的透射散射光进行信号探测并将所述信号传送至控制系统；所述控制系统判定所述待检测物料是否为异物；如是异物，则剔除，其特征在于：基于不同物料的透明特性、体散射特性差异，激光线光源的透射光在其背面形成不同的强度和分布，所述光电传感器探测到的是透射散射光的光强度和分布信息，所述控制系统对所述信号进行处理，且与控制系统中预存的待保留物料的对应参数进行比对，如果控制系统的处理结果没有落入预存的待保留物料的对应参数范围内，则判定为异物。

作为优选的方案，所述激光线光源的光出射面和光电传感器的探测面形成夹角小于5度。

作为优选的方案，所述激光线光源采用静态的激光线光源。