异色异形筛选仪是一种专门用于检测和分析物料中异色和异形缺陷的仪器,其结合了光学原理、图像处理技术和自动化控制技术。它通过照射光源对物料进行照射,利用光学传感器捕捉物料反射、透射的光信号。这些光信号经过图像处理系统进行分析,根据物料的颜色、形状等特征来判断是否存在异色或异形缺陷。一旦检测到异色或异形物,系统会将信号传输至剔除系统,控制相应装置动作,将不良品剔除。
异色异形筛选仪通常由以下几个主要模块构成:
1、进料系统(Feeding System)
功能:将待分选的物料均匀、稳定地送入检测区域,确保物料呈单层、分散状态通过摄像头视野。
主要部件:
进料斗/料仓:储存待分选物料。
振动给料器(Vibratory Feeder):通过可控的振动,将物料从料仓平稳、定量地输送到下一级。是实现物料均匀铺展的关键。
匀料板/分流器:位于给料器出口,进一步将物料均匀分布到整个筛面宽度上,防止物料堆积。
加速滑槽/传送带:引导物料以合适的初速度进入检测区,确保物料在空中形成“物料幕”。
2、检测系统(Detection System)-核心
功能:对高速通过的物料进行实时成像和分析,精确识别出异色和异形颗粒。
主要部件:
高分辨率工业相机(High-Resolution Industrial Cameras):
通常配备多个(2个或更多)线阵或面阵相机,从不同角度(如顶部、侧面)拍摄物料图像。
分辨率高(可达数百万像素),能捕捉微小缺陷。
专用光源系统(Illumination System):
类型:LED光源为主,包括背光、前向漫射光、同轴光、多光谱光等。
作用:提供稳定、均匀、无阴影的照明,突出物料的颜色、纹理、轮廓特征。多光谱光源可增强对特定物质(如霉变、虫蛀)的识别能力。
关键:光源与相机的配合决定了图像质量。
高性能图像处理单元(Image Processing Unit):
通常是嵌入式工控机或服务器。
运行复杂的图像处理算法(如边缘检测、颜色空间转换、模式识别、深度学习AI模型)。
实时分析每一帧图像,根据预设的“合格品”标准,快速判断每个颗粒是否为“异色”或“异形”。
计算出需要剔除颗粒的精确位置坐标。
3、剔除系统(Ejection System)-执行机构
功能:在图像处理单元发出指令后,精准、快速地将被判定为不合格的物料颗粒从合格品流中吹出。
主要部件:
高速电磁阀阵列(High-Speed Solenoid Valve Array):
由数十甚至上百个微型电磁阀组成,排列在剔除区域上方。
响应时间极短(毫秒级),可独立控制。
喷嘴阵列(Nozzle Array):
与电磁阀一一对应,安装在精确位置。
当某个电磁阀接收到“剔除”信号时,瞬间开启,压缩空气从对应喷嘴喷出。
气源装置(Air Supply):
提供洁净、干燥、压力稳定的压缩空气(通常0.4-0.7MPa)。
包括空压机、储气罐、过滤器、减压阀等。
工作原理:当一个不合格颗粒运动到某个喷嘴正前方时,控制系统精确计算并触发该喷嘴对应的电磁阀,一股短暂而集中的气流将其“击中”并吹离主物料流,落入废料通道。
4、物料分离与收集系统(Material Separation&Collection System)
功能:将被剔除的不合格品与合格品有效分离,并分别收集。
主要部件:
分料斗/导流板:位于剔除区域下方,将主物料流(合格品)和被吹出的物料流(不合格品)引导至不同的收集通道。
合格品出料口:收集经过筛选后的优质产品。
废料/杂质出料口:收集被剔除的异色异形颗粒。
收集箱/袋:用于暂时存放分选出的物料。
5、控制系统(Control System)
功能:整个设备的“大脑”,协调各部分协同工作。
主要部件:
人机界面(HMI-Human Machine Interface):
触摸屏操作面板,用于参数设置(如颜色阈值、尺寸范围、剔除灵敏度)、模式选择、运行监控、故障报警、数据记录等。
中央处理器(CPU/PLC):
接收传感器信号,运行控制逻辑,向执行机构(电磁阀、电机)发送指令。
与图像处理单元通信,接收剔除指令。
传感器:
如物料流量传感器、气压传感器、门限位开关等,用于监控设备状态。
6、机械结构与框架
功能:支撑和固定所有部件,保证设备整体刚性和稳定性。
主要特点:
采用高强度钢材或不锈钢制造,坚固耐用。
设计符合人体工程学,便于操作和维护。
通常为全封闭或半封闭结构,防尘、防潮,符合食品卫生要求(如IP防护等级)。