一種籽棉中透明塑料雜質的檢測與剔除設備的製作方法

2023-11-11 14:56:57

專利名稱：一種籽棉中透明塑料雜質的檢測與剔除設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種籽棉中透明塑料雜質的檢測與剔除設備，屬於棉花加工機械 和光學檢測技術領域。
背景技術：
近年來，在棉花的採摘、收購、加工等環節中混雜異性雜質，特別是混入棉花中的 各種透明異性雜質，如農用地膜、塑料帶等。異性雜質不僅影響棉花的品質等級，而且也給 後續加工帶來嚴重問題。由於透明塑料異物的外部特徵與棉花纖維極為類似，肉眼極難辨 認，目前所採用的人工分揀效率低，勞動強度大，尋求一種技術可靠，成本低廉，高效率的透 明塑料雜質檢測方法具有重要意義。目前檢測透明塑料異性雜質的方法主要有以下幾種(1)彩色CCD掃描成像法，對與棉花顏色差別極小的透明塑料雜質如地膜、塑料片 等檢測效果不理想。(》X光成像法。此系統價格昂貴，異物解析度低，在國內推廣較為困難。(3)紅外熱成像法。熱成像設備價格昂貴，檢測速度較慢，不具有實際推廣價值。(4)超聲波成像法。成像視場範圍小，成像解析度低下，對細小異物的檢測不理想， 難以在工業現場應用。同時，在棉花加工的不同階段實施雜物檢測和剔除也相當重要，如果在皮棉加工 階段實施，則由於軋花工序的加工，造成雜物縱向斷裂，橫向分開，數量成倍增加，成為細小 的纖維狀雜質，更加難以識別和剔除，因此，合理的實施階段應該是籽棉加工時期。

實用新型內容本實用新型的目的是為克服已有技術之不足，提出一種籽棉中透明塑料雜質的檢 測和剔除設備。本實用新型具有檢測透明塑料雜質效果明顯、結構簡易、成本低廉的特點。本實用新型提出的籽棉中透明塑料雜質的檢測和剔除設備，包含一個LED面陣 光源，所述光源經過由偏振片或偏振玻璃組成的起偏器產生偏振光，所述起偏器與檢偏器 間是籽棉下落通道，籽棉及雜質下落中被所述偏振光照射並透射至所述檢偏器，在C⑶或 相機上成像，所述CCD或相機與工控機如電腦或其他運算設備相連，所述下落通道下方是 由高頻電磁閥控制的組成陣列的噴嘴，所述噴嘴對面的排雜機構收集雜質至籽棉雜質排出 箱。所述面陣光源、起偏器、檢偏器、CCD或相機組成光學檢測通路。所述噴嘴橫向安裝為 一排，寬度為所述檢測圖像寬度。噴嘴氣流作用力垂直於所述籽棉下落通道，所述透明塑料 雜質及少量籽棉由噴嘴高壓氣流吹至所述排雜機構。本實用新型提出的一種籽棉中透明塑料雜質的檢測和剔除設備，其優點是通過 LED光源照射偏振片或偏振玻璃組成的起偏器，獲得偏振光，並對被測籽棉進行透射。當被 測籽棉中出現異性雜質時，視頻裝置採集該異性雜質的偏振光色偏振圖像，經過二值化處 理後，圖像表現為明顯的雜質特徵，而無雜質的籽棉圖像不顯示，圖像分割後計算雜質質心坐標，結合質心坐標和籽棉在下落通道中的下落速度得到噴嘴的開啟位置和開啟時刻。該 方法提高了被測籽棉中透明塑料雜質的識別率。與現有檢測技術相比，本實用新型的檢測 方法操作簡單，檢測成本低，能夠將現有方法難以檢測到的透明塑料雜質檢測出來。高壓氣 流噴嘴採用高頻電磁閥控制，響應快速靈敏，剔除效果好。

圖1是實施本實用新型的結構示意圖；圖中1、含異纖籽棉排出箱；2、機架；3、雜質剔除機構；4、高頻電磁閥及噴嘴、5、 LED面陣光源；6、起偏器；7、檢偏器；8、CCD或相機；9、工控機；10、PLC ；11、籽棉下落通道； 12、排雜機構、13、清後籽棉出口。
具體實施方式
下面結合說明書附圖對本實用新型籽棉中透明塑料雜質的檢測與剔除設備作進 一步說明。參見圖1，該裝置包括一個由LED面陣光源5、起偏器6、檢偏器7、CXD或相機8、 工控機9組成的光學檢測部件，一個由PLC10、由高頻電磁閥及噴嘴4、排雜機構12、清後籽 棉出口 13組成的雜質剔除機構3。上述光學檢測部件和雜質剔除機構3安裝於機架2。LED面陣光源5發出的光經過由偏振片或偏振玻璃組成的起偏器6產生偏振光， 起偏器6與檢偏器7間是籽棉下落通道11，籽棉及透明塑料雜質自由下落中被所述偏振光 照射，入射偏振光改變偏振狀態透射至檢偏器7，引起光的幹涉，獲得雜質特徵最強的偏振 圖像，成像於CXD或相機8，該CXD或相機8由PLClO根據一定頻率觸發開啟，拍攝籽棉及 雜質下落中的每幀圖像。CXD或相機8與工控機9如電腦或其他運算設備相連，在工控機9 上對上述圖像二值化處理，再運用形態學方法將上述圖像分割，在該二值化圖像中，每一單 個透明塑料雜質是一簇像素聯合體，上述像素聯合體在8連通範圍內相互連接。利用像素 邊緣搜索確定雜質所在面積區域。計算籽棉和雜質聯合體內透明雜質橫縱坐標的平均值， 作為雜質的質心坐標。結合上述雜質質心坐標和籽棉的下落速度，工控機9獲得上述雜質 如薄膜等運動中的動態位置坐標，將該坐標信息發送給與工控機9相連接的PLC10，籽棉下 落通道11下方是組成陣列的高頻電磁閥控制的噴嘴4，一排噴嘴4橫向安裝於剔除機構3， 寬度為上述檢測圖像寬度。噴嘴4中高壓氣流作用力垂直於籽棉下落通道11，透明塑料雜 質及少量棉花由噴嘴4中的高壓氣流吹出至對面的排雜機構12並被含異纖籽棉雜質排出 箱1收集。無雜質籽棉則無需處理，由籽棉下落通道11落入清後籽棉出口 13。以上的實施例僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行描述，並非對本實用新型 的範圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本 實用新型的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型的權利要求書確定的保 護範圍內。
權利要求1.一種籽棉中透明塑料雜質的檢測與剔除設備，其特徵在於該裝置包括一個LED光 源(5)，所述光源( 經過由偏振片或偏振玻璃組成的起偏器(6)產生偏振光，所述起偏器 (6)與檢偏器(7)間是籽棉下落通道(11)，籽棉及雜質下落中被所述偏振光照射並透射至 所述檢偏器(11)，在CCD或相機(8)上成像，所述CCD或相機(8)與工控機(9)如電腦或其 他運算設備相連，所述籽棉下落通道(11)下方是雜質剔除機構(3)。
2.根據權利要求1所述的籽棉中透明塑料雜質的檢測與剔除設備，其特徵在於所述 LED光源(5)、起偏器(6)、檢偏器(7)、CXD或相機(8)組成光學檢測通路。
3.根據權利要求1所述的籽棉中透明塑料雜質的檢測與剔除設備，其特徵在於所述 雜質剔除機構(3)中包括有高頻電磁閥控制的組成陣列的噴嘴(4)和噴嘴(4)對面的排雜 機構(12)、清後籽棉出口(13)。
4.根據權利要求1和2所述的籽棉中透明塑料雜質的檢測與剔除設備，其特徵在於 所述高頻電磁閥及噴嘴(4)橫向安裝為一排，寬度為所述檢測圖像寬度。
5.根據權利要求1和2所述的籽棉中透明塑料雜質的檢測與剔除設備，其特徵在於 所述噴嘴(4)氣流作用力垂直於所述籽棉下落通道(11)，所述透明塑料雜質及少量棉花由 高頻電磁閥控制的噴嘴(4)高壓氣流吹至所述排雜機構(12)。
專利摘要本實用新型涉及一種籽棉中透明塑料雜質特別是塑料地膜等的檢測與剔除設備。屬於棉花加工機械和光學檢測技術領域。本設備由光學檢測部件和雜質剔除機構組成，LED光源、起偏器、檢偏器、CCD或相機組成光學檢測通路。起偏器與檢偏器間是籽棉下落通道，籽棉及雜質下落中被偏振光照射並透射至檢偏器，在CCD或相機上成像，CCD或相機與工控機相連；下落通道下方是由高頻電磁閥控制的組成陣列的噴嘴，噴嘴橫向安裝為一排，寬度為所檢測圖像寬度。噴嘴氣流作用力垂直於所述籽棉下落通道，透明塑料雜質及少量籽棉由噴嘴高壓氣流吹至排雜機構並被異纖雜質排出箱收集。本實用新型的設備操作簡單，檢測成本低，響應快速靈敏，剔除效果好。
文檔編號G01N21/85GK201859123SQ20102024422
公開日2011年6月8日 申請日期2010年6月25日 優先權日2010年6月25日
發明者劉培彥, 季宏斌, 陳濤 申請人:南通棉花機械有限公司