專利名稱：一種籽棉中透明塑料雜質(zhì)的檢測與剔除設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種籽棉中透明塑料雜質(zhì)的檢測與剔除設(shè)備，屬于棉花加工機械和光 學(xué)檢測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，在棉花的采摘、收購、加工等環(huán)節(jié)中混雜異性雜質(zhì)，特別是混入棉花中的 各種透明塑料異性雜質(zhì)，如農(nóng)用地膜、塑料帶等。異性雜質(zhì)不僅影響棉花的品質(zhì)等級，而且 也給后續(xù)加工帶來嚴重問題。由于透明塑料異物的外部特征與棉花纖維極為類似，肉眼極 難辨認，目前所采用的人工分揀效率低，勞動強度大，尋求一種技術(shù)可靠，成本低廉，高效率 的透明塑料雜質(zhì)檢測方法具有重要意義。目前檢測透明塑料異性雜質(zhì)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(zhì)如地膜、塑料片 等檢測效果不理想。(2)X光成像法。此系統(tǒng)價格昂貴，異物分辨率低，在國內(nèi)推廣較為困難。(3)紅外熱成像法。熱成像設(shè)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。成像視場范圍小，成像分辨率低下，對細小異物的檢測不理想， 難以在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)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，則由于軋花工序的加工，造成雜物縱向斷裂，橫向分開，數(shù)量成倍增加，成為細小 的纖維狀雜質(zhì)，更加難以識別和剔除，因此，合理的實施階段應(yīng)該是籽棉加工時期。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服已有技術(shù)之不足，提出一種籽棉中透明塑料雜質(zhì)的檢測和 剔除設(shè)備。本發(fā)明具有檢測透明塑料雜質(zhì)效果明顯、結(jié)構(gòu)簡易、成本低廉的特點。本發(fā)明提出的籽棉中透明塑料雜質(zhì)的檢測和剔除設(shè)備，包含一個LED面陣光源， 所述光源經(jīng)過由偏振片或偏振玻璃組成的起偏器產(chǎn)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(zhì)下落中被所述偏振光照射并透射至所述檢偏器，在CXD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(shè)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(gòu)收集雜質(zhì)至籽棉雜質(zhì)排出箱。所 述面陣光源、起偏器、檢偏器、CCD或相機組成光學(xué)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于所述籽棉下落通道，所述透明塑料雜質(zhì)及 少量籽棉由噴嘴高壓氣流吹至所述排雜機構(gòu)。本發(fā)明提出的一種籽棉中透明塑料雜質(zhì)的檢測和剔除設(shè)備，其優(yōu)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，并對被測籽棉進行透射。當被測籽 棉中出現(xiàn)異性雜質(zhì)時，視頻裝置采集該異性雜質(zhì)的偏振光色偏振圖像，經(jīng)過二值化處理后， 圖像表現(xiàn)為明顯的雜質(zhì)特征，而無雜質(zhì)的籽棉圖像不顯示，圖像分割后計算雜質(zhì)質(zhì)心坐標，結(jié)合質(zhì)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(zhì)的識別率。與現(xiàn)有檢測技術(shù)相比，本發(fā)明的檢測方法操作簡 單，檢測成本低，能夠?qū)F(xiàn)有方法難以檢測到的透明塑料雜質(zhì)檢測出來。高壓氣流噴嘴采用 高頻電磁閥控制，響應(yīng)快速靈敏，剔除效果好。



圖1是實施本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1、含異纖籽棉排出箱；2、機架；3、雜質(zhì)剔除機構(gòu)；4、高頻電磁閥及噴嘴、5、 LED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(gòu)、13、清后籽棉出口。
具體實施例方式下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明籽棉中透明塑料雜質(zhì)的檢測與剔除設(shè)備作進一步 說明。參見圖1，該裝置包括一個由LED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(xué)檢測部件，一個由PLC10、由高頻電磁閥及噴嘴4、排雜機構(gòu)12、清后籽棉出 口 13組成的雜質(zhì)剔除機構(gòu)3。上述光學(xué)檢測部件和雜質(zhì)剔除機構(gòu)3安裝于機架2。LED光源5發(fā)出的光經(jīng)過由偏振片或偏振玻璃組成的起偏器6產(chǎn)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(zhì)自由下落中被所述偏振光照射，入 射偏振光改變偏振狀態(tài)透射至檢偏器7，引起光的干涉，獲得雜質(zhì)特征最強的偏振圖像，成 像于CXD或相機8，該CXD或相機8由PLClO根據(jù)一定頻率觸發(fā)開啟，拍攝籽棉及雜質(zhì)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(shè)備相連，在工控機9上對上 述圖像二值化處理，再運用形態(tài)學(xué)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(zhì)是一簇像素聯(lián)合體，上述像素聯(lián)合體在8連通范圍內(nèi)相互連接。利用像素邊緣搜 索確定雜質(zhì)所在面積區(qū)域。計算籽棉和雜質(zhì)聯(lián)合體內(nèi)透明雜質(zhì)橫縱坐標的平均值，作為雜 質(zhì)的質(zhì)心坐標。結(jié)合上述雜質(zhì)質(zhì)心坐標和籽棉的下落速度，工控機9獲得上述雜質(zhì)如薄膜 等運動中的動態(tài)位置坐標，將該坐標信息發(fā)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橫向安裝于剔除機構(gòu)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于籽棉下落通道11，透明塑料雜質(zhì)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(gòu)12并被含異纖籽棉雜質(zhì)排出箱1收 集。無雜質(zhì)籽棉則無需處理，由籽棉下落通道11落入清后籽棉出口 13。以上的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進 行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方 案作出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種籽棉中透明塑料雜質(zhì)的檢測與剔除設(shè)備，其特征在于該裝置包括一個LED光 源(5)，所述光源(5)經(jīng)過由偏振片或偏振玻璃組成的起偏器(6)產(chǎn)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(zhì)下落中被所述偏振光照射并透射至 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(shè)備相連，所述籽棉下落通道(11)下方是雜質(zhì)剔除機構(gòu)(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的籽棉中透明塑料雜質(zhì)的檢測與剔除設(shè)備，其特征在于所述 LED光源(5)、起偏器(6)、檢偏器(7)、CXD或相機(8)組成光學(xué)檢測通路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的籽棉中透明塑料雜質(zhì)的檢測與剔除設(shè)備，其特征在于所述 雜質(zhì)剔除機構(gòu)(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(gòu)(12)、清后籽棉出口(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的籽棉中透明塑料雜質(zhì)的檢測與剔除設(shè)備，其特征在于 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(jù)權(quán)利要求1和2所述的籽棉中透明塑料雜質(zhì)的檢測與剔除設(shè)備，其特征在于 所述噴嘴(4)氣流作用力垂直于所述籽棉下落通道(11)，所述透明塑料雜質(zhì)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(gòu)(12)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種籽棉中透明塑料雜質(zhì)特別是塑料地膜等的檢測與剔除設(shè)備。屬于棉花加工機械和光學(xué)檢測技術(shù)領(lǐng)域。本設(shè)備由光學(xué)檢測部件和雜質(zhì)剔除機構(gòu)組成，LED光源、起偏器、檢偏器、CCD或相機組成光學(xué)檢測通路。起偏器與檢偏器間是籽棉下落通道，籽棉及雜質(zhì)下落中被偏振光照射并透射至檢偏器，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于所述籽棉下落通道，透明塑料雜質(zhì)及少量籽棉由噴嘴高壓氣流吹至排雜機構(gòu)并被異纖雜質(zhì)排出箱收集。本發(fā)明的設(shè)備操作簡單，檢測成本低，響應(yīng)快速靈敏，剔除效果好。
文檔編號G01N21/88GK102004106SQ201010221169
公開日2011年4月6日 申請日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者劉培彥, 季宏斌, 陳濤 申請人:南通棉花機械有限公司