一種大米物料的檢測分選裝置和方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于光電分選技術領域，涉及色選檢測的方案，用于大米物料中分選異色 粒雜質。
【背景技術】
[0002] 大米中通常包括透明米、腹白米、淺黃米、深黃米、深色異物（石子等），大米的分 選主要有選黃、透明和腹白分類、黃白同選三種方面的需求。其中選黃是成品保留透明米和 腹白米，剔除淺黃米、深黃米、深色異物，透明和腹白分類是首先剔除淺黃米、深黃米、深色 異物，然后把透明米和腹白米分成兩類等級的成品，黃白同選是成品保留透明米，剔除腹白 米、淺黃米、深黃米、深色異物。
[0003] 400-500nm波段是大米物料中透明米和淺黃米差異的特征波段，現有的大米選黃 檢測方案基本是采用分選室兩側藍色光光源，結合大米的透射光和反射光綜合疊加特性， 獲取灰度信號強度差異來檢測分選。幾種物料信號由高至低依次是透明米，腹白米，淺黃 米、深黃米、深色異物，其中透明米和腹白米的物料信號有較多的重疊，腹白米和淺黃米的 物料信號有部分交疊，這種方案在選淺黃時會有部分腹白米被誤識別，在大米中腹白米較 多的情況下，為了保留腹白米會導致選黃性能的下降。
[0004] 透明米和腹白米的兩類物料分選方案是采用藍色光單側照明的方案，利用大米的 透射光特性來檢測分選，要達到透明米和腹白米分類，需先使用兩側藍色光照明方案選黃 米，再配置藍色光單側照明方案，這需要一臺機器配置兩次光路，即先把兩側燈管同開進行 選黃保留透明米和腹白米，然后再把一側燈關閉，使用透射特性把透明米和腹白米分離，對 于多通道的大米色選機，每個通道的兩側均需要配置藍色光照明，因此這種方法只能多通 道同時選黃或者多通道同時透明米和腹白米分選，不能做到一臺機器一部分通道選黃一部 分通道進行透明米和腹白米分類。如果采用這種方案在一臺機器的一部分通道選黃一部分 通道進行透明米和腹白米分類，則在透明米和腹白米分類的通道會受到選黃通道的藍色照 明干擾，在選黃通道也會受到透明米和腹白米分級的通道的藍色照明的干擾，特別是兩類 通道的相鄰近的通道干擾更大，因此，行業內目前沒有人采用這種方案在一臺機器上的一 部分通道選黃一部分通道進行透明米和腹白米分類。一般使用兩臺機器進行分選，即一臺 機器專門選黃，一臺專門進行透明米和腹白米分類。
[0005] 黃白同選光路采用不對稱燈管配置，一側較多個藍燈，另一側少量的藍燈，使用少 量藍燈一側的相機選黃，多個藍燈一側的相機選腹白，這樣可以把透明米與腹白米、淺黃、 深黃、深色異物信號拉開，但只能單側選黃，假設米上的小斑點在背對著相機則無法選出。 并且這種光路配置方案也不能應用在大米的選黃和透明米和腹白米分類。
[0006] 專利ZL 2014 2 0216501. 9 -種大米物料的檢測分選裝置中提到了一種檢測方 案，能降低腹白帶出的同時完成選黃、透明和腹白分類、黃白同選三種不同的需求，提高了 分選的適用性。但是這種檢測方案針對于大米物料只能保證選黃的效果和異色粒模式相 當，即選淺黃米效果相同的情況下，透明米的誤選是相當的。在針對某一類大米，其選黃米 的效果有可能差于上例所提黃白同選光路的選黃米效果。
【發明內容】
[0007] 本發明的所要解決的技術問題之一在于提供一種能夠減少選黃時腹白米的帶出， 同時提升淺黃米性能，并且一種方案同時完成選黃、透明米和腹白米分類、黃白同選三種不 同的需求的一種大米物料的檢測分選裝置。
[0008] 本發明所要解決的技術問題之二在于提供能夠實現上述功能的檢測分選方法。
[0009] 本發明采用以下技術方案解決上述技術問題之一的：
[0010] 一種大米物料的檢測分選裝置，應用在透明米、腹白米、淺黃米、深黃米、深色異物 的分選，包括喂料振動器、通道、檢測系統、控制系統、剔除裝置和收料系統，待分選物料的 前后側各有一套檢測系統，每套檢測系統包括光源、相機以及背景裝置，待分選大米物料經 由喂料振動器后進入通道，隨后流經過相機的檢測區域，相機采集其圖像，并傳遞給控制系 統，控制系統向剔除裝置發出剔除指令，其特征在于，每套檢測系統中兩側的一側配置含有 藍光光譜的光源，另一側配置藍光光源。
[0011] 含有藍光光譜的光源側的相機探測透射的藍光信號和反射的含有藍光光譜的光 源信號，藍光光源側的相機探測反射的藍光信號和透射的含有藍光光譜的光源信號，控制 系統根據選黃、或透明米和腹白米分類或者黃白同選的分級要求配置分選模式。
[0012] 所述含有藍光光譜的光源是白燈。
[0013] 所述含有藍光光譜的光源是紅燈、藍燈和綠燈的組合。
[0014] 或者所述含有藍光光譜的光源是紅燈、藍燈的組合。
[0015] 或者所述含有藍光光譜的光源是綠燈、藍燈的組合。
[0016] 對于含有藍光光譜的光源是白燈或者是紅燈、藍燈和綠燈的組合的情形，控制系 統根據選黃、或透明米和腹白米分類或者黃白同選的分級要求配置分選模式的步驟具體包 括：
[0017] 假設一側紅光光強I1?，綠光光強為Ig，藍光光強為I bl，一側藍光光源光強Ib2，透明 米、腹白米、淺黃米、深黃米、深色異物反射率S分別是SpSy s3、s4、s5，透明米、腹白米、淺黃 米、深黃米、深色異物透射率T分別是T1、T2、T3、T4、T 5。
[0018] 其中：S2> Si> S3> S4> S5 T1 彡 T3彡 T4> T2> T5
[0019] 大米物料使用此方案探測到的信號包含了各光譜物料反射光和透射光的信息。含 有藍光光譜的光源側透明米、腹白米、淺黃米、深黃米、深色異物藍光信號強度B分別是 B2、B3、B4、B5，綠光信號強度G分別是G n G2、G3、G4、G5，紅光信號強度R分別是Rp R2、R3、R4、 R5。藍光光源側透明米、腹白米、淺黃米、深黃米、深色異物藍光信號強度B分別是B1 '、B2'、 B3 '、B4'、B5 '，綠光信號強度G分別是G/、G2 '、G3'、G4 '、G5'，紅光信號強度R分別是R1 '、R2'、 R3、R4、R5。
[0020] 含有藍光光譜的光源側 B = IblXS+Ib2XT ;R = IrXS ;G = IgXS
[0021] 藍光光源側 B = Ib2XS+IblXT ;R = IrXT ;G = IgXT
[0022] 由于大米的半透明特征，相機信號獲取的信號是大米對光反射和透射的綜合結合 Ibl 的結果。假設t = m，根據物料的反射和透射實驗，透明米、腹白米、淺黃米幾種物料的藍 光信號差異大小與m的大小有關。
[0023] 當0〈m〈x^ (X丨為0-1中間的一個值）：
[0024] 含有藍光光譜的光源側大米物料的紅光信號大小依次：R2彡R3> R4> R5;綠 光信號大小依次：G2S G p G 3> G 4> G 5;藍光信號大小依次是B p B 3> B 2> B 4> B 5;
[0025] 藍光光源側大米物料的紅光信號大小依次：R/多R3' > R4' > R2' > R5' ；綠光信 號大小依次K1'彡G3' >G4' >G2' >G5' ；藍光信號大小依次是B2'彡B/ >B3' >B4' > B；〇
[0026] 當X^nKx2時（x為0-1中間的一個值，x 2為1-10中間的一個值）：
[0027] 含有藍光光譜的光源側大米物料的紅光信號大小依次：R2彡R3> R4> R5;綠 光信號大小依次：G2S G G 3> G 4> G 5;藍光信號大小依次是B B 2> B 3> B 4> B 5;
[0028] 藍光光源側大米物料的紅光信號大小依次：R/多R3' > R4' > R2' > R5' ；綠光信 號大小依次K1'彡G3' >G4' >G2' >G5' ；藍光信號大小依次是B/ >B2' >B3' >B4' > B；〇
[0029] 當m>x2時（x 2為1-10中間的一個值）：
[0030] 含有藍光光譜的光源側大米物料的紅光信號大小依次：R2彡R3> R4> R5;綠 光信號大小依次：G2S G G 3> G 4> G 5;藍光信號大小依次：B 2彡B B 3> B 4> B 5。
[0031] 藍光光源側大米物料的紅光信號大小依次：R/多R3' > R4' > R2' > R5' ；綠光信 號大小依次K1'彡G3' > G4' > G2' > G5' ；藍光信號大小依次：B/彡B3' > B2' > B4' > B；〇
[0032] 由以上理論分析可知，白燈和藍光光源側不論m值選擇多大，幾種大米在紅色和 綠色信號特性是不變的，腹白米的識別可以利用紅光和綠光的反射透射特性。幾種大米藍 色信號隨著m值不同，會對透明米，腹白米，淺黃米的信號特性產生變化，會影響幾種物料 的信號差異大小，會影響透明米和淺黃米之間的識別性能。
[0033] 根據多種產區大米物料實驗結果，當0〈m〈10時，能找到一個或多個m值，使透明米 和淺黃米的差異增大，提升選淺黃米的性能。因此m需在上述范圍內選取一個合理值。
[0034] 選黃模式的參數設置如下：
[0035] 1、當0〈m〈Xl(XlS〇-l中間的一個值）：含有藍光光譜的光源側的相機，根據上述 理論分析，81>83>82>84>8 5,81(透明米藍光信號）、83(淺黃米藍光信號）之間選擇 一個藍色閾值Bnl作為選黃的臨界值，僅使用Bnl參數會帶出腹白米。為了降低腹白米的帶 出，在&或G i (透明米紅光、綠光反射信號）、馬或G 2 (腹白米紅光、綠光反射信號）之間選 擇一個紅色閾值Rnl或綠色閾值G nl作為臨界值，R # Rnl〈R^ G # G nl〈G2，當該側的相機探 測到大米物料的紅光信號或綠光信號大于該紅色閾值Rnl或綠色閾值Gnl時，則保留該物料， 否則剔除。藍光光源側的相機，根據物料藍光信號大小，B2'彡B/ > B3' > B4' >B5'，因此 在選淺黃時不會帶出腹白米。
[0036] 2、當x'nKxJx^O-l中間的一個值，叉2為1-10中間的一個值）：含有藍光光譜 的光源側的相機，物料藍光信號Bi>B2>B3>B4>B 5, B2 (腹白米藍光信號）、B3 (淺黃米 藍光信號）之間選擇一個藍色閾值Bn2作為選黃的臨界值，其中B 2和B 3之間有重疊，僅使用 Bn2參數會帶出腹白米。為了降低腹白米的帶出，在R 1或G i (透明米紅光、綠光反射信號）、 馬或G 2 (腹白米紅光、綠光反射信號）之間選擇一個紅色閾值Rn2或綠色閾值G n2作為臨界 值，R1S 1?"2〈1?2或