色选机光学选别原理和功能的理解
来源:环球粮机网发布时间:2015-05-12 13:38:15
随着粮食市场化进程的深入,人们对大米的内在质量和外观质量有了更高的要求,由于色选机可以将米中的异色粒剔除,大大改善大米的外观质量,所以近几年在百个大型米厂中得到普遍应用。随着面粉面粉质量要求的不断提高,一些大型面粉加工企业也开始选用色选设备,对高等级面粉车间对净麦进行精选,剔除黑胚小麦及其他深色杂质,佐竹公司也专门开发出了小麦色选机。现围绕色选机的使用,提出需要注意的一些问题供同行们参考。
1 色选机光学选别原理和功能的理解
1.1 光学选别的原理
利用大米或麦粒与异色颗粒对特定光线的吸收或反射强度不同,通过光电转换装置将其光信号转换成电信号并放大,然后对其电压值进行采摘识别,最后驱动喷射阀对异色粒进行瞬间喷吹,从而实现大米粒与异色粒的分离。
1.2 主要组成部分
①喂料器:实现流量的稳定和调控;②溜槽:获得均匀的米流和恒定的米粒速度;③荧光灯:提供规定光频区域、性能稳定的光源;④背景板:将照射米流的反射光线或透射光线进行对比并反射至光电传感器;⑤光电传感器:将光信号转换成电信号并传送到电信号处理系统;⑥CCD/CMOS装置:对高速流动的米粒进行高速的图象拍照扫描,利用米粒与异色拉之间对颜色差异,将光信号转换成数字电信号并传送到电信号处理系统;⑦喷射阀:执行电信号处理系统的开闭指令,对异色拉进行喷吹;⑧信号处理与集成电路系统:完成电信号的识别处理、对功能部件发布指令和驱动等;⑨自动清理机构:自动清理防尘玻璃上的粉尘;⑩压缩空气调节装置:对空气压缩系统提供的压缩空气进行压力调节和进一步的过滤,并向喷射阀和自动清理机构等用气系统提供合格的压缩空气。
2 有关技术参数的理解
2.1 最大通道产量
最大通道产量是指用于选除抛光米中异色粒时每个通道的最大处理量。抛光米中异色粒的含量≤0.3%时,其最大通道产量一般为80~100kg/h。如果米粒表面不够光洁或未经过抛光处理,会影响色选机光学元件的识别效果,进而降低了色选机的最大通道产量;如果米中异色粒的含量>0.3%,色选机的最大通道产量也将大为降低。因此在选用色选机时一定要充分考虑米中异色粒的含量、大米是否抛光、市场对成品米的外观质量要求等。实践表明:抛光米中异色粒的含量在0.3%~0.5%时,最大通道产量选取 40~80kg/h较为适宜。
2.2 空压机排气量
空压机排气量的选择应是色选机标牌要求用气量的1.5~2.0倍。如果米粒表面光亮度不够、异色粒含量较高或米中含有糠粉,色选机识别率会下降,耗用压缩空气量将更大;同时空压机选择应留有余量,可以实现空压机的间歇运行,便于其运转部件的冷却降温,延长使用寿命。
2.3 吸尘风量
吸尘风量选择一般为色选机标牌需求量的1.2~1.5倍,同时管道要安装风阀进行风量调节。吸风量过低,机器内部粉尘吸不净将影响光学元件的正确识别,也影响其他电子元件散热以及使用寿命;吸风量过高会下移米粒在色选段运行轨迹,使部分好米粒流到收集口外面,混入次米流中。
2.4 带出比
色选出的异色粒中含有的异色粒粒数与好米粒数的比率,性能好的色选机一般为1:1或1:2。
2.5 单面、双面或三面色选
对米粒的选别方式,由于技术进步,较先进的色选机已经采取了双面或三面色选,选别效果更高。
3 机器安装应注意的问题
3.1 机器要安装在水平面上,四角的水平偏差≤5rnm
由于米粒通过溜槽下滑进入色选区时是靠惯性抛入的,如果机器不够水平,米粒在溜槽受到的摩擦力大小会不同、运动速度将改变、米粒运行姿态也将改变,这些数值将不同于机器内置数值,从而难以获得最佳的色选效果。
3.2 机器必须安装在没有震动的地方
震动对色选机的众多电器元件和光学元件将造成严重伤害,安装时要设法避免机座的震动,并且与之相连的料斗、管道要采取软连接,以防止其震动或料流冲击对机器的不利影响。
3.3 机器要避免外部光线对其光学部件的影响
外部光线的进入会对机器自身的光学系统造成干扰,产生误动作,引起识别系统故障。车间的采光、照明要注意克服这一问题。
3.4 温度、湿度、粉尘等环境因素
电器元件固有特性要求其工作环境的温度为10~30℃,湿度、粉尘要尽可能低些。温度过高或过低都将改变电器元件的工作曲线,偏离要求的指标,从而影响机器性能;湿度、粉尘过大会降低散热效果.加速元件的老化和降低光学元件的分辨效果。另外,如果温度低于0℃,机器中的空气过滤器自动放水口会被冻结,空气中的水分无法放出,影响喷阀正常工作。对于没有采暖设施的车间应对色选机采取单独供暖。
3.5 色选机应设置在抛光米机、白米分级机之后
抛光及白米分级之后的米粒表面光亮、洁净,大米含碎米少、糠粉已被去除,利于光学系统的分辨识别;同时也不会有米粒、糠粉黏结在溜槽上影响米粒的流动和改变流速值,这样可以获得较好的色选效果。
3.6 提供高质量的电源,机器要单独设置接地回路
配备AC-3相380V的稳压电源是十分必要的。稳定的电压能够保证电器元件输出准确的信号,提高工作的精度;设置单独接地回路能够避免其他机器等外部电信号的干扰,防止本机电器元件的误动作。同时注意止电焊机线路与本机的直接或相关接触。
3.7 配置一定容置的进料仓;稳定进料流量
稳定的流量有利于机器更稳定地运行,在色选机前配置一定容量的进料仓(一般为色选机10~20min的处理量),并在色选机进料口安装一段0.3~0.5m高的玻璃方斗以便于观察料流情况,同时在方斗上方设置插板粗调各个通道流量。
3.8 机器四周要留有lm的空间
色选机需要经常的操作、检查和维护,留有一定的操作空间是必要的,同时在搬运、安装和使用过程中必须精心呵护设备。
3.9 压缩空气系统的配置
一般供气系统工艺为:空压机一→储气罐一→空气冷冻干燥机一→三级空气过滤器一→色选机。首先选择好供气量:一般为机器标牌用气量的1.2~1.5倍,留有一定的余量可以满足色选时大米异色粒含量的变化。然后选配合适的设备:全无油空压机产生的高压空气不含油脂,便于过滤从而获得较为干净的压缩空气,而目工作区域较卫生.无滴漏油现象,因此选择全无油空压机比较好,空压机工作压力选择为0.5—0.8MPa;储气罐容量选择为5~10min空压机排气量为宜,额定压力≥1.0MPa;采用冷冻干燥机将高压空气中的水分冷冻分离实现对空气干燥;在空气干燥机后设置三级空气过滤器,使最终过滤微粒≤0.01μm,保证喷阀用气的质量要求。另外管道配置上应选用合适的管材:内径≥27.6mm、耐压强度≥1.0MPa的钢管,最好选用不锈钢管,管网与压缩机连接段选用高压软管为好,这样可避免压缩机的震动对管道的影响。
4 操作方面需要注意的事项
4.1 开机阶段
首先确认压缩空气系统提供的压力达到0.5MPa,同时调整色选机的压力调节器,使之出口压力为0.25MPa;然后接通色选机电源并触摸菜单屏幕的ON键将机器预热30min,使荧光灯提供的光源达到稳定状态、各电器元件也进入工作状态;最后确认前后工艺上的设是和吸尘风网已进入工作状态。如此可以进行下一步的系统设置.流量控制、灵敏度和背景板等功能的操作调整。
4.2 系统设置的调整
如果单一剔除大米中所含的红色、黄色和黑色等异色拉,要选择白米选异色拉的功能;如果单一剔除大米中所含的白垩粒、腹白粒和糯米粒,要选择白米选白垩粒的功能;如果剔除糯米中的大米等透明粒,要选择糯米选透明粒的功能;但是有时大米中既会有一定量的异色拉又含有一定量的白垩粒,或者糯米中既会有一定量的透明粒又含有一定量的异色粒,这种情况下可以开启机器后面的同时选开关,进入同时选功能,根据大米中异色拉与白垩粒含量的大小选择系统设置的顶目。
43 背景板、灵敏度和流量值的设定和调节
首先调整和设定背景板值,即先将流量值设定较低流量内调整背景的高低,并在色选模拟屏幕观察其波形的状态,微调背景值使各个通道波形曲线上下对称、波幅为最小,否则背景值过高或过低会降低色选效果;然后调整灵敏度即感度值,通过精确调节使选后的成品达到要求指标,选出的异色粒或白垩粒等坏地中的好米含量一般为40%~80%为宜;最后调整流量值到正常的工作流量,再进一步调节和设定背景值和感度值,直至达到最佳的色选效果,将上述的背景值、感度值和流量值存入机器的电脑中,作为本批次大米色选数据。由于感度越高,剔除物越多,陪、喷阀工作频率也越高,其驱动电路负载越大,因此不可将感度值设定在97以上,以免引起保险损坏或喷阀线圈、驱动电路的损坏。
4.4 其他功能的调整
料斗传感器开启,则传感器感应到物料时喂料器就开始工作,即有料工作,无料停止;为了更准确控制色选效果,一般将料斗传感器关闭,由人工控制喂料器的开停;各通道喂料器的振幅可通过调节振动线圈与其固定板间距加以调整,使各个通道的喂料器振幅一致,同时要求一次选各通道喂料器与溜槽的间距保持一致,通常为8~12mm,这样便于各个通道 流量值的统一调节和设定,保持各通道色选效果的一致;喷阀的延时时间已在机器出厂前调整设定完,一般在使用中不要改变;清理刷运行时间出厂设定为30min,可根据使用情况进行必要的调整,粉尘较大时降低运行时间,粉尘较小时增加运行时间,一般调整幅度为20~40min;为保证光源效果,荧光灯寿命时间设定为1500h,达到时间应更换荧光灯。
5 机器的维护管理
5.1 压缩空气系统的维护管理
每班检查压缩机、冷冻机、过滤器和储气罐以及管路等运行情况,如电流大小、压力大小、温度高低、嗓音高低、是否泄漏、空气过滤是否正常和进排气口是否通畅等等,并且放掉储气罐、过滤器的积水,发现异常及时处理或检修。
5.2 色选机的维护管理
保持机器内外的清洁和良好的吸尘效果是十分重要的,经常用喷枪喷吹光学部分和电路板上的粉尘,可以提高色选效果,延长元件的使用寿命;经常观系溜槽是否被物料堵塞或被糠粉黏结,喷吹区是否积存物料,并要及时清除;注意检查喷阀是否漏气或堵塞;在更换灯管时不可将电源接头接错,同时要将灯管上带有金属反光条的一侧装在后面,使其反射的光线对准背景板。
6 结语
色选机同其他设备一样,具有其特殊性和特殊要求,要从理论上抓住其原理、功能等内在本质,并从实际应用中加以认识和掌握,才能更好地使用和发挥己选机的功能,为提高大米的质量服务。