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如何实现智能化石英砂分选流程

发布时间:2013-03-20 10:57

    随着工业用原材料对石英砂原料纯度的要求不断提高,如何将石英砂原料中各种各样的杂质筛选出来显得十分重要。一般杂质和石英砂原料在很多方面都有所不同,主要有:密度、磁性、熔点、沸点、颜色、颗粒大小和化学性质。针对杂质密度的不同,工业上可以采用浮选法将杂质和原料分开;针对磁性的不同,可以利用电磁场来分离杂质;针对熔沸点的不同,可以使用蒸馏加热的办法将杂质分离;针对颗粒大小的不同,可以采用网筛法将杂质分开,针对颜色的不同可以使用色选法将杂质分开,针对化学性质的不同,可以使用化学反应方法将杂质分开¨。“基于线阵CCD传感器来设计色选机H1,是近年来刚刚兴起的课题。研究的主要领域在粮食方面,利用光电色选机来实现对整精米率的检测,然后利用边缘提取算法,获得大米的轮廓,从而分析大米是否合格。随着CCD技术的发展,石英砂色选技术在农业中得到了广泛的应用,但是在其他一些方面,我国的色选技术还处于空白状态。石英玻璃具有一系列优良的物理、化学性能,如热膨胀系数极小、理论上可达到零膨胀等特点。石英玻璃的透光性能良好,不仅能透过可见光,还能透过紫外线和红外线。石英玻璃的化学稳定性和电真空性能良好,它是极好的耐酸材料,高温真空度可达1×10一。
    本文针对以上设计任务,进行了以下工作:
1、主控制电路系统设计。 a.以PICl6F877单片机作为主控核心,使用CPLD连接外围逻辑电路,实现逻辑扩展。 b.设计实现外围温度检测单元,对石英砂分选机系统温度和物料经分选时的温度进 一行实时监控。 , c.设计实现系统数据储存电路。既可以提供通信缓冲,又可以记录以前设定的系统参数。并设计密码功能,确保管理员权限和数据保密。 d.设计实现背景板电路。可以通过触摸屏调节背景光板的倾斜角度,实现光强可调。 e.设计实现伺服控制系统电路。驱动伺服吸头准确的将判定为杂质的物料清除。并返回伺服限位丌关信号。
2、主控系统与其他系统之间的通信设计。 为使主控制系统能够按照触摸屏命令,对各子系统的工作进行设置与管理,本文建立了主控制系统与触摸屏问的通信,与CCD相机板、伺服与气枪驱动板、电磁振动给料板和传送带控制板问的自定协议的三线制同步串行通信以及与电器控制板问的单向并行通信方式。
3、电磁振动给料器的设计。 彳i英砂分选控制系统设计 使用单片机AT89C51作为控制单元。和传送带配合使用作为分选机的进料设备。利用单向可控硅的半波导通特性,提高振动质量,通过调节可控硅的导通角可以实现电压的调节及控制给料器的振动强度调节,和上位机的通信采用同步串行方式,实现系统自动调节。
4、触摸屏的设计。 选用台湾威伦公司的WEINVIEW触摸屏。型号是MT506MV,设计编辑了触摸屏主菜单画面、伺服系统调节画面、伺服限位状态画面、图像数据采集动态显示画面、吸头调节检测画面、背景灯光亮度调节画面、定位命令设定画面、异常报警画面等,并与主控系统实施通信。
5、系统调试与实验结果。 在完成了上述设计制作过程后,我们不仅对各部分进行了调试,而且还根据设计方案制作出产品,达到相对稳定的运行状态。并给出实验结果。
    目前国内采用人工石英砂色选的方法进行剔除,但是这种方法极易导致工人产生“雪盲”,甚至失明。而且人工色选的办法效率比低,成本高,产出量小,国内工业用石英砂基本上靠进口来维持生产,成本高,受制于人是国内石英砂供应面对的现状,如何在原有的基础上进一步提纯石英砂,使高纯度石英砂实现国产化是一个急需解决的问题,也是国内许多石英砂加工企业共同的愿望瞄刮。 石英砂原材料中的杂质,经过浮选和磁选之后,剩余的杂质颗粒一般在0.1mm-1.Omm之间,颜色上和纯净石英砂有很大的差别,针对石英砂中杂质的这种特性,常规的筛选方法很难达到这种目的。佰科石英砂厂提出了基于线阵CCD运动物料检测定位系统,首先将微小颗粒的石英砂杂质平铺在匀速运动的传送带上,在传送带上放置三台线阵CCD传感器,当物料通过线阵CCD传感器之后,系统得到一幅匀速运动的物料灰度图,利用FPGA高速实现对灰度图的分析处理呻1,然后驱动伺服控制系统将物料中的杂质剔除。
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