隨著(zhù)工業(yè)用原材料對石英砂原料純度的要求不斷提高，如何將石英砂原料中各種各樣的雜質(zhì)篩選出來(lái)顯得十分重要。一般雜質(zhì)和石英砂原料在很多方面都有所不同，主要有：密度、磁性、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、顏色、顆粒大小和化學(xué)性質(zhì)。針對雜質(zhì)密度的不同，工業(yè)上可以采用浮選法將雜質(zhì)和原料分開(kāi)；針對磁性的不同，可以利用電磁場(chǎng)來(lái)分離雜質(zhì)；針對熔沸點(diǎn)的不同，可以使用蒸餾加熱的辦法將雜質(zhì)分離；針對顆粒大小的不同，可以采用網(wǎng)篩法將雜質(zhì)分開(kāi)，針對顏色的不同可以使用色選法將雜質(zhì)分開(kāi)，針對化學(xué)性質(zhì)的不同，可以使用化學(xué)反應方法將雜質(zhì)分開(kāi)¨。“基于線(xiàn)陣ＣＣＤ傳感器來(lái)設計色選機Ｈ１，是近年來(lái)剛剛興起的課題。研究的主要領(lǐng)域在糧食方面，利用光電色選機來(lái)實(shí)現對整精米率的檢測，然后利用邊緣提取算法，獲得大米的輪廓，從而分析大米是否合格。隨著(zhù)ＣＣＤ技術(shù)的發(fā)展，石英砂色選技術(shù)在農業(yè)中得到了廣泛的應用，但是在其他一些方面，我國的色選技術(shù)還處于空白狀態(tài)。石英玻璃具有一系列優(yōu)良的物理、化學(xué)性能，如熱膨脹系數極小、理論上可達到零膨脹等特點(diǎn)。石英玻璃的透光性能良好，不僅能透過(guò)可見(jiàn)光，還能透過(guò)紫外線(xiàn)和紅外線(xiàn)。石英玻璃的化學(xué)穩定性和電真空性能良好，它是極好的耐酸材料，高溫真空度可達１×１０一。
本文針對以上設計任務(wù)，進(jìn)行了以下工作：
1、主控制電路系統設計。 ａ．以ＰＩＣｌ６Ｆ８７７單片機作為主控核心，使用ＣＰＬＤ連接外圍邏輯電路，實(shí)現邏輯擴展。 ｂ．設計實(shí)現外圍溫度檢測單元，對石英砂分選機系統溫度和物料經(jīng)分選時(shí)的溫度進(jìn) 一行實(shí)時(shí)監控。 ， ｃ．設計實(shí)現系統數據儲存電路。既可以提供通信緩沖，又可以記錄以前設定的系統參數。并設計密碼功能，確保管理員權限和數據保密。 ｄ．設計實(shí)現背景板電路?？梢酝ㄟ^(guò)觸摸屏調節背景光板的傾斜角度，實(shí)現光強可調。 ｅ．設計實(shí)現伺服控制系統電路。驅動(dòng)伺服吸頭準確的將判定為雜質(zhì)的物料清除。并返回伺服限位丌關(guān)信號。
2、主控系統與其他系統之間的通信設計。 為使主控制系統能夠按照觸摸屏命令，對各子系統的工作進(jìn)行設置與管理，本文建立了主控制系統與觸摸屏問(wèn)的通信，與ＣＣＤ相機板、伺服與氣槍驅動(dòng)板、電磁振動(dòng)給料板和傳送帶控制板問(wèn)的自定協(xié)議的三線(xiàn)制同步串行通信以及與電器控制板問(wèn)的單向并行通信方式。
3、電磁振動(dòng)給料器的設計。 彳ｉ英砂分選控制系統設計 使用單片機ＡＴ８９Ｃ５１作為控制單元。和傳送帶配合使用作為分選機的進(jìn)料設備。利用單向可控硅的半波導通特性，提高振動(dòng)質(zhì)量，通過(guò)調節可控硅的導通角可以實(shí)現電壓的調節及控制給料器的振動(dòng)強度調節，和上位機的通信采用同步串行方式，實(shí)現系統自動(dòng)調節。
4、觸摸屏的設計。 選用臺灣威倫公司的ＷＥＩＮＶＩＥＷ觸摸屏。型號是ＭＴ５０６ＭＶ，設計編輯了觸摸屏主菜單畫(huà)面、伺服系統調節畫(huà)面、伺服限位狀態(tài)畫(huà)面、圖像數據采集動(dòng)態(tài)顯示畫(huà)面、吸頭調節檢測畫(huà)面、背景燈光亮度調節畫(huà)面、定位命令設定畫(huà)面、異常報警畫(huà)面等，并與主控系統實(shí)施通信。
5、系統調試與實(shí)驗結果。 在完成了上述設計制作過(guò)程后，我們不僅對各部分進(jìn)行了調試，而且還根據設計方案制作出產(chǎn)品，達到相對穩定的運行狀態(tài)。并給出實(shí)驗結果。
目前國內采用人工石英砂色選的方法進(jìn)行剔除，但是這種方法極易導致工人產(chǎn)生“雪盲”，甚至失明。而且人工色選的辦法效率比低，成本高，產(chǎn)出量小，國內工業(yè)用石英砂基本上靠進(jìn)口來(lái)維持生產(chǎn)，成本高，受制于人是國內石英砂供應面對的現狀，如何在原有的基礎上進(jìn)一步提純石英砂，使高純度石英砂實(shí)現國產(chǎn)化是一個(gè)急需解決的問(wèn)題，也是國內許多石英砂加工企業(yè)共同的愿望瞄刮。 石英砂原材料中的雜質(zhì)，經(jīng)過(guò)浮選和磁選之后，剩余的雜質(zhì)顆粒一般在０．１ｍｍ－１．Ｏｍｍ之間，顏色上和純凈石英砂有很大的差別，針對石英砂中雜質(zhì)的這種特性，常規的篩選方法很難達到這種目的。佰科石英砂廠(chǎng)提出了基于線(xiàn)陣ＣＣＤ運動(dòng)物料檢測定位系統，先將微小顆粒的石英砂雜質(zhì)平鋪在勻速運動(dòng)的傳送帶上，在傳送帶上放置三臺線(xiàn)陣ＣＣＤ傳感器，當物料通過(guò)線(xiàn)陣ＣＣＤ傳感器之后，系統得到一幅勻速運動(dòng)的物料灰度圖，利用ＦＰＧＡ高速實(shí)現對灰度圖的分析處理呻１，然后驅動(dòng)伺服控制系統將物料中的雜質(zhì)剔除。
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