光學分級機又叫做光線式分級機，不僅可對產品進行大小分級，還可對產品進行外觀品質和內部品質分級。
光學分級機是根據光束遮斷法和圖像處理法製成，進行非接觸式測量。當被測果品不滿足分級要求時，檢測信號傳送到控制裝置，用推板或強氣流將果品排出到外側的輸送帶上，加以分級。在果品傳送帶上合適的位置安裝幾對不同級別的分機器，分機器由兩組相對的射光器L和感光器R組成，果品隨傳送帶移動的時候，經過這些分機器時，如果兩道光束同時被遮擋，則果品直徑比該級要大，用氣流噴射的方式將其分到相應的級別中。
基本介紹
- 中文名：光學分級機
- 外文名：Optical classifier
- 又稱：光線式分級機
- 種類：外觀品質和內觀品質分級機
- 套用：果品分類
- 原理：光束遮斷法和圖像處理法
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原理
光學分級機是根據光束遮斷法和圖像處理法製成，進行非接觸式測量。當被測果品不滿足分級要求時，檢測信號傳送到控制裝置，用推板或強氣流將果品排出到外側的輸送帶上，加以分級。在果品傳送帶上合適的位置安裝幾對不同級別的分機器，分機器由兩組相對的射光器L和感光器R組成，果品隨傳送帶移動的時候，經過這些分機器時，如果兩道光束同時被遮擋，則果品直徑比該級要大，用氣流噴射的方式將其分到相應的級別中。
分類
外觀品質分級機
外觀品質分級機是利用光束照射果實，通過光束反射率來判斷果實的差色程度或傷痕等。按色澤分級的分級機工作原理是:果實從電子發光點前面通過，果實表面產生的反射光被測定波長的光電管接受。反射光的波長因果實表面顏色的不同而變化。系統根據採集的波長進行分析並確定取捨，達到分級目的。義大利的果品貯藏加工業最早使用顏色分級機，主要對蘋果進行顏色分級，其原理就是按照綠色比紅色的反射光強的道理進行的。工作時，蘋果隨鬆軟的傳送帶上跳躍前進，以便於光線能照射到水果的大多部位，這樣可以避免水果被單面照射。電腦接收到反射光，按照不同的反射率將果實分級，一般將其分為全綠果、半綠(半紅)果和全紅果等級別。
內部品質分級機
內部品質分級機是利用一定波長的光照射產品，在不破壞產品的情況下，通過測定透過光的強度來推斷產品中的糖和酸及其他成分的含量。果實內部品質包括很多方面，如成熟度、糖分含量、酸度、空心爛心等。如果僅靠人的視覺、觸覺是很難進行準確的選別的。目前套用較為廣泛效果較好的是透光檢測法檢驗果品內部是否腐爛的情況。馬達帶動濾光器以一定的速度迴轉，濾光器上的干涉濾光片僅讓某種波長的光通過，經透鏡集光後照射到被測物上，被測物置於海綿質的下緩衝墊上，操縱手柄使下托架上升至被測物上部與上緩衝墊相接觸，藉助下緩衝墊上的檢驗眼測出透光量。這種利用透光率的方法精確度高，所以套用廣泛[6-8]。
國內外發展狀況
國外
德國研製了較先進的微機控制重量分級機，其採用最新電子儀器測定重量，可按需要進行準確的分級，分級精度較高；其使用了結構特別的滑槽，落差小，水果不受衝擊、無損傷；分級、裝箱所需時間僅為傳統的1/2。美國Penwalt公司研製的Decco型分級機是一種新型果實分級機，具有速度快、性能好、通用性強的特點。它根據“體積”分級的原理進行工作，不僅綜合了大小和重量分級機最突出的優點，而且還消除了二者的缺點，使分級作業真正得以柔和平緩地進行。分級過程中水果既沒有摔落，也沒有其他任何典型的引起水果損傷的動作，分級柔和、效果好。美國Autoline公司的水果分級設備在世界上處於領先地位，其產品已經系列化(5個型號)，能夠按照重量、顏色、形狀分級，傳送通道可以多達9道，出口可達60個，每道的最高傳送速率為12個/秒，其傳輸系統可以容納不同尺寸的水果，其視覺系統採用兩架單色相機，能計算出水果的三維尺寸。義大利最新研製的Italy-001-A型分級機，可將果實大小進行無級分級，其主要是利用一條帶有網眼的分級傳送帶，在這條傳送帶上，從左到右，其網眼的孔徑是無級變化的，網眼在最左邊時，孔徑最小，傳送帶向右運動時，網眼孔徑也就隨之增大，到達最右邊時，孔徑最大。當傳送帶從下端向回運行時，網眼孔又由大變小。就是說，傳送帶上的網眼孔徑就像照相機的快門那樣，隨著傳送帶的運行方向不同，可以由小變大或由大變小。果實最先落在傳送帶左邊時，小的果實漏下來，隨著傳送帶向右運行，大的果實開始落下，這樣就將果實由小到大進行了多級分級。
國內
國內對果蔬分級機的研製特別是乾果分級機的研製起步較晚，但近來發展很快。如雲南農業大學研製的雙輥式分級機：通過一對與水平面保持一定傾角β，且相互之間有一定夾角α，由逆向旋轉的光滑圓柱構成的雙輥式分級機構，是一種結構簡單，製造容易的分級裝置。光電檢測方面，浙江大學的應義斌等人對蘋果、柑橘、黃花梨等水果進行了比較深入的研究，提出動態圖像的時間序列連續場掃描採集方法，設計出水果動態圖像採集的硬體系統和軟體系統，並對農產品的表面缺陷與損傷、尺寸和表面顏色等農產品品質的重要特徵的圖像處理方法進行探究，利用機器視覺技術對農產品的品質快速、精確檢測提出了自己的解決方案；中國農業大學的劉禾和汪懋華較早開始研究蘋果自動分級的圖像分割問題；陳曉光、王江楓、張泰嶺也進行了水果分級方面的研究，並於2005年成功研製了我國首條水果品質機器視覺實時檢測與分級生產線。
