分類設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了用于將顆粒分類為質(zhì)量等級的設(shè)備和方法。該設(shè)備包括用于確定所述顆粒的至少一個(gè)分析特性的測量裝置（400）。輸送裝置（300）將顆粒輸送經(jīng)過測量裝置。分類裝置（500）操作地聯(lián)接至測量裝置并且基于分析特性將顆粒分類為至少兩個(gè)質(zhì)量等級。為了實(shí)現(xiàn)快速可靠的輸送，輸送裝置包括構(gòu)造成沿輸送方向運(yùn)動(dòng)的輸送表面（310）。輸送表面具有多個(gè)穿孔。輸送裝置還包括泵（130），該泵用于向這些穿孔施加壓差，以使供給至輸送裝置的顆粒被抽吸至穿孔并且在輸送表面上被輸送經(jīng)過測量裝置到達(dá)分類裝置。在優(yōu)選實(shí)施例中，輸送表面實(shí)施為環(huán)形輸送帶或輸送滾筒。
【專利說明】分類設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于對具有混合分析特性的顆粒進(jìn)行實(shí)時(shí)、非侵入性和非破壞性分析以及分類為兩個(gè)或更多質(zhì)量等級的設(shè)備和方法，其中顆粒例如為種子、谷粒、籽粒、豆類、珠子、藥丸、塑料顆粒、礦物顆?；蛉魏纹渌w粒狀材料。質(zhì)量等級包含具有類似分析特性的顆粒，其中分析特性可以包括物理特性、化學(xué)特性、生化特性或由污染物或傳染物污染的程度。顆?？梢允寝r(nóng)業(yè)來源，如在種子、谷粒和籽粒的情況下，或者可以是任何其他來源。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中已提出根據(jù)各種標(biāo)準(zhǔn)用于對顆粒狀材料進(jìn)行分類的很多系統(tǒng)，其中所述標(biāo)準(zhǔn)例如為大小、形狀、顏色、某種材料的存在或缺乏、或諸如濕度、密度或蛋白質(zhì)含量的有機(jī)特性。至此，已知的是將顆粒輸送經(jīng)過測量機(jī)構(gòu)，該測量機(jī)構(gòu)獲取顆粒的圖像和/或測量在電磁光譜的IR、可見或UV區(qū)域中的顆粒的光譜特性。
[0003]已提出用于將顆粒輸送經(jīng)過測量機(jī)構(gòu)的各種裝置。特別地，已提出各種布置，其中顆粒沿斜槽下滑或者由傳送帶輸送至測量區(qū)域，顆粒以自由落體的方式穿越該測量區(qū)域。通過來自加壓空氣噴嘴的空氣流使選定的顆粒偏轉(zhuǎn)進(jìn)入獨(dú)立容器中而對顆粒進(jìn)行分類。示例包括US6, 078，018、US6, 013，887和US4, 699，273。在這些布置中，分類期間處理顆粒的過程未受到控制，因此難以適當(dāng)?shù)厥箿y量步驟和分類步驟同步，這可能會(huì)導(dǎo)致應(yīng)偏轉(zhuǎn)的顆粒被空氣流錯(cuò)過，或者可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的顆粒發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這些布置的其他缺點(diǎn)在于，測量步驟期間顆粒的定向和精確軌跡是不確定的。此外，這種機(jī)構(gòu)關(guān)于測量條件僅提供非常有限的靈活性；僅通過示例的方式，一旦已選擇某個(gè)機(jī)構(gòu)，則該機(jī)構(gòu)將確定顆粒穿越測量區(qū)域的速度并因此確定檢測器的最大積分時(shí)間。這在待確定的分析特性將發(fā)生變化的情況下是不利的，因?yàn)椴煌治鎏匦钥赡苄枰獧z測器的不同積分時(shí)間。另一個(gè)缺點(diǎn)是這些布置通常將顆粒僅分類為兩個(gè)質(zhì)量等級，而且分類為多于兩個(gè)質(zhì)量等級的變型難以實(shí)現(xiàn)或者甚至不可倉泛。
[0004]US7, 417，203公開了一種分類裝置，其中顆粒在旋轉(zhuǎn)滾筒的內(nèi)側(cè)上被輸送經(jīng)過測量區(qū)域，該旋轉(zhuǎn)滾筒在其內(nèi)側(cè)配置有大量的袋狀物。以這樣的速度旋轉(zhuǎn)滾筒，使得通過離心力使顆粒單一化地保持在袋狀物中。袋狀物設(shè)置有穿孔。檢測器通過這些穿孔測量顆粒的特性，并且顆粒被空氣脈沖分類至不同容器中。這樣的機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)在于旋轉(zhuǎn)滾筒的可能的轉(zhuǎn)速(角速度)范圍是非常有限的。如果轉(zhuǎn)速太小，那么在測量和分類過程期間顆?？赡芪幢贿m當(dāng)?shù)乇３衷谄浯鼱钗镏?。另一方面，如果轉(zhuǎn)速太高，則存在使袋狀物過滿地填裝有若干顆粒的風(fēng)險(xiǎn)。
[0005]US5, 956，413公開了一種通過視頻成像同時(shí)評價(jià)多個(gè)谷物籽粒的設(shè)備。通過具有多個(gè)橫向凹槽的振動(dòng)傳送帶將籽粒輸送經(jīng)過攝像機(jī)。谷物籽粒在第二傳送帶的幫助下被散布到這些凹槽中。為了從不同凹槽分離籽粒，提出由第三帶覆蓋第一帶的凹槽，其中第三帶具有與第一帶的凹槽對準(zhǔn)的類似凹槽，從而在兩個(gè)帶之間形成圓柱形通道。加壓空氣源用于將選定通道的籽粒吹入單獨(dú)容器中。該布置的缺點(diǎn)在于選定通道中的所有籽粒被吹入相同容器中，即，單個(gè)籽粒的個(gè)體選擇是不可能的。
[0006]W02006/054154公開了利用反射分光學(xué)對無機(jī)礦物顆粒進(jìn)行分類的設(shè)備的不同實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施例中，顆粒被供給至帶有縱向凹槽的傳送帶并且被輸送經(jīng)過反射光譜儀?；趶墓庾V儀獲得的光譜信息，對礦物顆粒進(jìn)行分類，并且可以由單個(gè)氣動(dòng)微旋風(fēng)分離器從傳送帶拾取個(gè)體識別的顆粒。由于用于從帶拾取個(gè)體顆粒的僅單個(gè)裝置的存在，該設(shè)備僅適用于從大顆粒樣本拾取感興趣的相對較小數(shù)量的顆粒；然而，這種設(shè)備不太適用于將顆粒分類為具有類似大小的不同質(zhì)量等級。
[0007]由播種機(jī)可知，在具有穿孔的滾筒的幫助下分配單個(gè)種子，向滾筒施加抽吸以使?jié)L筒在真空作用下能夠拾取種子。在US4，026，437、DE10140773、EP0598636、US5, 501，366和EP1704762中提供了這種機(jī)器的示例。在這些機(jī)器中，由滾筒從拾取容器或料斗拾取種子，并且一直在滾筒的外部表面上輸送種子直到在釋放區(qū)域中從表面釋放種子為止，種子從釋放區(qū)域沉積在土壤中。通過滾筒內(nèi)部的被動(dòng)機(jī)械裝置，可能與滾筒外部的刮削器結(jié)合，阻止真空作用來執(zhí)行釋放。這些裝置僅用作定位機(jī)構(gòu)，根本不進(jìn)行分析或分類。其通常安裝在諸如農(nóng)用拖拉機(jī)的農(nóng)業(yè)機(jī)器上，這些農(nóng)業(yè)機(jī)器以低速行進(jìn)以允許在土壤中適當(dāng)?shù)胤峙浞N子。
[0008]Martin等的“單籽粒小麥表征系統(tǒng)的發(fā)展(Development of a single kernelwheat characterizing system)”(美國農(nóng)業(yè)工程師協(xié)會(huì)會(huì)議記錄(Transactions of theASAE)，第36卷第1399-1404頁(1993))公開了一種用于借助旋轉(zhuǎn)滾筒將谷粒逐一地供給至隨后的壓碎裝置的方法。滾筒具有將谷粒輸送至滾筒一端處的U形凹槽的內(nèi)螺旋凹槽。U形凹槽具有用于在真空作用下將籽粒保持在該凹槽內(nèi)部的六個(gè)拾取孔。以該方式保持的籽粒被輸送至截取凹槽，在截取凹槽處將其釋放并向下落入壓碎裝置中。滾筒以30rpm的低速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。輸送能力為每秒大約2個(gè)籽粒。不進(jìn)行分類。該機(jī)械設(shè)計(jì)防止系統(tǒng)被增大至較高速度，因此不適于快速分類應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種分類設(shè)備，其能夠快速且可靠地將各個(gè)顆粒分類為具有類似分析特性的質(zhì)量等級，其能夠容易地被修改成允許分類為多于兩個(gè)質(zhì)量等級，并且其在選擇顆粒產(chǎn)量和測量參數(shù)方面提供了增大的靈活性。
[0010]通過根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備實(shí)現(xiàn)該目的。
[0011]本發(fā)明還涉及根據(jù)權(quán)利要求21的一種分類方法。
[0012]本發(fā)明的其他實(shí)施例被放在從屬權(quán)利要求中。
[0013]本發(fā)明提供一種用于將顆粒分類為質(zhì)量等級的設(shè)備，其包括:
[0014]測量裝置，該測量裝置用于確定所述顆粒的至少一個(gè)分析特性；
[0015]輸送裝置，該輸送裝置用于將顆粒輸送經(jīng)過測量裝置；以及
[0016]分類裝置，該分類裝置操作地聯(lián)接至所述測量裝置，用于基于所述分析特性將顆粒分類為至少兩個(gè)質(zhì)量等級。
[0017]為了實(shí)現(xiàn)高效、快速和明確限定地將顆粒輸送經(jīng)過測量裝置，輸送裝置包括構(gòu)造成沿輸送方向運(yùn)動(dòng)的輸送表面，輸送表面具有多個(gè)穿孔。輸送裝置還包括泵，泵用于至少在輸送表面的選定區(qū)域中向所述穿孔施加壓差，以使供給至輸送裝置的顆粒被抽吸至所述穿孔并且在所述輸送表面上沿著輸送方向被輸送經(jīng)過測量裝置到達(dá)分類裝置。
[0018]因此，將在輸送表面的第一側(cè)上在由穿孔限定的明確限定的位置中輸送顆粒，這些穿孔一般小于顆粒的最小尺寸，從而避免顆粒通過穿孔。泵優(yōu)選地為抽吸泵，該泵將低于環(huán)境壓力的真空施加于由輸送表面的相對(第二)側(cè)限制的空間，從而通過真空作用抽吸顆粒。然而，還可以設(shè)想，泵將過壓施加于由第一側(cè)限制的空間，從而產(chǎn)生通過穿孔從輸送表面的第一側(cè)到第二側(cè)的空氣流，這將引起如同將真空施加于第二側(cè)的等同方式的抽吸。
[0019]測量裝置可以包括一個(gè)或更多光譜儀、成像光譜儀、照相機(jī)、質(zhì)譜儀、聲可調(diào)諧過濾器等等，以關(guān)于顆粒的分析特性分析像是谷粒、豆類或種子的顆粒。本設(shè)備能夠通過測量經(jīng)受調(diào)查的顆粒的光譜特性(即，取決于像是反射或透射的關(guān)于波長的某些光學(xué)特性)同時(shí)評價(jià)一個(gè)或若干分析特性。用這樣的設(shè)備和方法能夠分類的顆粒的類型包括但不限于農(nóng)業(yè)顆粒，例如谷粒、豆類、像是小麥、大麥、燕麥、大米、玉米或高粱的谷物、大豆、可可豆和咖啡豆的種子或籽粒、以及許多其他顆粒。能夠評價(jià)的分析特性的類型為但不限于化學(xué)或生化特性、由污染物和/或傳染物和/或其他病原體污染的程度、和/或諸如大小、形狀和顏色等幾何和感知特性。特別地，生化特性應(yīng)理解為反映活生物體中物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、組分和化學(xué)反應(yīng)的特性。生化特性包括但不限于蛋白質(zhì)含量、油含量、糖含量和/或氨基酸含量、水分含量、多糖含量、特別是淀粉含量或面筋含量、脂肪或油含量、或者具體生化或化學(xué)標(biāo)記(例如，化學(xué)降解的標(biāo)記)中的內(nèi)容物，正如其通常在本領(lǐng)域中是已知的。污染物或傳染物包括有害化學(xué)物質(zhì)和微生物，這些有害化學(xué)物質(zhì)和微生物會(huì)導(dǎo)致消費(fèi)者生病并且包括但不限于殺菌劑、除草劑、殺蟲劑、病原體、細(xì)菌和真菌。
[0020]在第一優(yōu)選實(shí)施例中，輸送裝置包括限定所述可運(yùn)動(dòng)表面的環(huán)形輸送帶(傳送帶)，該帶具有穿孔。這樣，輸送裝置優(yōu)選地還包括向其底部開口的箱，箱的底部被所述輸送帶覆蓋，箱連接至泵用于將真空施加于所述箱。這樣，能夠以非常簡單的方式將真空施加于輸送帶的明確限定區(qū)域。箱可以容納所述測量裝置的至少一部分和/或所述分類裝置的至少一部分。通過示例的方式，箱可以容納用于分析顆粒的像是光源或聲源的一個(gè)或多個(gè)能量源、用于接收從透射穿過顆粒和/或從顆粒反射或散射的能量的一個(gè)或多個(gè)檢測器、和/或用于從限定位置處的穿孔選擇性地噴射顆粒的諸如氣動(dòng)噴嘴的一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器。
[0021]在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，輸送裝置包括具有限定所述可運(yùn)動(dòng)表面的圓周表面或生成表面的可旋轉(zhuǎn)輸送滾筒或輪。然后，滾筒優(yōu)選地連接至泵用于將真空施加于所述滾筒的內(nèi)部。特別地，泵能夠通過滾筒的中空中央軸連接至滾筒的內(nèi)部。所述測量裝置的至少一部分和/或所述分類裝置的至少一部分可以布置在所述滾筒的內(nèi)部。
[0022]在所有實(shí)施例中，如果穿孔布置在沿輸送方向延伸的多個(gè)平行列中，則是優(yōu)選的。這樣，可以使多個(gè)顆粒在明確限定的位置中同時(shí)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過所述測量裝置。列之間的側(cè)向距離優(yōu)選地略大于顆粒的(平均)最大尺寸從而避免顆粒重疊。相鄰列的穿孔可以沿輸送方向布置在相同位置中，使得穿孔在輸送表面上形成矩形格柵，或者其可以沿輸送方向布置在不同位置中，使得穿孔形成傾斜格柵或甚至不規(guī)則布置。
[0023]供給裝置可以補(bǔ)充至該設(shè)備，供給裝置用于接收大量的所述顆粒，用于使所述顆粒單一化，并且用于將所述單一化顆粒供給至所述輸送裝置。在優(yōu)選實(shí)施例中，供給裝置包括環(huán)形供給帶，環(huán)形供給帶構(gòu)造成接收來自可能與單一化裝置(例如振動(dòng)臺(tái))聯(lián)接的某個(gè)存儲(chǔ)裝置(比如料斗)的所述顆粒，以及沿輸送方向?qū)⑺鲱w粒輸送至所述輸送表面，以使所述顆粒能夠被抽吸至輸送表面的穿孔。供給帶優(yōu)選地沿輸送方向以低于但接近于輸送表面的速度的速度運(yùn)動(dòng)，上述速度優(yōu)選地為輸送表面的速度的50%-100%，特別是70%-90%，從而優(yōu)化抽吸以及當(dāng)顆粒被抽吸至輸送表面時(shí)使顆粒沿輸送方向的加速最小化。這使得輸送表面與沒有供給帶的情況相比能夠以更高速度運(yùn)動(dòng)。供給帶可以具有帶有沿輸送方向延伸的多個(gè)平行凹槽的外表面，凹槽具有與輸送表面的穿孔之間的側(cè)向距離相對應(yīng)的側(cè)向距離，以便將顆粒更好地定位在穿孔的下方。在一些實(shí)施例中，還可以以與輸送表面相似的方式對供給帶進(jìn)行穿孔，也將壓差施加于供給帶。這樣，優(yōu)選的是，在供給帶與輸送表面重疊的用于將顆粒從供給帶抽吸至輸送表面的區(qū)域中，施加至供給帶的壓差為零或者比施加至輸送表面的壓差小得多。
[0024]再循環(huán)管道可以設(shè)置用于將未被抽吸至所述輸送表面的顆粒輸送回到所述供給裝置。再循環(huán)管道可以聯(lián)接至同樣產(chǎn)生輸送表面的壓差的相同泵。
[0025]在優(yōu)選實(shí)施例中，顆粒的分析通過光學(xué)裝置進(jìn)行，并且所述測量裝置包括至少一個(gè)光源和至少一個(gè)光檢測器。術(shù)語“光”將理解為涵蓋從電磁光譜的遠(yuǎn)紅外(IR)區(qū)域到遠(yuǎn)紫外(UV)或甚至到X射線區(qū)域的所有種類的電磁輻射。光源和光檢測器可以布置在輸送表面的不同側(cè)上，從而發(fā)出穿過所述穿孔的光，然后可以布置光檢測器以接收透射穿過在所述輸送表面上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過測量裝置的顆粒的光。在其他實(shí)施例中，光源和光檢測器可以布置在輸送表面的相同側(cè)上(優(yōu)選地在輸送顆粒的那一側(cè)上)，光檢測器被布置成接收從在所述輸送表面上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過測量裝置的顆粒反射的光。為了增加設(shè)備的產(chǎn)量，測量裝置可以包括多個(gè)光檢測器，多個(gè)光檢測器沿橫向于輸送方向延伸的橫向方向布置，從而能夠同時(shí)測量在不同橫向位置運(yùn)動(dòng)經(jīng)過測量裝置的顆粒的分析特性。
[0026]光檢測器可以包括至少一個(gè)光譜儀，光譜儀構(gòu)造成記錄從運(yùn)動(dòng)經(jīng)過測量裝置的顆粒接收到的光的光譜。然后，這些光譜可以經(jīng)過分析以從光譜得到分析特性。在一些實(shí)施例中，光檢測器可以包括成像光譜儀，成像光譜儀構(gòu)造成記錄在不同橫向位置運(yùn)動(dòng)經(jīng)過測量裝置的顆粒的空間分辨光譜。這樣，不僅可以分析這些顆粒的光譜特性，而且可以得到諸如大小或形狀的幾何特性。在其他實(shí)施例中，光檢測器可以包括照相機(jī)、特別是線掃描照相機(jī)或具有二維圖像傳感器的照相機(jī)。這允許獨(dú)立于其他特性分析大小和/或形狀。
[0027]可以以各種不同方式進(jìn)行分類，包括氣動(dòng)、壓電、機(jī)械和其他類型的分類機(jī)。例如，分類裝置可以包括至少一個(gè)氣動(dòng)噴嘴，氣動(dòng)噴嘴操作地聯(lián)接至所述測量裝置以產(chǎn)生空氣噴射，用于將運(yùn)動(dòng)經(jīng)過所述噴嘴的顆粒選擇性地吹離輸送表面。然后，噴嘴優(yōu)選地定位在輸送表面的與輸送顆粒的一側(cè)相對的那一側(cè)上，從而產(chǎn)生通過所述穿孔的空氣噴射。這能夠?qū)崿F(xiàn)對選定的單個(gè)顆粒的非常良好地限定的噴射。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的將顆粒分類為質(zhì)量等級的方法包括:
[0029]將顆粒輸送經(jīng)過測量裝置；
[0030]由所述測量裝置確定所述顆粒的至少一個(gè)分析特性；以及
[0031]基于所述分析特性將顆粒分類為至少兩個(gè)質(zhì)量等級。
[0032]根據(jù)本發(fā)明，通過沿輸送方向運(yùn)動(dòng)的輸送表面來輸送顆粒，輸送表面具有多個(gè)穿孔，以及供給至所述輸送裝置的顆粒被抽吸至所述穿孔并且在所述輸送表面上沿輸送方向被輸送經(jīng)過測量裝置。
[0033]可以通過光學(xué)測量(包括X射線測量)、聲測量和質(zhì)譜測量中的一個(gè)或更多個(gè)來確定分析特性。如果測量是光學(xué)的，則可以從輸送表面的一側(cè)對顆粒進(jìn)行照明，然后可以在輸送表面的相對側(cè)檢測透射穿過所述穿孔的光。可替代地，可以從輸送表面的一側(cè)對顆粒進(jìn)行照明，然后可以在輸送表面的相同側(cè)對從在所述輸送表面上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過測量裝置的顆粒反射或散射的光進(jìn)行檢測。如上文所解釋的，可以同時(shí)測量運(yùn)動(dòng)經(jīng)過測量裝置的多個(gè)顆粒的分析特性。如上文所解釋的，確定至少一個(gè)分析特性的步驟可以包括記錄從運(yùn)動(dòng)經(jīng)過測量裝置的顆粒接收到的光的光譜，特別地，記錄從同時(shí)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過測量裝置的多個(gè)顆粒接收到的光的空間分辨光譜。分類步驟可以包括產(chǎn)生空氣噴射，用于將顆粒選擇性地吹離輸送表面，其中所述空氣噴射優(yōu)選地通過所述穿孔以將顆粒吹離輸送表面。如上文所解釋的，未被抽吸至輸送表面的顆?？梢詮乃鲚斔捅砻嬖傺h(huán)回到供給裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]在下文中參考附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述，附圖是為了示出本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例的目的，而不是對其進(jìn)行限制的目的。在附圖中，
[0035]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的分類設(shè)備；
[0036]圖2從左側(cè)示出處于局部打開狀態(tài)的圖1的分類設(shè)備；
[0037]圖3從右側(cè)示出處于局部打開狀態(tài)的圖1的分類設(shè)備；
[0038]圖4示出圖1的分類設(shè)備的分解圖，其中一些部件已被移去以便更好的可視性；
[0039]圖5示出在圖1的設(shè)備中對傳送帶的真空作用的示意圖；
[0040]圖6示出在圖1的設(shè)備中將顆粒抽吸到傳送帶的穿孔的示意圖；
[0041]圖7示出在圖1的設(shè)備中從傳送帶釋放選定的顆粒的示意圖；
[0042]圖8示出用于在反射模式下測量的光源和檢測器的第一示例性布置的示意圖；
[0043]圖9示出用于在反射模式下測量的光源和檢測器的第二示例性布置的示意圖；
[0044]圖10示出利用多個(gè)光纖在反射模式下進(jìn)行多個(gè)測量的示意圖；
[0045]圖11示出用于在透射模式下測量的光源和檢測器的布置的草圖；
[0046]圖12示出在用于透射模式下測量的布置中照明和檢測光纖的兩個(gè)不同的可能對準(zhǔn)方式的草圖；
[0047]圖13示出用于透射模式下多個(gè)測量的多個(gè)子單元的布置的草圖；
[0048]圖14示出用于透射模式下多個(gè)測量的多個(gè)子單元的可替代布置的草圖，其使用多分叉光學(xué)光纖；
[0049]圖15示出說明成像光譜儀的操作原理的草圖；
[0050]圖16示出說明成像光譜儀與多個(gè)光纖一起使用的草圖；
[0051]圖17示出說明通過成像光譜儀同時(shí)檢測多個(gè)顆粒的草圖；
[0052]圖18示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的分類設(shè)備；
[0053]圖19示出說明用圖1的設(shè)備確定的蛋白質(zhì)含量的分布的圖表；
[0054]圖20不出說明蛋白質(zhì)含量隨著時(shí)間而變化的圖表；
[0055]圖21示出說明用圖1的設(shè)備確定的淀粉含量的分布的圖表；以及
[0056]圖22示出說明在輸送表面上輸送期間種子所采用的優(yōu)選定向的草圖。
【具體實(shí)施方式】[0057]第一實(shí)施例
[0058]根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的分類設(shè)備在圖1至圖4中示出。該設(shè)備包括供給單元100、加速單元200、輸送單元300、測量單元400和分類單元500。這些單元受公用控制單元(圖未示)控制。
[0059]供給單元100包括安裝在振動(dòng)臺(tái)上的料斗110，該料斗用作儲(chǔ)料器以及用作分配單元。料斗填充有顆粒，并且手動(dòng)或自動(dòng)地致動(dòng)的振動(dòng)臺(tái)被設(shè)置成使得在限定的時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)入料斗的顆粒的數(shù)量粗略地對應(yīng)于用于分析和分類的離開料斗的顆粒的數(shù)量。顆粒從供給單元100被釋放至加速單元200。
[0060]加速單元200包括第一傳送帶210，第一傳送帶210由具有軸212的輥?zhàn)?11引導(dǎo)、由軸承213支承并且由馬達(dá)220經(jīng)由傳動(dòng)帶221、222進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。傳送帶210在其外表面上具有多個(gè)縱向凹槽，這些縱向凹槽更詳細(xì)地示出在圖6中。在本示例中，這些凹槽由縱向肋214形成，縱向肋214的側(cè)向距離確定了凹槽的寬度并且大致對應(yīng)于待分析和分類的顆粒的側(cè)向尺寸。傳送帶210定位在供給單元100的出口的下方。其用于接收來自供給單元100的顆粒，用于以單一化形式逐個(gè)地將顆粒定位在多個(gè)行中，以及用于使顆粒沿輸送方向朝著輸送單元300加速。
[0061]輸送單元300包括具有若干平行的縱列穿孔(通孔)314的第二傳送帶310，穿孔314更詳細(xì)地示出在圖5至圖7中。輸送單元300還包括真空箱320，真空箱320朝向其底部開口 ；真空箱320在其底部被傳送帶310封閉。箱320經(jīng)由真空管140 (參見圖3)聯(lián)接至空氣泵130，以在箱320的內(nèi)部產(chǎn)生相對于環(huán)境壓力減小的壓力。當(dāng)啟動(dòng)空氣泵130時(shí)，由真空力Fv將傳送帶130另外地抽吸并壓靠在真空箱320的下端壁上，因此形成改善的密封以避免空氣損失。這示意性地示出在圖5中。現(xiàn)在，僅通過在傳送帶310的封閉真空箱的底部的區(qū)域中的穿孔314將空氣吸入真空箱320內(nèi)。由此在這些穿孔處產(chǎn)生抽吸作用，其足以抽吸和保持存在于穿孔314附近的顆粒。
[0062]輸送單元300的側(cè)面被側(cè)蓋301覆蓋，在圖2和圖3中已移去側(cè)蓋301從而允許觀察輸送單元的內(nèi)部。在這些附圖中，真空箱的側(cè)壁中的一個(gè)也已移去。
[0063]第二傳送帶310被放置在第一傳送帶210上方的一定的豎直距離h處并且沿著輸送方向處于下游位置，使得這兩個(gè)帶沿著輸送方向僅部分重疊。選擇距離h，一方面使得顆粒具有足夠空間運(yùn)動(dòng)通過這兩個(gè)帶之間，并且另一方面使得來自第一傳送帶210的顆粒被抽吸并向上提升至第二傳送帶310的穿孔。真空箱320內(nèi)部的真空現(xiàn)在將單個(gè)顆粒牢牢地保持在第二傳送帶310外部的每個(gè)穿孔314上。
[0064]為了確保顆粒彼此不干涉，穿孔314之間的間隙被選擇成大于顆粒的最長線性尺寸。另一方面，間隙距離應(yīng)選擇為盡可能的小，從而在沒有不必要地提高帶速的情況下實(shí)現(xiàn)高的傳輸和/或測量能力。穿孔314的直徑應(yīng)小于顆粒的最短線性尺寸以避免顆粒能夠穿過孔并進(jìn)入真空箱320。
[0065]可選地，在第二傳送帶接收來自供給單元100的顆粒的區(qū)域中，類似的真空系統(tǒng)也可以被采用用于第一傳送帶210。真空不應(yīng)作用在第一傳送帶210的與第二傳送帶310重疊的區(qū)域上，以避免與抽吸到第二傳送帶310的穿孔上的顆粒干涉。
[0066]第一傳送帶210的線速度應(yīng)設(shè)置成使得該傳送帶上的顆粒被加速至足夠的速度，以允許第二傳送帶310容易地收集顆粒。通過第一傳送帶210對顆粒的這種預(yù)加速允許使用第二傳送帶310的更高速度，或者換句話說，實(shí)現(xiàn)了增大的傳輸能力。第一傳送帶210的最佳速度將非常接近第二傳送帶310的速度。實(shí)際上，如果第一傳送帶210的速度比第二傳送帶310的速度小得多，則顆粒將不得不幾乎瞬間加速以便被第二傳送帶310收集，這可能會(huì)使顆粒從第二傳送帶310掉落或者在高速下以降低的效率水平被收集。
[0067]這樣，顆粒被輸送單元300逐個(gè)地收集并朝向測量單元400輸送。未被輸送單元300收集而離開加速單元200的顆粒下落到再循環(huán)管道120內(nèi)，并且由泵130輸送返回至料斗110中。
[0068]測量單元400 —般包括用于將經(jīng)受調(diào)查的顆粒暴露于電磁輻射或聲波的至少一個(gè)能量源、以及布置成用于接收來自經(jīng)受調(diào)查的顆粒的電磁輻射或聲波的至少一個(gè)檢測器。在圖1至圖4中，僅通過光學(xué)光纖的線性陣列的端部非常示意性地用符號表示出能量源，每個(gè)光纖終止于傳送帶310的穿孔的一個(gè)縱列的上方，這些光纖一起表示一般照明系統(tǒng)410。通過用于接收透射穿過被保持在這些穿孔上的顆粒的光的相應(yīng)光學(xué)光纖陣列符號表不出檢測器，這些光學(xué)光纖一起表不一般檢測系統(tǒng)420。
[0069]在優(yōu)選實(shí)施例中，照明系統(tǒng)利用電磁輻射(下文中一般稱為“光”)照明顆粒，并且一旦輻射與顆粒發(fā)生相互作用則檢測系統(tǒng)420對輻射進(jìn)行檢測。為了增加被檢測的信號的量，諸如例如透鏡、鏡子、光學(xué)光纖或這些元件的組合的聚焦、成像或引導(dǎo)系統(tǒng)可被用于將源輻射集中到顆粒上并且用于收集由顆粒朝向檢測器發(fā)射、反射、散射或透射的信號。這些元件未示在附圖中，因?yàn)槠湓谙嚓P(guān)光學(xué)領(lǐng)域中是眾所周知的。
[0070]測量單元400可以提供多變量測量以便評價(jià)顆粒的一些具體特征，比如其生化組成或其他分析特性。在優(yōu)選實(shí)施例中，一旦光與經(jīng)受研究的顆粒發(fā)生相互作用則通過測量光的光譜組成來獲得多變量測量。
[0071]控制單元接收來自測量單元400的信號并且由這些信號確定每個(gè)顆粒所屬的質(zhì)量等級，以及將相關(guān)控制信號發(fā)送至分類單元500。
[0072]分類單元500包括噴射系統(tǒng)510和收集器520，噴射系統(tǒng)510具有聯(lián)接至氣動(dòng)噴射閥512的噴嘴511，收集器520具有多個(gè)倉，每個(gè)質(zhì)量等級一個(gè)倉。為簡化起見，在圖1至圖4中已移去所有氣動(dòng)管件。對于每個(gè)質(zhì)量等級(除一個(gè)之外)，存在具有相關(guān)閥512的一組噴嘴511。作為示例，如果顆粒將要被分類為三個(gè)質(zhì)量等級，那么采用僅兩組噴嘴511。噴嘴511產(chǎn)生通過第二傳送帶310的選定的穿孔的氣流，該氣流克服由真空所產(chǎn)生的吸力，從而使被保持在這些穿孔上的任何顆粒從穿孔落下并被收集在與其質(zhì)量等級相對應(yīng)的倉內(nèi)。當(dāng)還未被任何噴嘴吹走的顆粒到達(dá)真空箱320的端部時(shí)，因?yàn)檫@些顆?，F(xiàn)在將由于在該區(qū)域失去抽吸而從第二傳送帶310落下，因此則自動(dòng)地獲得分類為第三質(zhì)量等級。在此可以采用另外的被動(dòng)噴射裝置，例如刮具或能夠從第二傳送帶310機(jī)械地去除任何殘留顆粒的任何其他裝置。
[0073]取代噴嘴511，可以使用從第二傳送帶選擇性地移除顆粒的任何其他裝置，例如，壓電裝置、磁裝置、活動(dòng)折板或能夠被控制單元致動(dòng)和控制的任何其他裝置。
[0074]分類處理的結(jié)果是從初始不均勻批次開始以均勻批次收集顆粒。
[0075]在分類單元的下游，可選的清潔單元可以在從加速單元200收集其他顆粒之前從輸送單元300移除任何類型的殘留物、不期望的材料，例如灰塵或小顆粒。該清潔單元可以是被動(dòng)的或主動(dòng)的。[0076]控制單元用于:(a)控制機(jī)械零件的運(yùn)動(dòng)，(b)控制真空泵，(C)致動(dòng)噴射裝置，Cd)控制用于數(shù)據(jù)采集的測量單元，Ce)處理所記錄的信號以及檢索任何校準(zhǔn)信息，以及(f)監(jiān)控分類裝置的總體運(yùn)行?？刂茊卧梢园ㄍㄓ糜?jì)算機(jī)，例如，標(biāo)準(zhǔn)筆記本式計(jì)算機(jī)，通用計(jì)算機(jī)執(zhí)行用于處理所記錄的信號和用于基于所記錄的信號得到關(guān)于噴射裝置的控制信號的專用軟件。
[0077]關(guān)于檢測的考慮事項(xiàng)
[0078]任何合適的光源可以用于提供為多變量測量而考慮的波長范圍的寬帶照明。優(yōu)選的光源是能夠提供用于多變量測量的全部光譜響應(yīng)的光的光源，但是具有較窄光帶的若干光源可以組合作為備選方案。這樣的光源的示例包括但不限于鹵素?zé)簟Ⅺu鎢燈、氙燈、霓虹燈、汞燈和LED。在優(yōu)選實(shí)施例中，使用提供360至2000納米范圍內(nèi)的光的鹵鎢光源，例如海洋光學(xué)有限公司(Ocean Optics Inc., 830Douglas Ave.，Dunedin, FL34698, USA)的HL-200光源。該光源與光纖結(jié)合使用以朝向樣本引導(dǎo)照明光。
[0079]記錄來自被照明顆粒的多變量信號。為此，檢測器可以專用于分光鏡測量，即，關(guān)于波長的光強(qiáng)度的測量。本領(lǐng)域技術(shù)人員意識到:可以使用能夠從所檢測的信號提取光譜信息的任何設(shè)備。通過使過濾器與檢測器相關(guān)聯(lián)，能夠進(jìn)行特定波長范圍內(nèi)的光強(qiáng)度的直接測量。這樣的過濾器的示例包括但不限于吸收濾色器、分色鏡和聲光可調(diào)過濾器。為了更全面的多變量測量，可以在適應(yīng)的光譜范圍上記錄連續(xù)光譜。這可以利用例如與可控厚度的光學(xué)腔配對的單個(gè)檢測器(例如，光電二極管)完成，通常被稱為傅里葉變換光譜測定法。這還可以通過檢測器和色散元件的聯(lián)合完成，其中，檢測器由若干子單元或像素構(gòu)成，色散元件例如為棱鏡或衍射光柵并且在空間上將構(gòu)成信號的不同波長分離到檢測器的像素上，通常被稱為擴(kuò)散光譜儀。此外，擴(kuò)散光譜儀可以使用單排像素以提供一個(gè)光譜，但是其也可以通過使用成像結(jié)合和二維像素陣列同時(shí)監(jiān)測若干光譜。后者的構(gòu)造通常被稱為“成像光譜儀”。
[0080]光源和檢測器可以定位在第二傳送帶310的相同側(cè)或相對側(cè)上。下文中，沿著處于與照明方向相反的半空間中的方向從顆粒接收的光被稱為“反射光”，而不考慮其是否通過直接或漫反射、通過熒光等等進(jìn)行反射。從包含照明方向的半空間中的樣本接收的光被稱為“透射光”，而不考慮其是否被直接透射或散射。反射光和透射光的這些定義旨在考慮在圍繞顆粒的各個(gè)角度處可能被檢測到的漫反射和透射。在此考慮的兩個(gè)主要構(gòu)造則可以被稱為“反射模式”構(gòu)造和“透射模式”構(gòu)造。在“反射模式”構(gòu)造中，光源和檢測器均處于第二傳送帶310的相同側(cè)，以便相對于照明傳播方向向后地收集由顆粒發(fā)射、散射和反射的輻射。在“透射模式”構(gòu)造中，光源位于第二傳送帶310的一側(cè)，而檢測器位于第二傳送帶310的另一側(cè)。相對于照明傳播方向向前地檢測由顆粒發(fā)射、散射、透射的輻射。
[0081]圖8至圖17示出光源和檢測器在這些構(gòu)造中的可能的布置。
[0082]圖8示出“反射模式”構(gòu)造，其中相對于照明軸線以一定角度檢測從經(jīng)受調(diào)查的顆粒K反射的光。連接至光源的第一光纖412終止于指向顆粒K的光纖端部413。連接至檢測器的第二光纖412’終止于指向顆粒K的光纖端部413’，從而在該顆粒上重疊這兩個(gè)光纖的相應(yīng)視場；第二光纖定向成相對于第一光纖成非零角度。該構(gòu)造尤其適于收集擴(kuò)散地反射的光。
[0083]圖9示出單根光纖用于照明和檢測的布置。光纖在組合器/分路器430中被分成兩部分，光纖的一部分連接至光源411，另一部分連接至檢測器421。在可替代的構(gòu)造中，可以使用并排終止的兩個(gè)單根光纖，代替分叉光纖。
[0084]圖10示出如何利用來自單個(gè)光源/檢測器單元440的若干光纖執(zhí)行多個(gè)測量。
[0085]圖11示出“透射模式”構(gòu)造，其中光從光源411透射穿過顆粒K并且通過傳送帶的穿孔，由聚焦單元422收集并且通過光纖412’傳輸至檢測器412。
[0086]圖12在部分(a)中示出用于照明的光纖和用于檢測的光纖同軸布置的“透射模式”構(gòu)造；以及在部分(b)中示出這兩個(gè)光纖以角度α布置的可替代構(gòu)造。后者布置特別適用于檢測分散地散射的光。
[0087]圖13示出:可以通過一起形成照明系統(tǒng)410的若干獨(dú)立光源411執(zhí)行照明，以及可以通過一起形成檢測系統(tǒng)420的若干獨(dú)立檢測器421執(zhí)行檢測。如圖14所示，在可替代構(gòu)造中，單個(gè)光源411可以經(jīng)由一束光纖或經(jīng)由分路器430以形成多個(gè)子光源414來對多個(gè)顆粒K進(jìn)行照明?？商娲兀梢孕纬蛇B續(xù)照明區(qū)域，覆蓋檢測顆粒的區(qū)域。
[0088]圖15至圖17示出成像光譜儀450的使用。成像光譜儀450包括入射狹縫451、光敏感像素的二維陣列453和光學(xué)單元452，光學(xué)單元452包括色散元件和成像系統(tǒng)的組合。沿著陣列的一個(gè)方向(通過波長λ進(jìn)行標(biāo)記)記錄進(jìn)入狹縫的光的光譜組成，而另一個(gè)方向?qū)?yīng)于入射狹縫的圖像。
[0089]利用這樣的布置，可以通過為每個(gè)興趣點(diǎn)設(shè)置單個(gè)光譜檢測器來實(shí)施多點(diǎn)光譜測量，或者成像光譜儀可以與單個(gè)分光鏡裝置一起用于多點(diǎn)光譜測量。成像光譜儀還可以用于收集顆粒上的空間信息，與所記錄的光譜信息耦合的該空間信息允許每個(gè)顆粒的若干測量點(diǎn)的收集。
[0090]可以利用與收集光纖束(圖16)配對的成像光譜儀來實(shí)施多點(diǎn)測量。用于收集來自樣本的光的光纖412’被組裝成線性束并且存在于成像光譜儀的入射狹縫處。每個(gè)光纖沿一個(gè)方向成像在二維檢測器陣列上的不同位置處。另一個(gè)方向用于記錄光譜。因此，成像光譜儀提供與每個(gè)光纖輸出相對應(yīng)的光的光譜組成的測量。
[0091]可以利用與外部光學(xué)成像系統(tǒng)(圖17)配對的成像光譜儀實(shí)施成像測量。該光學(xué)成像系統(tǒng)454提供成像光譜儀的入射狹縫和采樣單元的表面處的檢測線之間的圖像結(jié)合。由采樣單元承載的顆粒正沿相對于該檢測線的垂直方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)顆粒正通過檢測線時(shí)，成像光譜儀獲取一系列光譜圖像。通常稱為線掃描成像的這種技術(shù)允許重建顆粒的光譜圖像，即，顆粒的關(guān)于其光譜內(nèi)容的形態(tài)學(xué)圖像。
[0092]不管使用的照明和檢測的類型如何，由檢測器記錄的值被控制單元利用，以得到每個(gè)顆粒的至少一個(gè)分析特性?？刂茊卧盟鶞y得的特性來做出每個(gè)顆粒屬于哪個(gè)質(zhì)量級別的決定。
[0093]第二實(shí)施例
[0094]本發(fā)明的第二實(shí)施例示出在圖18中。與第一實(shí)施例中相同的部件采用相同的附圖標(biāo)記并且不再進(jìn)行描述。在第二實(shí)施例中，使用具有穿孔生成表面的輪330，取代第二傳送帶310。通過振動(dòng)臺(tái)230而不是第一傳送帶210來完成供給；然而，同樣良好地可以采用結(jié)合第一傳送帶210的輪330，或者采用結(jié)合振動(dòng)臺(tái)230的第二傳送帶310。
[0095]輪330的兩側(cè)被密封，并且通過真空泵在輪的內(nèi)部產(chǎn)生真空，例如，在US4, 026, 437中所描述的。這種構(gòu)造通過輪的生成表面上的穿孔產(chǎn)生空氣抽吸，其足夠強(qiáng)以捕獲顆粒并將其牢牢地保持就位。成列地放置并且由振動(dòng)臺(tái)230加速的顆粒到達(dá)旋轉(zhuǎn)輪330。輪330的表面上的穿孔可以布置成平行列，然而其他構(gòu)造是可能的。由于空氣抽吸以及由于小尺寸的穿孔，每次一個(gè)顆粒被輪的每個(gè)穿孔捕獲并在輪的旋轉(zhuǎn)期間被保持就位。圖18所示的顆粒的定向不一定符合實(shí)際；顆粒只是示意性地示出，用于圖示輸送和分類是如何進(jìn)行的。在一些實(shí)施例中，定位裝置(未示出)，例如梳狀板或氣流或其他裝置，可以幫助谷粒定位，并且避免在每個(gè)穿孔中捕獲多于一個(gè)的谷粒。
[0096]同軸地布置在輪330的內(nèi)部的固定內(nèi)輪331承載測量單元400 (在此通過光源進(jìn)行符號表示)和噴射系統(tǒng)510的部分。顆粒被分類至三個(gè)倉521、522、523中。鏟削器524確保未到達(dá)倉521或522的所有剩余顆粒被移至倉523中。
[0097]在本實(shí)施例中僅處于外輪330與內(nèi)輪331之間的空間需要施加真空。然而，同樣良好地可以使輪的整個(gè)內(nèi)部承受真空，并且將測量和分類單元的部分安裝在輪330內(nèi)部的除內(nèi)輪331之外的任何其他結(jié)構(gòu)上。
[0098]盡管在本示例中輪330的旋轉(zhuǎn)軸線水平地定向，然而該旋轉(zhuǎn)軸線可以具有三維空間中的任何定向。合適的馬達(dá)或產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的任何其他類型的機(jī)構(gòu)被用于使輪運(yùn)動(dòng)。
[0099]如第一實(shí)施例中的關(guān)于測量單元、關(guān)于分類單元以及關(guān)于控制單元的相同考慮事項(xiàng)也適用于第二實(shí)施例。
[0100]另外的實(shí)施例
[0101]在另外的可替代實(shí)施例中，可以通過由氣流輸送顆粒的輸導(dǎo)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)顆粒的加速。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，能夠以高速進(jìn)行加速、輸送和單一化顆粒的任何設(shè)備可以用作加速單元。
[0102]示例1:小麥中的蛋白質(zhì)
[0103]蛋白質(zhì)含量是處理小麥時(shí)的主要質(zhì)量參數(shù)之一。在現(xiàn)有技術(shù)中，通常通過獲取3至5dl (分升)的樣本并且通過近紅外光譜儀NIRS對該樣本進(jìn)行分析來確定蛋白質(zhì)含量。結(jié)果為樣本中籽粒的平均蛋白質(zhì)含量。當(dāng)子樣本被用于確定全部份額的蛋白質(zhì)含量時(shí)，可能會(huì)發(fā)生重大采樣誤差。通過分析單個(gè)籽粒可以減小誤差，并且當(dāng)進(jìn)一步處理谷粒時(shí)可以獲得份額的全值。
[0104]已發(fā)現(xiàn)小麥籽粒中的蛋白質(zhì)含量在地塊之間、栽培變種之間以及在小麥植物的相同麥穗內(nèi)會(huì)發(fā)生顯著變化。文獻(xiàn)資料中熟知的是:兩個(gè)籽粒之間的蛋白質(zhì)含量的區(qū)別可以是幾個(gè)百分點(diǎn)。
[0105]從IOkg批次的谷粒中獲取大約3dl的三個(gè)樣本。在現(xiàn)有技術(shù)的NIR(近紅外光譜技術(shù))整個(gè)籽粒分析器上對每個(gè)樣本進(jìn)行測量。結(jié)果是:12.3%、12.4%和13.1%的蛋白質(zhì)含量。這些結(jié)果中的變化是由于批次的分布非均質(zhì)性，意味著批次的不同部分具有不同的蛋
白質(zhì)含量。
[0106]此后用根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的裝置以單個(gè)籽粒水平對該批次進(jìn)行分析和分類。籽粒的總數(shù)量N為186282。籽粒中的蛋白質(zhì)含量P[%]的測量分布示出在圖19中。平均濃度為P=12.6%。
[0107]當(dāng)各個(gè)籽粒測量值(P[%])隨時(shí)間(t/a.u.)繪制如圖20時(shí)，可以看到:該批次由不同谷粒組構(gòu)成。這可能是因?yàn)槲锢砀淖儯巛斔推陂g的分離。還可能是:通過組合不同品種、來自不同地塊等等的谷粒批次而構(gòu)成了該IOkg批次。谷粒是不同種類的，并且批次具有明顯的分布非均質(zhì)性，意味著:在平均水平方面，批次中的不同地方的蛋白質(zhì)濃度不同。這是用NIR分析器分析批次時(shí)所觀察到的。在子樣本上作出的測量由于單個(gè)籽粒之間的非均質(zhì)性而具有相關(guān)的采樣誤差。當(dāng)分析所有的單個(gè)籽粒時(shí)則消除了采樣誤差。
[0108]10.0%和13.0%蛋白質(zhì)的閾值被用于進(jìn)行分類。低于10%的所有籽粒被分類為等級1，高于10%但低于13%的籽粒被分類為等級2，以及高于13%蛋白質(zhì)的籽粒被分類為等級3。表1提供了與平均蛋白質(zhì)含量一起示出的三個(gè)等級中的籽粒的分布。
[0109]
【權(quán)利要求】
1.一種用于將顆粒分類為質(zhì)量等級的設(shè)備，包括: 測量裝置(400)，所述測量裝置(400)用于確定所述顆粒的至少一個(gè)分析特性； 輸送裝置(300 )，所述輸送裝置(300 )用于將所述顆粒輸送經(jīng)過所述測量裝置；以及 分類裝置(500)，所述分類裝置(500)操作地聯(lián)接至所述測量裝置(400)，用于基于所述分析特性將所述顆粒分類為至少兩個(gè)質(zhì)量等級， 其特征在于，所述輸送裝置(300 )包括構(gòu)造成沿輸送方向運(yùn)動(dòng)的輸送表面，所述輸送表面具有多個(gè)穿孔(314)，以及所述輸送裝置還包括泵(130)，所述泵(130)用于向所述穿孔施加壓差，以使供給至所述輸送裝置的顆粒被抽吸至所述穿孔并且在所述輸送表面上沿所述輸送方向被輸送經(jīng)過所述測量裝置(400 )到達(dá)所述分類裝置(500 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述輸送裝置包括限定所述可運(yùn)動(dòng)表面的環(huán)形輸送帶(310)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，包括箱(320)，所述箱向其底部開口，所述箱的底部被所述輸送帶(310 )覆蓋，所述箱連接至所述泵(130 )以向所述箱(320 )施加真空。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，所述測量裝置(400)的至少一部分和/或所述分類裝置(500)的至少一部分被設(shè)置在所述箱的內(nèi)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的設(shè)備，其中，所述輸送裝置包括具有圓周表面的可旋轉(zhuǎn)滾筒(330),所述圓周表面限定所述可運(yùn)動(dòng)表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，所述滾筒連接至所述泵(130)以向所述滾筒(330)施加真空。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的設(shè)備，其中，所述測量裝置(400)的至少一部分和/或所述分類裝置(500)的至少一部分被設(shè)置在所述滾筒(330)的內(nèi)部。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述穿孔(314)被布置在沿所述輸送方向延伸的多個(gè)平行列中。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，還包括供給裝置(100、200)，所述供給裝置(100、200)用于接收大量的所述顆粒，用于使所述顆粒單一化，以及用于將所述單一化的顆粒供給至所述輸送裝置(300 )。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述供給裝置(100、200)包括環(huán)形供給帶(210)，所述環(huán)形供給帶(210)構(gòu)造成接收所述顆粒并且沿所述輸送方向?qū)⑺鲱w粒輸送至所述輸送表面，以使所述顆粒能夠被抽吸至所述輸送表面的所述穿孔。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述供給帶(210)具有外表面，所述外表面具有沿所述輸送方向延伸的多個(gè)平行凹槽，所述凹槽具有與所述輸送表面的所述穿孔(314)之間的側(cè)向距離相對應(yīng)的側(cè)向距離。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，還包括再循環(huán)管道(120)，所述再循環(huán)管道(120)用于將未被抽吸至所述輸送表面的顆粒輸送回到所述供給裝置(100、200)。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述測量裝置(400)包括至少一個(gè)光源(411)和至少一個(gè)光檢測器(421)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述光源(411)和光檢測器(421)布置在所述輸送表面的不同側(cè)上，以便發(fā)出穿過所述穿孔(314)的光，所述光檢測器(421)布置成接收透射穿過在所述輸送表面上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過所述測量裝置(400)的顆粒的光。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述光源(411)和光檢測器(412)布置在所述輸送表面的相同側(cè)上，所述光檢測器(412)布置成接收從在所述輸送表面上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過所述測量裝置(400)的顆粒反射的光。
16.根據(jù)權(quán)利要求13至15中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述測量裝置(400)包括多個(gè)光檢測器(412),所述多個(gè)光檢測器(412)沿著橫向于所述輸送方向延伸的橫向方向布置，以便能夠同時(shí)測量在不同橫向位置中運(yùn)動(dòng)經(jīng)過所述測量裝置(400)的顆粒的分析特性。
17.根據(jù)權(quán)利要求13至16中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述光檢測器(412)包括至少一個(gè)光譜儀，所述至少一個(gè)光譜儀構(gòu)造成記錄從運(yùn)動(dòng)經(jīng)過所述測量裝置的顆粒接收到的光的光譜。
18.根據(jù)權(quán)利要求13至17中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述光檢測器包括成像光譜儀(450)，所述成像光譜儀(450)構(gòu)造成記錄運(yùn)動(dòng)經(jīng)過所述測量裝置的顆粒、特別是在不同橫向位置中運(yùn)動(dòng)經(jīng)過所述測量裝置的多個(gè)顆粒的空間分辨光譜。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)分析特性包括下列特性中的至少一個(gè): 化學(xué)特性； 生化特性；和/或 具有至少一種污染物、傳染物和/或其他病原體的污染的測量值。
20.根據(jù)前述權(quán)利要求中 任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述分類裝置包括至少一個(gè)氣動(dòng)噴嘴(511)，所述至少一個(gè)氣動(dòng)噴嘴(511)操作地聯(lián)接至所述測量裝置(400)以產(chǎn)生空氣噴射，用于將運(yùn)動(dòng)經(jīng)過所述噴嘴(511)的顆粒選擇性地吹離所述輸送表面。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，所述輸送裝置被構(gòu)造成在所述輸送表面的第一側(cè)上將所述顆粒抽吸至所述穿孔(314)，以及其中，所述噴嘴(511)定位在所述輸送表面的第二相對側(cè)，從而產(chǎn)生通過所述穿孔(314)的空氣噴射。
22.—種將顆粒分類為質(zhì)量等級的方法，包括: 將所述顆粒輸送經(jīng)過測量裝置(400)； 由所述測量裝置(400)確定所述顆粒的至少一個(gè)分析特性；以及 基于所述分析特性將所述顆粒分類為至少兩個(gè)質(zhì)量等級， 其特征在于，通過沿輸送方向運(yùn)動(dòng)的輸送表面來輸送所述顆粒，所述輸送表面具有多個(gè)穿孔(314)，以及供給至所述輸送裝置的顆粒被抽吸至所述穿孔(314)并且在所述輸送表面上沿著所述輸送方向被輸送經(jīng)過所述測量裝置(400 )。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，通過光學(xué)測量來確定所述分析特性。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，從所述輸送表面的一側(cè)對所述顆粒進(jìn)行照明，以及其中在所述輸送表面的相對側(cè)上對透射穿過所述穿孔(314)的光進(jìn)行檢測。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，從所述輸送表面的一側(cè)對所述顆粒進(jìn)行照明，以及其中在所述輸送表面的相同側(cè)上對從在所述輸送表面上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過所述測量裝置的顆粒反射的光進(jìn)行檢測。
26.根據(jù)權(quán)利要求22至25中任一項(xiàng)所述的方法，其中，運(yùn)動(dòng)經(jīng)過所述測量裝置的多個(gè)顆粒的分析特性同時(shí)被測量。
27.根據(jù)權(quán)利要求22至26中任一項(xiàng)所述的方法，其中，確定至少一個(gè)分析特性的步驟包括記錄從運(yùn)動(dòng)經(jīng)過所述測量裝置(400)的顆粒接收到的光的光譜。
28.根據(jù)權(quán)利要求22至27中任一項(xiàng)所述的方法，其中，確定至少一個(gè)分析特性的步驟包括記錄從同時(shí)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過所述測量裝置(400)的多個(gè)顆粒接收到的光的空間分辨光譜。
29.根據(jù)權(quán)利要求22至28中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述至少一個(gè)分析特性包括下列特性中的至少一個(gè): 化學(xué)特性； 生化特性；和/或 具有至少一種污染物、傳染物和/或其他病原體的污染的測量值。
30.根據(jù)權(quán)利要求22至29中任一項(xiàng)所述的方法，其中，分類步驟包括產(chǎn)生空氣噴射，用于將顆粒選擇性地吹離所述輸送表面。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其中，所述空氣噴射穿過所述穿孔以將顆粒吹離所述輸送表面。
32.根據(jù)權(quán)利要求22至31中任一項(xiàng)所述的方法，其中，未被抽吸至所述輸送表面的顆粒從所述輸送表面再循環(huán)回到供給裝置。
【文檔編號】B07C5/02GK103501924SQ201280020714
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2012年2月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月28日
【發(fā)明者】弗朗切斯科·戴爾安迪切, 保羅·達(dá)爾奇尼 申請人:夸利森斯股份公司