一種選茶方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種選茶方法，其先后進行第一次風(fēng)選、色選、第二次風(fēng)選、視覺分選，從多個方面對嫩茶葉進行分選，而且所有排出的廢料都收集到一起，而精茶能分成若干級別，大大提高分選效率，降低分選成本，并且全程沒有使用振動篩，將分選對茶葉的損害降到最低。
【專利說明】一種選茶方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種選茶方法，屬于選茶分離領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)不完全統(tǒng)計，在我國占茶葉總產(chǎn)量不到5%的名優(yōu)茶，其產(chǎn)值竟達到了總產(chǎn)值的20%以上，說明茶葉品質(zhì)越好，價值越高，經(jīng)濟效益也越顯著。雖然我國茶葉的產(chǎn)量和銷量都很大，然而由于缺乏科學(xué)的茶葉品質(zhì)檢測和茶葉分級技術(shù)，難以快速客觀地鑒別茶葉的品質(zhì)和級別。目前，市場上茶葉的分級存在很大的隨意性，影響了茶葉的生產(chǎn)和經(jīng)營。同時隨著發(fā)達國家綠色技術(shù)貿(mào)易壁壘的技術(shù)標準越來越高，我國茶葉出口貿(mào)易受到的影響也越來越明顯。因此亟需研究茶葉品質(zhì)快速檢測的機理和方法，提高我國茶葉品質(zhì)的檢測技術(shù)水平，加強茶葉分級管理。然而現(xiàn)有的選茶設(shè)備功能單一，一套分選流程下來需要使用風(fēng)選、色選等多個設(shè)備，不但占地多，耗能多，而且設(shè)備之間的連接也困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種精細分選嫩茶葉的方法。
[0004]本發(fā)明是通過如下方法實現(xiàn)的:
該選茶方法使用了一種選茶分離機，該選茶分離機具有分離機主體，還包括:上料斜板、帶孔長輸送帶、風(fēng)選室窄部、色選排雜口、風(fēng)選室寬部、排料擋件、排氣通道、排氣設(shè)備、下落通道、色選攝像頭、顯示器、控制器、噴氣結(jié)構(gòu)、視覺攝像頭、帶孔短輸送帶、廢料排料口、真空分選部、料槽、水平送風(fēng)機、垂直送風(fēng)機；其中真空分選部包括第一真空分選部、第二真空分選部、第三真空分選部；與第一、二、三真空分選部相對應(yīng)的是第一料槽、第二料槽、第三料槽；
選茶方法具體為:
1)通過顯示器和輸入設(shè)備向控制器輸入色選階段茶梗黃色閾值，視覺分選階段全芽、一芽一葉、一芽兩葉的形狀和紋理特征值；
2)進入第一次風(fēng)選，嫩茶葉從上料斜板滑向帶孔長輸送帶，調(diào)整垂直送風(fēng)機風(fēng)速，向上將嫩茶葉吹進風(fēng)選室窄部，將第一廢料留在帶孔長輸送帶上；嫩茶葉從風(fēng)選室窄部進入風(fēng)選室寬部，風(fēng)壓下降，嫩茶葉分散，被吹向帶孔旋轉(zhuǎn)筒，在排料擋件的作用下，嫩茶葉被旋轉(zhuǎn)筒帶至一側(cè)并受重力作用進入到下落通道；
3)進入色選階段，由色選攝像頭設(shè)別出黃色的茶梗，并被噴氣結(jié)構(gòu)吹入色選排雜口，茶梗從色選排雜通道出口排出；
4)進入第二次風(fēng)選，調(diào)整水平送風(fēng)機風(fēng)速，將嫩茶葉吹向帶孔短輸送帶，第二廢料沿水平送風(fēng)機表面滑向出第二次風(fēng)選排出口；
5)進入視覺分選，由視覺攝像頭(14)將帶孔長輸送帶上運輸?shù)哪鄄枞~分級為全芽、一芽一葉、一芽兩葉三類，并由第一真空分選部、第二真空分選部、第三真空分選部將這三類分別送入第一料槽、第二料槽、第三料槽； 6)第一廢料、茶梗及第二廢料在同一平面被回收。
[0005]更優(yōu)選為，當全芽運輸?shù)綆Э锥虃魉蛶У亩瞬?，其已被控制器辨定為全芽，控制器發(fā)出控制命令將第一真空分選部運行，第二、三真空分選部不運行，全芽一開始被第一真空分選部吸附在帶孔短傳送帶的端部，在全芽被送到第二真空分選部對應(yīng)的區(qū)域時，受重力影響，進入第一料槽；一芽一葉進入真空分選部時，第一、二真空分選部運行，而第三真空分選部不運行，這樣，一芽一葉進入第二料槽；同理，一芽兩葉分選時，第一至三真空分選部都運行，最終其進入第三料槽。
[0006]更優(yōu)選為，帶孔短輸送帶轉(zhuǎn)速與水平風(fēng)的風(fēng)速一致，這樣嫩茶葉在被運輸時不會被水平風(fēng)擾動；或在帶孔短輸送帶下設(shè)有真空吸附設(shè)備，將嫩茶葉固定在輸送帶上表面，與輸送帶一起前進。
[0007]有益效果
1.本發(fā)明的選茶方法首先使用了一種選茶分離機，該選茶分離機通過合理的結(jié)構(gòu)布局，將茶葉的一級風(fēng)選，色選，二級風(fēng)選和視覺分選集成在一個機器上，風(fēng)選室與色選排雜通道的巧妙安排，使其在一個小的空間內(nèi)擁有風(fēng)選室窄部、寬部和排雜多功能的分選功能，而所有的被排除雜項都能返回帶孔長輸送帶統(tǒng)一排除。
[0008]2.本發(fā)明的選茶全程沒有使用振動篩，用風(fēng)選來和色選及視覺分選來分離嫩茶葉，不但除雜效果好，還可優(yōu)化精制工藝，減少反復(fù)切、抖、撩等篩制作業(yè)，避免茶葉過多的斷碎，達到揀剔質(zhì)量高、工效高、制茶成本降低的加工效果，基本解決了以往茶葉揀剔質(zhì)量差和工效低的缺陷。并且一次分選可以選出三種等級的茶葉，經(jīng)濟效果明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為選茶分離機的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中A部分的放大圖。
[0010]圖3為圖1中B部分的放大圖。
[0011]圖中:1、上料斜板；2、帶孔長輸送帶；3、風(fēng)選室窄部；4、色選排雜口 ；5、風(fēng)選室寬部；6、排料擋件；7、排氣通道；8、排氣設(shè)備；9、下落通道；10、色選攝像頭；11、顯示器；12、控制器；13、噴氣結(jié)構(gòu)；14、視覺攝像頭；15、帶孔短輸送帶；16、第一真空分選部；17、第三真空分選部；18、第二真空分選部；19、廢料排料口 ；20、第一料槽；21、第二料槽；22、第三料槽；23、噴氣除雜部；24、水平送風(fēng)機；25、垂直送風(fēng)機；26、第一閘板；27、第二閘板；28、第三閘板。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖做進一步的說明:
如圖1所示，本發(fā)明所述的選茶分離機包括分離機主體，分離機主體的一端設(shè)有上料斜板1，上料斜板I下方是反靜電的帶孔長輸送帶2，帶孔長輸送帶2下設(shè)有垂直送風(fēng)機25，垂直送風(fēng)機25向上輸送強風(fēng)，進行第一次風(fēng)選，強風(fēng)進入分離機主體內(nèi)部的風(fēng)選室窄部3，風(fēng)選室窄部3上方是風(fēng)選室寬部5，風(fēng)選室窄部3與風(fēng)選室寬部5相連，強風(fēng)將嫩茶葉向上從帶孔長輸送帶2吹離后首先進入風(fēng)選室窄部3，當從風(fēng)選室窄部3進入風(fēng)選室寬部5后，基于流體力學(xué)知識，風(fēng)壓突然下降，嫩茶葉在這種作用下很好的彼此分離。風(fēng)選室寬部5上部是一個帶孔的旋轉(zhuǎn)圓筒，帶孔的旋轉(zhuǎn)圓筒內(nèi)部有兩塊排料擋件6，兩塊排料擋件6之間形成排氣通道7，在風(fēng)選室寬部5上部強風(fēng)將嫩葉吹向旋轉(zhuǎn)圓筒，嫩茶葉被強風(fēng)壓在旋轉(zhuǎn)圓筒外表面，而強風(fēng)通過排氣通道7由排氣設(shè)備8排走，通過這第一階段的風(fēng)選，大的石塊、樹皮等大質(zhì)量雜物留在了帶孔長輸送帶2上，旋轉(zhuǎn)圓筒旋轉(zhuǎn)后將嫩茶葉帶向一側(cè)，由于排料擋件6的存在，在旋轉(zhuǎn)圓筒的排料擋件6對應(yīng)部位沒有經(jīng)過的氣流，嫩茶葉依靠重力下降到下落通道9進入色選階段。
[0013]色選階段使用的是光電色選系統(tǒng)，光電色選系統(tǒng)是色選機的核心部分，主要由光源、背景板、色選攝像頭10和有關(guān)輔助裝置組成，光源為被測嫩茶葉和背景板提供穩(wěn)定的均勻照明，色選攝像頭10是CCD鏡頭，其將探測區(qū)內(nèi)被測物料的反射光轉(zhuǎn)化為電信號。背景板則為電控系統(tǒng)提供基準信號(圖1中未示出)，其反光特性與合格品的反光特性基本等效，而與剔除物差異較大。色選攝像頭10與裝有黃色色彩型號的高精度的色差感應(yīng)系統(tǒng)相連，一般情況下茶梗偏黃，色彩值偏大，即茶梗越老，色澤越黃，色彩值就越大，則更容易被裝有黃色色彩型號的高精度的色差感應(yīng)系統(tǒng)捕捉和收集，并輸入控制器，由控制器出信號指令，對茶梗進行攝影，并使高速電磁閥接通，高壓空氣通過管道和噴氣結(jié)構(gòu)13出脈沖風(fēng)，把茶梗從含梗的嫩茶葉中吹出，通過色選排雜口 4排出機外。
[0014]色選排雜口 4的下端仍為帶孔長輸送帶2，分離機主體通過合理的結(jié)構(gòu)安排，將色選排雜通道向風(fēng)選室嵌入，即形成了風(fēng)選室窄部3，因此使選茶分離機整體體積變小。
[0015]在噴氣結(jié)構(gòu)13下方是水平送風(fēng)機24，在水平送風(fēng)機24處進行第二次風(fēng)選，垂直送風(fēng)機送出的風(fēng)較大，茶葉中難免裹挾一些重顆料重物料，在第二次風(fēng)選中，水平送風(fēng)機24送出水平風(fēng)，嫩茶葉在水平風(fēng)的作用下，被吹到帶孔短輸送帶15上，而重顆料的下落軌跡基本不受水平風(fēng)的影響，因此下落到帶孔長輸送帶2上，被吹到帶孔短輸送帶15上嫩茶葉為精選茶葉。優(yōu)選為，帶孔短輸送帶15轉(zhuǎn)速與水平風(fēng)的風(fēng)速一致，這樣嫩茶葉在被運輸時不會被水平風(fēng)擾動；也可以在帶孔短輸送帶15下設(shè)有真空吸附設(shè)備，將嫩茶葉固定在輸送帶上表面，與輸送帶一起前進。
[0016]將精選茶葉進一步分級，進入視覺分選階段，在視覺分選前，通過輸入設(shè)備和顯示器11在控制器內(nèi)預(yù)存有全芽、一芽一葉、一芽兩葉的圖像模型和紋理特征，并設(shè)定形狀和紋理特征參數(shù)。在帶孔短輸送帶15的上方設(shè)有視覺攝像頭14和光源，該視覺攝像頭14由三個多光譜的CC攝像頭組成，分別能獲得綠、紅、近紅外3個波段的顏色數(shù)據(jù)，3CXD多光譜成像儀的在使用時，物體發(fā)射的光線經(jīng)過第I個色膜，使波長高于630nm的光線通過，被反射的部分經(jīng)過濾光片后在CXD傳感器上成像，得到綠光通道圖像。通過部分再經(jīng)過第2個色膜，使光線按頻率被分為2部分。一部分在紅光CCD傳感器上成像，另一部分在近紅外CXD傳感器上成像。3個波段的通過頻率分布為:綠光通道的中心頻率在540 nm,通道帶寬40nm左右；紅光通道中心頻率在670 nm，通道帶寬40 nm左右:近紅外通道的中心頻率在800nm，通道帶寬65nm左右。攝像機獲得綠、紅、近紅外3個波段通道的單色圖像后，通過PCI1424 (NationalInstrument公司)的數(shù)據(jù)接收板傳送到控制器12,其輸入控制端口為 RS232。
[0017]控制器內(nèi)含有機器視覺軟件，如CXD DTControl圖像采集軟件，用于設(shè)置圖像增益、控制曝光時間、圖像集成、RGB調(diào)節(jié)和圖像分析等。Matlab圖像處理軟件，用于圖像處理和茶葉特征的提取。Matlab數(shù)據(jù)分析模塊用于主成分分析，DPS(data processionsystem for practical statistics)用于建立模式識別模型。
[0018]視覺分選階段的視覺攝像頭也可以采用常規(guī)的單CXD攝像頭，這種圖像采集已是常規(guī)的現(xiàn)有技術(shù)。
[0019]見圖2，經(jīng)過控制器的識別，將嫩茶葉正確分類，之后進入真空分選部，真空分選部設(shè)在帶孔短傳送帶15的一端，與水平送風(fēng)機24相對。將第一料槽20，第二料槽21和第三料槽22分別對應(yīng)全芽、一芽一葉、一芽兩葉，當全芽運輸?shù)綆Э锥虃魉蛶?5的端部，其已被控制器辨定為全芽，控制器發(fā)出控制命令將第一真空分選部16運行，第二、三真空分選部不運行，全芽一開始被第一真空分選部16吸附在帶孔短傳送帶15的端部，在全芽被送到第二真空分選部對應(yīng)的區(qū)域時，受重力影響，進入第一料槽20 芽一葉進入真空分選部時，第
一、二真空分選部運行，而第三真空分選部不運行，這樣，一芽一葉進入第二料槽21 ;同理，一芽兩葉分選時，第一至三真空分選部都運行，最終其進入第三料槽。而廢料從廢料排料口統(tǒng)一排出。帶孔短傳送帶15的下側(cè)還設(shè)有噴氣除雜部，用于反向除去帶孔短傳送帶15上孔中的堵塞物。在實際的分選中，如果精選的茶葉只分合格和不合格，僅需要一個真空分選部即可。
[0020]本申請另外一個創(chuàng)新之處在于其排料系統(tǒng)，從圖1中可以看出，在第一風(fēng)選階段于風(fēng)選室窄部3底部對應(yīng)的帶孔長輸送帶2上形成的重廢料，色選排雜通道出口處排出的茶梗，及第二次風(fēng)選排出的廢料最終都回收于同一輸送平面，混合在一起從廢料排料口 19排出去。在實際的分選中，會遇到許多不同的情況，比如某批次嫩茶葉的廢料主要由樹枝、樹皮等重物和發(fā)黃了的蔫萎茶葉組成，而蔫萎茶葉在色選階段容易被識別為茶梗而被排出，而這類蔫萎茶葉僅是經(jīng)濟價值略低于嫩茶葉，但也是本領(lǐng)域技術(shù)人員希望回收的；在第二次風(fēng)選階段，有時一芽多葉，或帶枝葉由于重力過大，也被排除，同樣，這也是本領(lǐng)域技術(shù)人員希望回收的。為此，更進一步，在風(fēng)選室窄部3底部的上游設(shè)置第一閘板26 ;風(fēng)選室窄部3與色選排雜通道出口之間設(shè)置第二閘板27 ;在色選排雜通道出口與第二次風(fēng)選排出口之間設(shè)置第三閘板28。其中，第一閘板26控制上料，當分選設(shè)備突發(fā)故障時，第一閘板26下落并引導(dǎo)嫩茶葉流返回上游供料部；第二閘板27下落時，第一次風(fēng)選的重廢料提前被引導(dǎo)排料，而茶梗與第二次風(fēng)選排出的廢料混合一起排出；第三閘板28下落時，第一次風(fēng)選的重廢料與茶梗一起被提前引導(dǎo)排出，而第二次風(fēng)選排出的廢料被單獨排出。這樣就實現(xiàn)了對排料的控制。
[0021]另外，也可以將帶孔長輸送帶2只設(shè)置在風(fēng)選室窄部3底部，減少其長度，在色選排雜通道出口和第二次風(fēng)選排出口處設(shè)置一條長輸送帶來運輸兩者的混合物，或者再設(shè)置兩條短輸送帶，可以根據(jù)實際的需要，對輸送帶的長短和廢料混合的品種進行常規(guī)的設(shè)計，因此，廢料返回同一平面回收利于提高副產(chǎn)品的經(jīng)濟價值。
[0022]也可以設(shè)置兩段輸送帶，除帶孔長輸送帶外，還設(shè)置第二排料輸送帶，并有平移驅(qū)動設(shè)備與兩者相連，在第一狀態(tài)下，帶孔長輸送帶對應(yīng)風(fēng)選室窄部，第二排料輸送帶對應(yīng)色選排雜通道出口與第二次風(fēng)選排出口 ；第二狀態(tài)下，驅(qū)動設(shè)備將兩節(jié)輸送帶平移，使帶孔長輸送帶對應(yīng)風(fēng)選室窄部和色選排雜通道出口，第二排料輸送帶對應(yīng)第二次風(fēng)選排出口。這樣可以在分選過程中快速切換廢料的回收模式，這種柔性的輸送模式可以很好的應(yīng)對現(xiàn)代茶葉分選工廠多品種、復(fù)雜成分原料的分選需求。
[0023]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以知曉的是，旋轉(zhuǎn)圓筒的轉(zhuǎn)速是可調(diào)的，以嫩茶葉均勻分離的進入色選區(qū)域為準，而且可以根據(jù)實際需要開通多個分選通道，即色選攝像頭10、噴氣結(jié)構(gòu)13、視覺攝像頭14、帶孔短輸送帶15及真空分選部都可以設(shè)有多個，以應(yīng)對大批量的分選要求。
[0024]盡管參照實施例對所公開涉及的一種選茶分離機進行了特別描述，以上描述的實施例是說明性的而不是限制性的，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，所有的變化和修改都在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種選茶方法，其使用了一種選茶分離機，該選茶分離機具有分離機主體，還包括:上料斜板(I)、帶孔長輸送帶(2 )、風(fēng)選室窄部(3 )、色選排雜口( 4 )、風(fēng)選室寬部(5 )、排料擋件(6)、排氣通道(7)、排氣設(shè)備(8)、下落通道(9)、色選攝像頭(10)、顯示器(11)、控制器(12)、噴氣結(jié)構(gòu)(13)、視覺攝像頭(14)、帶孔短輸送帶(15)、廢料排料口(19)、真空分選部、料槽、水平送風(fēng)機(24)、垂直送風(fēng)機(25);其中真空分選部包括第一真空分選部(16)、第二真空分選部(18)、第三真空分選部(17);與第一、二、三真空分選部相對應(yīng)的是第一料槽(20)、第二料槽(21)、第三料槽(22)； 選茶方法具體為: 1)通過顯示器(11)和輸入設(shè)備向控制器(12)輸入色選階段茶梗黃色閾值，視覺分選階段全芽、一芽一葉、一芽兩葉的形狀和紋理特征值； 2)進入第一次風(fēng)選，嫩茶葉從上料斜板(I)滑向帶孔長輸送帶(2)，調(diào)整垂直送風(fēng)機(25)風(fēng)速，向上將嫩茶葉吹進風(fēng)選室窄部(3)，將第一廢料留在帶孔長輸送帶(2)上；嫩茶葉從風(fēng)選室窄部(3)進入風(fēng)選室寬部(5)，風(fēng)壓下降，嫩茶葉分散，被吹向帶孔旋轉(zhuǎn)筒，在排料擋件(6)的作用下，嫩茶葉被旋轉(zhuǎn)筒帶至一側(cè)并受重力作用進入到下落通道(9)； 3)進入色選階段，由色選攝像頭(10)設(shè)別出黃色的茶梗，并被噴氣結(jié)構(gòu)(13)吹入色選排雜口(4)，茶梗從色選排雜通道出口排出； 4)進入第二次風(fēng)選，調(diào)整水平送風(fēng)機(24)風(fēng)速，將嫩茶葉吹向帶孔短輸送帶(15)，第二廢料沿水平送風(fēng)機(24)表面滑向出第二次風(fēng)選排出口 ； 5)進入視覺分選，由視覺攝像頭(14)將帶孔長輸送帶(2)上運輸?shù)哪鄄枞~分級為全芽、一芽一葉、一芽兩葉三類，并由第一真空分選部(16)、第二真空分選部(18)、第三真空分選部(17)將這三類分別送入第一料`槽(20 )、第二料槽(21)、第三料槽(22 ); 6)第一廢料、茶梗及第二廢料在同一平面被回收。
2.如權(quán)利要求1所述的選茶分離結(jié)構(gòu)，其特征在于:當全芽運輸?shù)綆Э锥虃魉蛶?15)的端部，其已被控制器辨定為全芽，控制器發(fā)出控制命令將第一真空分選部(16)運行，第二、三真空分選部不運行，全芽一開始被第一真空分選部(16)吸附在帶孔短傳送帶(15)的端部，在全芽被送到第二真空分選部對應(yīng)的區(qū)域時，受重力影響，進入第一料槽(20);—芽一葉進入真空分選部時，第一、二真空分選部運行，而第三真空分選部不運行，這樣，一芽一葉進入第二料槽(21);同理，一芽兩葉分選時，第一至三真空分選部都運行，最終其進入第三料槽。
3.如前述權(quán)利要求1-2所述，帶孔短輸送帶(15)轉(zhuǎn)速與水平風(fēng)的風(fēng)速一致，這樣嫩茶葉在被運輸時不會被水平風(fēng)擾動；或在帶孔短輸送帶(15)下設(shè)有真空吸附設(shè)備，將嫩茶葉固定在輸送帶上表面，與輸送帶一起前進。
4.如前述權(quán)利要求1-3所述，在風(fēng)選室窄部(3)底部的上游設(shè)置第一閘板(26);風(fēng)選室窄部(3)與色選排雜通道出口之間設(shè)置第二閘板(27);在色選排雜通道出口與第二次風(fēng)選排出口之間設(shè)置第三閘板(28)，當選茶分離機發(fā)生故障時，第一閘板(26)下落并引導(dǎo)排出嫩茶葉流；第二閘板(27)下落時，單獨回收第一廢料，而茶梗、第二廢料混合回收；當?shù)谌l板(28)下落時，第一廢料、茶?；旌吓懦觯诙U料單獨回收。
5.如前述權(quán)利要求1-3所述，除帶孔長輸送帶(2)外，還設(shè)置第二排料輸送帶，并有平移驅(qū)動設(shè)備與兩者相連，在第一狀態(tài)下，帶孔長輸送帶(2)對應(yīng)風(fēng)選室窄部(3)，第二排料輸送帶對應(yīng)色選排雜通道出口與第二次風(fēng)選排出口，單獨回收第一廢料，而茶梗、第二廢料混合回收；第二狀態(tài)下，驅(qū)動設(shè)備將兩節(jié)輸送帶平移，使帶孔長輸送帶(2)對應(yīng)風(fēng)選室窄部(3)和色選排雜通道出口，第二排料輸送帶對應(yīng)第二次風(fēng)選排出口，第一廢料、茶?；旌吓懦?，而第二廢料單獨回收。`
【文檔編號】B07B9/02GK103721944SQ201410008614
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月9日
【發(fā)明者】陳明 申請人:新昌縣馬黛茶業(yè)有限公司, 陳明