Wraz z szybkim rozwojem przemysłu fotowoltaicznego i półprzewodników zapotrzebowanie na materiały krzemowe-o wysokiej czystości rośnie z dnia na dzień. Technologia maszyn do sortowania kolorów, charakteryzująca się wysoką-precyzją i-wydajnością sortowania, po cichu staje się kluczowym ogniwem w podnoszeniu jakości materiałów krzemowych. W zakresie wydobycia i przetwarzania krzemionki (piasek kwarcowy, ruda krzemionkowa, kostka brukowa, ruda kwarcowa typu pegmatytowego itp.) postęp technologii separacji wpływa bezpośrednio na czystość i wartość ekonomiczną produktów. Tradycyjne metody ręcznego sortowania i mechanicznego przesiewania są nie tylko nieefektywne, ale także trudne do spełnienia rygorystycznych wymagań takich branż, jak fotowoltaika i elektronika, dotyczących krzemionki o wysokiej-czystości.
Piasek kwarcowy ma unikalne właściwości fizyczne i chemiczne i jest stosowany do produkcji szkła, materiałów ogniotrwałych, żelazokrzemu do wytapiania, topników metalurgicznych, ceramiki, materiałów szlifierskich itp. W budownictwie duża kwasoodporność i średnia odporność na korozję kwarcu są wykorzystywane do produkcji kwasoodpornego betonu i kwasoodpornej zaprawy. Piasek kwarcowy, jako podstawowy surowiec surowców krzemowych, odgrywa ważną rolę w produkcji surowców krzemowych.
Obecnie oczyszczanie piasku kwarcowego opiera się głównie na metodach separacji magnetycznej i flotacji. Jednakże po separacji magnetycznej i flotacji nadal pozostaje wiele zanieczyszczeń i nie ma dobrej metody usunięcia tych zanieczyszczeń, z wyjątkiem ręcznego sortowania. W zależności od różnicy koloru pomiędzy czystym piaskiem kwarcowym a zanieczyszczeniami, do sortowania można zastosować fotoelektryczny sortownik kolorów. Fotoelektryczny sortownik kolorów charakteryzuje się prostą metodą wykrywania, dużą szybkością sortowania, wysoką integracją systemu i niskim kosztem.
Optoelektroniczna technologia doboru kolorów odnosi się do stosowania specjalnych soczewek rozpoznających do przechwytywania sygnałów elementów obrazu powierzchni materiałów, zbierania sygnałów transmitancji materiału lub pomiaru wilgotności materiału i innych informacji o składnikach za pomocą podczerwieni, ultrafioletu i innych metod. Jest przetwarzany przez procesor w celu konwersji sygnału fotoelektrycznego i porównywany z sygnałami standardowymi w celu analizy jakości materiałów. Następnie do usuwania materiałów gorszej jakości stosuje się siłowniki. Jest to zaawansowana-kompleksowa technologia, która integruje światło, energię elektryczną, gaz i maszyny.
Koszt ręcznego sortowania rośnie, a różnica wartości między piaskiem kwarcowym o wysokiej-czystości a piaskiem kwarcowym o niskiej czystości jest bardzo duża. Zarówno z ekonomicznego, jak i ekologicznego punktu widzenia, zastosowanie fotoelektrycznych maszyn do sortowania kolorów jest niezwykle korzystne i skuteczne. Dlatego badanie technologii doboru koloru piasku kwarcowego ma ogromne znaczenie.
Sorter kolorów składa się głównie z systemu podawania, systemu detekcji optycznej, systemu przetwarzania sygnału i systemu wykonywania separacji. Jego zasadą działania jest-zaawansowany technologicznie sprzęt wykorzystujący technologię detekcji optycznej do automatycznego sortowania cząstek o różnych kolorach w materiałach ziarnistych na podstawie różnic w ich właściwościach optycznych.
① Materiał wchodzi do maszyny z górnego leja i poprzez wibracje podajnika wibracyjnego wybrany materiał spada do rynny.
② Materiał przechodzi przez wibrator na górnym końcu rynny i przyspiesza w dół rynny do skrzyni sortującej.
③ Po wejściu do skrzynki sortującej przechodzi ona pomiędzy czujnikiem przetwarzania obrazu CCD a urządzeniem tła. Pod wpływem źródła światła matryca CCD odbiera syntetyzowany sygnał świetlny z wybranego materiału, powodując, że układ generuje sygnał wyjściowy, który jest wzmacniany i przetwarzany przed przesłaniem do układu przetwarzającego FPGA+ARM. Następnie system sterowania wysyła instrukcje w celu uruchomienia elektrozaworu natryskowego, a zawór natryskowy wdmuchuje cząstki o różnych kolorach do uszkodzonego zbiornika leja wyładowczego i wypływa.
④ Wybrane materiały w dalszym ciągu wpadają do zbiornika produktu gotowego leja odbiorczego i wypływają, osiągając w ten sposób cel selekcji.
Bariery techniczne w branży sortowania kolorów są stosunkowo wysokie, co odzwierciedla się głównie w zapotrzebowaniu na technologie multidyscyplinarne, takie jak obrazowanie optoelektroniczne, technologia{{0}szybkich czujników, przetwarzanie obrazu i algorytmy komputerowe. Oznacza to, że przedsiębiorstwa, aby zyskać konkurencyjność na rynku, muszą stale inwestować w zasoby badawczo-rozwojowe.
W przyszłości maszyny do sortowania kolorów staną się bardziej inteligentne i zautomatyzowane, z możliwością automatycznego uczenia się i dokładnej identyfikacji właściwości materiału. Wychodząc naprzeciw coraz bardziej zróżnicowanym potrzebom klientów, producenci wprowadzili na rynek produkty dostosowane do indywidualnych potrzeb i zapewnili rozwiązania szyte na miarę. Tymczasem ekologiczny i przyjazny dla środowiska rozwój maszyn do sortowania kolorów jest również ważnym kierunkiem dla branży.