Wraz z szybkim rozwojem przemysłu fotowoltaicznego i sektora półprzewodników rośnie zapotrzebowanie na materiały krzemowe-o wysokiej czystości. Technologia sortowania kolorów, charakteryzująca się wysoką-precyzyjnością i-wydajnością separacji, po cichu staje się kluczowym ogniwem w poprawianiu jakości materiałów krzemowych. W wydobyciu i przetwarzaniu krzemionki (piasku kwarcowego, rudy krzemu, otoczaków, złóż kwarcu typu pegmatytowego-itp.) postęp technologii sortowania wpływa bezpośrednio na czystość i wartość ekonomiczną produktów. Tradycyjne metody ręcznego sortowania i mechanicznego przesiewania są nie tylko nieefektywne, ale także nie spełniają rygorystycznych wymagań takich branż, jak fotowoltaika i elektronika, w zakresie-krzemionki o wysokiej czystości.
Piasek kwarcowy posiada unikalne właściwości fizyczne i chemiczne, dzięki czemu nadaje się do produkcji szkła, materiałów ogniotrwałych, wytopu żelazokrzemu, topników metalurgicznych, ceramiki i materiałów szlifierskich. W budownictwie jego duża odporność na kwasy i korozję medialną jest wykorzystywana do produkcji betonu i zaprawy kwasoodpornej-. Jako podstawowy surowiec do produkcji krzemu piasek kwarcowy odgrywa kluczową rolę w produkcji materiałów na bazie krzemu-.
Obecnie oczyszczanie piasku kwarcowego odbywa się przede wszystkim metodami separacji magnetycznej i flotacji. Jednak po tych procesach pozostaje wiele zanieczyszczeń, których poza ręcznym sortowaniem nie ma skutecznej metody na ich usunięcie. W oparciu o różnicę koloru pomiędzy czystym piaskiem kwarcowym a zanieczyszczeniami do separacji można zastosować fotoelektryczne maszyny do sortowania kolorów. Maszyny te charakteryzują się prostymi metodami wykrywania, dużą szybkością sortowania, wysoką integracją systemów i niskimi kosztami.
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.
Sortownik 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.