在农副产品及矿产的选种、提纯、分类等工作中，常用到各种类型的光电分选机。本文介绍的茶叶光电拣梗机，是一种用来从茶叶中排除茶梗的自动分拣设备。
茶叶光电拣梗机的主要原理是：茶叶和茶梗在一定光源照射下，发出强弱不同的光信号，该光信号经电子线路转换成相应的电信号，用来推动执行机构——电磁阀，适时打开阀门，喷出空气流，吹去茶梗，完成从茶叶中排除茶梗的任务。
茶叶光电拣梗机的电路部分主要包括：（1）光箱（2）前置放大器（3）主放、鉴别延时、功率放大器。
光箱部分
茶叶以及其中所含的茶梗，从振动下料部分经滑槽后，排成单行，一个接一个均匀地落入光箱，如图1所示。光箱里光源发出的光线照射到叶、梗上时，反射出一个接一个的反射光脉冲，这些反射光脉冲经过探头里的透镜、光栅和滤色片，落到前置放大器的硅光电池上，成为叶、梗输入的光脉冲信号。
为了消除茶叶形体大小对信号的影响，在落料的背后放置一块背景片。背景片是涂有由白到浅灰、深灰、黑色的一系列颜色铝片中的一片，根据不同茶叶品种掉换不同深浅颜色的背景片，使得背景上单位面积的反射光信号与茶叶单位面积上的反射光信号，在硅光电池上产生相同的电信号。就是说，不论有茶叶或无茶叶，大茶叶或小茶叶通过光箱时反射光信号不变，而只有茶梗通过时才产生光脉冲信号。当然，由于茶叶片本身颜色、叶片平整程度、下落状态等均有差异，因此各个茶叶片之间不可能具有完全等效的反光作用。不过这些残余的茶叶光脉冲信号已被大大地削弱，一般均小于茶梗光脉冲信号，对拣梗机分选质量影响很小。
光箱中的光栅和滤色片都是为了提高茶梗光信号强度而设置的。当用12伏20瓦磨砂白炽灯泡作为光源，采用2CR型5×10（毫米）\(^{2}\)的硅光电池时，在光电池上被转换成的输入茶便信号均大于0.1毫伏，而茶叶残余信号则都小于0.l毫伏。
前置放大器
前置放大器如图2所示，主要包括一块硅光电池2CR和一块运算放大器FC3C。电容C\(_{1}\)用来挡住茶叶或背景产生的基准直流电压信号，却允许茶梗产生的电脉冲信号和部分茶叶的残余脉冲信号通过。即得到：在理想状态下，没有茶梗时FC3C输入信号为零；有茶梗时才出现输入信号。
FC3C的工作电压（±8伏）由±12伏稳压电源经R\(_{7}\)和两个2CW15稳压管提供。FC3C的放大倍数由反馈电阻R6与输入电阻R\(_{1}\)之比决定（因硅光电池内阻较小，可忽略），本电路取闭环放大倍数=R6R\(_{1}\)=350倍。
调节电位器R\(_{8}\)可选择合适的输出信号电压，从而决定了前置放大级输出的茶梗信号大小，也即控制了整个主控制电路的选梗灵敏度。
R\(_{2}\)是输入电阻，应和FC3C的②端的输入电阻相等；R3是平衡电阻用以调节FC3C的静态输出电压；C\(_{2}\)、C3、R\(_{4}\)为消除自激振荡的高频补偿电路；C4、C\(_{5}\)用以滤除电源及引线带来的干扰信号。
由于输入信号很微弱，因此整个前置放大器装在一块印刷电路板上，放在一个铜屏蔽盒中，并用屏蔽线将输出信号送到主放大器。
主放、鉴别延时、功率放大器
图3是主放、鉴别延时和功率放大级的电路图。
主放大器也是用的FC3C，其中各元件的作用和前置放大器的相似，可参照分析。
BG\(_{1}\)和BG2组成鉴别电路，它是一个射极偶合双稳态触发器，静态时BG\(_{1}\)截止、BG2导通。由于BG\(_{1}\)的发射极静态工作电压设计成1.2伏，所以茶梗信号必须克服D1的正向压降0.3伏+BG\(_{1}\)的基—射结压降0.7伏+BG1发射极电压1.2伏，即：0.3＋0.7＋1.2=2.2伏以上，才能使BG\(_{1}\)改变工作状态。而一般低于2.2伏的干扰信号（包括茶叶残余信号）就被鉴别器挡住了。
当鉴别器收到茶梗信号以后，BG\(_{1}\)导通、BG2截止，同时BG\(_{3}\)也由截止变导通，于是BG3的集电极输出一个负脉冲。这个负脉冲就是鉴别电路对功率放大级的输出信号。但是这个脉冲信号持续时间太短，不足以带动电磁阀工作，所以在鉴别电路之后又加了一级延时电路。BG\(_{3}\)输出的负脉冲信号在送到功放级的同时，通过C8、D\(_{3}\)使BG4、BG\(_{5}\)组成的单稳态延时电路翻转，BG4由导通变截止、BG\(_{5}\)由截止变导通。当茶梗信号消失后，由于C9仍然在通过R\(_{25}\)、R26和BG\(_{5}\)继续放电，使BG4的基极电压保持为负值，从而BG\(_{4}\)保持翻转后的截止状态不变。截止状态的BG4集电极是正电压信号，通过R\(_{13}\)正反馈到BG1基极，于是使整个鉴别延时电路保持翻转状态，延时时间为0.54～5.5毫秒，因此延长了BG\(_{3}\)集电极上输出的茶梗脉冲信号时间。
功率放大级
功率放大级的负载是一个电磁阀，电磁阀是电感性器件，具有直流电阻R\(_{阀}\)（约70Ω）和电感L。当BG8导通时，R\(_{38}\)与电磁阀可看成一个等效电阻R（R=R38+R\(_{阀}\)）与电感L的串联电路。在电磁阀线圈中流过的电流是一个从零逐渐增长到最大值I=\(\frac{U}{R}\)的变化值，该电流用下式表达：
i=\(\frac{U}{R}\)(1-e\(^{-}\)R;Lt)
上式中t为通电时间，i为电路中的电流值，U为电路两端电压，R为等效电阻。从上式可看出，当\(\frac{R}{L}\)数值较大时，就能在较短的通电时间内，使电流很快增长到稳定值（U;R）。这样才能使电磁阀在尽量短的时间内产生一定功率，以完成阀片开启动作。
因为电磁阀靠电磁力打开阀片，上式中L不能减小，于是只有增加外接电阻R\(_{38}\)才能使\(\frac{R}{L}\)数值变大。因为电感L是变化值，应通过试验确定R38值。
茶叶光电拣梗机经鉴定，对中、低档茶叶拣梗效果较好，对三级以上茶叶的拣梗率较差，还需作进一步改进提高。(安徽农学院 吴挹华)