CN105874321A

CN105874321A - 检查设备

Info

Publication number: CN105874321A
Application number: CN201480068050.1A
Authority: CN
Inventors: 哈特穆特·哈贝克; 迪尔克·巴尔塔扎
Original assignee: Tao Lang Sorting Inc Co
Current assignee: Tao Lang Sorting Inc Co; Tomra Sorting NV
Priority date: 2013-11-04
Filing date: 2014-11-03
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2034-11-03
Also published as: JP2016540996A; EP3066456B1; EP3066456A1; SA516371056B1; PL3066456T3; PE20160964A1; JP6668249B2; CA2928878A1; CA2928878C; AU2014343597B2; ES2811601T3; US20160252461A1; WO2015063300A1; CL2016001058A1; MX360408B; MX2016005836A; RU2016119494A; AU2014343597A1; UA121305C2; RU2016119494A3

Abstract

本发明涉及一种用于检查物质流(10)的设备(100)，包括：第一光源和第二光源(101；102)，用于发出第一光束和第二光束(111；112)；第一检测器和第二检测器(131；132)；第一扫描元件(151)，适于横跨所述流从一侧向另一侧重新定向第二检测器的检测区域(137)；以及分束元件(140)，设置成在所述第一光束(111)和所述第二光束已被所述物质反射之后接收所述第一光束和所述第二光束，其中所述分束元件(140)适于朝向所述第一检测器(131)引导反射的所述第一光束(111)并朝向所述第二检测器(132)引导反射的所述第二光束(112)。

Description

检查设备

本发明涉及用于检查物质流的设备以及包括这种设备的系统。

EP1185854公开了一种包括竖直指向下的摄像机和检测单元的检测站，该检测站具有在基本水平的传送带上通过检测站行进至横向空气喷嘴阵列的废物流。相机的矩形图像区域跨越皮带的整个宽度，从而跨越废物流的整个宽度。来自相机的数据用于识别废物流中的各个物体的位置(就物体在废物流中占据的大致区域而言)。检测单元沿直线路径P对废物流进行扫描，直线路径P同样延伸皮带的整个宽度，从而延伸废物流的整个宽度，路径P与皮带的纵向方向D垂直，即，与废物流的供给方向垂直。通过红外光谱分析，检测单元检测废物流中的至少一些物体的成分。来自相机和检测单元的数据用于控制用于电磁阀的控制器，该控制器控制对各个喷嘴的压缩空气的供应。在该系统中，检测单元检测每个物体的成分和/或颜色，同时摄像机用于监控扫描区域及其数据输出，该数据输出自动用于检测物体的位置并校正从检测单元中的检测器接收的与那些物体相关的数据。

与上述系统相关的一个问题是，例如小物体在由检测单元与相机测量之间在传送带上可能改变位置。因此，可能难以确定哪些读数属于哪一项。

本发明的目的是提供一种用于检查物质流的改进设备。在独立权利要求中限定了本发明，且在所附从属权利要求中阐述了实施方式。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于检查物质流的设备，其包括第一光源和第二光源、第一检测器和第二检测器以及第一扫描元件和第一分束器。所述第一光源适于发出包括在第一波长范围(λ_1a-λ_1b)内的波长的第一光束，以用于从一侧向另一侧照亮所述物质流；且第一检测器设置成在所述第一光束已被所述物质流反射之后在第一检测区域接收所述第一光束。

第二光源适于发出包括在第二波长范围(λ_2a-λ_2b)内的波长的第二光束，以用于在照亮区域照亮所述物质流，其中所述第一波长范围内的任何波长(λ₁)与所述第二波长范围内的任何波长(λ₂)不同(λ_1b<λ_2a或λ_2b<λ_1a)。第二检测器设置成在所述第二光束已被所述物质流反射之后在第二检测区域接收所述第二光束。

此外，第一扫描元件设置在所述物质流与所述第二检测器之间，并适于横跨所述物质流从一侧向另一侧重新定向所述第二检测区域。最后，分束元件设置成在所述第一光束已沿第一光轴被所述物质反射之后接收所述第一光束；并设置成在所述第二光束同样已沿所述第一光轴被所述物质反射之后接收所述第二光束。所述分束元件进一步适于通过沿与所述第一光轴不平行的第二光轴重新定向反射的所述第一光束和反射的所述第二光束中的至少一个而朝向所述第一检测器引导所述反射的第一光束并朝向所述第二检测器引导所述反射的第二光束。更具体地，所述扫描元件设置在所述分束元件与所述第二检测器之间以仅接收反射的所述第一光束和反射的所述第二光束中的反射的所述第二光束。

关于本发明，由设备检查的物质流可由任何适合光学检查的物体组成，例如但不限于，矿石和矿物、食品和农作物以及收集的废物和碎片。

根据一个实例，所述第一光源可选自包括激光器、超连续光谱激光器、卤素灯、发光二极管、荧光管及其组合的组。

根据一个实例，所述第二光源可选自包括卤素灯、发光二极管、激光、超连续光谱激光器及其组合的组。

根据一个实例，所述分束元件为二向色分束器，例如但不限于，二向色镜、二向色反射器、或立方体分束器。

所述第一光源和所述第二光源基于所述物质流中的物体的光学属性选择，且更详细地是基于物质流中的感兴趣的物体的光学属性选择。

根据一个实例，所述第一光源和所述第二光源均为同时从一侧向另一侧照亮物质流的线照亮装置。这种照亮装置的实例为设有合适光学器件的卤素灯、LED面板、或激光器。

根据另一个实例，所述第一光源和所述第二光源均为从一侧向另一侧扫掠地照亮所述物质流的点照亮装置。这种照亮装置的实例为设有合适光学器件的LED或激光器。在本文中，术语光点(spot)照亮装置和点(point)照亮装置可互换使用。

根据再一个实例，所述第一光源和所述第二光源中的一个为线照亮装置，且所述第一光源和所述第二光源中的另一个为点照亮装置。

根据第一具体实例，所述线照亮装置为包括例如三行LED的LED面板。外部的两行由例如并排设置的绿色LED组成。中间一行由例如两个IR LED和一个红色LED的组组成，且每组之间均存在间隙。此外，每一对红色LED之间存在两个IR LED。每一个LED均设有将光聚焦在物质流上的光学器件。

根据第二具体实例，所述点照亮装置为具有不同波长(例如，红色、绿色和IR)的激光器的组合，其中由偏振分束器将来自激光器的光束组合，以在激光束照亮物质流之前使激光束的偏振对准。更详细地，由第一偏振分束器将第一激光束和第二激光束(例如，红色和绿色)组合成中间束(红色/绿色)，且由第二偏振分束器将中间束(红色/绿色)与第三激光束(IR)组合成最后得到的束(红色/绿色/IR)。例如，可同时、或一个接一个、或成对点亮激光器。

此外，根据一个实例，所述第一光源根据所述第一具体实例设置，并且所述第二光源根据所述第二具体实例设置。

关于本发明，术语光源的波长范围可以是单一波长，如来自HeNe激光的波长632.8nm；或第一波段，如来自InGaN蓝色LED的380-405nm的波段；或更宽的波段，如来自白光LED的大约450-650nm的波段，其中GaN或InGaN蓝光源泵激Ce:YAG磷光体；或甚至更宽的波段，如来自3300K的卤化钨灯的大约500-1500nm的波段。

关于本发明，对于适于发出总光谱在例如500-1500nm的范围内的第一光源，第一光源的第一波长范围与该总光谱中的由第一检测器接收的部分(例如，500-900nm)对应。类似地，对于适于发出总光谱在例如500-1500nm的范围内的第二光源，第二光源的第二波长范围与该总光谱中的由第二检测器接收的部分(例如，1100-1500nm)对应。

关于本发明，第一波长范围内的任何波长(λ₁)不同于第二波长范围内的任何波长(λ₂)的表述是指所述第一波长范围内的所有波长短于第二波长范围内的任何波长(λ₂)或所述第一波长范围内的所有波长长于第二波长范围内的任何波长(λ₂)。

关于本发明，物质流至少由第一光源和第二光源照亮。物质流具有净运动方向(net direction of motion)，且在与所述净运动方向正交的方向上测量物质流的宽度。这些第一光源和第二光源均可照亮流的整个宽度，或可照亮流的一部分。为了得到更高的分辨率，可并排使用两个设备；每一个设备具有第一光源和第二光源，第一光源和第二光源设置成使得由各个设备照亮的区域部分地重叠，以便只有当使用两个设备时可照亮流的整个宽度。光源都设置成照亮流的同一侧或同一面。根据另一个实例，并排设置了三个或更多个设备，以便整个流被不同设备的重叠光源照亮。根据另一个实例，由于采样已足够，因此例如仅检查流的一部分。在这种情况下，可使用其光源仅照亮流的宽度的一部分(例如，流的宽度的20％至80％)的一个设备。

换句话说，在所有情况下存在包括被检查的物体的物质流，且横跨该被检查的流从一侧向另一侧(即，从流的一侧向流的另一侧)照亮该流。被检查的流可与总的物质流或其一部分对应，且因此由所述设备从一侧向另一侧照亮总的物质流或其一部分。

从一侧向另一侧照亮物质流包括横向于物质流的供给方向照亮该流。此外，光源可设置成使得由光源照亮的区域与物质流的净运动方向正交(被称为正交照亮)，或可设置成使得由光源照亮的区域偏离正交照亮+/-45°。

光源的照亮可以是同时的或是扫掠式的，即，可横跨流同时从一侧向另一侧照亮由各个设备检查的流的部分(以下称为“经检查流”)，即，一次照亮被检查的流的整个宽度；或可横跨流从一侧向另一侧扫掠地照亮流，即，通过重新定向元件(例如，移动镜等)使被检查的流的照亮部分(也称作照亮区域)从被检查的流的一侧移动至另一侧。照亮区域可具有任何形状，例如(但不限于)点、光点、圆、线、矩形、正方形或这些形状的组合。换句话说，当从一侧向另一侧扫掠地照亮被检查的流时，在每个时刻仅照亮流的宽度的一部分；而当同时从一侧向另一侧照亮被检查的流时，至少在一个时刻照亮被检查流的整个宽度。

根据一个实例，提供了包括第一设备和第二设备的系统，每一个设备如上所述地设置，其中所述第一设备适于检查所述流的第一部分，且所述第二设备适于检查所述流的第二部分，所述第一部分和所述第二部分仅部分地重叠。所述第一设备和所述第二设备可并排设置。

根据一个实例，所述设备包括第一重新定向元件，第一重新定向元件设置成从所述第二光源接收所述第二光束并适于重新定向所述第二光束以从一侧向另一侧扫掠地照亮所述物质流。

根据再一个实例，所述扫描元件和所述第一重新定向元件是同一个。

根据再一个实例，所述设备进一步包括第二扫描元件，所述第二扫描元件设置在所述物质流与所述第一检测器之间，所述第二扫描元件适于横跨所述物质流从一侧向另一侧重新定向所述第一检测区域。

根据再一个实例，所述设备进一步包括第二重新定向元件，第二重新定向元件设置在所述第一光源与所述物质流之间，并适于从所述第一光源接收所述第一光束并重新定向所述第一光束以从一侧向另一侧扫掠地照亮所述流。

关于本发明，术语截止波长(cutting wavelength)或分束元件的截止波长用于描述划分较短波长范围和较长波长范围的波长。换句话说，分束元件将从所述物质流反射的光分成两部分。一部分包括短于截止波长的波长，且另一部分包括长于或等于截止波长的波长。这些部分中的一部分此后被传送至第一检测器且其它部分被传送至第二检测器。

换句话说，所述第一扫描元件可在从所述物质流反射的两部分光中的任一部分光中设置在所述分束元件与所述第二检测器之间。即，所述第一扫描元件可设置在包括短于截止波长的波长的部分中或设置在包括长于截止波长的波长的部分中。因此，在所述第一反射光束和第二反射光束中，第一扫描元件仅接收所述第二反射光束。

实践中，由于例如分束元件的特征，在所述包括短于截止波长的波长的部分中，通常还存在长于所述截止波长的波长；而在所述包括长于截止波长的波长的部分中，通常还存在短于所述截止波长的波长。

然而，当着眼于所述包括短于截止波长的波长的部分的能含量时，能含量的大部分由短于截止波长的波长构成，而能含量的小部分由长于截止波长的波长构成。能含量利用公式E＝hc/λ计算，其中E为光子的能量，h为普朗克常数，且c为光速。根据一个实例，能含量的80％以上、或90％以上、或95％以上由短于截止波长的波长构成。

此外，当着眼于所述包括长于截止波长的波长的部分的能含量时，能含量的大部分由长于截止波长的波长构成，而能含量的小部分由短于截止波长的波长构成。根据一个实例，能含量的80％以上、或90％以上、或95％以上由长于截止波长的波长构成。根据一个实例，所述分束元件适于沿第二光轴朝向所述第二检测器引导所述反射的第二光束，并适于沿第三光轴朝向所述第一检测器引导所述反射的第一光束，且其中所述第二光轴与所述第三光轴之间的角度在20°至160°之间、或在60°至120°之间、或在80°至100°之间。

第一光源可适于发出第一光谱(例如，632.8nm或450-650nm)，且第二光源可适于发出第二光谱(例如，500-1500nm)，第一光谱与第二光谱部分地重叠。当光谱部分地重叠时，这可有利于在光源之一与待分拣的所述物质之间设置过滤元件，该过滤元件适于仅传输或传送所述光源的波长范围内的波长。换句话说，当过滤元件设置在第一光源与待分拣的物质之间时，过滤元件优选传输或传送所述第一波长范围内的波长。替代地或此外，当过滤元件设置在所述第二光源与所述物质流之间时，过滤元件适于阻挡所述第一波长范围内的波长。替代地或此外，当过滤元件设置在所述第一光源与所述物质流之间时，过滤元件适于阻挡所述第二波长范围内的波长。

根据一个实例，所述第一检测器包括CCD，且此外或替代地，所述第一检测器为线检测器或面检测器。在所述第一检测器之前可设置用于滤掉期望的波长范围的固定或可调过滤器。如果使用可调过滤器，则可连续地滤掉不同的波长范围。此外或替代地，在检测器的不同部分之前可设置不同的过滤器，以便检测器的不同区域接收不同的波长。

根据一个实例，所述第二检测器包括CCD，此外或替代地，所述第二检测器为线检测器或面检测器。此外或替代地，所述第二检测器可以是高光谱系统的分光仪或传感器。在所述第二检测器之前可设置用于滤掉期望的波长范围的固定或可调过滤器。如果使用可调过滤器，则可连续地滤掉不同的波长范围。此外或替代地，在检测器的不同部分之前可设置不同的过滤器，以便检测器的不同区域对不同的波长敏感。

关于本发明，术语第一检测区域是指物质流的由所述第一检测器在一个时刻观察到的一部分；术语第二检测区域是指物质流的由所述第二检测器在一个时刻同时观察到的一部分。检测区域可覆盖被检查的流的整个宽度，或可仅覆盖其一部分。当所述检测区域仅覆盖被检查的流的一部分时，通过重新定向元件(例如，移动镜等)使检测区域从被检查的流的一侧向另一侧移动或扫掠。移动镜为例如多面镜或倾斜镜。

根据一个实例，所述第一光源和所述第二光源均同时横跨流或被检查的流的整个宽度从一侧向另一侧照亮该流，第一检测区域同时从一侧向另一侧覆盖被检查的流，而第二检测区域仅覆盖被检查的流的整个宽度的一部分，因此从一侧向另一侧扫掠地覆盖被检查的流。

根据另一个实例，所述第一光源同时从一侧向另一侧照亮被检查的流，第二光源从一侧向另一侧扫掠地照亮被检查的流，第一检测区域同时从一侧向另一侧覆盖被检查的流，而第二检测区域仅覆盖被检查的流的一小部分并从一侧向另一侧扫掠地覆盖被检查的流。在本文中，可使用两个不同的重新定向元件，一个重新定向元件重新定向照亮区域，且一个重新定向元件重新定向检测区域。替代地，相同的重新定向元件用于既重新定向照亮区域又重新定向检测区域。

根据一个实例，来自点亮的光源的照亮随着时间为同一个，其包括由于老化、电源的变化等而导致的自然变化。根据另一个实例，来自光源的照亮随着时间根据预定模式变化，例如可存在颜色或强度分布的变化。例如，三种颜色可循环。颜色的变化可通过使用不同的光源或通过在具有宽光谱的光源之前使用旋转过滤器实现。

此外，所述光源可以是脉冲的或连续的。

物质流可通过任何方式输送，例如但不限于在自由下落路径中，在滑槽内或传送带上输送。

根据一个实例，提供了一种包括如上所述地设置的设备和用于输送物质流的输送装置的系统，所述输送装置优选包括传送带、滑槽和自由下落路径中的至少一个。

根据一个实例，提供了包括第一设备和第二设备的系统，每一个设备如上所述地设置，其中所述第一设备适于检查所述流的第一面，且所述第二设备适于检查所述流的第二面，所述第一面和所述第二面为所述流的相对面。换句话说，物质流设置成从所述第一设备与所述第二设备之间通过，例如自由下落或在透明传送带上。设备可设置成检查流的基本相同的部分，然而是从相对的两侧检查。这些部分可彼此分离、重叠或重合。换句话说，由所述第一设备和所述第二设备检查的区域可彼此相邻。

设备可以是测量在流中通过的物体的不同性能的检查设备。设备也可以是基于测得的性能决定是否保留或拣出物质流中的特定物体的分拣设备。

根据一个实例，提供了一种包括一个或多个如上所述地设置的设备的系统。进一步地，待检查的物质流包括物体，且所述系统进一步包括：处理装置，处理装置适于从所述第一检测器和所述第二检测器接收检测数据并将所述检测数据转换成分拣数据；以及去除装置，去除装置适于从所述处理装置接收分拣数据并根据所述分拣数据从所述物质流去除物体。可根据检测数据将去除的物体引导至一个公共点，或如果需要可引导至几个不同的点。去除装置或用于拣出物体的装置的实例为喷嘴和喷射器。

在本领域中熟知有关可如何处理检测数据以确定物体是否应去除、可如何处理检测数据以获得分拣数据以及可如何形成并控制去除装置的细节，且因此在本申请中不再进一步描述。

现在将参考示出本发明的实施方式的附图更详细地描述本发明。

图1a是根据本发明的设备的示意性透视图，其中所述第一光源和所述第二光源为线照亮装置。

图1b是图示了结合图1a描述的设备的照亮区域和视场的示意性俯视图。

图2a是根据本发明的设备的示意性透视图，其中所述第一光源为线照亮装置，且所述第二光源通过多面镜扫掠。

图2b是图示了结合图2a描述的设备的照亮区域和视场的示意性俯视图。

图3图示了照亮区域和视场的替代定向。

图4示意性地图示了用于分拣传送带上的物质流的设备的使用。

图5例示了不同卤素灯的光谱。

图6例示了过滤器的透射率。

图7例示了分束器的透射率。

图1示意性地图示了用于检查物质流10的设备100。图1a和图1b中的箭头图示了物质流的输送方向、或所述物质的净运动方向、或供给方向。

设备100包括第一光源101，该第一光源适于发出包括第一波长范围(λ_1a-λ_1b)内的波长的第一光束111，以用于从一侧向另一侧照亮所述物质流。第一光源为线照亮装置，该线照亮装置同时从一侧13向另一侧14照亮所述物质流10。

设备100还包括第二光源102，该第二光源适于发出包括第二波长范围(λ_2a–λ_2b)内的波长的第二光束112，以用于在第二照亮区域117照亮所述物质流。第二光源为线照亮装置，该线照亮装置同时从一侧13向另一侧14照亮所述物质流10。

进一步地，所述第一光源的所述第一波长范围内的任何波长(λ₁)与所述第二光源的所述第二波长范围内的任何波长(λ₂)不同(λ_1b<λ_2a或λ_2b<λ_1a)。

第一光束111被所述物质流朝向分束元件140反射。分束元件140设置成在所述第一光束111已沿第一光轴121被所述物质反射之后接收所述第一光束111；并设置成在所述第二光束112同样已沿所述第一光轴121被所述物质反射之后接收所述第二光束112。分束元件140(例如，二向色镜)进一步适于通过沿与所述第一光轴121不平行的第二光轴122重新定向反射的所述第一光束和反射的所述第二光束中的至少一个而朝向第一检测器131引导反射的所述第一光束111；并适于朝向所述第二检测器132引导反射的所述第二光束112。更具体地，所述扫描元件151设置在所述分束元件140与所述第二检测器132之间以仅接收反射的所述第一光束和反射的所述第二光束中的反射的所述第二光束。

此外，所述第一检测器131适于在所述第一光束111已被所述物质流10反射之后在第一检测区域136接收所述第一光束111；所述第二检测器132适于在所述第二光束112已被所述物质流10反射之后在第二检测区域137接收所述第二光束112。此外，第一扫描元件151设置在所述物质流10与所述第二检测器132之间，并适于横跨所述物质流从一侧向另一侧重新定向所述第二检测区域137。

图1b图示了由所述第一光源101照亮的区域116或第一照亮区域116。根据本实例，第一光源为包括LED灯的线照亮装置，该线照亮装置同时照亮流的整个宽度，且第一照亮区域为横跨物质流从一侧向另一侧延伸的矩形。LED灯可以是脉冲的或连续的。进一步地，根据本实例，第一检测器131为适于同时检测物质流的整个宽度的线检测器或面检测器(检测器中的传感器设置成线或矩阵)。所述第一检测器的视场136或第一检测区域136与横跨物质流从一侧向另一侧延伸的矩形对应。第一检测区域136位于所述第一照亮区域116内。

此外，图1b还指出了由所述第二光源102照亮的区域117或第二照亮区域117。根据本实例，第二光源为包括激光器的线照亮装置，且第二照亮区域为横跨物质流从一侧向另一侧延伸的线。激光器可以是脉冲的或连续的。进一步地，根据本实例，第二检测器132为适于扫掠地检测物质流的整个宽度的分光仪。所述第二检测器的视场137或第二检测区域137与点对应。通过扫描元件151(在本文中为倾斜镜)横跨物质流从一侧向另一侧移动所述第二检测器的视场137或第二检测区域137。

根据第一实例，所述第一光源和所述第二光源适于同时照亮物质流。根据第二示例，所述第一光源和所述第二光源适于连续地照亮物质流，即，首先点亮所述第一光源且之后点亮所述第二光源，并且此后反复重复该点亮顺序。根据第三实例，使用第一实例和第二实例的组合，即，有时同时点亮光源，且有时根据预定照亮顺序连续点亮光源。

第一光源可以是任何合适的照亮装置，且包括例如激光器、发光二极管、荧光管或这些的组合。第一光源可发出紫外范围(UV)、可见范围(VIS)、近红外范围(NIR)、中红外范围(MIR)或这些范围的组合内的辐射。

第二光源可以是任何合适的照亮装置，且包括例如卤素灯。第二光源可发出紫外范围(UV)、可见范围(VIS)、近红外范围(NIR)、中红外范围(MIR)或这些范围的组合内的辐射。

可选择地，过滤元件可设置在第一光源与物质流之间，该过滤元件选择成使得例如其去除由干扰第二检测器的所述第一光源发出的波长；此外或替代地，过滤元件可设置在第一光源与物质流之间，该过滤元件选择成使得例如其去除由干扰第二检测器的所述第一光源发出的波长。

根据一个实例，所述第一波长范围的波长短于所述第二波长范围的波长。进一步地，所述第二光源发出的波长不仅在所述第二波长范围内而且还在所述第一波长范围与所述分束器的截止波长的区间(inverval)内，这些波长干扰利用所述第一检测器进行的测量。过滤元件可设置在所述第二光源与所述物质流之间，该过滤元件去除由所述第二光源发出的短于所述截止波长的波长，或所述过滤元件去除在所述第一波长范围与所述分束器的截止波长的区间内的波长。因此，第二光源不干扰第一检测器。

根据一个实例，所述第一波长范围的波长短于所述第二波长范围的波长。进一步地，所述第一光源发出的波长不仅在所述第一波长范围内而且还在所述第二波长范围与所述分束器的截止波长的区间内，这些波长干扰利用所述第二检测器进行的测量。过滤元件可设置在所述第一光源与所述物质流之间，该过滤元件去除由所述第一光源发出的长于或等于所述截止波长的波长，或所述过滤元件去除在所述第二波长范围与所述分束器的截止波长的区间内的波长。因此，第一光源不干扰第二检测器。

当所述第一波长范围的波长长于所述第二波长范围的波长时，可应用类似的解决方案。

除了以下提到的细节外，图2a和2b中图示的设备等同于结合图1a和1b描述的设备。倾斜镜被多面镜151替代，该多面镜设置成例如通过电机(未示出)绕其中心轴线旋转。第二照亮装置并非线照亮装置，而是点照亮装置。第一光源101包括两个分离的灯101a、101b，在物质流的每一侧设置一个灯。两个灯均在物质流上照亮基本相同的第一照亮区域116。第二光源102包括两个分离的光源102a、102b。图1b还指出了由所述第二光源102照亮的区域117a、117b或第二照亮区域117a、117b。根据本实例，第二光源为包括激光器的点照亮装置，该点照亮装置仅照亮所述物质流的一部分。激光器可以是脉冲的或连续的。重新定向元件151设置成横跨所述物质流从一侧向另一侧扫掠地移动所述第二照亮区域117a、117b。

进一步地，根据本实例，第二检测器132为适于扫掠地检测物质流的整个宽度的分光仪。所述第二检测器的视场137或第二检测区域137与光点对应。可通过扫描元件151(在本文中为多面镜)横跨物质流从一侧向另一侧移动所述第二检测器的视场137或第二检测区域137。第二检测区域137位于由所述第二光源117a、117b照亮的区域内。

换句话说，所述第二光源102在仅覆盖所述物质流的宽度的一部分的第二照亮区域117a、117b照亮所述物质流10，且重新定向元件151设置成从所述第二光源102接收所述第二光束112a、112b并适于重新定向所述第二光束以便横跨所述物质流从一侧向另一侧移动所述第二照亮区域117a、117b，其中优选所述重新定向元件和所述第一扫描元件(结合图1a描述的)为同一个。

根据一个具体实例，第一光源包括发出白光的LED，例如由首尔半导体(SeolSemiconductor)制造且发出纯白光的Z-Power LED；更详细地，属于例如在产品说明书中更详细地描述的A0-A5、B0-B5或C0-C5分级，即，大概在色度坐标(0.3028，0.3304)(0.3552，0.3760)(0.3514，0.3487)(0.3068，0.3113)(0.3028，0.3304)内。LED同时从一侧向另一侧照亮物质流。第二光源为卤素灯中的一种，图5图示了其光谱。顶部的线为3300K的灯的光谱分布，下面的一条线为3200K的灯的光谱分布，再下面的一条线是3000K的灯的光谱分布，再下面的一条线是2800K的灯的光谱分布，再下面的一条线是2500K的灯的光谱分布，而底部的线为2000K的灯的光谱分布。第二光源同时从一侧向另一侧照亮物质流。第二光源与物质流之间设有具有如图6图示的透射率(即，截止波长大约为850nm)的过滤器。选择具有如图6图示的透射率(即，截止波长大约为1200nm)的二向色镜作为分束元件。第一检测器为RGB相机，而第二检测器为NIR分光仪。图5还指出了分光仪的截止波长(大约为1200nm)。

当同时点亮第一光源和第二光源时，来自两个光源的光到达分束器并被分成第一部分和第二部分，该第一部分基本由短于所述截止波长的波长组成，该第二部分基本由长于所述截止波长的波长组成。第一部分被所述分束器朝向第一检测器反射，且第二部分被所述分束器朝向所述第二检测器传输。换句话说，基本上仅来自所述第一光源的光被传输至所述第一检测器，且基本上仅来自所述第二光源的光被传输至所述第二检测器。

在实践中，由于过滤器和分束器的特性，在所述第一部分中存在长于所述截止波长的波长，而在所述第二部分中存在短于所述截止波长的波长。

然而，当着眼于第一部分的能含量时，能含量的大部分由短于截止波长的波长构成，而能含量的小部分由长于截止波长的波长构成。能含量利用公式E＝hc/λ来计算，其中E为光子的能量，h为普朗克常数，且c为光速。更详细地，能含量的80％以上、或90％以上、或95％以上由短于截止波长的波长构成。

此外，当着眼于第一部分的能含量时，能含量的大部分由长于截止波长的波长构成，而能含量的小部分由短于截止波长的波长构成。更详细地，能含量的80％以上、或90％以上、或95％以上由长于截止波长的波长构成。

从一侧向另一侧的所述物质流的照亮包括但不限于与所述物质流的输送方向正交的照亮。如图3所指出的，从一侧向另一侧的所述物质流的照亮可偏离正交照亮例如25°。

图4图示了以上描述的设备的一种应用。由分束元件140接收从物质流反射的光线，并根据波长分成两部分，且每一部分被传送至相应的检测器131、132。基于由各个检测器确定以及由处理设备410分析的性能，通过使用利用压缩空气的分拣设备420将物质流中的物体10分拣到第一容器431或第二容器432中。即，当将物体放入右侧容器中时，放出一阵空气，该空气将物体推入右侧容器内。

换句话说，提供了包括如例如结合图1-3描述地设置的设备的系统。进一步地，待检查的物质流包括物体10，且所述系统进一步包括：处理装置410，该处理装置适于从所述第一检测器131和所述第二检测器132接收检测数据并将所述检测数据转换成分拣数据；以及去除装置420，该去除装置适于从所述处理装置接收分拣数据并根据所述分拣数据去除所述物质流中的物体。分拣数据可以是例如是否将物体放入左侧容器431或右侧容器432中的指示。此外，根据检测数据可将去除的物体引导至一个公共位置或替代地引导至几个不同的位置。

本领域的技术人员将意识到本发明决不限于上述实施方式。相反，在所附权利要求的范围内可以做出许多修改和变型。

例如，如果传送带是透明的，则照亮装置可设置在物质流下方而非上方。传送带可被滑槽或自由下落路径替代。扫描元件可在由所述分束元件重新定向的光路中(即，在与所述第一光轴不平行的光路中)设置在所述分束器与所述第二检测器之间。此外，可使用具有与以上所述的相同的设置的附加光源和检测器，即，光在到达检测器之前先通过二向色镜。此外，只要采用本文中描述的原理，可自由选择光源和检测器的组合。

Claims

1.一种用于检查物质流(10)的设备(100)，所述设备包括：

-第一光源(101)，适于发出包括在第一波长范围(λ_1a-λ_1b)内的波长的第一光束(111)，以用于从一侧向另一侧照亮所述物质流，

-第一检测器(131)，设置成在所述第一光束(111)已被所述物质流(10)反射之后在第一检测区域(136)接收所述第一光束，

-第二光源(102)，适于发出包括在第二波长范围(λ_2a-λ_2b)内的波长的第二光束(112)，以用于在照亮区域(117)照亮所述物质流，其中所述第一波长范围内的任何波长(λ₁)与所述第二波长范围内的任何波长(λ₂)不同，

-第一检测器(132)，设置成在所述第二光束(112)已被所述物质流(10)反射之后在第二检测区域(137)接收所述第二光束，

-第一扫描元件(151)，设置在所述物质流(10)与所述第二检测器(132)之间，并适于横跨所述物质流从一侧向另一侧重新定向所述第二检测区域(137)，

进一步包括：

-分束元件(140)，设置成在所述第一光束(111)已沿第一光轴(121)被所述物质反射之后接收所述第一光束，并设置成在所述第二光束(112)同样已沿所述第一光轴(121)被所述物质反射之后接收所述第二光束，

其中所述分束元件(140)适于通过沿与所述第一光轴(121)不平行的第二光轴(122)重新定向反射的所述第一光束和反射的所述第二光束中的一个而朝向所述第一检测器(131)引导反射的所述第一光束(111)并朝向所述第二检测器(132)引导反射的所述第二光束(112)，并且

其中所述扫描元件(151)设置在所述分束元件(140)与所述第二检测器(132)之间以仅接收反射的所述第一光束和反射的所述第二光束中的反射的所述第二光束。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二光源(102)适于同时从一侧向另一侧照亮所述物质流(10)。

3.根据权利要求1所述的设备，进一步包括第一重新定向元件，所述第一重新定向元件设置成从所述第二光源(102)接收所述第二光束(112)并适于重新定向所述第二光束以从一侧向另一侧扫掠地照亮所述流。

4.根据权利要求3所述的设备，其中所述重新定向元件和所述第一扫描元件为同一个。

5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，进一步包括第二扫描元件，所述第二扫描元件设置在所述物质流(10)与所述第一检测器(131)之间，所述第二扫描元件适于横跨所述物质流从一侧向另一侧重新定向所述第一检测区域(136)。

6.根据权利要求5所述的设备，进一步包括第二重新定向元件，所述第二重新定向元件适于从所述第一光源(101)接收所述第一光束(111)并重新定向所述第一光束以从一侧向另一侧扫掠地照亮所述流。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的设备，其中所述第一光源(101)适于同时从一侧向另一侧照亮所述物质流(10)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述分束元件(140)适于沿第二光轴朝向所述第二检测器(132)引导反射的所述第二光束(112)并沿第三光轴朝向所述第一检测器(131)引导反射的所述第一光束(111)，并且其中

所述第二光轴(122)与所述第三光轴(121)之间的角度在20°至160°之间、或在60°至120之间、或在80°至100°之间。

9.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述扫描元件为多面镜和倾斜镜中的一个。

10.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述第一光源选自包括激光器、超连续光谱激光器、卤素灯、发光二极管、荧光管及它们的组合的组。

11.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述第二光源选自包括卤素灯、发光二极管、荧光管、激光器、超连续光谱激光器及它们的组合的组。

12.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述第一光源适于发出第一光谱，且所述第二光源适于发出第二光谱，其中所述第一光谱和所述第二光谱部分地重叠。

13.根据权利要求12所述的设备，其中所述设备进一步包括过滤元件(141)，所述过滤元件设置在所述第二光源(102)与待分拣的所述物质(10)之间，所述过滤元件适于阻挡所述第一波长范围(λ_1a-λ_1b)内的波长。

14.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述分束器为二向色镜。

15.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述第一检测器为线检测器和面检测器中的一个。

16.一种系统，包括每个均根据权利要求1所述的第一设备和第二设备，其中所述第一设备适于检查所述流的第一部分，且所述第二设备适于检查所述流的第二部分，所述第一部分和第二部分仅部分地重叠。

17.一种系统，包括根据前述权利要求中任一项所述的设备以及用于输送所述物质流的输送装置，所述输送装置优选地包括传送带、滑槽和自由下落路径中的至少一个。

18.一种系统，包括每个均根据权利要求1所述的第一设备和第二设备，其中所述第一设备适于检查所述流的第一面，且所述第二设备适于检查所述流的第二面，所述第一面和第二面为所述流的相对面。

19.根据权利要求18所述的系统，其中由所述第一设备和所述第二设备检查的区域彼此相邻。

20.一种系统，包括根据权利要求1所述的设备，其中所述物质流包括物体(10)，并且所述系统进一步包括：

-处理装置(410)，适于从所述第一检测器和所述第二检测器(131、132)接收检测数据并将所述检测数据转换成分拣数据；以及

-去除装置(420)，适于从所述处理装置接收分拣数据并根据所述分拣数据从所述物质流中去除物体。