DE1285216B

DE1285216B - Vorrichtung zum Sortieren von Massenguetern

Info

Publication number: DE1285216B
Application number: DER43702A
Authority: DE
Inventors: Terschanski Adolf; Lunau Wigand
Original assignee: Rheinische Kalksteinwerke GmbH
Current assignee: Rheinische Kalksteinwerke GmbH
Priority date: 1966-07-15
Filing date: 1966-07-15
Publication date: 1968-12-12
Also published as: US3429437A; GB1173445A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sortieren von Massengütern unter Verwendung einer Fernsehkamera zur Gewinnung der erforderlichen elektrischen Signale.
Es ist bekannt, Schüttgut, Mineralien und ähnliche Massengüter nach Qualitätsunterschieden bzw. nach Materialeigenschaften automatisch zu sortieren und dabei nach dem Reflexions- oder Durchstrahlungsverfahren zu arbeiten, wobei der Grad der Absorption oder Reflexion von Meßzellensystemen oder von Fernsehkameras ermittelt und gegebenenfalls über Zeit- und Synchronisierglieder zur Steuerung von Auswurfvorrichtungen benutzt wird.
Es ist insbesondere bekannt, mehrere aus verschiedenen optischen Systemen über Fotozellen gewonnene Signale zusammenzufassen und auf das Vorhandensein von Grenzwertüberschreitungen zu prüfen, ohne daß es auf eine Lokalisierung der einzelnen Signale ankommt. Im einzelnen werden bei dieser bekannten Vorrichtung mehrere optische Systeme mit zugeordneten Verstärkern und diesen nachgeordnete magnetische Ringkerne verwendet. Das Erkennungssignal wird in den Ringkernen gespeichert. Danach werden die Ringkerne zeitlich gestaffelt abgefragt und die Abfrageimpulse gesammelt, worauf eine Aussage entsteht, ob eines oder mehrere Systeme von den vorgegebenen Grenzwerten abweichende Signale geliefert haben.
Derartige Vorrichtungen sind geeignet für die Kontrolle von Bahnen wie Blechen u. dgl., wobei bei Fehlern an einer beliebigen Stelle die gesamte Breite der Bahn unbrauchbar wird. Sie haben den Nachteil, daß zur Kontrolle der gesamten Bahnbreite eine Reihe von optischen Systemen und dazugehöriger Verstärker erforderlich sind, die sich erfahrungsgemäß schwer stabilisieren lassen. Dies führt zu Unterschieden im Sortierverhalten der einzelnen Systeme, die häufig größer sind als die geforderten Qualitätstoleranzen.
Es wurde gefunden, daß sich diese Nachteile mit einer Vorrichtung zum Sortieren von Massengütern unter Verwendung einer Fernsehkamera zur Gewinnung der erforderlichen elektrischen Signale vermeiden lassen, wenn die Fernsehkamera in ihrem Zeilenverlauf annähernd quer zur Gutförderrichtung angeordnet ist und über einen nachgeschalteten Verstärker mit ihrem Signalausgang an n schaltbaren Verstärkern liegt und daß n - 1 dieser schaltbaren Verstärker jeweils mit einem Schwellenwertdiskriminator und einem Ausgangsschalter in Reihe geschaltet sind, daß ein ringförmiges Schieberegister, dessen Umlaufzeit einer Zeilendauer der Fernsehkamera entspricht, zur Durchschaltung der zugeordneten schaltbaren Verstärker vorgesehen ist und daß der Ausgang eines n-ten schaltbaren Verstärkers auf eine die Fernsehkamera regelnde Einrichtung geschaltet ist.
Es ist vorteilhaft, die erfindungsgemäße Vorrichtung so einzurichten, daß der Ausgang des n-ten schaltbaren Verstärkers zur Korrektur des Schwellenwertes der jeweils einem der n - 1 schaltbaren Verstärkern nachgeschalteten Diskriminatoren auf ein Steuerglied geschaltet ist.
Durch die Verwendung einer Fernsehkamera zur Gewinnung der elektrischen Signale wird die übliche Vielzahl von Lichtquellen, Fotozellen u. dgl. ersetzt.
Durch Auswahl einer passenden Optik läßt sich ein beliebig breiter Gutstrom überwachen. Es entfallen die für den Gleichlauf von Meßzellensystemen erfor- derlichen schalttechnischen Aufwendungen; es können ferner einzelne Abweichungen durch Erwärmung, Verschmutzung von Meßzellen u. dgl. nicht auftreten. Die Kamera läßt sich bequem auf konstante Empfindlichkeit einregeln und durch geeignete Kontrasteinstellung auch geringeren Materialabweichungen anpassen.
Es genügt im allgemeinen eine handelsübliche Ausführung der Kamera. Die Zeilennorm ist nicht kritisch. Für besondere Einsatzgebiete kann es sich empfehlen, Farbfilter zu verwenden oder eine Kamera für farbige Bildwiedergabe nach einem beliebigen System zu verwenden.
Die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist nicht nur zur Erkennung von Qualitätsunterschieden bei Massengütern nach dem Reflexionsverfahren geeignet, sondern kann selbstverständlich auch nach dem Durchstrahlungsverfahren arbeiten. Sofern es sich bei der verwendeten Strahlungsart um schwer oder nicht fokussierbare Strahlen handelt, wird - wie an sich bekannt - ein Fluoreszenz-Zwischenbild benutzt, dessen sichtbare bzw. fokussierbare Strahlenemission von der Kamera aufgenommen und zu auswertbaren Impulsen umgesetzt wird. Je nach den gegebenen Voraussetzungen kann man diese Durchstrahlungsmethode allein oder zusammen mit der Reflexionsmethode anwenden.
Mit der vorliegenden Erfindung ist es leicht möglich, die Erkennung unmittelbar vor dem Sortiervorgang durchzuführen, so daß Zeitverzögerungsglieder entfallen können. Desgleichen ist es möglich, das Gut unmittelbar an der Abwurfstelle zu überwachen und die Sortierung in an sich bekannter Weise mit einer oder mehreren Preßluftdüsen vorzunehmen.
Die vorliegende Erfindung eröffnet zahlreiche Möglichkeiten und ist praktisch für Massengüter aller Art unter schwierigsten Bedingungen anwendbar.
Beispielsweise ist das Verfahren geeignet zum Aussortieren von Spat aus Dolomit, von hartgebranntem Kalk aus Weichbranntpartien; zur Erkennung von fehlerhaft behandelten oder verunreinigten Nahrungs-und Arzneimitteln, zur Überwachung und zum Aussortieren von Halb- und Fertigfabrikaten, deren Oberflächenvergütung u. ä., oder wenn das Durchstrahlungsverfahren z. B. mit Röntgenstrahlen und einem Fluoreszenzschirm angewandt wird, zum Erkennen von fehlerhaften Schweißnähten oder von Lunkern in Guß- und Walzstücken. Selbstverständlich ist es auch möglich, z. B. nach dem Durchstrahlungsverfahren mit Licht entsprechender Wellenlänge, Flüssigkeitsströme zu untersuchen und ungeeignete Partien automatisch abzutrennen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll an Hand des Blockschaltbildes erläutert werden. Die zur Erkennung verwendete Fernsehkamera 1 wird mit ihrem Zeilenverlauf quer zur Gutförderrichtung angeordnet, so daß durch die einzelnen Zeilen der Gutstrom über seine gesamte Breite abgetastet wird.
Dies bringt den Vorteil, daß die Erkennungssignale sehr viel schneller am Ausgang der Kamera zur Verfügung stehen, da die Zeilenfrequenz mit mindestens 16 kHz erheblich über der Bildkippfrequenz von z. B.
50 Hz liegt. Selbst wenn man technisch mögliche Bildkippfrequenzen von mehr als 60 Hz benutzen würde, so müßte man doch je Erkennungsspur wenigstens 10 Zeilen zuordnen und würde damit bei einer Ausrichtung der Kamera mit dem Zeilenverlauf in Gutwanderrichtung nicht die erforderliche Schnelligkeit der Erkennung und damit des Sortiervorganges erreichen können.
Die von der Kamera 1 gelieferten Signale werden im Verstärker 2 auf einen so hohen Pegel verstärkt, daß die nachgeschalteten Elemente zur Verstärkung des Kamerasignals möglichst keinen Beitrag mehr zu liefern brauchen. Damit wird erreicht, daß eventuelle Verstärkerschwankungen alle Kanäle in gleicher Weise beeinflussen, so daß Differenzen in der Unterscheidungsempfindlichkeit der einzelnen Erkennungsspuren vernachlässigbar klein bleiben.
Die verstärkten Signale werden auf die Eingänge einer beliebigen Anzahl n schaltbarer Verstärker 3 parallel zugeführt, denen jeweils ein Registerschritt4 eines Schieberegisters zugeordnet ist. Dieses Schieberegister ist auf eine Umlaufzeit eingestellt, die einer Zeilendauer entspricht. Durch die feste Verkopplung des Schieberegisterumlaufs mit den Zeilen der Fernsehkamera entsteht eine definierte Zuordnung eines jeden schaltbaren Verstärkers 3 zu einem bestimmten Stück der Zeile und damit einer bestimmten Bahn des Gutstromes, die bereits als Erkennungsspur bezeichnet wurde.
Am Ausgang der Elemente 3 stehen somit elektrische Werte zur Verfügung, die aus den n - 1 Zeilenabschnitten mit Hilfe des Schieberegisters gewonnen wurden. Diese Werte werden jeweils den Schwellenwertdiskriminatoren 5 zugeführt, die bei Erreichen eines vorgegebenen Grenzwertes an die Ausgangsschalter 6 einen Impuls abgeben, welcher sodann derart verstärkt wird, daß er zum Auslösen eines Trenn-oder Sortiervorgangs benutzt werden kann.
Die Schwellenwertdiskriminatoren 5 werden zweckmäßigerweise auf einen gemeinsamen Schwellenwert justiert und lassen sich zur Anpassung der Vorrichtung an unterschiedliche Anforderungen gemeinsam verstellen.
Die auch den Fernsehkameras eigene Temperaturabhängigkeit und ferner Schwankungen des Verstärkungsfaktors des Verstärkers 2 sowie Belichtungsschwankungen und eventuell zunehmende Verstaubung der Optik können bei dieser Anordnung durch eine automatische Korrektureinrichtung ausgeglichen werden. Zu diesem Zweck ordnet man z. B. seitlich vom Gutstrom einen Kontrollstreifen mit definierter Helligkeit an, dem ein separater Registerschritt 4 mit zugehörigem Schaltverstärker 3' zugeordnet ist. Anderungen des Ausgangssignals des schaltbaren Verstärkers3' auf Grund betriebsbedingter Schwankungen lassen den Regler 7 ansprechen, der seinerseits auf die Kamera kompensierend einwirkt.
Eine weitere Möglichkeit der Korrektur von Schwankungen des Aufnahmesystems besteht darin, das Ausgangssignal des Verstärkers3' auf die gemeinsame Verstellmöglichkeit der Schwellenwertdiskriminatoren über den Regler 8 einwirken zu lassen. Die beiden Möglichkeiten der Korrektur können gegebenenfalls auch sinnvoll gleichzeitig angewendet werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Sortieren von Massengütern unter Verwendung einer Fernsehkamera zur Gewinnung der erforderlichen elektrischen Signale, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsehkamera (1) in ihrem Zeilenverlauf annähernd quer zur Gutförderrichtung angeordnet ist und über einen nachgeschalteten Verstärker (2) mit ihrem Signalausgang an n schaltbaren Verstärkern (3) liegt und daß n - 1 dieser schaltbaren Verstärker jeweils mit einem Schwellenwertdiskriminator (5) und einem Ausgangsschalter (6) in Reihe geschaltet sind, daß ein ringförmiges Schieberegister (4), dessen Umlaufzeit einer Zeilendauer der Fernsehkamera entspricht, zur Durchschaltung der zugeordneten schaltbaren Verstärker (3) vorgesehen ist und daß der Ausgang eines n-ten schaltbaren Verstärkers (3') auf eine die Fernsehkamera regelnde Einrichtung (7) geschaltet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des n-ten schaltbaren Verstärkers (3') zur Korrektur des Schwellenwertes der jeweils einem der n - 1 schaltbaren Verstärkern (5) nachgeschalteten Diskriminatoren (6) auf ein Steuerglied (8) geschaltet ist.