DE212017000206U1 - Device for detecting objects in a material stream - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zum Detektieren von Objekten (9) in einem Materialstrom, umfassend zumindest
- eine Lichtquelle (4,5) zum Aussenden von Licht in einem ersten Sende-Wellenlängenbereich und in einem zweiten Sende-Wellenlängenbereich, der vom ersten Sende-Wellenlängenbereich unterschiedlich ist, auf den Materialstrom,
- einen ersten Detektor (1) zum Detektieren von Reflexionslicht, Fluoreszenzlicht oder Transmissionslicht der Objekte, hervorgerufen durch Licht im ersten Sende-Wellenlängenbereich, in einem ersten Detektions-Wellenlängenbereich,
- einen zweiten Detektor (2), der vom ersten Detektor (1) verschieden ist, zum Detektieren von Reflexionslicht, Fluoreszenzlicht oder Transmissionslicht der Objekte, hervorgerufen durch Licht im zweiten Sende-Wellenlängenbereich, in einem zweiten Detektions-Wellenlängenbereich, dadurch gekennzeichnet,
- dass der erste Detektor (1) mit der Lichtquelle (4) zwecks Steuerung der Lichtintensität des ersten Sende-Wellenlängenbereichs verbunden ist, wobei die Verbindung ausgebildet ist, die Lichtintensität so zu verringern, dass diese für den ersten Detektor (1) ausreichend ist, und/oder der zweite Detektor (2) mit der Lichtquelle (5) zwecks Steuerung der Lichtintensität des zweiten Sende-Wellenlängenbereichs verbunden ist, wobei die Verbindung ausgebildet ist, die Lichtintensität so zu verringern, dass diese für den zweiten Detektor (2) ausreichend ist,
- dass eine Auswerteeinrichtung (11) vorgesehen ist zur Auswertung der Signale des ersten und zweiten Detektors (1,2) und zur Bestimmung zumindest einer Eigenschaft der detektierten Objekte (9), wobei die Auswerteeinrichtung (11) mit einer Austrageinrichtung (12) zum Aussortieren von Objekten (9) aus dem Materialstrom in Abhängigkeit von deren Eigenschaften verbunden ist, und
- dass der erste Detektor (1) mit der ersten Lichtquelle (4) und/oder der zweite Detektor (2) mit der zweiten Lichtquelle (5) über die Auswerteeinrichtung (11) verbunden ist, wobei die Auswerteeinrichtung (11) dazu eingerichtet ist, die Intensität der Lichtquellen (4,5) gerade ausreichend einzustellen, um eine Auswertung der Daten der Detektoren (1,2) zu ermöglichen.
Device for detecting objects (9) in a flow of material, comprising at least
a light source (4, 5) for emitting light in a first transmission wavelength range and in a second transmission wavelength range, which is different from the first transmission wavelength range, to the material flow,
a first detector (1) for detecting reflection light, fluorescent light or transmission light of the objects, caused by light in the first transmission wavelength range, in a first detection wavelength range,
a second detector (2), which is different from the first detector (1), for detecting reflection light, fluorescent light or transmission light of the objects, caused by light in the second transmission wavelength range, in a second detection wavelength range, characterized
in that the first detector (1) is connected to the light source (4) for controlling the light intensity of the first transmission wavelength range, the connection being designed to reduce the light intensity so that it is sufficient for the first detector (1), and / or the second detector (2) with the light source (5) for controlling the light intensity of the second transmission wavelength range wherein the connection is designed to reduce the light intensity so that it is sufficient for the second detector (2),
- That an evaluation device (11) is provided for evaluating the signals of the first and second detectors (1,2) and for determining at least one property of the detected objects (9), wherein the evaluation device (11) with a discharge device (12) for sorting connected by objects (9) from the material flow depending on their properties, and
- That the first detector (1) with the first light source (4) and / or the second detector (2) with the second light source (5) via the evaluation device (11) is connected, wherein the evaluation device (11) is adapted to Just set the intensity of the light sources (4,5) just enough to allow an evaluation of the data of the detectors (1,2).
Description
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Detektieren von Objekten in einem Materialstrom, umfassend zumindest
- - eine Lichtquelle zum Aussenden von Licht in einem ersten Sende-Wellenlängenbereich und in einem zweiten Sende-Wellenlängenbereich, der vom ersten Sende-Wellenlängenbereich unterschiedlich ist, auf den Materialstrom,
- - einen ersten Detektor zum Detektieren von Reflexionslicht, Fluoreszenzlicht oder Transmissionslicht der Objekte, hervorgerufen durch Licht im ersten Sende-Wellenlängenbereich, in einem ersten Detektions-Wellenlängenbereich,
- - einen zweiten Detektor zum Detektieren von Reflexionslicht, Fluoreszenzlicht oder Transmissionslicht der Objekte, hervorgerufen durch Licht im zweiten Sende-Wellenlängenbereich, in einem zweiten Detektions-Wellenlängenbereich.
- a light source for emitting light in a first transmission wavelength range and in a second transmission wavelength range, which is different from the first transmission wavelength range, to the material flow,
- a first detector for detecting reflection light, fluorescent light or transmission light of the objects, caused by light in the first transmission wavelength range, in a first detection wavelength range,
- - A second detector for detecting reflection light, fluorescent light or transmission light of the objects, caused by light in the second transmission wavelength range, in a second detection wavelength range.
Erster und zweiter Sende-Wellenlängenbereich sind unterschiedlich in dem Sinn, dass diese nicht identisch sind, aber sich grundsätzlich überlappen können. Auch erster und zweiter Detektions-Wellenlängenbereich sind unterschiedlich in dem Sinn, dass diese nicht identisch sind, sie werden sich in der Regel aber nicht überlappen.First and second transmit wavelength ranges are different in the sense that they are not identical, but can basically overlap. Also, first and second detection wavelength ranges are different in the sense that they are not identical, but they will usually not overlap.
Die Vorrichtung ist z.B. geeignet zum Detektieren von Altglas in Form von Bruchglas, wenn dieses etwa anschließend nach Farbe getrennt werden soll und/oder zum Detektieren von anderen Störstoffen, wie Steinen, Metallen oder Kunststoffen, wenn diese aus dem Altglas entfernt werden sollen. Die Vorrichtung ist auch geeignet, um verschiedene Kunststoffe bzw. Artikel oder Stücke aus Kunststoff zu detektieren und anschließend voneinander zu trennen.The device is e.g. suitable for detecting waste glass in the form of cullet, if this is to be separated by color and / or for detecting other impurities, such as stones, metals or plastics, if they are to be removed from the waste glass. The device is also suitable for detecting various plastics or articles or pieces of plastic and then separating them from one another.
Die Erfindung bezieht sich, aufgrund der Notwendigkeit von zwei unterschiedlichen Detektoren, nicht auf Vorrichtungen, wo von einer oder mehreren Lichtquellen Licht in zwei oder mehreren Sende-Wellenlängenbereichen ausgesendet wird, das Licht aller Sende-Wellenlängenbereiche jedoch gemeinsam in einem Detektor detektiert wird. Dies ist etwa in der
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Zum Detektieren von Objekten werden oft zwei unterschiedliche Lichtsorten verwendet, um unterschiedliche Eigenschaften, z.B. Farbe und Materialtype, der Objekte zu detektieren und somit mit größerer Sicherheit ein Objekt einer bestimmten Fraktion zuordnen zu können. Im Fall von Infrarot-Licht als erste Lichtsorte bzw. als erstem Sende-Wellenlängenbereich und von sichtbarem Licht als zweiter Lichtsorte bzw. als zweitem Sende-Wellenlängenbereich werden oft Lichtquellen verwendet, die beide Lichtsorten, also Licht beider Wellenlängen, sichtbares und Infrarot-Licht, gleichzeitig aussenden, wie z.B. Halogenleuchtstäbe. Es wird also nur eine Art von Lichtquellen benötigt, was z.B. die Bevorratung von Lichtquellen zum Austauschen erleichtert.To detect objects, two different types of light are often used to produce different properties, e.g. Color and type of material to detect the objects and thus more secure to assign an object to a specific faction. In the case of infrared light as the first type of light or as the first transmission wavelength range and visible light as the second type of light or as the second transmission wavelength range often light sources are used, the two types of light, ie light of both wavelengths, visible and infrared light, send out simultaneously, such as Halogen light sticks. Thus, only one type of light source is needed, which is e.g. facilitates the storage of light sources for replacement.
Diese Lichtquellen haben aber den Nachteil, dass die Intensität nur immer für beide Sende-Wellenlängenbereiche gemeinsam geändert werden kann. Oft wird aber nur eine hohe Intensität für einen Detektions-Wellenlängenbereich bzw. den zugehörigen Detektor benötigt, während für den anderen Detektions-Wellenlängenbereich bzw. den anderen Detektor mit einer geringeren Intensität das Auslangen gefunden werden könnte. Nun muss aber die Lichtquelle immer mit der höheren Intensität betrieben werden, was zu einer unerwünscht hohen Wärmeentwicklung innerhalb der Vorrichtung führen kann. So werden etwa für eine ausreichende Intensität und Farbverteilung im sichtbaren Bereich Halogenleuchtstäbe an ihren jeweiligen Leistungsgrenzen betrieben. Dadurch entsteht ein hoher Anteil von Wärmestrahlung innerhalb des Sortiergeräts, in welchem die Lichtquellen und Detektoren angeordnet sind. Dies wiederum erhöht die Brandgefahr im Sortiergerät.However, these light sources have the disadvantage that the intensity can only ever be changed jointly for both transmission wavelength ranges. Often, however, only one high intensity is needed for one detection wavelength range or the associated detector, while for the other detection wavelength range or the other detector with a lower intensity, the long run could be found. Now, however, the light source must always be operated at the higher intensity, which can lead to an undesirably high heat development within the device. For example, for a sufficient intensity and color distribution in the visible range, halogen light bars are operated at their respective performance limits. This results in a high proportion of heat radiation within the sorter, in which the light sources and detectors are arranged. This in turn increases the risk of fire in the sorter.
Oft müssen diese Lichtquellen mit Gleichspannung betrieben werden, um Intensitätsschwankungen durch Wechselstrom zu verhindern.Often, these light sources must be operated with DC voltage to prevent intensity fluctuations by AC.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION
Eine Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine Detektionsvorrichtung bereitzustellen, die sich durch eine geringere Wärmeentwicklung auszeichnet, falls für einen Detektions-Wellenlängenbereich eine geringere Intensität als für den anderen Detektions-Wellenlängenbereich ausreichend ist.An object of the invention is therefore to provide a detection device which is characterized by a lower heat development, if for a detection wavelength range, a lower intensity than for the other detection wavelength range is sufficient.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Vorrichtung zum Detektieren von Objekten in einem Materialstrom, umfasst zumindest
- - eine Lichtquelle zum Aussenden von Licht in einem ersten Sende-Wellenlängenbereich und in einem zweiten Sende-Wellenlängenbereich, der vom ersten Sende-Wellenlängenbereich unterschiedlich ist, auf den Materialstrom,
- - einen ersten Detektor zum Detektieren von Reflexionslicht, Fluoreszenzlicht oder Transmissionslicht der Objekte, hervorgerufen durch Licht im ersten Sende-Wellenlängenbereich, in einem ersten Detektions-Wellenlängenbereich,
- - einen zweiten Detektor zum Detektieren von Reflexionslicht, Fluoreszenzlicht oder Transmissionslicht der Objekte, hervorgerufen durch Licht im zweiten Sende-Wellenlängenbereich, in einem zweiten Detektions-Wellenlängenbereich.
- a light source for emitting light in a first transmission wavelength range and in a second transmission wavelength range, which is different from the first transmission wavelength range, to the material flow,
- - a first detector for detecting reflection light, fluorescent light or transmission light of the objects, caused by light in the first transmission wavelength range, in a first detection wavelength range,
- - A second detector for detecting reflection light, fluorescent light or transmission light of the objects, caused by light in the second transmission wavelength range, in a second detection wavelength range.
Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Detektor mit der Lichtquelle zwecks Steuerung der Lichtintensität des ersten Sende-Wellenlängenbereichs verbunden ist, und/oder der zweite Detektor mit der Lichtquelle zwecks Steuerung der Lichtintensität des zweiten Sende-Wellenlängenbereichs verbunden ist.The device is characterized
in that the first detector is connected to the light source for controlling the light intensity of the first transmission wavelength range, and / or the second detector is connected to the light source for controlling the light intensity of the second transmit wavelength range.
Die Lichtquelle sendet also Licht eines bestimmten ersten Sende-Wellenlängenbereichs aus, z.B. Infrarot-Licht, und eines bestimmten zweiten Sende-Wellenlängenbereichs, z.B. sichtbares Licht. Der erste Detektor ist dem Licht des ersten Sende-Wellenlängenbereichs zugeordnet und kann nur Licht detektieren, das von den Objekten aufgrund des Lichts des ersten Sende-Wellenlängenbereichs hervorgerufen wird. Wird mit dem ersten Detektor das Reflexionslicht oder das Transmissionslicht der Objekte detektiert, so ist der erste Detektions-Wellenlängenbereich des ersten Detektors zumindest ein Teilbereich des ersten Sende-Wellenlängenbereichs.The light source thus emits light of a certain first transmission wavelength range, e.g. Infrared light, and a certain second transmission wavelength range, e.g. visible light. The first detector is associated with the light of the first transmission wavelength range and can only detect light caused by the objects due to the light of the first transmission wavelength range. If the reflection light or the transmission light of the objects is detected with the first detector, then the first detection wavelength range of the first detector is at least a partial area of the first transmission wavelength range.
Das Licht des zweiten Sende-Wellenlängenbereichs ist von jenem des ersten Sende-Wellenlängenbereichs unterschiedlich. Das heißt, die beiden Wellenlängenbereiche sind nicht identisch, es ist aber eine Überlappung der Wellenlängenbereiche möglich. Wenn der zweite Sende-Wellenlängenbereich z.B. nur sichtbares Licht umfassen soll, wird von einigen Lichtquellen auch etwas Infrarotlicht ausgesendet, auch wenn dieses vom zugeordneten zweiten Detektor gar nicht detektiert wird.The light of the second transmission wavelength range is different from that of the first transmission wavelength range. That is, the two wavelength ranges are not identical, but an overlapping of the wavelength ranges is possible. If the second transmission wavelength range is e.g. If only visible light is to be included, some infrared light also emits some infrared light, even if it is not detected by the associated second detector.
Der zweite Detektor ist dem Licht des zweiten Sende-Wellenlängenbereichs zugeordnet und kann nur Licht detektieren, das von den Objekten aufgrund des Lichts des zweiten Sende-Wellenlängenbereichs hervorgerufen wird. Wird mit dem zweiten Detektor das Reflexionslicht oder Transmissionslicht der Objekte detektiert, so ist der zweite Detektions-Wellenlängenbereich des zweiten Detektors zumindest ein Teilbereich des zweiten Sende-Wellenlängenbereichs.The second detector is associated with the light of the second transmission wavelength range and can only detect light caused by the objects due to the light of the second transmission wavelength range. If the reflection light or transmission light of the objects is detected with the second detector, then the second detection wavelength range of the second detector is at least a partial area of the second transmission wavelength range.
Im Fall von Fluoreszenzlicht der Objekte gibt es oft keine Überschneidung von Sende-Wellenlängenbereich (z.B. UV-Licht) und Detektions-Wellenlängenbereich (z.B. sichtbares Licht).In the case of fluorescent light of the objects, there is often no overlap of transmission wavelength range (e.g., UV light) and detection wavelength range (e.g., visible light).
Die Lichtquelle kann nun zumindest eine Superkontinuum-Laserlichtquelle umfassen, welche ausgebildet ist, Licht in einem ersten Sende-Wellenlängenbereich und in einem zweiten Sende-Wellenlängenbereich, der nicht mit dem ersten Sende-Wellenlängenbereich überlappt, auszusenden.The light source can now comprise at least one supercontinuum laser light source which is designed to emit light in a first transmission wavelength range and in a second transmission wavelength range which does not overlap with the first transmission wavelength range.
Als Superkontinuum oder auch weißes Laserlicht bezeichnet man Laserlicht, welches ein extrem verbreitertes optisches Spektrum besitzt. Während Laserlicht meist relativ schmalbandig ist, kann ein Superkontinuum einen Frequenzbereich von mehr als einer Oktave umfassen. Superkontinua können durch Ausnutzung von nichtlinearen Effekten bei der Durchleitung von Laserstrahlen durch Glasfasern bei hohen Intensitäten entstehen, aber auch die Fokussierung in Luft reicht dazu schon aus. Meist verwendet man intensive Lichtpulse von Femtosekundenlasern. Aber auch die Verwendung von Pulsen mit wesentlich größeren Dauern kann die gewünschte Verbreiterung zeigen. In langen Fasern ist sogar ein kontinuierlicher Laserbetrieb möglich. Die involvierten physikalischen Mechanismen und die spektrale Struktur der Superkontinua sind jedoch je nach Pulsdauer, Dispersion und Länge der Faser etc. recht unterschiedlich. Superkontinuum-Laserlichtquellen, mit welchen jeweils Licht aus zwei unterschiedlichen Wellenlängenbereichen in einen gemeinsamen Strahlengang eingebracht wird, sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Bei Superkontinuum-Laserlichtquellen kann die Lichtintensität in den unterschiedlichen Wellenlängenbereichen unabhängig voneinander eingestellt werden. So kann z.B. die Lichtintensität für Infrarot-Licht (erster Sende-Wellenlängenbereich) unabhängig von jener für sichtbares Licht (zweiter Sende-Wellenlängenbereich) eingestellt werden. Dabei wird in der Regel gleichzeitig Licht des ersten Sende-Wellenlängenbereichs und des zweiten Sende-Wellenlängenbereichs ausgesendet.Supercontinuum or white laser light is laser light which has an extremely broad optical spectrum. While laser light is usually relatively narrow band, a supercontinuum can span more than one octave. Supercontinua can be created by taking advantage of non-linear effects in the transmission of laser beams through glass fibers at high intensities, but also the focus in air is already sufficient. Mostly one uses intense light pulses of femtosecond lasers. But also the use of pulses with much longer durations can show the desired broadening. In long fibers even a continuous laser operation is possible. However, the physical mechanisms involved and the spectral structure of the supercontinuum are quite different depending on the pulse duration, dispersion and length of the fiber, etc. Supercontinuum laser light sources, with each of which light from two different wavelength ranges is introduced into a common beam path, are known in principle from the prior art. For supercontinuum laser light sources, the light intensity in the different wavelength ranges can be set independently. Thus, e.g. the light intensity for infrared light (first transmission wavelength range) is set independently of that for visible light (second transmission wavelength range). As a rule, light of the first transmission wavelength range and of the second transmission wavelength range is emitted at the same time.
Erfindungsgemäß gibt es grundsätzlich drei Möglichkeiten:
- - nur der erste Detektor ist mit der Lichtquelle (z.B. einer Superkontinuum-Laserlichtquelle) zwecks Steuerung der Lichtintensität des ersten Sende-Wellenlängenbereichs verbunden, oder
- - nur der zweite Detektor ist mit der Lichtquelle zwecks Steuerung der Lichtintensität des zweiten Sende-Wellenlängenbereichs verbunden, oder
- - sowohl der erste Detektor ist mit der Lichtquelle zwecks Steuerung der Lichtintensität des ersten Sende-Wellenlängenbereichs verbunden als auch der zweite Detektor ist mit der Lichtquelle zwecks Steuerung der Lichtintensität des zweiten Sende-Wellenlängenbereichs verbunden.
- - Only the first detector is connected to the light source (eg, a supercontinuum laser light source) for controlling the light intensity of the first transmission wavelength range, or
- - Only the second detector is connected to the light source for controlling the light intensity of the second transmission wavelength range, or
- - Both the first detector is connected to the light source for controlling the light intensity of the first transmission wavelength range and the second detector is connected to the light source for controlling the light intensity of the second transmission wavelength range.
Durch die Verbindung zwischen der Lichtquelle und dem bzw. den Detektoren kann die Lichtintensität im ersten bzw. zweiten Sende-Wellenlängenbereich immer so eingestellt werden, dass diese für den zugeordneten Detektor ausreichend ist. So kann z.B. eine zu große Intensität im ersten Sende-Wellenlängenbereich verringert werden, sodass sich auch die Wärmeentwicklung durch die Lichtquelle in diesem Wellenlängenbereich reduziert. Es ist also denkbar, dass der Detektor selbst feststellen kann, welche Intensität er in den einzelnen Sende-Wellenlängenbereichen benötigt. As a result of the connection between the light source and the detector (s), the light intensity in the first or second transmission wavelength range can always be set so that it is sufficient for the associated detector. For example, an excessive intensity in the first transmission wavelength range can be reduced, so that the heat development by the light source is reduced in this wavelength range. It is therefore conceivable that the detector itself can determine which intensity it requires in the individual transmission wavelength ranges.
Es muss aber nicht, wie bei einer Superkontinuum-Laserlichtquelle, die Lichtquelle Beleuchtungseinheiten aufweisen, die jeweils Licht in beiden Sende-Wellenlängenbereichen aussenden können. Stattdessen kann auch vorgesehen sein, dass die Lichtquelle sowohl eine erste Lichtquelle zum Aussenden von Licht nur im ersten Sende-Wellenlängenbereich aufweist als auch eine zweite Lichtquelle zum Aussenden von Licht nur im zweiten Sende-Wellenlängenbereich, und
- - dass der erste Detektor mit der ersten Lichtquelle zwecks Steuerung der Lichtintensität der ersten Lichtquelle verbunden ist, und/oder der zweite Detektor mit der zweiten Lichtquelle zwecks Steuerung der Lichtintensität der zweiten Lichtquelle verbunden ist. Erste und zweite Lichtquelle können sich dabei im Betrieb der Vorrichtung auf der gleichen Seite des Materialstroms der Objekte befinden, aber auch auf unterschiedlichen Seiten. Unabhängig davon können erste Lichtquelle und erster Detektor im Reflexions- oder im Transmissionsverfahren arbeiten, ebenso können - unabhängig von der Arbeitsweise von erstem Detektor und erster Lichtquelle - zweite Lichtquelle und zweiter Detektor im Reflexions- oder im Transmissionsverfahren arbeiten.
- - That the first detector is connected to the first light source for controlling the light intensity of the first light source, and / or the second detector is connected to the second light source for controlling the light intensity of the second light source. First and second light source can be located in the operation of the device on the same side of the material flow of the objects, but also on different sides. Independently of this, the first light source and the first detector can work in the reflection or transmission method, likewise - regardless of the mode of operation of the first detector and the first light source - the second light source and the second detector work in the reflection or transmission method.
Erfindungsgemäß gibt es im Fall einer ersten und einer zweiten Lichtquelle also drei Möglichkeiten:
- - nur der erste Detektor ist mit der ersten Lichtquelle zwecks Steuerung der Lichtintensität der ersten Lichtquelle verbunden, oder
- - nur der zweite Detektor ist mit der zweiten Lichtquelle zwecks Steuerung der Lichtintensität der zweiten Lichtquelle verbunden, oder
- - sowohl der erste Detektor ist mit der ersten Lichtquelle zwecks Steuerung der Lichtintensität der ersten Lichtquelle verbunden als auch der zweite Detektor ist mit der zweiten Lichtquelle zwecks Steuerung der Lichtintensität der zweiten Lichtquelle verbunden.
- - Only the first detector is connected to the first light source for controlling the light intensity of the first light source, or
- - Only the second detector is connected to the second light source for controlling the light intensity of the second light source, or
- - Both the first detector is connected to the first light source for controlling the light intensity of the first light source and the second detector is connected to the second light source for controlling the light intensity of the second light source.
Durch die Verbindung zwischen erster bzw. zweiter Lichtquelle und zugeordnetem Detektor kann die Lichtintensität der ersten bzw. zweiten Lichtquelle immer so eingestellt werden, dass diese für den zugeordneten Detektor ausreichend ist. So kann z.B. eine zu große Intensität der ersten Lichtquelle verringert werden, sodass sich auch die Wärmeentwicklung durch die erste Lichtquelle reduziert. Erste und zweite Lichtquelle können eigene Einstellvorrichtungen aufweisen, mit denen die Intensität des ausgesendeten Lichts eingestellt wird, am einfachsten durch Änderung des der jeweiligen Lichtquelle zugeführten Stroms.Due to the connection between the first and second light source and associated detector, the light intensity of the first and second light source can always be set so that it is sufficient for the associated detector. Thus, e.g. Too much intensity of the first light source can be reduced, so that the heat generated by the first light source is reduced. First and second light sources may have their own adjusting devices with which the intensity of the emitted light is adjusted, most simply by changing the current supplied to the respective light source.
Es ist also denkbar, dass der Detektor selbst feststellen kann, welche Intensität der ersten bzw. zweiten Lichtquelle er benötigt.It is therefore conceivable that the detector itself can determine which intensity of the first or second light source it requires.
Andererseits kann es auch sein, dass die Qualität der Daten bzw. Bilder, welche die Detektoren detektieren, erst bei der Auswertung der Daten bzw. Bilder im Rahmen der Bildbearbeitung festgestellt werden können. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass der erste Detektor und/oder der zweite Detektor mit der Lichtquelle über eine Auswerteeinrichtung verbunden ist, welche zur Auswertung der Signale des ersten und zweiten Detektors und zur Bestimmung zumindest einer Eigenschaft der detektierten Objekte vorgesehen ist. Das heißt, die Auswerteeinrichtung stellt fest, ob die Lichtquelle(n) gegebenenfalls anders eingestellt werden müssen, also etwa mit größerer Intensität in einem Sende-Wellenlängenbereich leuchten müssen, damit eine fehlerfreie Auswertung der Daten der Detektoren möglich ist. Oder die Auswerteeinrichtung stellt fest, dass die Intensität in einem Sende-Wellenlängenbereich reduziert werden kann und dennoch die Daten des zugeordneten Detektors fehlerfrei ausgewertet werden können.On the other hand, it may also be the case that the quality of the data or images which the detectors detect can only be ascertained during the evaluation of the data or images during the image processing. In this case it can be provided that the first detector and / or the second detector is connected to the light source via an evaluation device which is provided for evaluating the signals of the first and second detectors and for determining at least one property of the detected objects. That is, the evaluation determines whether the light source (s) may need to be set differently, so have to shine about with greater intensity in a transmit wavelength range, so that an error-free evaluation of the data of the detectors is possible. Or the evaluation device determines that the intensity in a transmission wavelength range can be reduced and still the data of the associated detector can be evaluated without errors.
Mögliche Wellenlängenbereiche im Sinne der Erfindung, sowohl für die Lichtquelle(n) (Sende-Wellenlängenbereiche) als auch für die Detektoren (Detektions-Wellenlängenbereiche), sind z.B. sichtbares Licht, Infrarot-Licht, UV-Licht, oder ein Teilbereich der genannten Wellenlängenbereiche, wie z.B. nahes Infrarot-Licht (NIR-Licht), oder blaues Licht.Possible wavelength ranges within the meaning of the invention, both for the light source (s) (transmission wavelength ranges) and for the detectors (detection wavelength ranges), are e.g. visible light, infrared light, UV light, or a portion of said wavelength ranges, e.g. near infrared light (NIR light), or blue light.
Zum Beispiel kann vorgesehen sein, dass der erste Sende-Wellenlängenbereich IR-Licht, insbesondere NIR-Licht, und der zweite Sende-Wellenlängenbereich sichtbares Licht beinhaltet. Insbesondere kann der erste Sende-Wellenlängenbereich nur IR-Licht, insbesondere nur NIR-Licht, und der zweite Sende-Wellenlängenbereich nur sichtbares Licht umfassen.For example, it can be provided that the first transmission wavelength range IR light, in particular NIR light, and the second transmission wavelength range includes visible light. In particular, the first transmission wavelength range may comprise only IR light, in particular only NIR light, and the second transmit wavelength range only visible light.
Für den Fall, dass die Lichtquelle sowohl eine erste Lichtquelle zum Aussenden von Licht nur im ersten Sende-Wellenlängenbereich aufweist als auch eine zweite Lichtquelle zum Aussenden von Licht nur im zweiten Sende-Wellenlängenbereich, ist die erste Lichtquelle bevorzugt zum Aussenden von IR-Licht, insbesondere von NIR-Licht, ausgebildet. Sie umfasst bevorzugt zumindest eine Halogenlichtquelle zum Aussenden von Infrarot-Licht, z.B. eine Halogenstablampe.In the event that the light source has both a first light source for emitting light only in the first transmission wavelength range and a second light source for emitting light only in the second transmission wavelength range, the first light source preferably for emitting IR light, in particular NIR light formed. It preferably comprises at least one halogen light source for emitting infrared light, for example a halogen lamp.
Die zweite Lichtquelle umfasst bevorzugt zumindest eine LED-Lichtquelle zum Aussenden von sichtbarem Licht.The second light source preferably comprises at least one LED light source for emitting visible light.
Die einzige Lichtquelle (z.B. die Superkontinuum-Laserlichtquelle), die erste Lichtquelle und die zweite Lichtquelle können natürlich jeweils aus mehreren gleichartigen physischen Einheiten gebildet werden, z.B. aus einer Reihe von mehreren Einheiten (mehrere Superkontinuum-Laser, LED-Lampen, Halogenlampen, ...), die quer zum Materialstrom angeordnet sind, oder aus mehreren solcher Reihen.Of course, the single light source (e.g., the supercontinuum laser light source), the first light source, and the second light source may each be formed of a plurality of similar physical entities, e.g. from a series of multiple units (multiple supercontinuum lasers, LED lamps, halogen lamps, ...) arranged across the material flow, or from several such rows.
Wenn der erste Sende-Wellenlängenbereich Infrarot-Licht umfasst, also etwa die erste Lichtquelle Infrarot-Licht aussendet, ist vorgesehen, dass der erste Detektor ein Detektor für Infrarot-Licht, insbesondere NIR-Licht, ist. Beispielsweise kann der erste Detektor einen Spektrographen für Infrarot-Licht umfassen. Der erste Detektor kann im Falle von NIR-Licht im Bereich von 900 - 2300 nm empfindlich sein.If the first transmission wavelength range comprises infrared light, that is to say the first light source emits infrared light, it is provided that the first detector is a detector for infrared light, in particular NIR light. For example, the first detector may comprise a spectrograph for infrared light. The first detector may be sensitive in the case of NIR light in the range of 900-2,300 nm.
Wenn der zweite Sende-Wellenlängenbereich sichtbares Licht umfasst, also etwa die zweite Lichtquelle sichtbares Licht aussendet, ist bevorzugt vorgesehen, dass der zweite Detektor eine Kamera für sichtbares Licht umfasst. Diese kann im Bereich von 380-750 nm Wellenlänge empfindlich sein.If the second transmission wavelength range comprises visible light, that is to say the second light source emits visible light, it is preferably provided that the second detector comprises a camera for visible light. This can be sensitive in the range of 380-750 nm wavelength.
Erfindungsgemäß wird also vom selben Objekt, insbesondere auch zum selben Zeitpunkt, ausgehendes Licht in zwei verschiedenen Detektoren gemessen.Thus, according to the invention, outgoing light is measured in two different detectors by the same object, in particular also at the same time.
Um ein Sortiergerät zum Sortieren von Objekten in einem Materialstrom in Abhängigkeit zumindest einer ihrer Eigenschaften zu erhalten, besteht eine Ausführungsform der Erfindung darin, dass eine Auswerteeinrichtung vorgesehen ist zur Auswertung der Signale des ersten und zweiten Detektors und zur Bestimmung zumindest einer Eigenschaft der detektierten Objekte. Ein Beispiel für ein solches Sortiergerät ist eine Einrichtung zum Sortieren von Kunststoffartikeln oder Kunststoffteilen, z.B. nach ihrer Farbe.In order to obtain a sorting device for sorting objects in a material flow as a function of at least one of their properties, an embodiment of the invention consists in that an evaluation device is provided for evaluating the signals of the first and second detectors and for determining at least one property of the detected objects. An example of such a sorter is a device for sorting plastic articles or plastic parts, e.g. according to their color.
Dabei wird die Auswerteeinrichtung in der Regel mit einer Austrageinrichtung zum Aussortieren von Objekten aus dem Materialstrom in Abhängigkeit von deren Eigenschaften verbunden. Die Austrageinrichtung kann etwa Saug- oder Blasdüsen aufweisen, um eine Fraktion von Objekten mit einer bestimmten Eigenschaft von anderen Objekten des Materialstromes zu trennen. Die Austrageinrichtung ist somit ebenfalls Teil des Sortiergeräts.In this case, the evaluation device is usually connected to a discharge device for sorting out objects from the material flow as a function of their properties. The discharge device may have suction or blowing nozzles, for example, in order to separate a fraction of objects with a specific property from other objects of the material flow. The discharge device is thus also part of the sorter.
Ein Ziel der Erfindung besteht in der Integration von zwei unterschiedlichen Sende-Wellenlängenbereichen (z.B. zwei unterschiedlichen Beleuchtungseinheiten) für ein Sortiergerät. Ein Sende-Wellenlängenbereich (z.B. die zweite Lichtquelle) ist etwa speziell abgestimmt auf die Bedürfnisse des Sensors bzw. Detektors für sichtbares Licht, der andere Sende-Wellenlängenbereich (z.B. die erste Lichtquelle) auf die Bedürfnisse des Sensors bzw. Detektors für Infrarot-Licht, insbesondere für NIR-Licht.An object of the invention is to integrate two different transmission wavelength ranges (e.g., two different illumination units) for a sorter. A transmission wavelength range (eg the second light source) is specifically tailored to the needs of the sensor or detector for visible light, the other transmission wavelength range (eg the first light source) to the needs of the sensor or detector for infrared light, especially for NIR light.
Durch eine eigene Lichtquelle nur für Infrarot-Licht, insbesondere NIR-Licht, und eine eigene Lichtquelle nur für sichtbares Licht kann die Intensität der Infrarot -Lichtquelle gegenüber einer gemeinsamen Lichtquelle für Infrarot- und sichtbares Licht verringert werden. Dadurch verringert sich dann auch die Rot-Intensität aus der Infrarot-Lichtquelle und die Farbtreue im sichtbaren Bereich erhöht sich. Gleiches gilt für eine Lichtquelle, die beide Detektions-Wellenlängenbereiche bedienen kann und Licht in zwei entsprechenden Sende-Wellenlängenbereich aussenden kann, wobei die Intensität der beiden Sende-Wellenlängenbereiche unabhängig voneinander einstellbar ist.By a separate light source only for infrared light, in particular NIR light, and a separate light source only for visible light, the intensity of the infrared light source can be reduced compared to a common light source for infrared and visible light. This also reduces the red intensity from the infrared light source and the color fidelity in the visible range increases. The same applies to a light source which can serve both detection wavelength ranges and can emit light in two corresponding transmission wavelength ranges, wherein the intensity of the two transmission wavelength ranges can be set independently of one another.
Ein Verfahren zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann umfassen, dass
- - eine Lichtquelle auf den Materialstrom Licht in einem ersten Sende-Wellenlängenbereich und in einem zweiten Sende-Wellenlängenbereich aussendet, der vom ersten Sende-Wellenlängenbereich unterschiedlich ist,
- - ein erster Detektor in einem ersten Detektions-Wellenlängenbereich Reflexionslicht, Fluoreszenzlicht oder Transmissionslicht der Objekte detektiert, das durch Licht im ersten Sende-Wellenlängenbereich hervorgerufen wird,
- - ein zweiter Detektor, der vom ersten Detektor verschieden ist, in einem zweiten Detektions-Wellenlängenbereich Reflexionslicht, Fluoreszenzlicht oder Transmissionslicht der Objekte detektiert, das durch Licht im zweiten Sende-Wellenlängenbereich hervorgerufen wird, und
- - die Lichtintensität des ersten Sende-Wellenlängenbereichs aufgrund einer Verbindung des ersten Detektors mit der Lichtquelle so gesteuert wird, dass die Lichtintensität für den ersten Detektor ausreichend ist, und/oder die Lichtintensität des zweiten Sende-Wellenlängenbereichs aufgrund einer Verbindung des zweiten Detektors mit der Lichtquelle so gesteuert wird, dass die Lichtintensität für den zweiten Detektor ausreichend ist.
- a source of light is emitted onto the stream of material light in a first transmission wavelength range and in a second transmission wavelength range that is different from the first transmission wavelength range,
- a first detector detects in a first detection wavelength range reflection light, fluorescent light or transmission light of the objects which is caused by light in the first transmission wavelength range,
- a second detector, which is different from the first detector, detects in a second detection wavelength range reflection light, fluorescent light or transmission light of the objects, which is caused by light in the second transmission wavelength range, and
- - The light intensity of the first transmission wavelength range due to a connection of the first detector with the light source is controlled so that the light intensity is sufficient for the first detector, and / or the light intensity of the second transmission wavelength range due to a connection of the second detector with the light source is controlled so that the light intensity is sufficient for the second detector.
Im Folgenden wird eine mögliche Ausführungsform der Erfindung anhand der konkreten Anwendung näher beschrieben. Zum Zwecke der Farbsortierung und Fremdstofferkennung können zumeist berührungslose Messmethoden mittels Infrarot- und/oder RGB-Sensoren eingesetzt werden, welche anhand des registrierten Transmissions- oder Absorptionsgrades von auf den Materialstrom gerichtetem Licht ein Ausscheiden bestimmter Materialien/Objekte, etwa durch ein Ablenken in dafür vorgesehene Fraktionen durch nachgeschaltete Ausblas- oder Saugdüsen, einleiten. Das auszusortierende Stückgut des gemischten Materialstromes wird etwa auf einem Sortierband oder während einer Freifallstrecke durch Strahlungsquellen bestrahlt und die durch den Materialstrom hindurchgehende oder reflektierte Strahlung in ihrer Intensität von einer erfindungsgemäßen Detektionsvorrichtung aufgenommen und mit Referenzwerten verglichen. Eine mit der Detektionsvorrichtung in Datenverbindung stehende Auswerteeinrichtung nimmt in der Folge eine Zuordnung des Stückgutes zu einer jeweiligen Fraktion vor und veranlasst - im Sinne einer Steuereinheit - ein Erfassen der so identifizierten Objekte durch Aufnehmer oder ein Ablenken in vorbestimmte Container mittels Druckluft- oder Saugdüsen.In the following, a possible embodiment of the invention will be described in more detail with reference to the specific application. For the purpose of Color sorting and foreign matter detection can usually be used without contact measurement methods by means of infrared and / or RGB sensors, which on the basis of the registered transmission or absorption of light directed on the material flow a departure of certain materials / objects, such as by distraction in designated fractions by downstream Blow-out or suction nozzles, initiate. The piece goods to be sorted out of the mixed material flow are irradiated on a sorting belt or during a free-fall path by radiation sources and the intensity of the radiation passing through or reflected by the material flow is recorded in its intensity by a detection device according to the invention and compared with reference values. An evaluation device which is in data connection with the detection device subsequently assigns the piece goods to a respective fraction and, in the sense of a control unit, initiates detection of the objects thus identified by sensors or deflection into predetermined containers by means of compressed air or suction nozzles.
Die Verwendung von sichtbarem Licht oder IR-Licht ermöglicht es auch, das mittels Detektoren, darin enthalten meist eine CCD-Kamera, aufgenommene Bild eines Objekts mittels Bildverarbeitung zu bearbeiten und so etwa auch die Form eines Objekts zu erkennen. Die Detektoren weisen unterschiedliche Empfindlichkeiten für unterschiedliche Wellenlängen(-bereiche) auf. Bei einer RGB-Kamera wird z.B. ein RGB-Signal verarbeitet, also die Farben Rot, Grün und Blau jeweils in einem eigenen Kanal übertragen beziehungsweise gespeichert.The use of visible light or IR light also makes it possible to process the image of an object recorded by means of detectors, which usually contain a CCD camera, by means of image processing and thus also to detect the shape of an object. The detectors have different sensitivities for different wavelengths (ranges). In an RGB camera, e.g. an RGB signal processed, so the colors red, green and blue each transmitted in a separate channel or stored.
Die erste Lichtquelle, die zur Bestrahlung der Objekte verwendet wird, kann Licht im Infrarotbereich (780 nm -1 mm Wellenlänge), insbesondere im NIR-Bereich (900 - 2300 nm) aussenden. Die zweite Lichtquelle kann Licht im sichtbaren Bereich (380-750 nm Wellenlänge) aussenden. Grundsätzlich wäre als erste oder zweite Lichtquelle auch eine UV-Lichtquelle zur Aktivierung von Fluoreszenzlicht denkbar, wobei das Fluoreszenzlicht dann wieder im sichtbaren Bereich liegen kann.The first light source that is used to irradiate the objects can emit light in the infrared range (780 nm -1 mm wavelength), in particular in the NIR range (900 - 2300 nm). The second light source can emit light in the visible range (380-750 nm wavelength). In principle, a UV light source for activating fluorescent light would also be conceivable as the first or second light source, in which case the fluorescent light may again be in the visible range.
Im Fall einer Lichtquelle mit nur einer Sorte von Beleuchtungseinheiten, z.B. einer oder mehreren Superkontinuum-Laserlichtquellen, würde die einzelne Beleuchtungseinheit sowohl in einem ersten Sende-Wellenlängenbereich Licht im Infrarotbereich (780 nm -1 mm Wellenlänge), insbesondere im NIR-Bereich (900 - 2300 nm), als auch in einem zweiten Sende-Wellenlängenbereich Licht im sichtbaren Bereich (380-750 nm Wellenlänge) aussenden.In the case of a light source having only one kind of lighting units, e.g. one or more supercontinuum laser light sources, the individual illumination unit would have light in the infrared range (780 nm -1 mm wavelength) in a first transmission wavelength range, in particular in the NIR range (900-2300 nm), as well as in a second transmit wavelength range Emit light in the visible range (380-750 nm wavelength).
Figurenlistelist of figures
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigt
-
1 ein Sortiergerät mit Detektionsvorrichtung nach dem Stand der Technik, -
2 ein Sortiergerät mit einer erfindungsgemäßen Detektionsvorrichtung mit erster und zweiter Lichtquelle.
-
1 a sorter with detection device according to the prior art, -
2 a sorter with a detection device according to the invention with first and second light source.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNGWAYS FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Die Objekte werden (in
Die Vorrichtung umfasst einen ersten Detektor
Der erste Detektor
In
Die Auswerteeinrichtung
Da meist eine hohe Intensität von sichtbarem Licht
Dem soll nun durch eine Änderung der Vorrichtung wie in
Die erste Lichtquelle
Sonst funktioniert die Vorrichtung nach
Grundsätzlich können erste und/oder zweite Lichtquelle
Erste und zweite Lichtquelle
Die Ausführungsvariante mit einer Superkontinuum-Laserlichtquelle ist ähnlich zur Darstellung in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- erster Detektorfirst detector
- 22
- zweiter Detektorsecond detector
- 33
- Lichtumlenkelementlight deflection
- 44
- erste Lichtquellefirst light source
- 55
- zweite Lichtquellesecond light source
- 66
- Lichtquellelight source
- 77
- Infrarot-LichtInfrared light
- 88th
- sichtbares Lichtvisible light
- 99
- Objektobject
- 1010
- schiefe Ebeneinclined plane
- 1111
- Auswerteeinrichtungevaluation
- 1212
- Austrageinrichtungdischarge
- 1313
- Trennwandpartition wall
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R082 | Change of representative |
Representative=s name: GRUENECKER PATENT- UND RECHTSANWAELTE PARTG MB, DE |
|
| R207 | Utility model specification | ||
| R082 | Change of representative |
Representative=s name: GRUENECKER PATENT- UND RECHTSANWAELTE PARTG MB, DE |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |