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DE2720865A1 - Anordnung zur untersuchung von objekten - Google Patents

Anordnung zur untersuchung von objekten

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DE2720865A1
DE2720865A1 DE19772720865 DE2720865A DE2720865A1 DE 2720865 A1 DE2720865 A1 DE 2720865A1 DE 19772720865 DE19772720865 DE 19772720865 DE 2720865 A DE2720865 A DE 2720865A DE 2720865 A1 DE2720865 A1 DE 2720865A1
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DE
Germany
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bit pattern
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Withdrawn
Application number
DE19772720865
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Thomas Ing Grad Buerrig
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Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Original Assignee
Philips Patentverwaltung GmbH
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Publication date
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Description

PHILIPS PATENTVERWALTUNG GMBH, 2000 HAMBURG 1, STEINDAMM
"Anordnung zur Untersuchung von Objekten"
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Untersuchung von Objekten auf Bereiche, deren Emission, Absorption oder Reflexion von der Umgebung abweicht, mit einer Abtastanordnung, die das Objekt zeilenweise abtastet und ein von seiner Emission, Absorption oder Reflexion abhängiges Abtastsignal erzeugt, mit Mitteln zum Erzeugen eines Kennsignals beim Abtasten eines Bereiches, dessen Absorption wesentlich von der Umgebung abweicht.
Eine solche Anordnung ist im wesentlichen aus der DT-AS 15 74 bekannt. Dabei werden die zu untersuchenden Objekte, beispielsweise Seifenstücke, an einem Rontgenstrahler vorbeigeführt
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und das dabei erzeugte Strahlenrelief wird mittels eines Bildverstärkers in ein sichtbares Bild umgewandelt und mittels einer Fernsehkamera zeilenweise abgetastet. Dabei wird in Abhängigkeit von der Amplitude des Videosignals der Fernsehkamera ein Tor geöffnet, das ein Differonzierglied, dem das Videosignal zugeführt wird, und einen Amplituden- Diskriminator miteinander verbindet. Wenn das Videosignal in einem bestimmten Amplitudenbereich liegt, wird das Tor geöffnet und wenn das differenzierte Videosignal einen vorgebbaren Schwellwert überschreitet, erzeugt der Amplituden-Diskriminator ein Signal, das einen Aussortiervorgang auslöst.
Das Ausgangssignal ist dabei unabhängig /on der Größe des abgetasteten Fremdkörpers, d.h. ein kleiner mit der Fernsehkamera gerade noch aufzulösender Fremdkörper in dem untersuchten Objekt, führt ebenso zu einem Aussortiervorgang wie ein wesentlich größerer Fremdkörper. Dieses Ansprechen schon auf kleinste Fremdkörper ist bei vielen Untersuchungen aber unerwünscht. Es kann zw*.r grundsätzlich dadurch vermieden werden, daß der Querschnitt df»s Abcast-Elektronenstrahls vergrößert wird, so daß das Auflösungsvermögen verringert wird, jedoch ist es dann kaum möglich, lange dünne Fremdkörper zu erfassen, insbesondere, wenn sie senkrecht oder schräg zur Zeilenrichtung liegen. - Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung besteht darin, daß kurzzeitige ütörsignale mit großer Flankensteilheit einen Aussortiervorgang auslösen können.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen, bei der auch die senkrecht zur Zeilenrichtung liegenden Partien eines Fremdkörpers berücksichtigt werden und die wesentlich unempfindlicher gegen Störsignale ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Kodiereinrichtung, die jeder Zeile η (η > 1, vorzugsweise ganzzahlig) Binärsignale zuordnet, deren Logikpegel
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beim Auftreten des Kennsignals einen ersten Wert und beim Fehlen des Kennsignals einen zweiten Wert annimmt, einen Speicher, in dem das so erzeugte Bitmuster einlesbar ist,
eine Verknüpfungsanordiiung, die für den dem Kennsignal zugeordneten Logikpegei als Oder-Verknüpfung wirksam ist und die Bitrauster wenigstens zweier Zeilen, die gegeneinander um wenigstens eine Einärstelle versetzt sind, miteinander verknüpft und
eine Auswerteeinrichtung, die das durch die Verknüpfung entstandene Bitmuster verarbeitet und beim Auftreten mehrerer aufeinanderfolgender, dem Kennsignal zugeordneter Logikpegel eine Signalisier·- oder Aussortiervorrichtung aktiviert.
Zur Erläuterung der Wirkungcweise der Erfindung ist in Fig. 1a ein Teil des Objektes dargestellt, der zeilenweise abgetastet wird, in Fig. 1b der zugehörige zeitliche Verlauf des Kennsignals und Fig. 1c das daraus erzeugte, zeilenweise um Jeweils eine Binärstelle versetzte Bitmuster.
In Fig. 1a ist mit 1 das zu untersuchende Ob jekt oder ein Teil davon bezeiclinet und mit 2 bzw. 3 ein länglicher bzw. quadratischer in dem Objekt enthaltener Fremdkörper, der eine unterschiedliche Absorption, Emission oder Reflexion für die jeweils benutzte Strahlung aufweist. Das Objekt 1 wird von der Abtastanordnung in horizontaler Richtung (von unten nach oben) längs der Zeilen i ... i+4 abgetastet. Der zeitliche Verlauf des dabei entstehenden Kennsignals ist in Fig. 1b für die einzelnen Zeilen dargestellt. Mittels der Kodiereinrichtung wird aus diesen Kennsignalen ein Bitmuster erzeugt, das gespeichert wird und zeilenweise um eine Binärstelle gegeneinander versetzt wird (Fig. 1c). Durch eine Oder-Verknüpfung ergibt sich dann das Binärsignal unter dem Strich. Dieses Bitmuster enthält für den Fremdkörper 2 und den Fremdkörper 3 je dreimal den einem Kennsignal bzw. einem Fremdkörper zugeordneten Logikpegel "1". Man erkennt, daß dabei auch die Aus-
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dehnung eines Fremdkörpers senkrecht zui* Zeilenrichtung erfaßt wird und daß das Bitrauster von der Größe der Fremdkörper abhängt. Es ist weiterhin ersichtlich, daß jeder größere Fremdkörper durch mehrere aufeinanderfolgende Logikpegel 1 enthaltene Binärstellen gekennzeichnet ist. Die Auswerteeinrichtung, die nur beim Auftreten mehrerer aufeinanderfolgender dem Kennsignal zugeordneter Logikpegel einen Signalisier- bzw. Aussortiervorgang auslöst, spricht olso nicht auf kurzzeitige Störungen an, die in diesen Bitmuster jeweils nur eine Binärstelle erzeugen.
Es ist grundsätzlich möglich, das dem abgetasteten Feld zugeordnete Bitmuster vollständig zu speichern, die jeweils einer Zeile zugeordneten Bitmuster· um je eine Binärstelle zu verschieben und die Oder-Verknüpfung durchzuführen. Wenn das Bitmuster pro Abtastzeile jedoch wesentlich mehr Binärstellen enthält als in Fig. 1c schematisch dargestellt und wenn wesentlich mehr Abtastzeilen für die Abtastung des zu untersuchenden Feldes benutzt werden, darvn ergibt sich ein sehr hoher Aufwand für die Speicherung und die Verknüpfung. Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist daher al^ Speicher ein Schieberegister vorgesehen, in das das Bitmur^ter einer Zeile parallel eingebbar ist, dessen Inhalt am Ende °iner Zeile um eine Speicherstelle verschiebbar ist und dessen Inhalt am Ende eines Halbbildes seriell an die Auswerteeinrichtu'.ig ausgebbar ist. Ein solches Schieberegister benötigt lediglich n+z-Reßisterzellen (für je ein Bit), wobei η die Zahl dar Binärsxellen pro Zeile und ζ die Zahl der Zeilen, die zur Abtastung des Feldes benötigt werden, darstellt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in Fig. 2 dargestellten Ausführungcbaispiels im einzelnen erläutert.
Ein Röntgenstrahier durch h unterstrahlt die Untersuchungsobjekte, beispielsweise zylindrische Gläser, in denen ein Nahrungsbrei enthalten ist und in denen. Fremdkörper, z.B. in Form von Glassplittern, enthalten sein können, die auf
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einem senkrecht zur Strahlrichtung des Röntgenstrahlers verlaufenden Band 6 transportiert werden. Das bei der Durchstrahlung der Gläaser entstehende Strahlungsrelief wird auf dem Eingangsleuchtschirm eines Bildverstärkers 7 abgebildet und am Ausgangsleuchtschirm entsteht ein verkleinertes sichtbares Bild, das über eine Optik 8 auf dem Target einer Fernsehkamera 9 abgebildet wird, deren Videosignal von einem Videoverstärker 10 verstärkt wird.
Beim Abtasten eines Bereiches, dessen Absorption wesentlich von der Umgebung abweicht (Fremdkörper), wird ein Kcnnsignal erzeugt. Wenn der Untersuchungskörper eine gleichmäßige Dicke hätte und demzufolge eine gleichmäßige Absorption, könnte ein solches Kennsignal mittels eines Schwellwertschaltcrs erzeugt werden, der anspricht, solange das Viedeosignal oberhalb oder unterhalb eines Schwellwertes liegt, der dem Normalwert der Absorption entspricht. Bei einem Untersuchungskörper, der keine gleichmäßige Dicke hat, ist dies nicht möglich. In diesem Fall muß als Indiz für das Vorhandensein eines Fremdkörpers die Größe des Differentialquotieten des Abtastsignals nach der Zeit herangezogen werden. Zu diesem Zweck ist ein Differenzierglied 11 vorgesehen, dessen Eingang mit dem Ausgang des Videoverstärkers 10 verbunden ist und dessen *»usgangssignal den Eingängen zweier Amplituden-Diskriminatoren und 13 zugeführt wird, von denen der eine (12) anspricht, wenn die Ausgangssignale mit positiver Polarität einen vorgegebenen (positiven) Schwellwert überschreiten und von denen der andere (13) wirksam wird, wenn das Ausgangssignal einen vorgebbaren (negativen) Schwellwert überschreite
t.
Beim Abtasten eines Fremdkörpers mit unterschiedlicher Absorp tion ergeben sich am Ausgang des Differenziergliedes stets zwei Signalspitzen mit entgegengesetzter Polarität, wobei die eine Signalspitze beim Abtasten der Vorderkante und die andere Signalspitze beim Abtasten der in Zeilenrichtung hinteren Kante entsteht. Die Ausgangsimpulse der Amplituden-Diskriminatoren 12 und 13 korrespondieren daher mit dem
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Beginn und dom Ende des Fremdkörpers innerhalb der jeweils abgetasteten Zeile. Sie werden dem Setz- bzw. dem Rücksetz-Eingang eines Flip-Flops 14 zugeführt, dessen Kippzustand daher davon abhängt, ob gerade ein Fremdkörper abgetastet wird oder nicht. Der Ausgang des Flip-Flops ist mit dem einen Eingang eines Und-Gliedes 15 verbunden.
Ein weiterer Eingang dieses Und-Gliedes 15 ist mit dem Ausgang einer monostabilen Kippschaltung 16 verbunden, deren Eingang Impulse mit Zeilenfrequenz zugeführt werden, und die ein Signal mit einer Impulsdauer liefert, die dem Zeitraum entspricht, der zum Abtasten einer Zeile im Fernsehbild erforderlich ist. Dadurch werden alle Störsignale unterdrückt, die beispielsweise während des Zeilenrücklaufes auftreten können.
Ein dritter Eingang des Und-Gatters 15 ist schließlich mit dem Ausgang eines Amplituden-Diskriminators 17 verbunden, der immer dann anspricht, wenn das Video-Signal innerhalb eines bestimmten Amplitudenbereiches liegt. Dieser Amplitudenbereich entspricht dem beim Abtasten eines Normalobjektes zu erwartenden Amplitudenbereich. Im vorliegenden Fall ist der Amplitudenbereich des Diksriminators 17 so gewählt, daß beim Abtasten des seitlichen Randes der Gläser 5» bei dem sich eine sehr starke Absorption durch das Glas ergibt, der Diskriminator nicht anspricht, sondern srsi: dann, venn der Nahrungsbrei innerhalb dos Glases abgetastet wird, wobei sich eine geringere Absorption ergibt. Durch den Amplituden-Diskriminator 17 wird also der Nahrungsbrei, der auf Fremdkörper zu untersuchen ist, "ausgeblendet". Bei komplizierteren Objekten können mehrere Amplituden-Diskr iroinatoren für verschiedene Amplitudenbereiche vorgesehen sein.
Das Ausgangssignal des Und-Gatters 15 nimmt daher beim Beginn des Abtastens anes Fremdkörpers einen ersten Logikpegel (z.B. "1") an, behält diesen bei, bis das Ende des Fremdkörpers (in Zeilenrichtung) abgetastet wird, um dann auf den
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anderen Logikpegel ("0") überzugehen. Dieses Ausgangssignal wird nachfolgend als Kennsignal bezeichnet. Das Kennsignal wird dem Eingang eines Multiplexers 18 zugeführt und liegt nacheinander an einem seiner η-Ausgänge an. Der Zeittakt für den Multiplexer 18 v/ird von einem Zähler 19 erzeugt, der die Impulse eines Impulserzeugers 20 zählt und der mit der Zeilenablenkfrequenz derart synchronisiert ist, daß während des Abtastens einer Zeile η Ausgangsimpulse erzeugt werden. Durch den Multiplexer 18 in Verbindung mit dem Zähler 19 und dem Impulserzeuger 20 wird also am Ausgang ein Bitmuster erzeugt, das die Absorptionsverhältnisse längs einer Zeile kennzeichnet. Die Zeile wird dabei in η Abschnitte unterteilt, denen jeweils ein Ausgang zugeordnet ist, und zwar in der gleichen Reihenfolge wie die Zeitabschnitte in dem Abtastsignal aufeinanderfolgen.
Der Multiplexer 18 und der Zähler 19 können entfallen, wenn anstelle des Multiplexers ein Schieberegister mit η Registerzellen benutzt wird, an dessen Eingang das Kennsignal anliegt und das durch den Impulserzeuger 20 getaktet v/ird. Am Ende einer Zeile enthält das Schieberegister das gleiche Bitmuster, das parallel an den Ausgängen der Registerzellen abgenommen werden kann.
Die η-Ausgänge des Multiplexers 18 sind über eine Oder-Verknüpfungsanordnung 21 mit einer entsprechenden Anzahl von Paralleleingängen eines Schieberegisters 22 verbunden, so daß das an den Multiplexerausgängen zeitlich nacheinander entstehende Bitmuster in die ersten η-Zellen des Schieberegisters eingeschrieben wird. Der Inhalt des Schieberegisters wird durch Impulse auf seinen Takteingang 23 jeweils um eine Zelle nach rechts verschoben. Der Takteingang 23 des Schieberegisters ist über einen Umschalter 24 wahlweise mit einem ersten Impulserzeuger 25 und einem zweiten Impulserzeuger 26 verbindbar. Der Impulserzeuger 25, mit dem der Takteingang 23 in der in Fig. 2 dargestellten Stellung des Umschalters 24 verbunden ist,
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ist mit der Zeilenablenkung so synchronisiert, daß jeweils während des Zeilexirücklaufes ein Schiebeimpuls erzeugt wird, der nach dem Abtasten einer Zeile die Inhalte der Registerzellen um jev/eils eine Zelle nach rechts verschiebt.
Die Oder-Verknüpfungsanordnung 21 kann für jeden der n-Ausgängo des Multiplexers ein Oder-Gatter mit zwei Eingängen enthalten, von denen der eine mit dem Multiplexerausgang und der andere mit dem Ausgang der Registerzelle verbunden ist, mit deren Einrjan^ der Ausgang des betreffenden Oder-Gatters verbanden ist. Dadurch wird erreicht, daß das um eine Stelle nach rechts verschobene Bitmuster der ersten Zeile mit dem Bitiauster der zweiten Zeilvi in der V/eise verknüpft wird, daß der Inhalt der Speicherzellen, deren Eingang mit den Ausgängen der Oder-Verknüpfungsanordrmng 21 verbunden ist, dann und nur dann geändert wird, wenn das Bitmuster der zweiten Zeile an der betreffenden Stelle eine "1", d.h. einen dem Kennsignal bzw. einem Fremdkörper zugeordneten Logikpegel aufweist und in der betreffenden Regicterzelle eine "O" gespeichert ist. Die Zahl der Zellen, die den Logikpegel "1" speichern, kann sich dabei also nur erhöhen.
Das du.' ch dio Oder-Verknüpfung in der geschilderten Weise erzeugte Bitmastor wird nach dem Ende der zweiten Zeile wieder um eine Binärstelle nach rechts verschoben und auf die beschriebene Weise mit dem Bitmuster für die dritte Zeile verknüpft usw. Dieser Vorgang kann solange wiederholt werden, bis die Bitmuster aller Zeilen eines (Halb-) Bildes mit dem Bittüuster der vorhergehenden Zeilen dieses Bildes verknüpft sind. In diesem Fall muß das Schieberegister ζ (ζ = Anzahl der Zeilen eines Halbbildes) Registerzellen mehr enthalten als zur Aufnahi..-· dos Binün.iuster:;· einer Zeile an sich erfordorlich, weil das Bitmustor der ersten Zeile am Ende um z-Registerzellen nach rechts verschoben worden ist.
Am Ende eines Halbbildes wird der Umschalter 24 umgeschaltet, so daß der Takteingang 23 rait den Ausgang des Impulserzeugers verbunden wird, der Impulse mit einer wesentlich höheren PHD 77-0/40 809847/004 8 -9-
Frequenz liefert, die das durch die Verknüpfung insgesamt entstandene Bitrr.uster in schnellem Takt am Ausgang 27 des Schieberegisters 22 erscheinen lassen. Dieses dann in zeitlicher Reihenfolge erscheinende Bitmuster wird von der nachgeschalteten Auswerteeinheit in der Weise verarbeitet, daß eine Signalisier\'orrichtung betätigt oder ein Aussortiervorgang ausgelöst wird, wenn in diesem Bitmuster nacheinander eine bestimmte vorgebbare Anzahl von "1" enthalten ist. Dazu könnte die Auswerteeinrichtung beispielsweise ein Schieberegister mit einer dieser vorgebbaren Anzahl entsprechenden Zahl von Registerzellen enthalten, in das das Bitmuster am Ausgang 27 seriell eingelesen wird. Die Ausgänge dieses Schieberegisters müßten dann parallel über ein Und-Glied miteinander verknüpft sein, so daß immer nur dann ein Auslösesignal erzeugt würde, wenn alle Registerzellen gleichzeitig eine "1", d.h. einen den Kennsignal bzw. einem Fremdkörper zugeordneten Logikpegel enthalten. Es wäre dann jedoch schwierig, die Zahl der für einen Auslösevorgang erforderlichen "1"-Signale zu verändern.
Es ist daher ein Zähler 28 vorgesehen, dessen Eingang ebenfalls mit dem Impulserzeuger 26 verbunden ist und dessen Rückstelleingang mit dem Ausgang 27 des Schieberegisters 22 verbunden ist. Jedesmal, wenn am Ausgang 27 eine "1" erscheint, beginnt ein Zählvorgang bzw. - wenn bereits unmittelbar davor eine "1" vorhanden war - wird ein Zählvorgang fortgesetzt, und es erfolgx eine Rückstellung, sobald am Ausgang 27 eine "O" erscheint. Der auf diese Weise im Zähler 28 erreichte Zählerstand wird in einem Komparator 29 verglichen mit dem an einem Einstellglied 30 vom Benutzer einstellbaren Zahienwcrt. Ist dieser Zahlenwert erreicht bzw. überschritten, erzeugt der Komparator 29 ein Signal, so daß eine Alarmeinrichtung 30 aktiviert bzw. auf nicht näher dargestellte Weise einen Aussortiervorgang einleitet.
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Claims (5)

  1. ξ^) Anordnung zur Untersuchung von Objekten auf Bereiche, eren Emission, Absorption oder Reflexion von der Umgebung abv/eicht, mit einer Abtastanordnung (9), die das Objekt (5) zeilenweise abtastet und ein von seiner Emission, Absorption oder Reflexion abhängiges Abtastsignal erzeugt, mit Mitteln (11...17) zum Erzeugen eines Kennsignals beim Abtasten eines Bereiches, dessen Absorption wesentlich von der Umgebung abweicht, gekennzeichnet durch
    eine Kodiereinrichtung (18...20), die jeder Zeile η (η >. 1, vorzugsweise ganzzahlig) Binärsignale zuordnet, deren Logikpegel baim Aufträten des Kennsignals einen ersten Wert und beim Fehlen des Kennsignals einen zweiten Wert annimmt,
    einen Speicher (22), in dem das so erzeugte Bitmuster einlesbar ist,
    eine Verknüpfungsanordnung (21), die für den dem Kennsignal zugeordneten Logikpegel als Oder-Verknüpfung wirksam ist und die Bitmus her wenigstens zweier Zeilen, die gegeneinander um wenigstens eine Binärstelle versetzt sind, miteinander verknüpft und
    eine Auswerteeinrichtung (28, 29), die das durch die Verknüpfung entstandene Bitmuster verarbeitet und beim Auftreten mehrerer aufeinanderfolgender, dem Kennsignal zugeordneter Logikpegel e:.ne Signalisier- oder Aussortiervorrichtung (30) aktiviert.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Speicher ein Schieberegister (22) vorgesehen ist, in das das Bitmuster einer Zeile parallel eingebbar ist, dessen Inhalt am Ende einer Zeile um eine Speicherstelle verschiebbar ist und dessen Inhalt am Ende eines Halbbildes seriell an die Auswerteeinrichtung (28, 29) ausgebbar ist.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
    die Kodiereinrichtung einen Multiplexer (18)mit einer der
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    Anzahl dei' Binärstsllen pro Zeile entsprechenden Anzahl von Ausgängen enthalt, dessen Eingangspegel sich synchron mit dem Kennsignal ändert und der von einem Zähler (19) gesteuert wird, der die von einem Impulserzeuger (20) gelieferten Impulse zählt, deren Pcriodendauer 1/n der Dauer einer Abtastzeile beträgt.
  4. 4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung einen Zähler (28) enthält, dessen Rückstelleingang mit dem seriellen Ausgang (27) dos Speichers (22) verbunden ist und dessen Eingang eine Impulsfolge ait einer der seriellen Ausgabefrequenz entsprechenden Pulsfrequenz zugeführt wird und dessen Ausgang mit einer Vergleichsschaltung (29) verbunden ist, die den Zählerstand mit einen vorgebbaren Werx vergleicht und die Signalisier- oder Aussortiervorrichtung (30) steuert.
  5. 5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen des Kennsignals ein Differenzierglied (11) vorgesehen ist, dessen Eingang das Abtastsignal zugeführt wird und dessen Ausgang eine Schwellv/ertanordnung (12, 13) nachgeschaltet ist, die beim Überschreiten eines positiven oder negativen Schwellv/ertes Impulse liefert, die eine bistabile Kippschaltung (14) steuert.
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DE19772720865 1977-05-10 1977-05-10 Anordnung zur untersuchung von objekten Withdrawn DE2720865A1 (de)

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FR (1) FR2390744A1 (de)
GB (1) GB1602348A (de)
NL (1) NL7804826A (de)

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