DE102015122399A1

DE102015122399A1 - Method for the detection of defects in cut foods and device for this purpose

Info

Publication number: DE102015122399A1
Application number: DE102015122399.6A
Authority: DE
Inventors: Bernd Köster
Original assignee: Weber Maschinenbau GmbH Breidenbach
Current assignee: Weber Food Technology De GmbH
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2015-12-21
Publication date: 2017-06-22
Also published as: WO2017108938A1

Abstract

Ein Verfahren zur Erkennung von Fehlerstellen (11) in schnittfähigen Lebensmitteln (3) während der Prozessstufe des Aufschneidens wird beschrieben. Das Verfahren hat die Schritte: – berührungsloses Erfassen der Flächencharakteristik einer Scheibe (6) des Lebensmittels (3) mit mindestens einem Sensor (8) im Vereinzelungsprozess; – Analysieren des Sensorsignals für eine Vielzahl von Stellen der erfassten Charakteristik der Scheibenfläche; und – Erkennen von Fehlerstellen (11) an Stellen, die mit einem für eine Fehlerstelle (11) charakteristischen Sensorsignal korrelieren.A method for detecting fault locations (11) in cutable foods (3) during the process stage of slicing is described. The method has the following steps: contactless detection of the area characteristic of a pane (6) of the food (3) with at least one sensor (8) in the singulation process; - analyzing the sensor signal for a plurality of locations of the detected characteristic of the disk surface; and - detecting fault locations (11) at locations that correlate with a sensor signal characteristic of a fault location (11).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von Fehlerstellen in schnittfähigen Lebensmitteln während der Prozessstufe des Aufschneidens. The invention relates to a method for detecting defects in cut-food during the process stage of slicing.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Erkennung von Fehlerstellen während der Prozessstufe des Aufschneidens an einer Schneidemaschine, die zum Abtrennen von Scheiben von schnittfähigen Lebensmitteln ausgebildet ist. The invention further relates to a device for detecting defects during the process step of cutting on a cutting machine, which is designed for separating slices of cut-food.

Lebensmittel, wie insbesondere Wurst- und Käseprodukte, werden unter anderem auch maschinell hergestellt und in relativ großen Produktriegeln gehandhabt, bevor sie in Hochleistungs-Aufschneidemaschinen in Portionen aufgeschnitten und anschließend verpackt werden. Für den Verbraucher wird dabei im Sinne einer hohen Produktqualität neben der Hygiene auch eine größtmögliche Sicherheit angestrebt. Insbesondere dürfen keine Fremdkörper, wie Glas-, Holz-, Knochen-, Metall- oder Kunststoffpartikel in das Endprodukt oder in eine verpackte Portion gelangen. Je nach Herstellungsprozess könnte dies jedoch theoretisch möglich sein, wenn im Lebensmittel-Herstellungsablauf Fehler eintreten. So ist denkbar, dass ein Rest einer Kunststoffhülle oder eine Klammer an einer Wurst verbleiben und mit aufgeschnitten werden. So könnte ein Schneidmesser die zugeordnete Schneidkante berühren und kleine Metall- oder Kunststoff-Späne abtrennen. Denkbar ist auch, dass Knochenstücke in einen Kutter und dann in ein Lebensmittelgemenge gelangen. Foods, such as sausage and cheese products in particular, are also machined and handled in relatively large product bars prior to being cut into portions in high-performance slicing machines and then packaged. For the consumer, in addition to the hygiene, a maximum of safety is sought in the sense of a high product quality. In particular, no foreign bodies, such as glass, wood, bone, metal or plastic particles may get into the final product or into a packed portion. Depending on the manufacturing process, however, this could theoretically be possible if errors occur in the food production process. Thus, it is conceivable that a remainder of a plastic casing or a clamp remain on a sausage and be cut with. For example, a cutting blade could touch the associated cutting edge and sever small metal or plastic chips. It is also conceivable that bone pieces get into a cutter and then into a food mixture.

DE 199 15 861 A1 offenbart ein Verfahren zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten mit ungleichmäßiger Innenstruktur, bei dem die Schnittflächen der jeweils vom Produkt abzutrennenden Scheiben mittels einer optoelektronischen Einheit erfasst werden. Es erfolgt eine Auswertung der Schnittflächen hinsichtlich der Produkt-Innenstruktur, um Produktscheiben mit innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen gleicher Innenstruktur zu Portionen einer bestimmten Klasse zusammenzufassen. DE 199 15 861 A1 discloses a method for slicing food products having a nonuniform internal structure, in which the cut surfaces of the respective slices to be separated from the product are detected by means of an optoelectronic unit. The cut surfaces are evaluated with regard to the product internal structure in order to combine product slices with portions of a specific class within the same internal structure within specified tolerance limits.

Aus DE 199 06 021 C2 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtrennen scheibenförmiger Körper von einem Ursprungskörper bekannt, bei dem die Stirnfläche des Ursprungskörpers optisch erkannt und die für ein vorgegebenes Scheibengewicht erforderliche Scheibendicke aus der spezifischen Masse des Ursprungskörpers und der Stirnfläche ermittelt wird. Das Abtrennen des scheibenförmigen Körpers wird mit dem so ermittelten Wert gesteuert. Das dort beschriebene Prinzip der optischen Waage ist im Bereich der Lebensmittelverarbeitung, insbesondere bei Hochleistungsslicern, implementiert. Dabei wird eine Kamera vor dem Schneidschacht angebracht und die von vorne sichtbare Querschnittsfläche eines Produkts im Produktschacht erfasst. Der Produktquerschnitt erscheint dabei hell und die Umgebung bzw. Hohlräume im Produkt dunkel. Für die Erfassungsqualität ist dabei ein guter Kontrast wesentlich. Die Auswertung der Bilder generiert ein Signal an die Slicer-Steuerung. Hierbei werden z.B. die Einteilung der Scheibenanzahl und die Scheibendicke entsprechend der erkannten Löcher in einem Käselaib entsprechend vorgenommen bzw. nachgeregelt, um das gewünschte Gewicht einer Portion möglichst genau zu erreichen. Out DE 199 06 021 C2 For example, a method and an apparatus for separating disk-shaped bodies from a source body is known, in which the end face of the origin body is visually recognized and the slice thickness required for a given slice weight is determined from the specific mass of the origin body and the face. The separation of the disk-shaped body is controlled with the value thus determined. The principle of the optical balance described therein is implemented in the field of food processing, in particular in high-performance slicers. A camera is mounted in front of the cutting shaft and the cross-sectional area of a product visible from the front is recorded in the product shaft. The product cross-section appears bright and the environment or cavities in the product are dark. A good contrast is essential for the acquisition quality. The evaluation of the images generates a signal to the slicer control. Here, for example, the division of the number of slices and the thickness of the disc corresponding to the detected holes in a cheese loaf are made or readjusted accordingly to achieve the desired weight of a portion as accurately as possible.

DE 197 33 216 C1 beschreibt ein Verfahren zur Bewertung von Schlachttierhälften durch optische Bildverarbeitung. Dabei wird ein optisches Farbbild von Teilen einer Schlachttierhälfte in einem frühen Prozessschritt vor der Endportionierung aufgenommen, um Linienkonturen zu erkennen und damit Speck/MGM- sowie MGM/Fettgrenzen und Knochenmarkkanäle zu erkennen. Eine Erfassung von Fremdkörpern ist damit nicht möglich. DE 197 33 216 C1 describes a method for the evaluation of slaughtered animal halves by optical image processing. In this case, an optical color image of parts of an abattled animal half is taken in an early process step before Endportionierung to recognize line contours and thus to recognize bacon / MGM and MGM / fat boundaries and bone marrow channels. A detection of foreign bodies is therefore not possible.

US 4,136,504 zeigt ein Verfahren zur Ansteuerung eines Lebensmittelportionierers (Slicer), bei dem mit mindestens zwei verschiedenen Wellenlängen optische Defekte erkannt werden. Aus der Differenz des reflektierten Signals lässt sich ein Rückschluss auf den Fettgehalt, das Vorhandensein von Lymphdrüsen und Milchdrüsen erzielen. Dabei kann aber wiederum nur die organische Konsistenz des Lebensmittels erfasst werden. US 4,136,504 shows a method for driving a food scoop (slicer), in which at least two different wavelengths optical defects are detected. From the difference of the reflected signal, a conclusion can be drawn on the fat content, the presence of lymph glands and mammary glands. Again, only the organic consistency of the food can be recorded.

Ebenso offenbart US 6,997,089 B2 ein Verfahren zur Klassifizierung von Scheiben eines Lebensmittels mit Hilfe eines optischen Bildes der Scheibe. Der Fettgehalt der Scheibe kann auf diese Weise durch Pixelanalyse erfasst werden. Hierzu wird ein Kamerasystem im Bereich der Sortier- und Pufferstrecke für fertige Portionen nach dem Prozessschritt des Aufschneidens eingesetzt, um die Oberfläche einer Portion auszuwerten. Hierbei wird immer die oberste Scheibe einer Portion ausgewertet und jeweils eine Summe von Pixeln mit vorgebaren Grenzwerten verglichen. Also disclosed US 6,997,089 B2 a method of classifying slices of a food by means of an optical image of the slice. The fat content of the disc can be detected in this way by pixel analysis. For this purpose, a camera system in the area of the sorting and buffer line for finished portions after the process step of slicing is used to evaluate the surface of a portion. Here, the uppermost slice of a portion is always evaluated and in each case a sum of pixels compared with vorgebaren limit values.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Erkennung von Fehlerstellen in schnittfähigen Lebensmitteln während der Prozessstufe des Aufschneidens sowie eine Vorrichtung hierzu zu schaffen, um für jede abgetrennte Scheibe nicht nur die organische Konsistenz und das Gewicht, sondern die Existenz von Fehlerstellen zu erkennen. Proceeding from this, it is an object of the present invention to provide a method for detecting defects in cut food during the process stage of slicing and a device for this purpose, for each separated slice not only the organic consistency and weight, but the existence of flaws detect.

Die Aufgabe wird mit dem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit der Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben. The object is achieved by the method having the features of claim 1 and by the device having the features of claim 14. Advantageous embodiments are described in the subclaims.

Das Erkennungsverfahren hat die Schritte:

– berührungsloses Erfassen der Flächencharakteristik einer Scheibe des
Lebensmittels mit mindestens einem Sensor im Vereinzelungsprozess;
– Analysieren des Sensorsignals für eine Vielzahl von Stellen der erfassten Charakteristik der Scheibenfläche; und
– Erkennen von Fehlerstellen an Stellen, die mit einem für eine Fehlerstelle charakteristischen Sensorsignal korrelieren.

The detection method has the steps:

Non - contact detection of the area characteristic of a disc of the
Food with at least one sensor in the singulation process;
- analyzing the sensor signal for a plurality of locations of the detected characteristic of the disk surface; and
- Detecting fault locations at locations that correlate with a sensor signal characteristic of a fault location.

In der Prozessstufe des Aufschneidens wird somit im Vereinzelungsprozess unmittelbar vor dem Abtrennen einer Scheibe des Lebensmittels, während des Aufschneidevorgangs, unmittelbar nach dem Abtrennen während der Fallund/oder Ablagebewegung der Scheibe oder nach dem Ablegen der aufgeschnittenen Scheibe die Flächencharakteristik der Scheibe berührungslos erfasst. Dies kann bspw. durch Beaufschlagung der für den Sensor sichtbaren Scheibenfläche mit elektromagnetischen Wellen und Erfassung der reflektierenden elektromagnetischen Wellen durch den Sensor erfolgen. Das ortsabhängig für eine Vielzahl von Stellen der erfassten Scheiben des Lebensmittels aufgenommene Sensorsignal wird dann analysiert, um anhand der Sensorsignale charakteristische Stellen auf der Scheibenfläche zu erfassen. Dann werden Fehlerstellen an Stellen erkannt, die mit einem für eine Fehlerstelle charakteristischen Sensorsignal korrelieren. Ein solches charakteristisches Sensorsignal kann entweder das Sensorsignal direkt oder eine hieraus abgeleitete Information sein. So können die Sensorsignale für verschiedene Wellenlängen miteinander verknüpft oder die Signale mehrerer Sensoren unterschiedlicher Art miteinander verknüpft werden, um als resultierendes Sensorsignal im Hinblick auf charakteristische Eigenschaften ausgewertet zu werden. In the process stage of slicing, the area characteristic of the pane is thus detected contactlessly in the dicing process immediately before the separation of a slice of the food during the slicing process, immediately after separation during the dropping and / or depositing movement of the slice or after depositing the sliced slice. This can be done, for example, by applying the visible to the sensor disc surface with electromagnetic waves and detection of the reflective electromagnetic waves through the sensor. The sensor signal recorded in a location-dependent manner for a multiplicity of locations of the detected slices of the food is then analyzed in order to detect characteristic points on the pane surface on the basis of the sensor signals. Then, flaws are detected at locations that correlate with a sensor signal characteristic of a flaw. Such a characteristic sensor signal can be either the sensor signal directly or information derived therefrom. Thus, the sensor signals for different wavelengths can be linked to one another or the signals of a plurality of sensors of different types can be linked together in order to be evaluated as a resulting sensor signal with regard to characteristic properties.

Das Verfahren ist dabei zur Erkennung von Fehlerstellen eingerichtet, sodass nicht einfach die organische Struktur der Scheibe z.B. hinsichtlich der Erkennung des Fettanteils, von Löchern oder Knorpeln erfolgt, sondern Fehlerstellen, wie insbesondere Fremdkörper, erkannt werden. Ein Fehler liegt dann vor, wenn über die organische Konsistenz des Lebensmittels hinaus zusätzliche, nicht strukturell mit dem Lebensmittelmaterial verbundene Bestandteile in dem Produkt vorhanden sind. Dies gilt insbesondere für anorganische Bestandteile oder fehlplatzierte organische Bestandteile. The method is set up to detect flaws so that it is not easy to change the organic structure of the pane, e.g. with regard to the recognition of the fat content, of holes or cartilage takes place, but failure points, in particular foreign bodies, are recognized. An error exists when, in addition to the organic consistency of the food, additional ingredients not structurally associated with the food material are present in the product. This applies in particular to inorganic constituents or misplaced organic constituents.

Das Verfahren nutzt aus, dass solche Fehlerstellen zu charakteristischen Sensorsignalen führen, die bei der berührungslosen Erfassung der Flächencharakteristik einer Scheibe sich von den Sensorsignalen unterscheiden, die von der organischen Struktur der Scheibe herrühren. The method makes use of the fact that such defects lead to characteristic sensor signals which, in the non-contact detection of the area characteristic of a pane, differ from the sensor signals resulting from the organic structure of the pane.

Durch die Erfassung der Flächencharakteristik der Scheibe während der Prozessstufe des Aufschneidens im Vereinzelungsprozess lässt sich dann für jede einzelne Scheibe und nicht nur für eine gesamte Portion eine Untersuchung von Fehlerstellen durchführen. Dabei ist sogar eine Erfassung der Vorder- und Rückseite einer Scheibe möglich, wenn dies unmittelbar vor dem Abtrennen oder während der Fallbewegung sowie nach dem Abtrennen während der Ablagebewegung oder nach dem Ablegen der abgetrennten Scheibe erfolgt.By detecting the surface characteristics of the disc during the process step of slicing in the dicing process, it is then possible to carry out an investigation of defects for each individual slice and not just for one entire portion. In this case, even a detection of the front and back of a disc is possible if this takes place immediately before the separation or during the falling movement and after the separation during the depositing movement or after depositing the separated disc.

Vorteilhaft ist es, wenn ein ortsabhängiges Analysieren der Wellenlängen oder Frequenzen des Sensorsignals für die Vielzahl von Stellen der erfassten Scheibenflächencharakteristik erfolgt und Fehlerstellen in Abhängigkeit der Sensorsignalamplituden für charakteristische Wellenlängen oder Frequenzen erkannt werden. Dabei wird ausgenutzt, dass Fehlerstellen, wie insbesondere anorganische, unerwünschte Bestandteile wie Metall, Kunststoff oder Glas, zu einem sehr charakteristischen Reflexionsverhalten bei der Beaufschlagung mit elektromagnetischen Signalen in für das jeweilige Material charakteristischen Frequenzen führen. Die frequenz- bzw. wellenlängenabhängige Auswertung der Sensorsignalamplituden kann dabei im Zeitraum oder vorzugsweise im Frequenzraum gegebenenfalls nach einer vorherigen Transformation, z.B. durch eine Fourieranalyse, erfolgen. It is advantageous if a location-dependent analysis of the wavelengths or frequencies of the sensor signal for the plurality of locations of the detected disk surface characteristic takes place and fault locations are detected as a function of the sensor signal amplitudes for characteristic wavelengths or frequencies. It is exploited that flaws, in particular inorganic, unwanted components such as metal, plastic or glass, lead to a very characteristic reflection behavior when exposed to electromagnetic signals in frequencies characteristic of the particular material. The frequency- or wavelength-dependent evaluation of the sensor signal amplitudes may in the time period or preferably in the frequency space, optionally after a previous transformation, e.g. by a Fourier analysis.

Das berührungslose Erfassen der Scheibenflächencharakteristik kann an der unmittelbar vor dem Abtrennen einer Scheibe von einem Lebensmittelkörper sichtbaren freien Endfläche des Lebensmittelkörpers, an sichtbaren Flächen der abzutrennenden oder abgetrennten Scheibe während des Aufschneidevorgangs, an der abgetrennten Scheibe während der Fall- und/oder Auflagebewegung von dem Lebensmittelkörper weg auf einen Portionierbereich und/oder nach dem Ablegen von abgetrennten Scheiben auf den Portionierbereich während des Vereinzelungsprozesses in der Prozessstufe des Aufschneidens unmittelbar hinter dem Slicer erfolgen. Damit lässt sich im Durchlaufverfahren integriert in den Aufschneidebetrieb mit einer Lebensmittelaufschneidemaschine für jede Scheibe das Vorhandensein von unerwünschten Stoffen detektieren. Es ist dann möglich, über die Vorderseite der abzutrennenden oder abgetrennten Scheibe hinaus auch die Rückseite der Scheibe nach dem Abtrennen zu untersuchen. Dies ist aber nicht zwingend notwendig, da die Scheibendicke in der Regel so gering ist, dass eine Fehlerstelle sich bereits durch Untersuchung der Vorderseite sicher für die gesamte Scheibe detektieren lässt. The non-contact detection of the disc surface characteristic can be detected at the free end surface of the food body, visible surfaces of the slice to be separated or separated during the slicing operation, on the severed slice during the falling and / or resting movement of the food body on the visible immediately before the separation of a slice of a food body away to a portioning area and / or after depositing cut slices onto the portioning area during the dicing process in the process stage of slicing immediately after the slicer. This makes it possible to detect the presence of undesired substances in a continuous process integrated into the slicing mode with a food slicing machine for each slice. It is then possible to examine beyond the front of the separated or separated slice also the back of the disc after the separation. However, this is not absolutely necessary, since the pane thickness is usually so small that a fault location can be reliably detected by examining the front side for the entire pane.

Das berührungslose Erfassen der Flächencharakteristik einer Scheibe kann vorzugsweise durch Bestrahlen der zu erfassenden Scheibenfläche mit elektromagnetischen Wellen und durch ortsabhängiges Aufnehmen der von der Scheibe bei der Bestrahlung reflektierenden oder nach der Bestrahlung lumineszierenden Wellen und Erkennen von Fehlerstellen anhand der Wellenlängen-, Frequenz- und/oder Helligkeitseigenschaften der ortsabhängig aufgenommenen Wellen erfolgen. Der mindestens eine Sensor hat damit entweder einen integrierten Emitter zur Ausstrahlung von elektromagnetischen Wellen oder es ist mindestens ein zusätzlicher solcher Emitter vorhanden. Für die ortsabhängige Aufnahme der von der Scheibe reflektierten oder lumineszierten elektromagnetischen Wellen sind im Prinzip alle Sensoren geeignet, die für ortsspezifische Messungen eingesetzt werden können, und die ein Signal bereitstellen, welches eine Fehlerstelle von der organischen Konsistenz des Lebensmittels unterscheidbar macht. The non-contact detection of the surface characteristic of a disk can preferably by irradiation of the disk surface to be detected with electromagnetic waves and by location-dependent recording of the reflecting of the disc during the irradiation or luminescent after irradiation waves and detection of defects using the wavelength, frequency and / or brightness characteristics of the location-dependent recorded waves done. The at least one sensor thus either has an integrated emitter for emitting electromagnetic waves or at least one additional such emitter is present. For the location-dependent recording of the electromagnetic waves reflected or luminesced by the disk, in principle all sensors are suitable which can be used for site-specific measurements and which provide a signal which makes a fault location distinguishable from the organic consistency of the food.

Dabei hat das Verfahren vorzugsweise die Schritte des

– Bestrahlens der zu erfassenden Scheibenfläche nacheinander mit elektromagnetischen Wellen unterschiedlicher Teilfrequenzbereiche und
– Analysieren des spektralen Verlaufs der Rückstrahlintensitäten für die Vielzahl von Stellen der Scheibenfläche.

In this case, the method preferably has the steps of

- Irradiating the disk surface to be detected successively with electromagnetic waves of different partial frequency ranges and
- Analyzing the spectral profile of the return intensities for the plurality of locations of the disc surface.

Bei dieser Ausführungsform erfolgt somit eine Spektroskopie, die sich das frequenztypische Rückstrahlverhalten zu Nutze macht. Dabei wird nicht die Summenstrahlung innerhalb des verwendeten Frequenzbereichs ausgewertet, sondern die Frequenzbereiche werden in eine Vielzahl von Teilfrequenzbereichen aufgeteilt. Diese Teilfrequenzbereiche sollten vorzugsweise gleich groß sein. Optional kann die Scheibenfläche auch gleichzeitig mit elektromagnetischen Wellen unterschiedlicher Teilfrequenzbereiche bestrahlt werden, das heißt mit z.B. breitbandigen sichtbaren oder unsichtbaren Licht. Wesentlich ist bei der Spektroskopie, dass zumindest die Sensoren frequenz- bzw. wellenlängenabhängige Sensorsignale bereitstellen, sodass für die Teilfrequenzbereiche jeweils gesondert Signalamplituden für die reflektierten Wellen in dem jeweiligen Teilfrequenzbereich gemessen werden können. Der auf diese Weise bereitgestellte spektrale Verlauf der Rückstrahlintensitäten lässt mit der ortsabhängigen Auflösung dann einen Rückschluss auf Fehlerstellen an den Positionen der Scheibenfläche der erfassten Lebensmittelscheibe zu, an der z.B. die Signalamplitude in einem für bestimmte Fremdstoffe charakteristischen Wellenlängenbereich relativ groß ist. Dabei können die Signalamplituden mit vorgegebenen Grenzwerten verglichen werden. Denkbar ist aber auch, dass das Verhältnis der Signalamplituden in den charakteristischen Wellenlängen zu den für Fehlerstellen charakteristischen Wellenlängen zu Signalamplituden in mindestens einer anderen nicht für Fehlerstellen charakteristischen Wellenlänge bewertet wird. In this embodiment, there is thus a spectroscopy, which makes use of the frequency-typical retroreflective behavior. In this case, the cumulative radiation is not evaluated within the frequency range used, but the frequency ranges are divided into a plurality of partial frequency ranges. These sub-frequency ranges should preferably be the same size. Optionally, the disc surface can also be irradiated simultaneously with electromagnetic waves of different partial frequency ranges, that is to say with e.g. broadband visible or invisible light. It is essential in spectroscopy that at least the sensors provide frequency or wavelength-dependent sensor signals so that signal amplitudes for the reflected waves in the respective sub-frequency range can be measured separately for the sub-frequency ranges. The spectral profile of the retroreflective intensities provided in this way then allows the location-dependent resolution to be used as an indication of defect locations at the positions of the disc surface of the detected food disc, at which, for example, the position of the disc is determined. the signal amplitude is relatively large in a wavelength range characteristic of certain foreign substances. The signal amplitudes can be compared with preset limit values. It is also conceivable, however, for the ratio of the signal amplitudes in the characteristic wavelengths to the wavelengths characteristic of fault locations to be evaluated as signal amplitudes in at least one other wavelength which is not characteristic of fault locations.

Denkbar ist aber auch ein thermographisches Analysieren der von der Scheibenfläche ortsabhängig emittierten Wärmestrahlung. Diese Thermographie nutzt dabei z.B. einen Infrarotsensor aus, der an der Lebensmittelaufschneidemaschine, das heißt dem Slicer, positioniert wird. Hierbei wird die von der Lebensmittelscheibe emittierte summarische Strahlung ausgewertet. Dies erfolgt in einem für Wärmestrahlung charakteristischen Frequenzbereich, wie insbesondere im Infrarotlichtbereich. Bei diesem Thermographieverfahren wird ausgenutzt, dass das thermische Abstrahlverfahren durch lokale, stofftypische Eigenschaften beeinflusst wird. Dies führt zu Helligkeitsunterschieden, die als Kontrastwechsel detektierbar sind. Stoffe mit stark unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit verändern die Stärke der Abstrahlung entsprechend unterschiedlich, was eine Unterscheidung möglich macht. It is also conceivable, however, to thermographically analyze the thermal radiation emitted by the disk surface in a location-dependent manner. This thermography uses e.g. an infrared sensor which is positioned on the food slicing machine, ie the slicer. In this case, the total radiation emitted by the food disc is evaluated. This takes place in a frequency range characteristic of heat radiation, in particular in the infrared light range. This thermographic process makes use of the fact that the thermal radiation process is influenced by local, substance-typical properties. This leads to brightness differences, which are detectable as a contrast change. Substances with very different thermal conductivity vary the intensity of the radiation accordingly differently, which makes a distinction possible.

Dabei kann ein aktives Thermographieverfahren mit einem Bestrahlen der zu erfassenden Scheibenfläche mit Wärmestrahlung oder Kältestrahlung und Erfassen der von der Oberfläche der Scheibenfläche ortsabhängig reflektierte und/oder emittierte Wärme- oder Kältestrahlung eingesetzt werden. In this case, an active thermography method with irradiation of the disc surface to be detected with thermal radiation or cold radiation and detection of the surface of the disc surface depending on the location reflected and / or emitted heat or cold radiation can be used.

Besonders geeignet ist ein aktives Thermographieverfahren, bei dem die Scheibe mit einer Wärme- oder Kältequelle bestrahlt und danach, nach Beendigung der Bestrahlung die Stärke der Abstrahlung nach Abschalten der Wärme- oder Kältequelle gemessen wird. Dies ist mit der Messung der Lumineszenz bei optischen Verfahren vergleichbar. Fehlerstellen durch Stoffe unterschiedlicher Leitfähigkeit, die an oder dicht unter der Oberfläche der Scheibe positioniert sind, können dann aufgrund der charakteristischen Veränderung im Wärmebild unterschieden werden. Particularly suitable is an active thermography method in which the disc is irradiated with a heat or cold source and then, after completion of the irradiation, the intensity of the radiation after switching off the heat or cold source is measured. This is comparable to the measurement of luminescence in optical processes. Faults due to substances of different conductivity positioned at or just below the surface of the disk can then be distinguished by the characteristic change in the thermal image.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein berührungsloses Erfassen der Scheibenflächencharakteristik mit unterschiedlichen Sensorarten durchgeführt wird. Dabei sind besonders Kombinationen von Sensorarten für unterschiedliche Wellenlängenbereiche geeignet. Dann erfolgt ein kombiniertes Analysieren der mit den unterschiedlichen Sensorarten ortsabhängig erfassten Sensorsignale. Diese Kombination unterschiedlicher Sensorarten ermöglicht die sehr zuverlässige Erkennung von Fehlerstellen unterschiedlichster Art sowie durch die Kombination der Ergebnisse auch eine Reduktion von Auswertefehlern. Durch ein solches Abscannen in verschiedenen Frequenzbereichen und Überlagerung der Sensorsignale lassen sich besondere Strukturen über einen einfachen lokalen Vergleich hinaus erkennen. It is particularly advantageous if contactless detection of the disk surface characteristic is carried out with different types of sensors. In this case, combinations of sensor types for different wavelength ranges are particularly suitable. Then, a combined analysis of the sensor signals detected with the different types of sensors takes place in a location-dependent manner. This combination of different types of sensors allows the very reliable detection of different types of defects as well as the combination of the results also a reduction of Auswertefehlern. By such a scanning in different frequency ranges and superimposition of the sensor signals, special structures can be recognized beyond a simple local comparison.

Das berührungslose Erfassen der Flächencharakteristik einer Scheibe erfolgt vorzugsweise in verschiedenen Stadien des Vereinzelungsprozesses während der Prozessstufe des Aufschneidens, wobei dann die in den verschiedenen Stadien ortsabhängig erfassten Sensorsignale miteinander kombiniert und analysiert werden. So kann bspw. die Vorderseite der Scheibe vor dem Abtrennen und die Rückseite der Scheibe nach dem Abtrennen erfasst und die Sensorsignale der Vorder- und Rückseite ortsbezogen miteinander verglichen werden. Bei relativ dünnen Scheiben ist eine Fehlerstelle an der Vorderseite in der Regel auch auf der Rückseite erkennbar, sodass an der Position der Fehlerstelle sowohl von der Vorderseite, als auch von der Rückseite ein entsprechendes charakteristisches Signal vorhanden sein sollte. The non-contact detection of the surface characteristics of a disc is preferably carried out at different stages of the singulation process during the process stage of the slicing, wherein then the sensor signals detected in the different stages depending on the location are combined and analyzed. Thus, for example, the front of the disk can be detected before the separation and the back of the disk after the separation and the sensor signals of the front and back can be compared with each other location-related. For relatively thin slices, a defect on the front side is usually recognizable on the back, so that at the position of the fault location of both the front, as well as from the back of a corresponding characteristic signal should be present.

Denkbar ist ein berührungsloses Erfassen der Flächencharakteristik einer Scheibe mit mindestens einem frequenzspezifischen Sensor zur Erfassung elektromagnetischer Wellen in einem begrenzten Frequenzband sowie mit mindestens einem breitbandigen Sensor zur Erfassung elektromagnetischer Wellen in einem nicht frequenzspezifisch begrenzten Frequenzbereich. Es erfolgt dann ein kombiniertes Analysieren der mit dem mindestens einen frequenzspezifischen Sensor ortsabhängig erfassten frequenzselektiven Sensorsignale und der mit mindestens einem breitbandigen Sensor ortsabhängig erfassten, nicht frequenzspezifischen Sensorsignale. Dadurch, dass die frequenzspezifischen Sensorsignale und die breitbandigen, nicht frequenzspezifischen Sensorsignale aufeinander bezogen werden, lassen sich z.B. durch Differenzbildung oder Berechnung des Verhältnisses der Signalamplituden zueinander auf zuverlässige und einfache Weise Rückschlüsse auf Fehlerstellen ziehen. Insbesondere kann hierdurch erreicht werden, dass nicht das absolute Sensorsignal, sondern ein normiertes Sensorsignal berechnet wird. Ein solches normiertes Sensorsignal lässt sich dann mit Hilfe von z.B. vorgegebenen Grenzwerten im Hinblick auf die Existenz von Fehlerstellen auswerten. Conceivable is a non-contact detection of the surface characteristics of a disc with at least one frequency-specific sensor for detecting electromagnetic waves in a limited frequency band and at least one broadband sensor for detecting electromagnetic waves in a non-frequency-specific limited frequency range. There then takes place a combined analysis of the at least one frequency-specific sensor location-dependent detected frequency-selective sensor signals and with at least one broadband sensor location-dependent detected non-frequency-specific sensor signals. By relating the frequency-specific sensor signals and the broadband, non-frequency-specific sensor signals to one another, e.g. By subtraction or calculation of the ratio of the signal amplitudes to each other in a reliable and simple way draw conclusions about fault locations. In particular, this can achieve that not the absolute sensor signal, but a normalized sensor signal is calculated. Such a normalized sensor signal can then be detected by means of e.g. evaluate given limit values with regard to the existence of fault locations.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Scheibenfläche gepulst mit elektromagnetischen Wellen bestrahlt wird. Eine solche gepulste Strahlung hat den Vorteil, dass die zu untersuchende Scheibe nur kurzzeitig der elektromagnetischen Welle ausgesetzt wird und der Einfluss störender Reflexionen von der die Scheibe umgebenden Struktur, insbesondere von der Lebensmittelaufschneidemaschine selbst reduziert werden kann. Die Pulse sollten dabei mit der Schnittgeschwindigkeit des Slicers bzw. dessen Schneidmessers synchronisiert werden. Dies ist insbesondere bei einer sehr hohen Schnittgeschwindigkeit und einer im Bereich der Schnittfrequenz liegenden Pulsfrequenz vorteilhaft und wichtig. It is particularly advantageous if the disk surface is pulsed with electromagnetic waves. Such a pulsed radiation has the advantage that the disc to be examined is only exposed to the electromagnetic wave for a short time and the influence of interfering reflections on the structure surrounding the disc, in particular on the food slicing machine itself, can be reduced. The pulses should be synchronized with the cutting speed of the slicer or its cutting blade. This is advantageous and important, in particular with a very high cutting speed and a pulse frequency lying in the region of the cutting frequency.

Ein gepulstes Bestrahlen ermöglicht es auch, hohe Strahlungsintensitäten in kurzer Zeit in die zu untersuchende Scheibe einzubringen. Pulsed irradiation also makes it possible to introduce high radiation intensities in a short time into the disc to be examined.

Eine solche gepulste Bestrahlung ermöglicht auch die Durchführung von Differenzauswertungen, bei dem zeitlich dicht hintereinander erfolgende Messungen derselben Scheibe (Doppelmessungen/Mehrfachmessungen) durchgeführt werden. Zwei aufeinander folgende Messungen unterscheiden sich dann dadurch, dass nur in der einen Messung die Scheibe mit einer elektromagnetischen Welle beaufschlagt wird. Durch einen solchen Vergleich zwischen der Scheibe ohne Bestrahlung und mit Bestrahlung lassen sich insbesondere Einflüsse durch Störstrahlungen der Umgebung der Scheibe reduzieren. Zudem lassen sich unerwünschte Wechselwirkungen auf verschiedenartige Sensoren verhindern. Such a pulsed irradiation also makes it possible to carry out differential evaluations, in which measurements of the same slice taking place in rapid succession (double measurements / multiple measurements) are carried out. Two consecutive measurements then differ in that only in one measurement is the disk subjected to an electromagnetic wave. By such a comparison between the disc without irradiation and with irradiation, it is possible in particular to reduce influences due to interfering radiations of the surroundings of the disc. In addition, unwanted interactions with various types of sensors can be prevented.

Denkbar ist auch ein Bestrahlen der Scheibenfläche mit elektromagnetischen Wellen unterschiedlicher Wellenlängen zeitlich nacheinander. Auch hierdurch lassen sich zuverlässige normierte Ausgangs-Sensorsignale durch Korrelation von mehreren für die Ortsposition der Scheibenfläche aufgenommenen Sensorsignale für die verschiedenen Wellenlängen ermitteln. Störeinflüsse werden durch die Bestrahlung zeitlich nacheinander reduziert. It is also conceivable irradiation of the disk surface with electromagnetic waves of different wavelengths in succession. This also makes it possible to determine reliable normalized output sensor signals by correlating a plurality of sensor signals recorded for the spatial position of the disk surface for the different wavelengths. Interference is reduced in succession by the irradiation.

Eine ortsabhängige Analyse der Flächencharakteristik einer Scheibe kann entweder durch Aufnahme eines Kamerabildes mit sichtbarem und/oder unsichtbarem Licht oder anderen Wellenlängenbereichen, wie Röntgenlicht oder Wärmestrahlung erfolgen. Vorteilhaft ist jedoch ein ortsabhängiges Abtasten der Scheibenflächencharakteristik mit dem mindestens einen berührungslosen Sensor. Dabei erfolgt bspw. ein zeilenweises Bestrahlen und/oder Abtasten der Scheibenfläche derart, dass die Fläche der zu erfassenden Scheibe des Lebensmittels einzeln für jede Stelle der Scheibe nacheinander erfasst wird. Dies kann entweder dadurch erfolgen, dass die Sensorfläche zeitlich hintereinander ortsabhängig bestrahlt wird, wie bspw. durch Führen eines Abtaststrahls in Zeilen über die Oberfläche der zu erfassenden Lebensmittelscheibe. Denkbar ist aber auch, dass der Sensor während oder nach dem Bestrahlen der Sensorfläche punktuell auf ausgewählte Stellen ausgerichtet wird, um zeitlich nacheinander die von der Scheibe reflektierte, lumineszierte oder auf sonstige Weise abgestrahlte Signale, wie insbesondere eine elektromagnetische Welle, Wärmeabstrahlung oder ein magnetisches Feld ortsabhängig zu erfassen. Denkbar ist aber auch, dass das ortsabhängige Abtasten der Scheibenflächencharakteristik bei der Verarbeitung der Messwerte bzw. Signale in der Auswerteeinrichtung erfolgt. Diese verschiedenen Methoden der ortsabhängigen Abtastung können auch miteinander kombiniert werden. A location-dependent analysis of the surface characteristics of a pane can be done either by taking a camera image with visible and / or invisible light or other wavelength ranges, such as X-rays or heat radiation. However, a location-dependent scanning of the disk surface characteristic with the at least one non-contact sensor is advantageous. In this case, for example, there is a line-by-line irradiation and / or scanning of the pane surface in such a way that the area of the slice of the food to be detected is detected one after the other for each location of the pane. This can be done either by the fact that the sensor surface is irradiated time-dependent location-dependent, such as. By passing a scanning beam in lines over the surface of the food disc to be detected. It is also conceivable, however, for the sensor to be selectively aligned with selected points during or after the irradiation of the sensor surface in order to successively record the signals reflected, luminesced or otherwise emitted by the disk, in particular an electromagnetic wave, heat radiation or a magnetic field location-dependent. However, it is also conceivable that the location-dependent scanning of the slice surface characteristic takes place during the processing of the measured values or signals in the evaluation device. These different methods of location-dependent sampling can also be combined with each other.

Das Verfahren ist vorzugsweise so ausgebildet, dass Fremdkörper insbesondere von nicht stoffschlüssig mit dem Lebensmittel verbundenen, in dem Lebensmittelkörper eingelagerten Fremdkörpern und/oder von anorganischen Fremdkörpern als Fehlerstellen erkannt werden. Solche Fremdkörper als Fehlerstellen lassen sich im Vergleich zu der organischen Konsistenz eines Lebensmittels einschließlich des Einschlusses von z.B. Löchern, Fett und Knorpel, z.B. durch charakteristische Wellenlängen unterscheiden, die bei der Bestrahlung einer Scheibe reflektiert werden. The method is preferably designed such that foreign bodies, in particular, are not connected to the food in a materially bonded manner in the food body Foreign bodies and / or inorganic foreign bodies are recognized as defects. Such foreign bodies as defects can be distinguished from the organic consistency of a food including the inclusion of, for example, holes, fat and cartilage, for example, by characteristic wavelengths reflected upon irradiation of a slice.

Eine sehr zuverlässige und durch Nachlernen optimierbare Erkennung von Fehlerstellen lässt sich durch Vergleichen der erfassten Bilder, Bildausschnitte oder Strukturen der Scheibenfläche mit abgespeicherten Referenz-Bildern, Referenz-Bildausschnitten oder Referenz-Strukturen und Ermittlung von Fehlerstellen anhand der ermittelten Abweichungen realisieren.A very reliable detection of defects which can be optimized by post-learning can be realized by comparing the acquired images, image sections or structures of the wafer surface with stored reference images, reference image sections or reference structures and determination of defects on the basis of the deviations determined.

Zur Durchführung des vorher beschriebenen Verfahrens hat die Vorrichtung

– mindestens einen berührungslosen Sensor, der auf eine im Vereinzelungsprozess erfassbare Scheibenfläche ausrichtbar ist und
– eine Auswerteeinheit, die zum Analysieren des Sensorsignals für eine Vielzahl von Stellen der erfassten Charakteristik der Scheibenfläche und zum Erkennen von Fehlerstellen, die mit einem für eine Fehlerstelle charakteristischen Sensorsignal korrelieren, eingerichtet ist.

To carry out the method described above, the device

- At least one non-contact sensor which is alignable to a recordable in the singulation process disc surface and
- An evaluation unit, which is adapted for analyzing the sensor signal for a plurality of locations of the detected characteristic of the disk surface and for detecting defects that correlate with a characteristic of a fault sensor signal.

Somit ist vergleichbar zu einer optoelektronischen Waage an einer Lebensmittelaufschneidemaschine mindestens ein berührungsloser Sensor angebracht, der auf die im Vereinzelungsprozess sichtbare Oberfläche einer Scheibe eines Lebensmittels vor dem Abschneiden der Scheibe, während der Fall- und/oder Ablagebewegung von dem Lebensmittelkörper weg oder nach dem Ablegen auf einen Portionierbereich für den berührungslosen Sensor sichtbar ist. Thus, comparable to an optoelectronic balance on a food slicing machine at least one non-contact sensor mounted on the visible in the dicing process surface of a slice of food before cutting the disc, during the drop and / or tray movement away from the food body or after depositing a Portionierbereich for the non-contact sensor is visible.

Als berührungsloser Sensor eignen sich bspw. thermographische Sensoren, spektroskopische Sensoren oder Sensoren für elektromagnetische Wellen. Vorteilhaft ist eine Kombination von berührungslosen Sensoren unterschiedlicher Art. As a non-contact sensor are, for example, thermographic sensors, spectroscopic sensors or sensors for electromagnetic waves. A combination of non-contact sensors of different types is advantageous.

Die Vorrichtung kann dabei mindestens eine separate oder in dem mindestens einen Sensor integrierte Strahlungsquelle zur Emission elektromagnetischer Wellen in einem ausgewählten begrenzten Frequenzbereich und/oder in einem breitbandigen Frequenzbereich, im Infrarot-Frequenzbereich, Nah-Infrarot-Frequenzbereich, sichtbaren Wellenlängenbereich und/oder ultravioletten Wellenlängenbereich haben. In diesem Zusammenhang sind auch Sensoren für Röntgenlicht denkbar. Auch Magnetresonanzsensoren oder Hallsensoren zur Analyse magnetischer Eigenschaften der Scheibe sind ebenfalls einsetzbar, zumindest in Kombination mit anderen elektromagnetischen Sensoren. The device may comprise at least one separate or in the at least one sensor integrated radiation source for emission of electromagnetic waves in a selected limited frequency range and / or in a broadband frequency range, in the infrared frequency range, near-infrared frequency range, visible wavelength range and / or ultraviolet wavelength range to have. In this context, sensors for X-ray are conceivable. Magnetic resonance sensors or Hall sensors for analyzing magnetic properties of the disc can also be used, at least in combination with other electromagnetic sensors.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn mindestens einer der berührungslosen Sensoren eine Kamera zur Aufnahme von Bildern der zu erfassenden Scheibenfläche ist. Dies ermöglicht einerseits eine Aufnahme eines Bildes der Scheibenfläche zur ortsabhängigen Erfassung reflektierender oder lumineszierender Wellen und zusätzlich auch eine Konturerfassung der Scheibe. Dabei ist es denkbar, dass die ohnehin für eine optische Waage genutzte Kamera auch für die Fremdkörpererkennung mit genutzt wird. It is particularly advantageous if at least one of the non-contact sensors is a camera for capturing images of the disc surface to be detected. On the one hand, this makes it possible to record an image of the pane surface for location-dependent detection of reflective or luminescent waves and, in addition, also to acquire the contour of the pane. It is conceivable that the already used for an optical balance camera is also used for foreign body detection.

Entscheidend ist dann, dass die Auswerteeinheit nicht nur zur Bestimmung des Gewichts anhand der Scheibenkontur sowie zur Scheibenklassifizierung anhand der Oberflächenstruktur eingerichtet ist, sondern auch zur Erkennung von Fehlstellen aus dem aufgenommenen Bild der Scheibe.It is then decisive that the evaluation unit is set up not only for determining the weight on the basis of the disk contour and for the disk classification based on the surface structure, but also for detecting defects from the recorded image of the disk.

Denkbar ist, dass die Vorrichtung für das ortsabhängige Abtasten der Scheibenfläche ausgebildet ist. Unter einem Abtasten wird dabei sowohl das Erkennen von im Produkt eingebetteten Objekten bzw. Fremdkörpern, als auch von Ablagerungen auf der Oberfläche der Scheibe verstanden. Dann hat sie vorzugsweise einen gesteuert bewegbaren Spiegel zum ortsabhängigen, bevorzugt zeilenweisen Abtasten der zu erfassenden Scheibenfläche. So kann bspw. ein Abtaststrahl einer Strahlungsquelle, die eine elektromagnetische Welle emittiert, über den Spiegel auf eine abzutastende Ortsposition der Scheibenfläche gerichtet werden. Dann wird zu diesem Zeitpunkt mit einem Sensor für diese Ortsposition das resultierende Signal ermittelt. It is conceivable that the device is designed for the location-dependent scanning of the disk surface. In this context, scanning is understood as both the recognition of objects or foreign bodies embedded in the product and of deposits on the surface of the pane. Then it preferably has a controlled movable mirror for location-dependent, preferably row-wise scanning of the disc surface to be detected. Thus, for example, a scanning beam of a radiation source which emits an electromagnetic wave can be directed via the mirror to a spatial position of the pane surface to be scanned. Then, the resulting signal is determined at this time with a sensor for this spatial position.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to embodiments with the accompanying drawings. Show it:

1 – Skizze einer Lebensmittelaufschneidevorrichtung mit einer Vorrichtung zur Erkennung von Fehlstellen an dem aufzuschneidenden Lebensmittel in der Seitenansicht; 1 - Sketch of a food slicing device with a device for detecting defects on the food to be sliced in the side view;

2 – Skizze einer Draufsicht auf die Schnittfläche eines aufzuschneidenden Lebensmittels mit einem benachbarten Schneidmesser und einer Vorrichtung zur Erkennung von Fehlstellen. 2 - Sketch of a plan view of the cut surface of a cut food with an adjacent cutting blade and a device for detecting defects.

1 lässt eine Skizze einer Lebensmittelaufschneidemaschine 1 in einer Seitendarstellung erkennen. Die Lebensmittelaufschneidemaschine 1 hat eine Zufuhreinheit 2 mit einem Förderband zum Zuführen eines aufzuschneidenden Lebensmittels 3 zu einer Trennvorrichtung 4. Die Trennvorrichtung 4 hat ein Schneidmesser 5, das zum Abschneiden von Scheiben 6 des Lebensmittels 3 eingerichtet ist. Diese Scheiben 6 werden in diesem Prozessschritt des Abtrennens von Scheiben 6 in einem Portionierbereich auf ein Förderband 7 als Portionen abgelegt und einzeln oder in Stapeln zur weiteren Verpackung transportiert. Dabei umfasst eine Portion mindestens eine Scheibe 6. 1 leaves a sketch of a food slicing machine 1 recognize in a page representation. The food slicing machine 1 has a supply unit 2 with a conveyor for feeding a food to be sliced 3 to a separator 4 , The separator 4 has a cutting knife 5 for cutting slices 6 of the food 3 is set up. These slices 6 be in this process step of Separating slices 6 in a portioning area on a conveyor belt 7 deposited as portions and transported individually or in stacks for further packaging. One portion comprises at least one slice 6 ,

Das Lebensmittel 3 kann bspw. eine in Scheiben 6 zu portionierende Wurst oder ein Käselaib sein. The food 3 can, for example, a sliced 6 to be portioning sausage or a cheese loaf.

In dem Vereinzelungsbereich ist benachbart zur Trennvorrichtung 4 und dem Portionierbereich mindestens ein Sensor 8 angeordnet, der auf eine zu vereinzelnde Scheibe 6 ausgerichtet ist. Der Sensor 8 kann wie dargestellt zur Erfassung der Schnittfläche des Lebensmittels 3 ausgerichtet sein. Denkbar ist aber auch, dass der Sensor 8 oder ein weiterer Sensor auf die Erfassung der Oberfläche der abgetrennten Scheibe 6 spätestens in dem im Portionierbereich auf dem Förderband 7, also im abgelegten Zustand, ausgelegt sind. Dann kann die Rückseite der Scheibe 6 analysiert werden. In the dicing area is adjacent to the separator 4 and the portioning area at least one sensor 8th arranged on a disc to be separated 6 is aligned. The sensor 8th can be as shown to capture the cut surface of the food 3 be aligned. It is also conceivable that the sensor 8th or another sensor on the detection of the surface of the separated disc 6 at the latest in the portioning area on the conveyor belt 7 , So in the stored state, are designed. Then the back of the disc 6 to be analyzed.

Somit wird bei der Auswertung an der Schnittfläche des Lebensmittels 3 das Zeitfenster bis zum nächsten Durchgang des Schneidmessers 5, das vorzugsweise ein Sichelmesser oder ein planetarisch umlaufendes Kreismesser ist, ausgenutzt. Bei Auswertung der abgetrennten Scheibe 6 erfolgt dies im Zeitfenster bis zum Ablegebeginn der nächsten Scheibe 6.Thus, in the evaluation at the cut surface of the food 3 the time window until the next pass of the cutting blade 5 , which is preferably a sickle blade or a planetary rotating circular knife, exploited. When evaluating the separated disc 6 this is done in the time window until the beginning of the next disc 6 ,

Ein solcher Sensor 8 kann bspw. ein bildgebender Sensor sein, wie bspw. eine Kamera, mit der die Oberfläche der abzutrennenden oder bereits abgetrennten Scheibe 6 des Lebensmittels 3 ortsaufgelöst erfasst werden kann. Such a sensor 8th may, for example, be an imaging sensor, such as. A camera with which the surface of the separated or already separated disc 6 of the food 3 can be recorded in a spatially resolved manner.

Weiterhin hat die Vorrichtung eine Strahlungsquelle 9 (Beleuchtungs-/Bestrahlungseinheit) zur Bestrahlung der zu untersuchenden Oberfläche der Scheibe 6 mit elektromagnetischen Wellen oder mit einem anderen geeigneten Feld. Der Sensor 8 ist dann angepasst, um die von der bestrahlten Scheibenoberfläche reflektierten oder nach Bestrahlung z.B. durch Lumineszenz emittierten Wellen oder Felder zu erfassen. Die Sensorsignale werden dann einer Auswerteeinheit 10 zugeführt, die zur Erkennung von Fehlstellen eingerichtet ist. Furthermore, the device has a radiation source 9 (Illumination / Irradiation unit) for irradiating the surface of the disc to be examined 6 with electromagnetic waves or with another suitable field. The sensor 8th is then adapted to detect the waves or fields reflected by the irradiated disk surface or emitted by irradiation, eg by luminescence. The sensor signals are then an evaluation unit 10 fed, which is set up to detect defects.

Solche Fehlstellen können bspw. beim Aufschneiden mit in die Scheibe gelangende Lebensmittelhülle (z.B. Wurstpelle), während der Lebensmittelherstellung oder des Aufschneidens in das Lebensmittel 3 oder die Scheibe 6 gelangende Metallsplitter, z.B. von der metallischen Wursthüllenklemme am Anfang oder Ende des Lebensmittelstücks 3 oder sonstige unerwünschte Fehlstellen, wie insbesondere Fremdkörper sein. Such flaws may, for example, when slicing with reaching into the slice food casing (eg sausage pelvis), during food production or cutting into the food 3 or the disc 6 reaching metal chips, eg from the metallic sausage casing clamp at the beginning or end of the food piece 3 or other undesirable defects, such as in particular foreign bodies.

2 lässt eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung aus 1 mit dem mit seiner Schneidebene skizzierten Scheidmesser 5 und dem im Schnittbereich des Schneidmessers 5 angeordneten Lebensmittel 3 erkennen. Deutlich wird, dass die Strahlungsquelle 9 auf die Schnittfläche des Lebensmittelkörpers 3 vor dem Abtrennen einer Scheibe 6 und/oder auf die im Portionierbereich abgelegte, abgetrennte Scheibe 6 des Lebensmittelkörpers 3 ausgerichtet ist. Die Strahlungsquelle 9 kann aber auch alternativ oder insbesondere zusätzlich hierzu auf den Bereich der Scheibe 6 gerichtet sein, die diese ausgehend von der Schnittfläche am Lebensmittelkörper 3 bis zur Ablage auf dem Portionierbereich 6 während des Vereinzelungsprozesses vom Abschneiden bis zum Fallen und Ablegen auf den Portionierbereich nimmt. 2 leaves a perspective view of the device 1 with the cutting knife sketched with its cutting plane 5 and in the cutting area of the cutting blade 5 arranged food 3 detect. It becomes clear that the radiation source 9 on the cut surface of the food body 3 before cutting off a disk 6 and / or on the separated slice deposited in the portioning area 6 of the food body 3 is aligned. The radiation source 9 but can also alternatively or in particular in addition to this on the area of the disc 6 be directed, this starting from the cut surface on the food body 3 until storage on the portioning area 6 during the dicing process from clipping to dropping and depositing on the portioning area.

Mindestens ein Sensor 8 ist dann auf den Schnittbereich des Lebensmittelkörpers 3 ausgerichtet, um die Flächencharakteristik der Scheibe 6 unmittelbar vor dem Abtrennen der Scheibe 6 berührungslos zu erfassen. Anhand der vom Sensor 8 aufgenommenen Sensorsignale lassen sich dann Fehlerstellen durch für Fehlerstellen charakteristische Ausprägungen des Sensorsignals erkennen. At least one sensor 8th is then on the cutting area of the food body 3 aligned to the surface characteristics of the disc 6 immediately before separating the disc 6 detect without contact. On the basis of the sensor 8th recorded sensor signals can then identify fault points by characteristic of fault locations characteristics of the sensor signal.

Nachfolgend werden mit Bezug aus den in den 1 und 2 skizzierten grundsätzlichen Aufbau der Lebensmittelaufschneidemaschine 1 besondere Ausführungsbeispiele von Sensoren 8 mit einer hieran angepassten Einrichtung der Auswerteeinheit 10 beschrieben.Hereinafter, with reference to the in the 1 and 2 outlined basic structure of food slicing machine 1 particular embodiments of sensors 8th with a facility adapted to the evaluation unit 10 described.

So kann die Vorrichtung bspw. zur Spektroskopie ausgebildet sein, bei der die Strahlungsquelle 9 die zu analysierende Fläche der Scheibe 6 mit elektromagnetischen Wellen unterschiedlicher Wellenlängen oder mit breitbandigen elektromagnetischen Wellen beaufschlagt. Der mindestens eine Sensor 8 ist dann zur Erfassung der von der Scheibe 6 reflektierten elektromagnetischen Wellen so ausgebildet, dass die Strahlungsintensitäten mit einer wellenlängen- bzw. frequenzabhängigen Auflösung erfasst werden. Damit kann eine frequenzspezifische Analyse des Sensorsignals durchgeführt werden. Thus, for example, the device can be designed for spectroscopy, in which the radiation source 9 the area of the disc to be analyzed 6 with electromagnetic waves of different wavelengths or with broadband electromagnetic waves acted upon. The at least one sensor 8th is then to capture the from the disc 6 reflected electromagnetic waves are formed so that the radiation intensities are detected with a wavelength or frequency-dependent resolution. Thus, a frequency-specific analysis of the sensor signal can be performed.

Auf diese Weise können bspw. Kunststoffe von sonstigen Bestandteilen des Lebensmittels 3 unterschieden werden. Kunststoffe haben nämlich eine starke Absorption bei ca. 1720 nm. Eine Bestrahlung der Schnittfläche oder Scheibenfläche in diesem Frequenzbereich führt dann an Orten, in denen Kunststoffe als Fehlerstellen 11 vorhanden sind, zu einem signifikant erhöhten Signalpegel in diesem Bereich. In this way, for example. Plastics of other ingredients of the food 3 be differentiated. In fact, plastics have a strong absorption at around 1720 nm. Irradiation of the cut surface or disk surface in this frequency range then leads to places where plastics are the cause of defects 11 present at a significantly increased signal level in this area.

Die Spektroskopie macht sich das frequenztypische Rückstrahlverhalten zu nutze. Dabei wird nicht die Summenstrahlung innerhalb des verwendeten Frequenzbereichs ausgewertet, sondern der Frequenzbereich wird in viele, normalerweise gleichgroße Teilfrequenzbereiche aufgeteilt. Es wird analysiert, wie bei einer idealen, gleichförmigen Bestrahlung die Rückstrahlung des Objektes für die einzelnen Wellenlängen ausfällt. Es ergibt sich ein spektraler Verlauf an Rückstrahlintensitäten für jeden Objektpunkt der erfassten Scheibenfläche in Abhängigkeit der Teilfrequenzen oder Wellenlängen. Jedem zweidimensionalen Punkt eines Bildes wird ein spektraler Vektor von Helligkeiten zu jeder Wellenlänge zugeordnet. Demzufolge ist das Messdatenvolumen gegenüber einer einfachen Kontrastauswertung mit Schwarz-Weiß-Kontrasten oder einer Thermographieuntersuchung mit der Anzahl an Teilfrequenzen zu multiplizieren. Der spektrale Verlauf ist im Allgemeinen wesentlich genauer einem bestimmten Stoff zuzuordnen, da die Information des gesamten spektralen Verlaufs mit herangezogen wird. Spectroscopy makes use of the frequency-typical retroreflective behavior. In this case, not the cumulative radiation within the frequency range used is evaluated, but the Frequency range is divided into many, usually equal sub-frequency ranges. It is analyzed how, in the case of an ideal, uniform irradiation, the reflection of the object for the individual wavelengths fails. The result is a spectral course of return intensities for each object point of the detected disk surface as a function of the sub-frequencies or wavelengths. Each two-dimensional point of an image is assigned a spectral vector of brightnesses at each wavelength. Consequently, the measured data volume is to be multiplied by a number of sub-frequencies compared to a simple contrast evaluation with black-and-white contrasts or a thermographic examination. The spectral course is generally much more accurately attributable to a particular substance, since the information of the entire spectral profile is taken into account.

Es sind einige Fälle denkbar, bei denen mit einer z.B. geeignet programmierten Auswerteeinheit 10 auch eine einfache durchzuführende Summenbewertung durchgeführt werden kann. Dies ist dann möglich, wenn ein zu erfassender Fremdstoff bei einigen oder wenigen Frequenzen bzw. Wellenlängen grundsätzlich anders reagiert als der Basisstoff des zu untersuchenden Lebensmittels. There are some cases are conceivable in which, for example, with a suitably programmed evaluation 10 a simple summation evaluation to be carried out can also be carried out. This is possible if a foreign substance to be detected reacts fundamentally differently at some or a few frequencies or wavelengths than the base substance of the food to be examined.

Eine spektroskopische Untersuchung gelingt besonders vorteilhaft unter Nutzung eines Nahinfrarot-Sensors am Slicer, dessen Blickfeld auf die aktuell geschnittene Scheibe ausgerichtet ist. A spectroscopic examination succeeds particularly advantageous using a near-infrared sensor on the slicer whose field of view is aligned with the currently cut slice.

Die Scheibenoberfläche kann dabei bspw. zeilenweise aufgenommen werden, wenn die Scheibe an der Beleuchtung und dem Sensor vorbei bewegt wird. Diese pro Zeile ortsabhängig aufgenommene Strahlung wird aber nicht wie bei einem Kontrastfoto mit Schwarz-Weiß als Helligkeitssumme gespeichert, sondern in seine spektralen Komponenten zerlegt und abgebildet. Somit ist letztendlich eine Vielzahl von Bereichen der Scheibenfläche (2D-Punkte der Scheibe) die Helligkeit jedes Frequenzanteils gespeichert. Auf diese Weise kann bspw. bei einem starken lokalen Minimum des Spektrums bei etwa 1730 nm auf die Existenz von Kunststoff geschlossen werden. In diesem Wellenlängenbereich würde in Produkt-Regionen ohne Kunststoffpartikel kein solches signifikantes spektrales Minimum auftreten. The disk surface can, for example, be recorded line by line when the disk is moved past the illumination and the sensor. This per line location-dependent recorded radiation is not stored as a contrast photo with black and white as brightness sum, but decomposed and mapped into its spectral components. Thus, ultimately, a plurality of areas of the disk surface (2D points of the disk) the brightness of each frequency component is stored. In this way, for example, at a strong local minimum of the spectrum at about 1730 nm, the existence of plastic can be inferred. In this wavelength range, no significant spectral minimum would occur in product regions without plastic particles.

Denkbar ist, den gesamten spektralen Verlauf über einen vorbestimmten Wellenlängenbereich insgesamt zu analysieren. Dies führt jedoch zu einem sehr stark anwachsenden Datenvolumen. Die spektrale Zerlegung der Lichtkomponenten kann dabei auf eine kleine und robuste Baueinheit umgesetzt werden. It is conceivable to analyze the entire spectral profile over a predetermined wavelength range as a whole. However, this leads to a very strong increase in data volume. The spectral decomposition of the light components can be converted to a small and robust unit.

In der Praxis sind aber die zu erfassenden Fremdkörper mit ihren spezifischen Wellenlängen bekannt, sodass die Spektralanalyse auf die sehr interessierenden Wellenlängenbereiche reduziert werden kann. Gegebenenfalls kann darüber hinaus noch eine Normierung mit mindestens einem für die Konsistenz des Lebensmittels charakteristischen Wellenlängenbereich vorgenommen werden, wie insbesondere des Wassergehalts. In practice, however, the foreign bodies to be detected with their specific wavelengths are known, so that the spectral analysis can be reduced to the very interesting wavelength ranges. Optionally, a standardization with at least one characteristic of the consistency of the food wavelength range can be made in addition, in particular the water content.

Alle bekannten Kunststoffe haben im Bereich von 1700–1750 nm ein ausgeprägtes Absorptionsmaximum und sind daher erkennbar. In entsprechender Weise können auch weitere Stoffe, wie z.B. chemische Inhaltsstoffe, Fett, Salze oder ähnliches anhand ihres Absorptionsspektrums detektiert werden. Da Stoffe wie Holz, Stein oder Kunststoff aufgrund ihres geringeren Wassergehalts immer gut von einer wasserhaltigen Substanz zu unterscheiden sind, bietet sich auch eine Erkennung des Wassergehalts an. All known plastics have a pronounced absorption maximum in the range of 1700-1750 nm and are therefore recognizable. Similarly, other substances, such as e.g. chemical ingredients, fat, salts or the like are detected by their absorption spectrum. Since substances such as wood, stone or plastic can always be distinguished well from a water-containing substance due to their lower water content, it is also possible to detect the water content.

Möglich ist auch eine thermographische Untersuchung z.B. durch Nutzung eines Infrarot-Sensors am Slicer. Bei der Thermographie wird die von der Scheibenfläche kommende summarische Wärmestrahlung ausgewertet. Anstelle eines gewissen Frequenzbereichs im sichtbaren Wellenlängenbereich wird stattdessen ein gewisser Frequenzbereich im Infrarotlichtbereich verwendet. Im Wesentlichen wird dabei ausgenutzt, dass das thermische Abstrahlverhalten durch lokale, stofftypische Eigenschaften beeinflusst wird, was zu Helligkeitsunterschieden führt. Diese lassen sich als Kontrastwechsel detektieren. Stoffe mit stark unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit verändern die Stärke der Abstrahlung auch entsprechend unterschiedlich, wodurch eine Unterscheidung möglich wird. In der Regel wird die Scheibenfläche mit einer Wärmequelle bestrahlt (aktive Thermographie) und danach die Stärke der Abstrahlung nach Abschalten der Wärmequelle gemessen. Stoffe an und dicht unter der Oberfläche mit unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit können aufgrund der charakteristischen Veränderung im Wärmebild erfasst werden. Also possible is a thermographic examination, e.g. by using an infrared sensor on the slicer. During the thermography, the summary thermal radiation coming from the disk surface is evaluated. Instead of a certain frequency range in the visible wavelength range, a certain frequency range in the infrared light range is used instead. In essence, it is exploited here that the thermal radiation behavior is influenced by local, substance-typical properties, which leads to brightness differences. These can be detected as a contrast change. Substances with very different thermal conductivity also vary the intensity of the radiation accordingly, which makes a distinction possible. In general, the disk surface is irradiated with a heat source (active thermography) and then measured the strength of the radiation after switching off the heat source. Substances on and just below the surface with different thermal conductivity can be detected due to the characteristic change in the thermal image.

Der unterschiedliche Wassergehalt des Lebensmittelmaterials gegenüber Fremdkörpern, wie Kunststoff, Holz oder Metall kann dabei eine Detektierung ermöglichen. Im verwendeten Frequenzband hat Wasser ein Absorptionsmaximum im Bereich von 1940 nm und 1450 nm. Diese Absorption führt dann zu charakteristischen Helligkeitswerten im Thermographiebild an den entsprechenden 2D-Punkten der Scheibenfläche.The different water content of the food material to foreign bodies, such as plastic, wood or metal can allow detection. In the frequency band used, water has an absorption maximum in the range of 1940 nm and 1450 nm. This absorption then leads to characteristic brightness values in the thermographic image at the corresponding 2D points of the disk surface.

Insbesondere bei der aktiven Thermographie lassen sich metallische Fremdkörper durch ihre sehr gute Wärmeleitfähigkeit relativ sicher detektieren, da Metallpartikel eine auffällige Reaktion hervorrufen. Especially with active thermography, metallic foreign bodies can be detected relatively reliably due to their very good thermal conductivity, since metal particles cause a noticeable reaction.

Bei der aktiven Thermographie besteht allerdings das Problem, dass in kurzer Zeit ein Energieimpuls auf das Material aufgebracht werden muss, um die anschließende Reaktion messen zu können. Der Energieimpuls kann beim Schneiden der Scheibe und das Messen der Absorption dann beim Fallen der abgetrennten Scheibe oder nach dem Ablegen erfolgen. Bei einer solchen verzögerten Messung ist auch denkbar, nach dem Ablegen nochmals einen Energieimpuls auf die abgetrennte Scheibenfläche aufzubringen, d.h. auf die Rückseite, und anschließend eine weitere Messung durchzuführen. Ein Koppeln der Vorder- und Rückseitenerkennung der Scheibe führt dann zu einer Verfeinerung der Messung. In active thermography, however, there is the problem that in a short time an energy pulse must be applied to the material in order to measure the subsequent reaction can. The energy pulse can then occur when the slice is cut and the absorbance is measured when the slice is dropped or discarded. In such a delayed measurement is also conceivable, after depositing again apply an energy pulse on the separated disc surface, ie on the back, and then perform a further measurement. Coupling the front and backside recognition of the disk then refines the measurement.

Eine solche Korrelation, Überlagerung oder Verknüpfung der Messung in verschiedenen Abtrennstadien ist auch für die anderen Messverfahren nützlich, wie insbesondere das spektroskopische Messen. Durch die Durchführung einer Messung vor dem Abtrennen einer Scheibe mit einer weiteren Messung unmittelbar nach dem Abtrennen der Scheibe kann die Erfassungsqualität bei der berührungslosen Erfassung der Scheibe im Schneidschacht wesentlich verbessern. Such a correlation, superimposition or linking of the measurement in different separation stages is also useful for the other measurement methods, in particular the spectroscopic measurement. By carrying out a measurement before separating a disk with a further measurement immediately after the separation of the disk, the detection quality in contactless detection of the disk in the cutting shaft can be significantly improved.

Für die unterschiedlichen, denkbaren Fehlerstellen mit ihren unterschiedlichen Eigenschaften bietet es sich an, mehrere unterschiedliche optische oder nicht optische Sensoren miteinander zu koppeln. So können mehrere Frequenzen mit Hilfe mehrerer Sensoren z.B. im Infrarot-, Nahinfrarot-, sichtbaren Bereich und Ultraviolett-Bereich in Kombination eingesetzt und als Ergebnis miteinander korreliert werden. For the different conceivable fault locations with their different properties, it is possible to couple several different optical or non-optical sensors with each other. Thus, several frequencies can be detected by means of several sensors e.g. in the infrared, near-infrared, visible and ultraviolet ranges are used in combination and correlated as a result.

Denkbar ist aber auch die Nutzung geeigneter Mosaikfilter in Verbindung mit einem Sensor entsprechender Frequenzempfindlichkeit. Dies erfolgt in Verbindung mit einem breitbandigen Sensor z.B. mit einer Frequenzempfindlichkeit im Bereich von 350–2000 nm. Die Erkennungsleistung kann mit einer Farbkamera weiter ausgeweitet werden, um Inhalts- bzw. Einlagerungsstoffe wie Nüsse, Paprika, Fett von Fremdkörpern zu unterscheiden. However, it is also conceivable to use suitable mosaic filters in conjunction with a sensor of appropriate frequency sensitivity. This is done in conjunction with a wideband sensor e.g. with a frequency sensitivity in the range of 350-2000 nm. The recognition performance can be further extended with a color camera, in order to differentiate contents materials like nuts, paprika, grease from foreign bodies.

Denkbar ist auch die Nutzung eines Matrixsensors mit guter spektraler Empfindlichkeit im zur Erkennung von Fehlerstellen geeignet gewählten Frequenzbereich. Also conceivable is the use of a matrix sensor with good spectral sensitivity in the selected frequency range suitable for the detection of defects.

Mindestens einer der Sensoren kann ein für den ausgewählten Frequenzbereich optimiertes Objektiv haben. At least one of the sensors may have an optimized lens for the selected frequency range.

Bei der Kombination verschiedener Sensoren sollte in Abgleich durch Kalibrierung auf dasselbe Bildfeld erfolgen, sodass die Sensoren einen vergleichbaren Bildausschnitt bzw. Bildbereich erfassen. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn die Sensoren miteinander kommunizieren, um dann selektiv ihre Auswertung jeweils vornehmen zu können. Wenn z.B. ein Sensor die Scheibenkontur erfasst, kann diese Scheibenkontur den anderen Sensoren übermittelt werden. Damit können die anderen Sensoren selektiv ihre Ortsauflösung in Abhängigkeit der nunmehr bekannten Scheibenkontur kalibrieren.When combining different sensors, the same field of view should be calibrated by calibration so that the sensors capture a comparable image section or image area. For this purpose, it is advantageous if the sensors communicate with one another, in order then to be able to selectively carry out their evaluation in each case. If e.g. a sensor detects the wheel contour, this wheel contour can be transmitted to the other sensors. Thus, the other sensors can selectively calibrate their spatial resolution as a function of the now known disc contour.

Denkbar ist aber auch ein Sensorabgleich durch Referenzen hinsichtlich der stabilen Sensorsignale. So ist z.B. bei der Verwendung von Thermographiesensoren vorteilhaft, wenn fest bekannte Referenzobjekte zum permanenten Abgleich der Sensoren verwendet werden. It is also conceivable, however, a sensor balance by references to the stable sensor signals. For example, e.g. when using thermographic sensors advantageous if firmly known reference objects are used for permanent adjustment of the sensors.

Solche Referenzobjekte lassen sich auch in Verbindung mit anderen von optischen oder nicht optischen Sensoren einsetzen. Such reference objects can also be used in conjunction with other optical or non-optical sensors.

Ein Sensorabgleich kann produktabhängig, spurabhängig, d.h. auf die Schnittfläche der Scheibe bezogen, beleuchtungsabhängig und/oder zum Auswertungssystem passend durchgeführt werden. Sensor matching can be product dependent, track dependent, i. based on the cut surface of the disc, depending on the lighting and / or performed to the evaluation system suitable.

Bei einer aktiven Erfassung der Flächencharakteristik durch vorherige oder gleichzeitige Bestrahlung hat die Vorrichtung vorzugsweise eine Lichtquelle mit zur Emission geeigneter Frequenzen, die auf den mindestens einen Sensor und die gewünschten Auswertefrequenzen abgestimmt ist. Dabei ist die Vorrichtung zur Bestrahlung der Scheibenfläche mit elektromagnetischen Wellen in den benötigten Frequenzen in kurzer Zeit und hinreichender Intensität und/oder zur Bestrahlung mit elektrischen und/oder magnetischen Feldern eingerichtet. Die Emitterquellen können frequenzspezifisch sein und gegebenenfalls zeitlich versetzt angesteuert werden, damit keine Beeinflussung der verschiedenen oder gleichen und/oder an verschiedenen Positionen befindlichen Sensoren erfolgt. In an active detection of the surface characteristic by previous or simultaneous irradiation, the device preferably has a light source with frequencies suitable for emission, which is tuned to the at least one sensor and the desired Auswertefrequenzen. In this case, the device for irradiating the disk surface with electromagnetic waves in the required frequencies in a short time and sufficient intensity and / or for irradiation with electric and / or magnetic fields is set up. The emitter sources can be frequency-specific and, if appropriate, can be triggered at different times, so that there is no influence on the different or the same and / or sensors located at different positions.

Geeignet ist auch eine breitbandige Lichtquelle. Bei der Nutzung frequenzspezifischer Sensoren wird dann von jedem Sensor das jeweilige charakteristische Frequenzband des von der bestrahlten Scheibenfläche abgestrahlten Signals in den charakteristischen Wellenlängenbereichen erfasst. Eine zusätzliche Steigerung der Genauigkeit kann durch Filter vor den einzelnen Sensoren realisiert werden. So ist denkbar, dass eine breitbandige Beleuchtung der zu untersuchenden Scheibenfläche mit einer Sensorfamilie zur berührungslosen Erfassung der Flächencharakteristik kombiniert wird, die durch Filter ihre Signalkomponente separieren. Also suitable is a broadband light source. When using frequency-specific sensors, the respective characteristic frequency band of the signal emitted by the irradiated disk surface in the characteristic wavelength ranges is then detected by each sensor. An additional increase in accuracy can be realized by filters in front of the individual sensors. Thus, it is conceivable that a broadband illumination of the disc surface to be examined is combined with a sensor family for non-contact detection of the surface characteristic, which separate their signal components by means of filters.

Besonders geeignet sind gezielt triggerbare Lichtquellen, wie Leuchtdioden zur Emission der benötigten elektromagnetischen Wellen. Mit Hilfe solcher gepulsten elektromagnetischen Wellen können hohe Intensitäten in kurzer Zeit in die zu untersuchende Scheibenoberfläche eingebracht werden. Auf diese Weise können auch Differenzauswertungen vorgenommen werden. So können zeitlich kurz hintereinander erfolgende Messungen derselben Scheibenoberfläche (Doppel- oder Mehrfachmessung) durchgeführt werden, bei denen sich die aufeinander folgenden Messungen derselben Scheibenoberfläche dadurch unterscheiden, dass in mindestens einer Messung das Zusatzsignal (= Beleuchtung) aufgeschaltet wurde und mindestens einer anderen Messung keine Emission einer elektromagnetischen Welle vorhanden ist. Die Triggerung des Emitters erfolgt dann vorzugsweise synchronisiert mit der Drehzahl des Schneidmessers und den Erfassungszeitpunkten der Sensoren. Especially suitable are triggerable light sources, such as LEDs for emitting the required electromagnetic waves. With the help of such pulsed electromagnetic waves, high intensities in a short time in the zu be introduced investigating disc surface. In this way, differential evaluations can be made. Thus, measurements of the same disk surface (double or multiple measurement) taking place in quick succession may be carried out in temporal succession, in which the successive measurements of the same disk surface differ in that the additional signal (= illumination) was switched on in at least one measurement and no emission at least for one other measurement an electromagnetic wave is present. The triggering of the emitter is then preferably synchronized with the speed of the cutting blade and the detection times of the sensors.

Mit solchen ansteuerbaren bzw. triggerbaren Lichtquellen kann die Vorrichtung produktspezifisch und/oder merkmalspezifisch eingesetzt werden. With such controllable or triggerable light sources, the device can be used product-specific and / or feature-specific.

Solche steuerbaren Lichtquellen können auch genutzt werden, um eine unerwünschte Wechselwirkung auf verschiedene Sensoren zu verhindern. Sie können auch innerhalb eines Messvorgangs zur Unterscheidung von spezifischen Signalantworten eingesetzt werden. Denkbar ist auch ein richtungs-, frequenzund/oder intensitätsspezifischer Einsatz der steuerbaren Lichtquellen. So kann eine Ausleuchtung von verschiedenen Seiten der zu untersuchenden Scheibe zeitlich nacheinander erfolgen, um so Reflexionseinflüsse durch die Schneidemaschine oder ähnliches zu reduzieren. Such controllable light sources can also be used to prevent unwanted interaction with various sensors. They can also be used within a measurement process to distinguish specific signal responses. Also conceivable is a direction, frequency and / or intensity-specific use of the controllable light sources. Thus, an illumination of different sides of the disc to be examined can take place in succession in time, so as to reduce reflection influences by the cutting machine or the like.

Die Vorrichtung kann dabei so an der Schneidemaschine angeordnet sein, dass eine spezifische lokale Anordnung mit Ausrichtung der Lichtquellen erfolgt. Eine solche Verschiedenartigkeit der Lokalität der Beleuchtung ermöglicht eine optimale Einstellung auf den zu prüfenden Lebensmittelkörper. Die Auswertung von verschiedenen Einstrahlungen kann eine unerwünschte Wechselwirkung verändern und zusätzliche, richtungsabhängige Signalantworten können bei der Signalauswertung berücksichtigt werden, insbesondere wenn bestimmte Fehlerstellen zu spezifischen richtungsabhängigen Signalantworten führen. The device can be arranged on the cutting machine such that a specific local arrangement takes place with alignment of the light sources. Such a diversity of the locality of the lighting allows an optimal adjustment to the food body to be tested. The evaluation of different irradiations can change an undesired interaction and additional, direction-dependent signal responses can be taken into account in the signal evaluation, in particular if certain fault locations lead to specific direction-dependent signal responses.

Die Vorrichtung kann neben Sensoren im unsichtbaren Wellenlängenbereich auch mindestens einen Kamerasensor für den sichtbaren Bereich haben. Dies ermöglicht die Kombination einer Konturerfassung mit der Fehlerstellenerfassung. Zudem lassen sich mögliche Fehlerstellen oftmals schon anhand des Kamerabildes im sichtbaren Wellenlängenbereich als potentiell mögliche Fehlerstellen erkennen. Dann kann eingeschränkt auf diese im sichtbaren Kamerabild erkannten Bereiche eine weitere Untersuchung dieser Bereiche mit Hilfe der weiteren Sensoren in anderen Wellenlängenbereichen oder mit anderen Methoden, wie bspw. Nahinfrarotsensoren vorgenommen werden. Mit Hilfe einer solchen Kombination lässt sich der Rechen- und Auswerteaufwand reduzieren. Dies ist insbesondere bei den hohen Schnittgeschwindigkeiten von Hochleistungsslicern anzustreben, um den Hard- und Softwareaufwand zu reduzieren. In addition to sensors in the invisible wavelength range, the device can also have at least one camera sensor for the visible range. This enables the combination of contour detection with fault location. In addition, possible defects can often already be identified as potentially possible defects on the basis of the camera image in the visible wavelength range. Then, restricted to these areas recognized in the visible camera image, a further examination of these areas can be carried out with the aid of the further sensors in other wavelength ranges or with other methods, such as, for example, near-infrared sensors. With the help of such a combination, the computational and evaluation effort can be reduced. This is particularly desirable with the high cutting speeds of high-performance slicers in order to reduce the hardware and software costs.

Die Vorrichtung ist dann vorteilhaft mit einer geeigneten Datenbank versehen, in der Vorgaben zur Auswertung über Form und/oder Größe und/oder Verteilung und/oder von Anteilen von Einschlüssen und Bestandteilen in der zu untersuchenden Scheibe abgespeichert sind. Diese Informationen dienen dann als Vergleichsdatenbasis zur Abgrenzung des zu untersuchenden Produktes bzw. seiner Hauptkomponenten zu Fehlerstellen, d.h. zu zusätzlichen unerwünschten Inhaltsstoffen oder Fremdkörpern. The device is then advantageously provided with a suitable database in which specifications for the evaluation of the shape and / or size and / or distribution and / or portions of inclusions and constituents are stored in the disc to be examined. This information then serves as a comparison database for delineating the product to be examined or its main components for defects, i. to additional undesirable ingredients or foreign bodies.

Dies gelingt mit einer Vorrichtung, die vorzugsweise eine Kamera mit einer rauscharmen Strahlungsempfänglichkeit im gewählten Frequenzbereich und mit einer ausreichend hohen Bildfolgefrequenz passend zur Schnittgeschwindigkeit. Für die spektroskopische Untersuchung sollte die Vorrichtung dann eine Spektrometeroptik haben, welche die Objektstrahlung in die gewünschten Teilfrequenzen zerlegt und die mechanischen Anforderungen für eine Integration in eine Lebensmittelschneidemaschine, insbesondere einen Hochleistungsslicer erfüllt. Zudem sollte die Vorrichtung eine Lichtquelle zur Bestrahlung des Objekts mit den benötigten Frequenzen in kurzer Zeit und hinreichender Intensität haben. This is achieved with a device which is preferably a camera with a low-noise radiation sensitivity in the selected frequency range and with a sufficiently high frame rate matching the cutting speed. For the spectroscopic examination, the device should then have a spectrometer optics which decomposes the object radiation into the desired sub-frequencies and fulfills the mechanical requirements for integration into a food slicer, in particular a high-performance slicer. In addition, the device should have a light source for irradiating the object with the required frequencies in a short time and of sufficient intensity.

Die Auswerteeinheit kann als programmierbare Recheneinheit implementiert sein, die mit den großen Datenmengen umgehen kann und in hinreichend kurzer Auswertezeit für alle Bildpixel das dazugehörige Spektrum bewertet.The evaluation unit can be implemented as a programmable arithmetic unit that can handle the large amounts of data and evaluates the corresponding spectrum for all image pixels in a sufficiently short evaluation time.

Die Vorrichtung kann auch eine Spezialoptik mit einem rotierenden Polygonspiegel haben, um die Querschnittsfläche der zu untersuchenden Scheibenflächen zeilenweise zu überstreichen. Dabei wird eine Zeile mit der Ortsinformation sowie die zugeordneten Spalten mit der spektralen Zerlegung der Strahlung zu jedem Ortspunkt der Zeile gespeichert und anschließend in der Auswerteeinheit bearbeitet. The device may also have a special optic with a rotating polygon mirror to sweep the cross-sectional area of the disc surfaces to be examined line by line. In this case, a line with the location information as well as the associated columns with the spectral decomposition of the radiation is stored at each location point of the line and then processed in the evaluation unit.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19915861 A1 [0004]
DE 19906021 C2 [0005]
DE 19733216 C1 [0006]
US 4136504 [0007]
US 6997089 B2 [0008]

Claims

Method for detecting fault locations ( 11 ) in cutable foods ( 3 ) during the process step of slicing, characterized by - non-contact detection of a surface characteristic of a slice ( 6 ) of the food ( 3 ) with at least one sensor ( 8th ) in the singulation process; - analyzing the sensor signal for a plurality of locations of the detected characteristic of the disk surface; and - detecting flaws ( 11 ) at points marked with one for a fault ( 11 ) correlate characteristic sensor signal.

Method according to claim 1, characterized by location-dependent analysis of the wavelengths or frequencies of the sensor signal for the plurality of locations of the detected wheel surface characteristics and detection of fault locations ( 11 ) as a function of the sensor signal amplitudes for characteristic wavelengths or frequencies.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the contactless detection of the disc surface characteristic at the immediately before the separation of a disc ( 6 ) of a food body ( 3 ) visible free end surface of the food body ( 3 ) on visible surfaces of the slice to be separated or separated ( 6 ) during the cutting process, on the separated disc ( 6 ) during the fall and / or tray movement of the food body ( 3 ) away to a portioning area, and / or after depositing separated slices ( 6 ) on the portioning area.

Method according to one of the preceding claims, characterized by irradiating the disk surface to be detected with electromagnetic waves, location-dependent picking up of the disk ( 6 ) in the irradiation reflective or after irradiation luminescent waves, and detecting flaws on the basis of the wavelength, frequency and / or brightness characteristics of the location-dependent recorded waves.

Method according to claim 4, characterized by - Irradiating the disc surface to be detected simultaneously or successively with electromagnetic waves of different sub-frequency ranges and - Analyzing the spectral profile of the return intensities for the plurality of locations of the disc surface.

A method according to claim 4, characterized by thermographic analysis of the heat radiation emitted by the disk surface in a location-dependent manner.

Method according to one of the preceding claims, characterized by irradiating the disk surface to be detected with thermal radiation or cold radiation and detecting the heat or cold radiation which is spatially dependent on the surface of the disk surface and / or emitted.

Method according to one of the preceding claims, characterized by non-contact detection of the disc surface characteristic with different types of sensors, in particular of sensor types for different wavelength ranges, and combined analysis of the sensor signals detected in a location-dependent manner with the different sensor types.

Method according to one of the preceding claims, characterized by non-contact detection of the area characteristic of a pane ( 6 ) at various stages of the singulation process and combined analysis of the sensor signals detected at different stages in the different stages.

Method according to one of the preceding claims, characterized by non-contact detection of the area characteristic of a pane ( 6 ) with at least one frequency-specific sensor ( 8th ) for detecting electromagnetic waves in a limited frequency band and with at least one broadband sensor ( 8th ) for detecting electromagnetic waves in a non-frequency-specific limited frequency range, and combined analysis with the at least one frequency-specific sensor ( 8th ) location-dependent detected frequency-selective sensor signals and the at least one broadband sensor ( 8th ) location-dependent detected, not frequency-specific sensor signals.

Method according to one of the preceding claims, characterized by pulsed irradiation of the disk surface with electromagnetic waves.

Method according to one of the preceding claims, characterized by irradiating the disk surface with electromagnetic waves of different wavelengths successively in time.

Method according to one of the preceding claims, characterized by location-dependent scanning of the disc surface characteristic with the at least one non-contact sensor ( 8th ), in particular line-by-line irradiation and / or detection of the disk surface and / or processing of the measured values or signals in an evaluation unit ( 10 ).

Method according to one of the preceding claims, characterized by recognition of foreign bodies, in particular of non-materially connected to the food ( 3 ), in the food body ( 3 ) embedded foreign bodies, and of inorganic foreign bodies as fault locations ( 11 ).

Method according to one of the preceding claims, characterized by comparing the captured images, image sections or structures of the disk surface with stored reference images, reference image sections or reference structures and detection of defects ( 11 ) from deviations determined.

Device for detecting fault locations ( 11 ) during the process step of slicing on a cutting machine ( 1 ), which is used for separating discs ( 6 ) of cut-up foods ( 3 ), characterized in that the device - at least one non-contact sensor ( 8th ), which can be aligned with a disc surface that can be detected in the singulation process, and - an evaluation unit ( 10 ) for analyzing the sensor signal for a plurality of locations of the detected characteristic of the disk surface and for detecting defects ( 11 ), which are marked with an error ( 11 ) correlate characteristic sensor signal is set up.

Apparatus according to claim 16, characterized in that the device is arranged for carrying out the method according to one of claims 2 to 13.

Apparatus according to claim 16 or 17, characterized in that the at least one non-contact sensor ( 8th ) is selected from the class of thermographic sensors, spectroscopic sensors or electromagnetic wave sensors.

Device according to one of Claims 16 to 18, characterized by a radiation source ( 9 ) for emitting electromagnetic waves in a selected limited frequency range and / or in a broadband frequency range, in the infrared frequency range, near infrared frequency range, visible wavelength range and / or ultraviolet wavelength range.

Device according to one of claims 16 to 19, characterized by a radiation source ( 9 ) for the emission of heat radiation or cold radiation on the disc surface to be detected.

Device according to one of claims 16 to 20, characterized in that at least one of the non-contact sensors ( 8th ) is a camera for taking pictures of the disc surface to be detected.

Device according to one of claims 16 to 21, characterized by a controlled movable mirror for location-dependent, preferably line by line scanning of the disc surface to be detected.