CH673789A5

CH673789A5 -

Info

Publication number: CH673789A5
Application number: CH4088A
Authority: CH
Inventors: Juerg Dr Amrein; Thomas Dr Boehi
Original assignee: Vetropack Ag
Priority date: 1988-01-07
Filing date: 1988-01-07
Publication date: 1990-04-12
Also published as: EP0325558A1

Description

BESCHREIBUNG

Verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zum Feststellen von Fremdkörpern in einem Strom von Körpern, welche bestimmte physikalische Eigenschaften haben, sind bekannt. Für die Feststellung wird eine abweichende physikalische Eigenschaft der Fremdkörper ermittelt. So sind zum Beispiel Metalldetektoren bekannt, welche die magnetfeldverändernden Eigenschaften der Metalle zur Detektion benützen. Weiter sind mechanische Detektions- und Trennverfahren in Gebrauch, welche das abweichende spezifische Gewicht der Fremdkörper auswerten.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit welchen Fremdkörper in einem Strom von für elektromagnetische Strahlung durchlässigen Körpern festgestellt werden können.

Die automatische Ermittlung der Strahlungsdurchlässigkeit eines bewegten Körpers ist nicht ganz einfach, weil Strahlung, die auf den Körper gerichtet wird, nicht nur - in höherem oder geringerem Mass - durch den Körper hindurchtritt, sondern natürlich auch neben dem Körper vorbeigeht.

Die angegebene Aufgabe wird im erfindungsgemässen Verfahren dadurch gelöst, dass die Körper durch einen Raum zwischen einer Strahlungsaussendeeinrichtung und einer Strahlungsempfängereinrichtung hindurchgeführt werden, welche dazu eingerichtet sind, Strahlung auf unterschiedlichen, quer zur Bewegungsrichtung der Körper nebeneinanderliegenden Strahlungswegen durch den genannten Raum zu senden und für die über verschiedene Strahlungswege empfangene Strahlung je ein Ausgangssignal abzugeben, und dass aus den Ausgangssignalen für jeden Körper ein von der Strahlungsdurchlässigkeit des Körpers abhängiges Signal erzeugt wird.

Mit diesem Verfahren ist es möglich, die Strahlungsdurchlässigkeit eines bewegten Körpers weitgehend unabhängig von dessen Grösse und Form automatisch zu ermitteln, indem jedes der genannten Ausgangssignale jeweils nur dann und nur so lange ausgewertet wird, wie die über den betreffenden Strahlungsweg empfangene Strahlung durch den Körper reduziert oder blok-kiert ist.

Die angegebene Funktion der Strahlungsaussendeeinrichtung und der Strahlungsempfängereinrichtung lässt sich auf verschiedene Weise erreichen. Bevorzugt werden als Strahlungsaussendeeinrichtung eine diffus strahlende Strahlungsquelle (oder einige solcher Strahlungsquellen) und als Strahlungsempfänger eine Anordnung von gerichteten Strahlungsempfängern, die je einen der verschiedenen Strahlungswege definieren, verwendet, etwa wie im Nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Anstelle der Anordnung von Strahlungsempfängern könnte aber auch ein einzelner gerichteter Strahlungsempfänger verwendet werden, der quer zur Bewegungsrichtung der Körper hin und her bewegt wird, um die verschiedenen Strahlungswege nacheinander abzutasten. Statt den einzelnen gerichteten Strahlungsempfänger selbst zu bewegen, könnte man ihm auch die Strahlung von den verschiedenen Strahlungswegen nacheinander über einen bewegten Spiegel zuführen. Ebenfalls möglich ist natürlich die Umkehrung: Gerichtet strahlende Strahlungsquel-le(n), z. B. Laser (Anordnung von Strahlungsquellen oder einzelne Strahlungsquelle bewegt oder über bewegten Spiegel strahlend, um die verschiedenen Strahlungswege festzulegen) und s ungerichteter Strahlungsempfänger, der Licht über alle Strahlungswege empfängt.

Die Erfindung findet bevorzugt Anwendung in der Glasindustrie zur Detektion und anschliessenden Trennung von Keramik, Steingut, Metall, Kork usw. von Altglas, um die Schwierigkeiten io beim Recycling von Altglas zu vermindern. Dabei wird als Strahlung Licht verwendet.

Eine ähnliche Anwendung gibt es beim Recycling von Altkunststoffstücken.

Einzelheiten sind der nachstehenden Beschreibung von Aus-is führungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnungen zu entnehmen. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch eine Vorrichtung zum Feststellen von Fremdkörpern in einem Strom von lichtdurchlässigen Glaskörpern (Altglas) und Ausscheiden der 20 Fremdkörper aus dem Strom;

Fig. 2 ein elektrisches Blockschema eines Teils der Vorrichtung, und

Fig. 3 in einer ähnlichen Ansicht wie Fig. 1 eine Variante der

Vorrichtung.

25 Die Vorrichtung gemäss Fig. 1 besitzt ein Gehäuse 1 mit einer Öffnung 2 in der Oberseite, welcher Altglasstücke auf einer geneigten Schüttelrinne 3, vorzugsweise einzeln nacheinander, zugeführt werden. An das untere Ende der Schüttelrinne 3 anschliessend ist eine nach unten abfallende Rutschplatte 4 30 angeordnet, auf der die Glasstücke nach unten rutschen. Vom unteren Rand der Rutschplatte 4 fallen die Glasstücke dann in einem schachtartigen Raum 5 nach unten. In einer abgeänderten Ausführungsform könnte die Rutschplatte 4 auch weggelassen sein und die Altglasstücke wie mit unterbrochenen Linien ange-35 deutet auf einer geneigten Schüttelrinne 3 ' direkt in den Raum 5 zugeführt werden.

Unter dem unteren Rand der Rutschplatte 4 bzw. an einer Seite des Raumes 5 ist auf einer Platine 6 eine horizontale, geradlinige Reihe von zueinander parallelen Fototransistoren 7 40 angeordnet. Die Reihe der Fototransistoren 7 erstreckt sich (senkrecht zur Zeichenebene) über die ganze Breite des Raumes 5. Die Fototransistoren 7 liegen in der Reihein engen Abständen von beispielsweise etwa 2 bis 3 mm voneinander. Bei einer Breite des Raumes 5 von etwa 10 bis 16 cm können also beispielsweise 64 45 Fototransistoren 7 vorhanden sein. Jedem Fototransistor 7 ist eine Kollimatorlinse 8 und eine Lochblende 9 zugeordnet, welche das Gesichtsfeld des Fototransistors auf etwa ± 3 bis 4° beschränken. Von einem Altglasstück, das im Raum 5 vor den Fototransistoren 7 vorbeifällt, kann daher jeder Fototransistor 7 sonur Strahlung aus einem Flächenbereich empfangen, dessen Abmessungen in der gleichen Grössenordnung liegen wie der gegenseitige Abstand der Fototransistoren (wenige Millimeter). Die Platine 6 trägt auch mehrere integrierte Schaltungen 10, welche die im Nachstehenden noch beschriebenen Funktionen 55 haben.

Der Reihe der Fototransistoren 7 gegenüberliegend ist an der anderen Seite des Raumes 5 eine Lichtquelle 11 angeordnet, die sich ebenfalls über die ganze Breite des Raumes 5 erstreckt. Die Lichtquelle 11 beleuchtet die Altglasstücke, die im Raum 5 vor 6oden Fototransistoren 7 nach unten fallen.

Die Ausgangssignale der Fototransistoren 7 werden in regelmässigen Zeitabständen, z. B. etwa im 50 Hz-Takt, in einen Speicher eingelesen, der in einem Prozessor 12 (Fig. 2) enthalten ist. In der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform werden die 65 Ausgangssignale der Fototransistoren 7 nacheinander abgefragt, z.B. mit einem Takt von etwa 0,2 ms pro Fototransistor. Die Ausgangssignale der Fototransistoren 7 sind zu diesem Zweck an Multiplexer 13 und 14 angelegt, die von im Prozessor 12 enthalte-

673 789

nen Taktgebern gesteuert werden. Das Ausgangssignal des Mul-tiplexers 14 wird einem Verstärker 15 zugeführt, dessen Verstärkung vom Ausgangssignal eines zusätzlichen Fototransistors 7' gesteuert wird, um Schwankungen der Helligkeit der Lichtquelle 11 zu kompensieren. Das Ausgangssignal des Verstärkers 15 gelangt über einen Analog/Digital-Wandler 16 zum Speicher des Prozessors 12.

Wenn ein Körper im Raum 5 vor den Fototransistoren 7 nach unten fällt, dann wird in Abhängigkeit von der Lichtdurchlässigkeit des Körpers die Lichtmenge, die auf die einzelnen Fototransistoren 7 fällt, verschieden stark reduziert. Die Ausgangssignale der Fototransistoren 7, die wie beschrieben in den Speicher des Prozessors 12 eingelesen werden, bilden in diesem ein Datenraster für den ganzen Körper. Alle Rasterpunkte mit reduzierter Lichtmenge gehören zu dem Körper. Der Prozessor17 kennt also die Grösse und Umrisse des Körpers und die Lichtdurchlässigkeit an jedem Rasterpunkt des Körpers. Daraus berechnet der Prozessor 12 für j eden Körper, der vor den Fototransistoren 7 nach unten fällt, die integrale odermittlere Lichtdurchlässigkeit und entscheidet, ob der Körper ein Altglasstück oder ein Fremdkörper ist. Wenn der Entscheid auf Fremdkörper lautet, gibt der Prozessor 12 ein Steuersignal ab. Der Prozessor 12 könnte aber auch einfach ein die berechnete integrale oder mittlere Lichtdurchlässigkeit darstellendes Signal abgeben.

Mit dem Steuersignal wird eine unterhalb des Raumes 5 wirksame Ausscheideeinrichtung betätigt, welche den Fremdkörper aus dem Stromvon Altglasstücken entfernt. In Fig. lsind als Ausscheideeinrichtung eine Reihe von über die Breite des Gehäuses 1 verteilten Blasdüsen 17 mit elektrisch betätigbaren Steuerventilen 18 dargestellt. Die eingeschalteten Blasdüsen 17 blasen den Fremdkörper unter dem Raum 5 nach hinten, so dass 5 er in einen Fremdkörperschacht 19 fällt, während die Altglasstücke bei ausgeschalteten Düsen 17 senk, cht nach unten in einen Altglasschacht 20 fallen. Beispiels weise können über die Breite des Gehäuses 1 verteilt fünf bis zehn Blasdüsen 17 mit Ventilen 18 vorhanden sein. Dabei kann der Prozessor 12, der ja io auch den genauen Ort kennt, wo ein Fremdkörper nach unten fällt, auch jeweils nur diejenige(n) Blasdüse(n) 17 einschalten, an der bzw. an denen der Fremdkörper vorbeikommt.

Die in Fig. 3 schematisch dargestellte Vorrichtung unterscheidet sich von derjenigen gemäss Fig. 1 dadurch, dass die Iicht-15 durchlässigen Körper, z. B. Altglasstücke, auf einer geneigten Platte 21 rutschend zugeführt werden. Vom unteren Rand der Platte 21 gelangen die Körper auf eine ebenfalls geneigte, lichtdurchlässige Führungsplatte 22, unter welcher die Fototransistoren 7 mit den Linsen 8 und Lochblenden 9 angeordnet sind. 20 Die Lichtquelle 11, welche die über die Führungsplatte 22 rutschenden Körper beleuchtet, ist im Abstand über der Führungsplatte 22 angeordnet. Als Ausscheideeinrichtung, welche von dem vom Prozessor 12 abgegebenen Steuersignal betätigt wird, ist eine mechanische Klappe 23 dargestellt, welche die von 25 der Führungsplatte 22 nach unten fallenden Körper entweder in einen Altglasschacht 20' oder in einen Fremdkörperschacht 19' lenkt. Die Klappe 23 wird von einem beispielsweise elektrischen oder pneumatischen Antrieb 24 bewegt.

2 Blatt Zeichnungen

Claims

673 789

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Feststellen von Fremdkörpern in einem Strom von für elektromagnetische Strahlung durchlässigen Körpern, dadurch gekennzeichnet, dass die Körper durch einen Raum (5) zwischen einer Strahlungsaussendeeinrichtung (11) und einer Strahlungsempfängereinrichtung (7) hindurchgeführt werden, welche dazu eingerichtet sind, Strahlung auf unterschiedlichen, quer zur Bewegungsrichtung der Körper nebenein-anderliegenden Strahlungswegen durch den genannten Raum (5) zu senden und für die über verschiedene Strahlungswege empfangene Strahlung je ein Ausgangssignal abzugeben, und dass aus den Ausgangssignalen für jeden Körper ein von der Strahlungsdurchlässigkeit des Körpers abhängiges Signal erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Ausgangssignale jeweils in etwa regelmässigen Zeitabständen in einen Speicher (12) eingelesen wird und dass nach dem Durchtritt eines Körpers das von dessen Strahlungsdurchlässig-keit abhängige Signal aus den gespeicherten Werten abgeleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangssignale vor dem Einlesen in den Speicher (12) digitalisiert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangssignale nacheinander abgefragt und dem Speicher (12) seriell zugeführt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsaussendeeinrichtung eine Strahlungsquelle (11) enthält und die Strahlungsempfängerein-richtung eine Anordnung von Strahlungsempfängern (7) enthält.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsempfänger (7) etwa parallel zueinander so angeordnet werden, dass sie voneinander Abstände quer zur Bewegungsrichtung der Körper haben, und dass das Gesichtsfeld jedes Strahlungsempfängers so begrenzt wird, dass er Strahlung nur aus einem Flächenbereich der Körper empfängt, dessen Abmessungen in der gleichen Grössenordnung liegen wie die Abstände zwischen den Strahlungsempfängern.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Körper frei fallend zwischen der Strahlungsaussendeeinrichtung (11) und der Strahlungsempfängereinrichtung (7) hindurchgeführt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Körper auf einer strahlungsdurchlässigen Führung (22) rutschend zwischen der Strahlungsaussendeeinrichtung (11) und der Strahlungsempfängereinrichtung (7) hindurchgeführt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit jedem von der Strahlungsdurchlässigkeit j eweils eines der Körper abhängigen Signal eine Einrichtung (17; 23) zum Entfernen des Körpers aus dem Strom von Körpern betätigt wird, wenn die Strahlungsdurchlässigkeit des betreffenden Körpers unter einem vorbestimmten Wert liegt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die für elektromagnetische Strahlung durchlässigen Körper Altglasstücke sind und die elektromagnetische Strahlung Licht ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die für elektromagnetische Strahlung durchlässigen Körper Altkunststoffstücke sind.
12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine Strahlungsaussendeeinrichtung (11) und eine Strahlungsempfängereinrichtung (7), welche dazu eingerichtet sind, Strahlung auf unterschiedlichen, nebeneinanderliegenden Strahlungswegen durch einen Raum (5) zwischen den beiden Einrichtungen (11,7) zu senden und für die über verschiedene Strahlungswege empfangene Strahlung je ein Ausgangssignal abzugeben, Mittel (3,4,20; 21,22,20') zum Hindurchfuhren eines Stromes von strahiungs-

durchlässigen Körpern durch den genannten Raum (5) und eine Verarbeitungseinrichtung (12,13,14,15,16) zum Verarbeiten der Ausgangssignale, um für jeden Körper ein von der Strahlungsdurchlässigkeit des Körpers abhängiges Signal zu erzeugen.

5 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinrichtung (12,13,14,15,16) einen Speicher (12) enthält und Mittel (13,14,15) zum Einlesen jedes der Ausgangssignale in den Speicher (12) jeweils in etwa regelmässigen Zeitabständen sowie Mittel (12) zum Ableiten des von

10 der Strahlungsdurchlässigkeit jedes Körpers abhängigen Signals aus den gespeicherten Werten jeweils nach dem Durchtritt jedes Körpers. •
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinrichtung (12,13,14,15,16) wenigstens

15 einen Analog/Digital-Wandler (16) enthält zum Digitalisieren der Ausgangssignale vor dem Einlesen in den Speicher (12).
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinrichtung (12,13,14,15,16) eine von einem Taktgeber (12) gesteuerte Multiplexeranordnung

20 (13,14) enthält zum Abfragen der Ausgangssignale nacheinander und zum seriellen Zuführen der abgefragten Ausgangssignale zu dem Speicher (12).
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch

25 gekennzeichnet, dass die Strahlungsaussendeeinrichtung eine

Strahlungsquelle (11) enthält und die Strahlungsempfängereinrichtung eine Anordnung von Strahlungsempfängern (7) enthält.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsempfänger (7) etwa parallel zueinander so

30 angeordnet sind, dass sie voneinander Abstände quer zur Bewegungsrichtung der Körper haben, und dass das Gesichtsfeld jedes Strahlungsempfängers (7) zum Empfangen von Strahlung nur aus einem Flächenbereich der Körper begrenzt ist, z. B. mittels einer Linse (8) und/oder mittels einer Lochblende (9), welcher Flä-

35 chenbereich Abmessungen hat, die in der gleichen Grössenordnung liegen wie die Abstände zwischen den Strahlungsempfängern (7).
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (3,4,5,20) zum Hindurchführen

40 der Körper eine geneigte Schüttelrinne (3) enthalten.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass anschliessend an das untere Ende der Schüttelrinne (3) eine nach unten abfallende Rutschfläche (4) vorhanden ist und dass die Strahlungsempfängereinrichtung (7) längs eines unteren

45 Randes der Rutschfläche (4) angeordnet ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass anschliessend an das untere Ende der Schüttelrinne (3') ein freier Fallraum (5) für die Körper vorhanden ist und dass die Strahlungsempfängereinrichtung (7) unter dem unteren Ende

50der Schüttelrinne (3') angeordnet ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (21,22,20') zum Hindurchführen der Körper eine geneigte, strahlungsdurchlässige Führungsplatte (22) enthalten, unter welcher die Strahlungsempfängerein-

55richtung (7) angeordnet ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12bis21, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinrichtung (12,13,14, 15,16) dazu ausgebildet ist, ein Steuersignal abzugeben, wenn

6Cdie Strahlungsdurchlässigkeit eines durch den genannten Raum (5) hindurchgetretenen Körpers unter einem vorbestimmten Wert liegt, und dass dem genannten Raum (5) eine Ausscheideeinrichtung (17,18,19; 23,24,19') nachgeordnet ist, welche von dem Steuersignal betätigbar ist, um den betreffenden Körper aus

65dem Strom von Körpern zu entfernen.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausscheideeinrichtung (23,24,19') wenigstens eine elektrisch oder pneumatisch bewegbare Klappe (23) aufweist.

673 789
24. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausscheideeinrichtung (17,18,19) wenigstens eine Blasdüse (17) aufweist.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 24, zum Feststellen von Fremdkörpern in einem Strom von Altglasstük-ken oder Altkunststoffstücken, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsaussendeeinrichtung (11) eine Lichtaussendeeinrichtung ist und die Strahlungsempfängereinrichtung (7) eine Lichtempfängereinrichtung ist.