Die Erfindung bezieht sich auf eine Sortiereinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Beispiele für Sortiervorrichtungen sind aus zahlreichen Literaturstellen, beispielsweise aus der EP-A-0 475 121, bekannt geworden. Im Allgemeinen bestehen sie aus einem Zufuhrmechanismus für das zu sortierende Gut, gegebenenfalls einer Vereinzelungsvorrichtung (die auch vor der Zuführeinrichtung selbst gebildet sein kann), sowie einer Überprüfungseinrichtung, die im Allgemeinen wenigstens eine Lichtquelle sowie mindestens einen lichtelektrischen Wandler aufweist. Diese Überprüfungseinrichtung ist an eine Auswerteeinrichtung zum Vergleich von IST-Signalen mit SOLL-Signalen verbunden, welche Auswerteeinrichtung eine Aussortiereinrichtung steuert, durch die jene Teile des Gutes aussortierbar sind, welche den SOLL-Werten, gegebenenfalls mit einem Toleranzbereich, nicht entsprechen.
Dabei wird im Wesentlichen nach dem Ausmasse der Reflexion, nach Farbe und/oder Grösse von Teilen sortiert.
Im Falle der US-A-3 747 755 wird zur Sortierung von Früchten eine Strahlenquelle im Infrarotbereich benützt und die Intensität von mindestens vier Wellenlängen der reflektierten Strahlung zur Qualitätsbestimmung gemessen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den Anwendungsbereich solcher Sortiervorrichtungen zu erweitern, und dies gelingt erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.
Bei vielen Gütern, bei denen eine richtige bzw. vorbestimmte chemische Zusammensetzung von Bedeutung ist, insbesondere bei der Untersuchung pharmazeutischer Produkte, wie Tabletten, Kapseln, Dragées und andere Arzneiformen, ist eine gewisse Gefahr nämlich dadurch gegeben, dass die chemische Zusammensetzung durch die zugeführte Strahlung selbst beeinflusst wird. Dies be ruht darauf, dass verschiedene chemische Stoffe vor allem lichtempfindlich sind, sodass eine spektroskopische Untersuchung zu einer Veränderung des Materials führen könnte. Andererseits sollte bei manchen chemischen Stoffen eine zu starke Erwärmung des zu untersuchenden Gutes aus denselben Gründen vermieden werden. Die erfindungsgemässe Ausbildung ermöglicht nun eine exakte physikalische Anpassung der Strahlenenergie an das zu sortierende Gut.
Dies kann durch Wahl des Emissionsspektrums der Strahlungsquelle selbst geschehen, doch wird vorteilhaft von den Merkmalen des Anspruches 2 und/oder des Anspruches 3 Gebrauch gemacht. Dichroitische Schichten oder Filter sind kostengünstig herstellbar und halten darüber hinaus auch über lange Betriebsdauer ihre Spezifikation aufrecht und tragen somit wesentlich zur Zuverlässigkeit der erfindungsgemässen Sortiervorrichtung bei. Ausserdem ist man so bei der Auswahl der Strahlungsquelle weniger eingeschränkt, vielmehr kann eine relativ breitbandige Strahlungsquelle verwendet werden.
Zur Vermeidung von chemischen Veränderungen bei wärmeempfindlichen Gütern sind vorzugsweise die Merkmale des Anspruches 4 vorgesehen, wogegen im Falle einer Empfindlichkeit gegenüber kurzwelligem Lichte die Merkmale des Anspruches 5 von Bedeutung sind. Natürlich können beide Massnahmen gemeinsam angewandt werden.
Um eine Anpassung an unterschiedliche zu prüfende Güter vornehmen zu können, wird nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Ausgestaltung nach Anspruch 6 vorgeschlagen.
Diese gegebenenfalls erforderliche Anpassung kann fernerhin nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung auch durch die Merkmale des Anspruches 7 erreicht werden.
Besonders einfach kann eine Einstellung der Prüfeinrichtung auf erforderliche Energie- bzw. Strahlungsparameter dadurch erreicht werden, wenn die Vorrichtung nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Sinne des Anspruches 8 ausge bildet ist. Diese Anordnung gestattet eine Einstellung der Energie in kürzester Zeit, ohne dass bauliche Veränderungen od.dgl. an der Sortiervorrichtung vorgenommen werden müssen.
Um die Dosierung auch der Strahlungsmenge vornehmen zu können, wird nach weiterer bevorzugter Ausführungsform der Erfindung die Ausbildung nach Anspruch 9 vorgeschlagen.
Nach weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Transmissions-Spektroskopie dadurch durchführbar, dass ein Träger für das zu prüfende Gut zwischen der Strahlungsquelle und dem mindestens einen Wandler angeordnet ist. Gegenüber einer Reflexions-Spektroskopie hat dies den Vorteil, dass der zu untersuchende Teil nicht nur an der Oberfläche untersucht wird, die aus den verschiedensten Gründen eine etwas abgeänderte Zusammensetzung haben kann.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematisch Schrägrissansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung, zu der die
Fig. 2 einen Aufriss veranschaulicht.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 ist ein Einfülltrichter 1 für die Zufuhr von zu untersuchenden Tabletten 2 oberhalb eines Rüttelförderers 3 vorgesehen. Mithilfe des Rüttelförderers 3 werden die Tabletten aus dem Einfülltrichter 1 abgezogen und dabei weitgehend vereinzelt, wobei sie auf eine Rutsche 4 fallen. Gewünschtenfalls kann auch die Rutsche 4 unter Vibrationen versetzt werden, doch ist dies nicht unbedingt erforderlich.
Am unteren Ende der Rutsche 4 befindet sich eine Art Zellenradschleuse 5, die in jede ihrer vier über den Umfang verteilten Zellen jeweils nur eine Tablette aufzunehmen vermag. Diese Tablette wird dann einer \ffnung 6 zugeführt, die sich oberhalb eines sich im Uhrzeigersinn bewegenden Drehtellers 7 befindet. Der Drehteller 7 wird zweckmässig schrittweise angetrieben, wobei sein Antrieb vorzugsweise mit dem des Zellenrades 5 synchronisiert ist, sodass jede Tablette gerade in demjenigen Augenblicke durch die \ffnung 6 fällt, wenn eine \ffnung 8 des Drehtellers 7 genau darunter positioniert ist.
Die \ffnungen 8 besitzen im unteren Bereich des Drehtellers 7 einen verengten Rand 9, auf dem die Tabletten 2 zu liegen kommen. Somit wird jede Tablette einer Überprüfungsstation 10 zugeführt, an der einerseits eine Beleuchtungsquelle 11 und oberhalb des Drehtellers 7 eine Energiebegrenzungseinrichtung vorgesehen. Die Energiebegrenzungseinrichtung weist zweckmässig eine Reihe von auf einem Träger 112 angeordneten und wahlweise in den Strahlengang bringbaren Blenden und/oder Filtern 12 auf, wobei zur Energiebegrenzung zweckmässig mindestens ein Filter vorgesehen ist. Dieses Filter ist vorzugsweise so ausgelegt, dass es Strahlung einer Wellenlänge unterhalb von 850 nm, gegebenenfalls unter 800 nm, und/oder oberhalb 1700 nm ausfiltert.
Unterhalb des Drehtellers 7 ist ein Empfänger 13 vorgesehen, der beispielsweise aus einem Lichtleiterbündel bzw. Lichtfaserbündel gebildet sein kann. Das so aufgefangene Licht wird zweckmässig einem Spektrometer 14 zugeleitet, das an sich bekannter Natur sein kann, bevorzugt jedoch im Sinne der EP-A-0 600 334 ausgebildet ist. Es geht dabei darum, dass mehrere Analysekanäle vorgesehen sind, die das Licht mit einer vorgegebenen spektralen Durchlässigkeitsfunktion modulieren und das so modulierte Licht einem oder mehreren Detektoren zuführen. Dabei unterscheiden sich die spektralen Durchlässigkeitsfunktionen der verschiedenen Kanäle, die insgesamt einen relativ breitbandigen Bereich abdecken, innerhalb dieses Bereiches voneinander.
Die Erzeugung der spektralen Intensitätsverteilung entsprechend der gewünschten Funktion kann mithilfe von Polarisationsinterferenzfiltern, mit Interferenzschichten oder mit Polychromatoren, die das Messlicht mithilfe eines Prismas, eines Gitters oder akusto-optisch erzeugten Beugunsgittern zerlegen, realisiert werden. Für die Ausführung im Einzelnen sei auf die beiden CH-Patentanmeldungen verwiesen, deren Inhalt hier durch Bezugnahme mit eingeschlossen gelten soll.
Die Erfindung ist aber keineswegs auf eine bestimmte Art von Spektrometern beschränkt, wenngleich die nach den oben angegebenen Schweizer Patentanmeldungen besonders bevorzugt sind. So könnte für gewisse Anwendungsfälle auch ein Spektrometer verwendet werden, wie es in der WO 90/10 191 beschrieben ist.
Mithilfe des Spektrometers 14 und einer darin angeschlossenen, insbesondere als Prozessoreinheit 15 ausgebildeten Vergleichseinrichtung erfolgt ein Vergleich zwischen dem ermittelten IST-Spektrogramm und mindestens einem, gegebenenfalls mehreren SOLL-Spektrogrammen, die in der Vergleichseinrichtung gespeichert sind. Hierbei sind zweckmässig Toleranzbereiche vorgegeben. Werden diese Toleranzbereiche über- oder unterschritten, so ergeht ein Befehl an eine Aktorikeinheit 16. Die Aktorikeinheit 16 besteht aus einer Steuereinheit 17 und den eigentlichen Aktoren, die mechanischer Natur sein können, hier aber in an sich bekannter Weiser als Blasdüsen 18, 19, ausgebildet sind. Diese Blasdüsen 18, 19 werden über die Steuereinheit 17 angesteuert, sodass ein Druckluftstrom wahlweise aus der einen oder anderen Düse austritt.
Es versteht sich aber, dass die Ausbildung der Aktorik an sich beliebig sein kann, wie es auch im Stande der Technik die verschiedensten Ausgestaltungen gibt. Die Düsen 18, 19 sind zweckmässig derart positioniert, dass sie bei jedem Schritt des Tellerrades 7 genau unterhalb einer der \ffnungen 8 zu liegen kommen, die über den gesamten Umfang des Tellerrades 7 verteilt sind, wie dies durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist. Beispielsweise kann die Anordnung so getroffen sein, dass alle ausserhalb des Toleranzbereiches liegenden Tabletten mithilfe der Düse 19 in einem besonderen Behälter ausgeschleudert werden, wogegen alle "guten" Tabletten mittels der Düse 18 aus den \ffnungen 8 des Tellerrades 7 entfernt werden. Selbstverständlich wäre es auch möglich, an Stelle der Blasdüsen Saugdüsen zu verwenden.
Falls sich, beispielsweise während eines Mischvorganges bei der Herstellung der Tabletten 2, die Dosiermenge eines der zugesetzten Stoffe verändern sollte, so erfolgt dies im Allgemeinen nicht plötzlich. Es wäre daher denkbar, dass innerhalb der Prozessoreinheit 15 eine Art Differenzierung stattfindet, um eine zunehmende Annäherung an die Toleranzgrenzen frühzeitig festzustellen. Gegebenenfalls können die Toleranzgrenzen derart beeinflusst werden, dass der Toleranzbereich enger wird, wenn eine zunehmende Verschlechterung festgestellt wird.
Es versteht sich, dass die Sortiereinrichtung in verschiedenster Weise variiert werden kann, beispielsweise so, wie dies in der schon genannten EP-A-0 475 121 geschildert wurde. So mag an Stelle des Drehtellers 7 eine Trommel mit die Tabletten, Kapseln od.dgl. aufnehmenden Löchern vorgesehen werden, oder es mag die Überprüfungseinrichtung mit dem Lichtleiterkabel 13 zwischen zwei Scheiben untergebracht sein, wie dies in der Fig. 2 dieser Schrift gezeigt ist.
Fig. 2 veranschaulicht die Einzelheiten der optischen Anordnung an einer Tragsäule 20 (vgl. Fig. 1) in einer leicht variierten Ausführungsform. Die an einem Träger 21 mithilfe von Klemmbacken 22 an der Säule 20 höhenverstellbar befestigte Lichtquelle besteht aus einer Lampe 23 mit einem Reflektor 24, die ihr Licht auf einen sammelnden dichroitischen Spiegel 25 zur Ausfilterung unerwünschter Strahlungsfrequenzen wirft. Gegebenenfalls kann ein zweites Filter 26 an einer \ffnung 27 des Trägers 21 vorgesehen sein. Ferner kann zusätzlich oder alternativ der verstellbare Träger 112 (vgl. Fig. 1) unterhalb einer Lichtöffnung 28 vorgesehen sein, die gewünschtenfalls ebenfalls mit einer Blende und/oder einem Filter 12 ausgerüstet sein kann. Zur Verstellung des Trägers 112 ist zweckmässig ein Motor 29, insbesondere ein Schrittmotor, vorgesehen.
Die Befestigung eines gegebenenfalls vorgesehenen Filters 28 kann mittels Klemmbacken 30 an der Säule 20 erfolgen. Ebenfalls mithilfe von Klemmbacken 31 befestigt ist das Kabelende 13, das das durch die \ffnungen 8 und die darin befindlichen Tabletten oder sonstigen Produkte hindurchtretende Licht (im weitesten Sinne) aufnimmt. Dabei ist der Drehteller 7 mithilfe eines Motors 32 angetrieben, der beispielsweise von dem mittels der Backen 31 festgeklemmten Träger 33 getragen wird. Innerhalb eines Führungsrohres 19.1 mag dann beispielsweise die Düse 19 (vgl. Fig. 1) untergebracht sein.
Die Säule 20 steht auf einer Basisplatte 34, an der aus Gründen der Kompaktheit des Aufbaues zweckmässig auch das aus Fig. 1 ersichtliche Spektrometer 14 samt der Prozessoreinheit 15 und der Steuereinrichtung 17 untergebracht sein mag.
The invention relates to a sorting device according to the preamble of claim 1.
Examples of sorting devices have become known from numerous references, for example from EP-A-0 475 121. In general, they consist of a feed mechanism for the material to be sorted, optionally a separating device (which can also be formed in front of the feed device itself), and a checking device which generally has at least one light source and at least one photoelectric converter. This checking device is connected to an evaluation device for comparing ACTUAL signals with TARGET signals, which evaluation device controls a rejection device by means of which those parts of the goods can be rejected which do not correspond to the TARGET values, possibly with a tolerance range.
It is essentially sorted according to the extent of the reflection, color and / or size of parts.
In the case of US Pat. No. 3,747,755, a radiation source in the infrared range is used for sorting fruits and the intensity of at least four wavelengths of the reflected radiation is measured for quality determination.
The invention is based on the object of expanding the scope of such sorting devices, and this is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1.
For many goods in which a correct or predetermined chemical composition is important, in particular when examining pharmaceutical products, such as tablets, capsules, pills, and other pharmaceutical forms, there is a certain danger because the chemical composition is caused by the radiation supplied itself is influenced. This is based on the fact that various chemical substances are particularly sensitive to light, so that a spectroscopic examination could lead to a change in the material. On the other hand, with some chemical substances, excessive heating of the material to be examined should be avoided for the same reasons. The design according to the invention now enables exact physical adaptation of the radiation energy to the material to be sorted.
This can be done by choosing the emission spectrum of the radiation source itself, but use is advantageously made of the features of claim 2 and / or claim 3. Dichroic layers or filters can be produced inexpensively and, moreover, maintain their specification even over a long period of operation and thus contribute significantly to the reliability of the sorting device according to the invention. In addition, the selection of the radiation source is less restricted, but rather a relatively broadband radiation source can be used.
To avoid chemical changes in heat-sensitive goods, the features of claim 4 are preferably provided, whereas in the case of sensitivity to short-wave light, the features of claim 5 are important. Of course, both measures can be applied together.
In order to be able to adapt to different goods to be tested, the embodiment according to claim 6 is proposed according to a further preferred embodiment of the invention.
This adaptation, which may be necessary, can also be achieved according to a further preferred embodiment of the invention by the features of claim 7.
Adjustment of the test device to the required energy or radiation parameters can be achieved particularly easily if the device is formed according to a further preferred embodiment of the invention within the meaning of claim 8. This arrangement allows the energy to be set in the shortest possible time without structural changes or the like. must be made on the sorting device.
In order to be able to also meter the amount of radiation, the design according to claim 9 is proposed according to a further preferred embodiment of the invention.
According to a further embodiment of the invention, the transmission spectroscopy can be carried out in that a carrier for the material to be tested is arranged between the radiation source and the at least one converter. Compared to reflection spectroscopy, this has the advantage that the part to be examined is not only examined on the surface, which can have a slightly different composition for various reasons.
Further details of the invention will become apparent from the following description of an embodiment shown schematically in the drawing. Show it:
Fig. 1 is a schematic oblique view of an inventive device, to which the
Fig. 2 illustrates an elevation.
In the exemplary embodiment according to FIG. 1, a filling funnel 1 is provided above a vibrating conveyor 3 for the supply of tablets 2 to be examined. With the help of the vibrating conveyor 3, the tablets are withdrawn from the hopper 1 and largely separated thereby, falling onto a chute 4. If desired, the slide 4 can also be vibrated, but this is not absolutely necessary.
At the lower end of the slide 4 there is a type of cellular wheel sluice 5, which can only hold one tablet in each of its four cells distributed over the circumference. This tablet is then fed to an opening 6, which is located above a rotating plate 7 moving clockwise. The turntable 7 is expediently driven step by step, its drive preferably being synchronized with that of the cellular wheel 5, so that each tablet falls through the opening 6 at that moment when an opening 8 of the turntable 7 is positioned exactly below it.
The openings 8 have a narrowed edge 9 in the lower region of the turntable 7, on which the tablets 2 come to rest. Each tablet is thus fed to a checking station 10, on the one hand an illumination source 11 and above the turntable 7 an energy limiting device. The energy limiting device expediently has a number of diaphragms and / or filters 12 which are arranged on a carrier 112 and can optionally be brought into the beam path, at least one filter being expediently provided for energy limitation. This filter is preferably designed in such a way that it filters out radiation of a wavelength below 850 nm, optionally below 800 nm, and / or above 1700 nm.
A receiver 13 is provided below the turntable 7 and can be formed, for example, from an optical fiber bundle or an optical fiber bundle. The light collected in this way is expediently fed to a spectrometer 14, which can be of a known nature, but is preferably designed in the sense of EP-A-0 600 334. It is a matter of providing a plurality of analysis channels which modulate the light with a predetermined spectral transmission function and feed the light so modulated to one or more detectors. The spectral transmission functions of the different channels, which cover a relatively broadband area, differ from one another within this area.
The generation of the spectral intensity distribution according to the desired function can be realized with the aid of polarization interference filters, with interference layers or with polychromators, which break down the measuring light with the aid of a prism, a grating or acousto-optically generated diffraction gratings. For the details, reference is made to the two CH patent applications, the content of which is to be included here by reference.
However, the invention is by no means restricted to a specific type of spectrometer, although those according to the above-mentioned Swiss patent applications are particularly preferred. For example, a spectrometer as described in WO 90/10 191 could also be used for certain applications.
With the aid of the spectrometer 14 and a comparison device connected therein, in particular in the form of a processor unit 15, a comparison is made between the ascertained actual spectrogram and at least one, possibly a plurality of TARGET spectrograms, which are stored in the comparison device. Tolerance ranges are expediently specified here. If these tolerance ranges are exceeded or undershot, a command is sent to an actuator unit 16. The actuator unit 16 consists of a control unit 17 and the actual actuators, which can be mechanical in nature, but here in a manner known per se, designed as blowing nozzles 18, 19 are. These blowing nozzles 18, 19 are controlled via the control unit 17, so that a compressed air flow optionally emerges from one or the other nozzle.
It goes without saying, however, that the design of the actuator system itself can be arbitrary, as there are various configurations in the prior art. The nozzles 18, 19 are expediently positioned such that they come to lie at each step of the ring gear 7 exactly below one of the openings 8, which are distributed over the entire circumference of the ring gear 7, as is indicated by a dash-dotted line. For example, the arrangement can be such that all tablets lying outside the tolerance range are ejected in a special container using the nozzle 19, whereas all "good" tablets are removed from the openings 8 of the ring gear 7 by means of the nozzle 18. Of course, it would also be possible to use suction nozzles instead of the blowing nozzles.
If, for example during a mixing process in the manufacture of tablets 2, the metered amount of one of the added substances should change, this generally does not occur suddenly. It would therefore be conceivable that a type of differentiation takes place within the processor unit 15 in order to determine an increasing approach to the tolerance limits at an early stage. If necessary, the tolerance limits can be influenced in such a way that the tolerance range becomes narrower if an increasing deterioration is determined.
It goes without saying that the sorting device can be varied in a wide variety of ways, for example as described in EP-A-0 475 121 already mentioned. So instead of the turntable 7 may be a drum with the tablets, capsules or the like. receiving holes may be provided, or the inspection device with the optical fiber cable 13 may be accommodated between two panes, as shown in FIG. 2 of this document.
FIG. 2 illustrates the details of the optical arrangement on a support column 20 (cf. FIG. 1) in a slightly varied embodiment. The light source, which is vertically adjustable on a support 21 by means of clamping jaws 22 on the column 20, consists of a lamp 23 with a reflector 24, which throws its light onto a collecting dichroic mirror 25 for filtering out undesired radiation frequencies. If necessary, a second filter 26 can be provided on an opening 27 of the carrier 21. Furthermore, in addition or as an alternative, the adjustable carrier 112 (cf. FIG. 1) can be provided below a light opening 28, which, if desired, can also be equipped with an aperture and / or a filter 12. A motor 29, in particular a stepper motor, is expediently provided for adjusting the carrier 112.
An optionally provided filter 28 can be attached to the column 20 by means of clamping jaws 30. The cable end 13, which receives the light (in the broadest sense) passing through the openings 8 and the tablets or other products located therein, is likewise fastened with the aid of clamping jaws 31. The turntable 7 is driven by means of a motor 32 which is carried, for example, by the carrier 33 clamped by means of the jaws 31. The nozzle 19 (see FIG. 1) may then be accommodated within a guide tube 19.1.
The column 20 stands on a base plate 34, on which the spectrometer 14 shown in FIG. 1 together with the processor unit 15 and the control device 17 may also be accommodated for reasons of compactness of the structure.