CN107074455A - 用于监测传送带的偏振相机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于确定传送带表面的状态的方法。设置了光学系统，以确定移动的传送带上的表面的状态，从而至少两个偏振面同时被由传送带的表面反射的光检测，并且通过考虑检测的偏振面来确定表面的状态。

Description

用于监测传送带的偏振相机

技术领域

本发明涉及用于采用光学系统确定移动的传送带上的传送带表面的状态的方法和装置。

背景技术

传送带表面在运转中时易遭受不同的应力，诸如例如磨损、灰尘或者甚至损伤，这使得定期的维护和保养间隔是必要的。不管传送带的真实表面状态如何，在设定的时间间隔执行适当的措施。

为了将维护和保养间隔调节到实际需求，有必要连续地监测表面的状态及其变化，以便能够迅速地处理可能发生的应力损伤。

发明内容

因此，本发明是基于提供用于确定传送带的表面的状态的方法和装置的目的。

本发明通过具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求9的特征的装置解决了该目的。本发明的有利的另外实施例在从属权利要求中被描述。单独地或者以任何预期的组合描述的所有特征原则上是本发明的目的，与它们在权利要求中的关系或者对它们的引用无关。

本发明基于意识到从表面反射的光的偏振程度取决于相应的应力损伤的类型和程度的事实。因此，当观察从表面反射的光的偏振面时，表面的受应力区域也就是磨损或灰尘污染的区域例如与未受应力的表面区域形成对比。此外，不同的偏振发生在应力的不同类型和应力的相应强度之间。因此，从传送带表面反射的光的偏振程度取决于传送带的表面的状态。

然而，利用时间上隔开使用不同的偏振面以确定表面的状态的棘手问题是对于移动的表面会出现畸变效应，这使得确定移动的传送带的表面的状态变得更加困难得多，或者甚至完全阻止它进行。因此，更加惊人的是通过同时检测至少两个偏振面能够滤除出现的畸变效应、或者偏振面中其它可能的干扰源。换句话说，传送带的表面的状态在每个偏振面中被检测，这对于光学系统是可能的，并且随后被光学系统处理，例如，被转化为数据记录并且随后被储存。在测量期间，光学系统滤除失真效应或者其它的诸如反射的干扰，并且基于偏振面的过滤后的数据/图像确定应力的位置、应力的相应类型、并且如果合适的话、确定传送带上的应力程度，也就是传送带的相应区段的表面状态。

因此，采用该方法有可能基于在传送带的各个不同受应力区段之间的偏振面中产生的对比度确定整个传送带的表面的状态。

因此，一旦借助于该方法和装置检测到表面状态的相应全表面或区段变化或偏离参考值的表面状态，就能够在传送带上执行维护、保养或者甚至修复措施。

一种另外的优势是光学系统能够检测传送带的表面状态而不与传送带的表面接触。

术语“传送带”也被理解为包括例如传送链，也就是传送带的全部另外配置同样与传送链相关。传送带可以被构造成尤其用于传送饮料容器，诸如由塑料、玻璃或金属制成的饮料瓶或易拉罐。传送带及其表面相应地可以例如由金属、塑料或复合材料组成。尤其是，具有由塑料制成的表面的传送带在从它们的表面反射的光被偏振化的这种情况下具有特别的优势。

换句话说，从传送带表面反射的未受应力的光线被偏振化，而照射在例如被灰尘污染的受应力的传送带区段上并从其反射的光线要么不被偏振化，要么展现出另外的偏振程度，取决于应力的性质。

相反地，采用具有由金属制成的表面的传送带时，从表面反射的光不被偏振化；然而，相比之下，其上存在灰尘污染或类似物的传送带区段能够引起从它们的区段反射的光偏振化，使得这些区段因此在偏振面中再次出现对比。

当确定表面的状态尤其是损伤时，表面拉伸应力和/或灰尘污染被检测，尤其是灰尘污染的程度或类型。传送带表面上的这些应力全部导致反射光的偏振程度改变。例如，检测灰尘污染尤其是特别容易可能的，这是由于例如流体、油脂或者甚至润滑剂展现出明显不同于传送带的表面所展现出光的偏振程度的光的偏振程度，从而与传送带表面对比，能够在各个被检测的偏振面中特别准确地检测这些。

在这种情况下，例如灰尘污染根据其特定的类型进行检测同样是有可能。例如，位于传送带表面上的流体或流体膜在光的偏振面中产生对比，对比不同于例如传送带表面上的油脂、润滑剂或者金属污染物。尤其是，所述方法和装置可用于检测表面上存在的流体或液体。此外，例如可以将在位置和定量上确定在传送带的表面上施加润滑剂，并且相应地控制润滑剂施加装置。

为了确定移动的传送带的表面状态，如已指示的，检测的反射光的至少两个偏振面是必要的。这些偏振面必须另外同时被检测，以便允许确定移动的传送带的表面状态。

光学系统因此可以例如由两个或多个相机系统组成，在每种情况下，系统具有图像传感器和相关的偏振过滤器。在检测期间，两个相机系统被对准到传送带的相同区段上。在这种情况下，光学系统例如可以横跨传送带的整个宽度检测传送带。光学系统也可以例如仅在传送带的宽度部分逐段检测传送带，并且相应地，例如在传送带的一个完整的运行通过之后，光学系统可以改变其位置并且检测另外的宽度区段。

为了简化检测过程，根据本发明的另一种实施例，光学系统包括带偏振过滤器的一个单个图像传感器，图像传感器同时地检测至少两个或多个偏振面。这种光学系统例如从DE 10 2208 014 334 A1或者DE 20 2012 010 977 U1中是已知的。这种系统展示的优势是它比平行连接的两个系统明显更加经济，并且另外，由光学系统获取的数据的处理明显地被简化。这使得尤其是对于传送带运行经过光学系统的速度将被保持在对于相应的应用而言是通常的速度是可能的。

为保持表面的状态的连续的监测，当传送带运转时，光学系统永久地检测表面。作为一种替代，可能的是，例如以特定的时间间隔完全地检测整个传送带，并且与来自先前的检测合格的数据进行对比，以确定任何变化。

为了改善直接从传送带的表面反射的光和从受应力的传送带的区段反射的光之间的偏振面中的对比度，根据本发明的另一种实施例，提供采用偏振光照射传送带的表面。

偏振光具有的优势在于偏振光落在偏振面中到表面上并且从表面反射。使用偏振光是有优势的，尤其是对于具有金属表面的传送带，这是由于金属表面不引起反射到金属表面上或者从金属表面反射的光的任何偏振化。在这种程度上，对于具有金属表面的传送带，从受应力的传送带区段反射的被偏振的反射光线是排除在外的。换句话说，灰尘污染的或者损伤的区段被强调，作为偏振面中的对比。

本发明的一个重要特征是利用移动的传送带确定传送带表面发生的状态，也就是偏振面的检测发生在例如传送带的正常操作中。根据本发明的另一种实施例，偏振面的检测发生在传送带运行速度为至少2m/s，优选至少2.5m/s，特别优选至少3m/s，并且有利地介于2m/s至5m/s之间。

为了改善传送带表面的检测，根据本发明的另一种实施例，提供光学系统被构造成用于检测高分辨率图像。作为其结果，对于甚至非常不明显的待测应力，诸如传送带的微观结构中的微裂纹或者变化，并且同样对于传送带表面的少量灰尘污染，这都是有可能的。除此之外，明显地改善了确定涉及什么类型的应力以及什么类型的灰尘污染以及它们位于传送带表面的哪个区域中的可能性。

为了能够在日后访问由光学系统检测的传送带表面的状态，检测的表面状态特别优选地被光学系统进行处理，尤其是被表示为数值并被储存。数值对于所关心的传送带的表面是清楚的，并且例如代表表面状态的起点值，基于该数值并且通过比较至少一个另外的检测合格数值，能够检测传送带表面的状态中的变化。特别优选的是，为了识别表面状态中的变化，再次确定变化并且与首次检测并存储的表面状态进行比较。因此，甚至将可能的是例如在整个表面上确定表面状态的均匀变化。

本发明借助于用于采用光学系统确定移动的传送带上的传送带表面的状态的装置进一步解决了发明目的，所述装置同时检测从传送带表面反射的光的至少两个偏振面，并且通过考虑检测的偏振面确定表面的状态。

根据本发明的装置被构造成在反射光的至少两个不同的偏振面处进行检测，并且滤掉偏振面中的干扰，诸如由于传送带移动所招致的畸变效应。可以以这种方式进行，其中将不同的偏振面以及由于各个表面区段的不同状态而在那里出现的对比度差异进行对比，并且以这种方式确定表面发生的状态，例如确定传送带表面的受应力区域的位置、应力的相应类型和/或应力的强度。

所述装置相应地尤其被构造成以便基于偏振面中的对比差异确定灰尘污染的不同类型，诸如存在于某些区段中的流体或液体，诸如水或者甚至全部的水膜。所述装置同样被构造成诸如检测例如传送带表面上的润滑剂的分布，并且确定是否存在具有太少的润滑剂或者润滑剂施加太高的区域。相应地，所述装置可以被连接到例如另外的控制单元，控制单元例如控制润滑剂在传送带上的施加，或者也在传送带上执行不同的维护、保养或修复措施。

待检测的传送带原则上可以是任何类型，但尤其是包括用于传送饮料容器的传送带，传送带包括至少一个由塑料、金属或另外的复合材料制成的表面。明显包含在这些传送带中的还是传送链，例如为了可比较的目的，可以使用传送链。

所述装置的一种特殊优势在于它可以通用于不同类型的传送带，并且不必单独地与单个传送带匹配。因此有可能的是，例如对于根据本发明的装置被定位成固定到传送带用于长期监测传送带，但是它也可以是移动单元，移动单元可用于逐阶段监测传送带的表面状态。所述装置的另一种特殊优势在于它不形成光学系统和传送带之间的任何直接接触，而是允许非接触的监测传送带。

尽管已经结合方法描述了若干个方面，应当理解这些方面同样代表了对相应装置的描述。照此类推，已经结合装置描述的方面同样将被理解为对相应的方法步骤的描述或者作为方法步骤的特征。

附图说明

下文中基于一种示例性的实施例更加详细地描述了本发明。附图显示了：

图1：用于检测传送带表面的状态的装置示意图。

具体实施方式

图1示意性地示出了用于传送饮料容器的传送带1，在该情况下用于传送饮料瓶2。传送带1被构造为一个传送链，其中每个链节(这里未示出)包括由塑料制成的传送带表面3。

图1还示出了带偏振相机5的光学系统4，光学系统包括带偏振过滤器(这里未示出)的图像传感器(这里未示出)，光学系统同时检测四个偏振面。偏振相机5连接到数据存储和评估单元6，数据存储和评估单元被构造成接收由偏振相机5检测的偏振面(数据)、对其进行处理并且随后将其存储为数据记录。此外，设置了照明单元7，使得由偏振相机5检测的传送带表面3的区域被偏振光均匀地照射，使得偏振相机5检测被照明单元7偏振并且从传送带表面2反射的光8。在这种情况下，大体上取决于检查任务，光(8)可用于照射，在每种情况下必须确定关于光的类型和强度，并且光尤其是可变的。在这种情况下，基本参数是波长和/或偏振面，如果合适的话，以时间可变的方式使用参数。

还布置了偏转单元9，其将传送带压力导杆上游和传送带表面3的检测区域10上游的饮料瓶2通过光学系统4转向到另外的第二传送带(这里未示出)上。

在方法的执行期间，饮料瓶2在传送带1上在传送带1的传送方向(由箭头指示的)上被传送。在这种情况下，传送带1的速度是2.5m/s。当到达偏转单元9时，饮料瓶2从传送带1转向到另外的传送带上。

在饮料容器被引导离开之后，传送带1进入光学系统4的检测区域10。检测区域10包括传送带1的整个宽度，并且被照明单元7均匀地照射，在当前的实施例版本中，例如被偏振光8照射。在这种情况下，光或波长的选择取决于对应的检查任务。偏振光8照射由塑料制成的传送带表面3上。传送带表面3中的塑料具有的效果是，随着光8在其表面上的反射，塑料改变光的偏振面。从传送带表面3反射的光线随后在四个不同的偏振面中被偏振相机5检测。在这种情况下，与从传送带表面3直接反射的光线不同地反射的在灰尘污染的区域处反射的光线的偏振面经历了偏振面的另一种改变，使得传送带1的存在灰尘污染的区域在由偏振相机5检测的偏振面中可见对比。

由偏振相机5检测的四个偏振面被发送到数据存储和评估单元6，并且被储存为数据。在这种情况下，数据存储和评估单元6检测例如在传送带表面3的哪个区域中存在什么类型的应力，并且如果合适的话，是什么强度(灰尘污染等)，也就是检测表面的状态是什么。由于传送带被光学系统4连续地监测的事实，在传送带1每次通过检测区域10时，进行传送带表面3的污染的/受应力的区域的检测。借助于例如由数据存储和评估单元6执行的数据对比，能够确定传送带表面3中的变化，也就是表面的状态中的变化。一旦传送带表面3超过例如数据存储和评估单元6中存储的参考值，或者达到了预先设置的最大变化，就可以开始传送带1的维护和保养或修复间隔。

在调整传送带表面3上的应力之后，或者如果合适的话，也可以在每次机器启动之后，将传送带1再次引导通过光学系统4的检测区域10，并且在清洁的、修复的状态/开始状态下检测传送带表面3的状态，并且存储为数据记录。在方法的另外过程中，可以基于在维护和修复间隔之后或者相应地在开始状态下获得的表面状态的记录执行传送带表面3的表面状态的评估。

以这种方式，按需调节修复、保养和维护间隔有可能是特别简单的，从而与传送带1的实际状态相符。

附图标记列表

1 传送带

2 饮料瓶

3 传送带表面

4 光学系统

5 偏振相机

6 数据存储和评估单元

7 照明单元

8 光线

9 偏转单元

10 检测区域

11 灰尘污染区域

Claims (9)

1.一种用于确定移动的传送带(1)上的传送带表面的状态的方法，其中，光学系统(4)至少

同时检测从传送带(1)上的所述表面(3)反射的光(8)的两个偏振面，并且

通过考虑检测的偏振面确定所述表面的状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：检测所述传送带表面(3)上存在的损伤、表面拉伸应力和/或灰尘污染，尤其是灰尘污染的程度和/或灰尘污染的类型。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述光学系统(4)包括带偏振过滤器的图像传感器，图像传感器同时检测至少两个或多个偏振面。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：采用光(8)照射所述传送带(1)的表面(3)，所述光关于波长和/或偏振面能够改变。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：所述传送带(1)在检测偏振面时的速度是至少2m/s，优选至少2.5m/s，特别优选至少3m/s，并且有利地介于2m/s至5m/s之间。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：所述光学系统(4)被构造成用于检测高分辨率图像。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：所述被检测的表面状态随后被处理、尤其是被数字化和被存储。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：为了识别所述表面状态的变化，再次检测所述表面状态，并且随后与首次检测并存储的表面状态数据进行对比。

9.一种用于检测移动的传送带(1)上的表面状态的装置，采用

光学系统(4)，所述光学系统同时检测从所述表面(3)反射的光(8)的至少两个偏振面，并且

通过考虑检测的偏振面确定所述表面的状态。