CN110574081A - 用于识别质押物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于识别质押物的方法，其包括以下步骤：提供一种装置，其包括：处于大致直立位置的导管，其具有入口和出口；和用于分析发光物质的动态发光行为的装置；其中布置用于分析发光物质的动态发光行为的装置，以便分析导管中发光物质的动态发光行为，即使所述发光物质处于运动中；将包含发光物质的质押物通过入口引入导管中；通过使用用于分析发光物质的动态发光行为的装置来分析质押物中包含的发光物质的动态发光行为；以及根据分析结果将质押物分类。

Description

用于识别质押物的方法

本发明涉及一种用于识别质押物(Pfandgut)的方法，所述质押物为如押金瓶(Pfandflaschen)和其他退还押金的包装产品。

押金瓶是广泛的押金系统(Pfandsystem)的一部分，在该系统中，客户向饮料出售者留下所购买的瓶子的押金，并在退还瓶子时收回押金。以这种方式，饮料瓶可以以节省资源和节能的方式重复使用。各种各样的退还机器也很普遍，在这些机器中，押金瓶在退还时被自动检测。

DE 10 2009 026 557 A1记载了一种空容器反向自动售货装置(Leergut-Rücknahmevorrichtung)及其操作方法。在该方法中，分析待分类的空容器中包含的可识别特征。然而，该方法需要质押物在分析过程中处于静止。

DE 10 2011 107 704 A1记载了一种用于空容器反向自动售货机的输入单元。在其中记载的方法中，标记物的特定位置是分析所必需的，所述特定位置旨在允许识别所提供的质押物。

EP 1 235 191 B1记载了一种用于通过识别某些参数来退还用于存储液体或固体产品的刚性或柔性容器的装置。

用于识别质押物的现有技术的方法在多个方面是不利的。一方面，先前用于识别押金瓶和其他空容器的识别特征不够安全，即容易伪造。因此，由于押金欺诈，特别是由于德国通常用于空容器的高的押金金额，会产生重大的经济损失。此外，由于材料老化(光、温度、化学作用等)，先前使用的识别特征易于变得难以辨认。

同样地，用于识别质押物的已知装置通常需要机械运输装置，以便例如将质押物运输至分析装置(例如传送带)或使识别特征朝向分析装置(例如将瓶旋转)。由此产生的缺点包括：用户通常必须以某种方式(平放、立放、以某种朝向等)将物体插入运输装置；需要很高的技术成本；运输装置不同时适用于所有物体尺寸且因此相应的方法很慢，易磨损且对脏污敏感。最后，现有技术的方法不能仅使用单个装置来识别各种不同尺寸的质押物。

因此，本发明的目的是提供一种用于识别质押物的方法，所述方法克服了现有技术的缺点，特别是提供防止伪造质押物的提高的安全性，并在简单的处理中促进了可靠的识别。同样地，该方法应能够以简单的方式识别不同尺寸的物体，其中所述物体可处于运动中以便促进更高的质押物吞吐量。

这些目的通过一种用于识别质押物的方法来实现，该方法包括以下步骤：步骤a)提供一种装置，其包括处于大致直立位置的包括入口和出口的导管；和用于分析发光物质的动态发光行为的装置；其中布置用于分析发光物质的动态发光行为的装置以便分析导管中发光物质的动态发光行为；步骤b)将包含发光物质的质押物通过入口引入到导管中；步骤c)当质押物移动通过导管时，使用用于分析发光物质的动态发光行为的装置分析质押物中包含的发光物质的动态发光行为；和步骤d)根据分析结果将质押物分类。

本发明涉及一种用于识别质押物的方法。在本申请的含义内，质押物应理解为意指本身或其物质适合于回收的包装材料。本发明提供的质押物可特别地为空容器，即在消耗内容物之后应退还给出售者的容器。特别是，可规定质押物为食品容器。因此，可规定质押物为瓶子，特别是玻璃瓶、塑料瓶等。

如在质押物中包含的发光物质的意义上所使用的，术语“包含”应在本发明的含义内广义地理解。特别地，该术语还应包括这样的选择：其中发光物质包含在载体中，所述载体随后被施用至质押物；其中所述发光物质被直接施用至质押物，例如通过压力等。在这种情况下，合适的载体可特别地为标签、贴纸或性质相似的附着物选项。

在本发明的方法中使用的装置包括导管。导管大致布置在直立位置。这意味着导管可垂直于地球表面布置，从而使质押物从入口到出口通过导管落入装置中。术语“落入”意指质押物的移动可仅在重力的作用下实现，即，特别地无需其他机械装置例如传送带、机械移动的辊等。关于导管应“大致”处于直立位置的说明应理解为，也可提供倾斜布置的导管，即导管相对于地球表面倾斜，只要保证质押物仅在重力作用下的移动即可。在这种情况下，质押物沿着导管的表面从入口滑动至出口。

对导管的形式、特别是直径的几何形式没有限制。特别地，可提供圆形、椭圆形、矩形或多边形直径的导管，只要导管以一定方式配置使得可毫无问题地引导质押物通过导管即可。

导管可包含简化质押物的滑动或防止质押物的堵塞的装置，如振荡器、振动器等。

特别地，可规定导管的直径在所有点处均大于质押物的直径。

对质押物进行分类可包括将真实的质押物和非真实的质押物进行区分，和/或将质押物划分为几类，和/或评估质押物。特别地，分类可包括：区分真实的和非真实的质押物，将质押物划分为几类，根据类别评估质押物(用于确定押金值)和/或将质押物分级(Sortierung)。接受和不接受是下游选项，同样基于分类。

此外，动态发光行为优选为随时间的发光发射行为。

同样地，优选及时解除发光发射。

优选地规定，为一个或多个发射波长或发射波长范围确定衰减常数。

同样地，优选对固定时间段内的发光发射进行积分(integriert)。

同样地，可规定发光发射的光谱积分。

同样地，优选从所测量的发光行为中确定参数如衰减常数，并将所述参数与数据库中存储的预期值进行比较。

此外，发光物质优选选自在电磁辐射被激发后发射电磁辐射的荧光材料，所述电磁辐射的波长大于和/或小于和/或等于激发波长。

同样地，优选在UV和/或VIS和/或IR中测定动态发光性能的方法。

本发明的方法特别地用于识别和/或鉴别质押物。

此外，用于分析发光物质的动态发光行为的装置优选地以环形方式围绕导管布置。术语“环形”在此应被广义地理解，并且特别地包括适于检测来自围绕质押物的所有立体角度的一个或多个发射的任何布置。特别地，术语环形不应被理解为对精确的几何设计的限制。因此，环形布置还可包括装置的矩形布置或不同类别的多边形布置。环形布置有利于对质押物中包含的发光物质的动态发光行为进行与取向无关的分析。本文中，利用光以各向同性的方式传播，即在所有空间方向上传播。在该实施方案中，由于分析装置环形布置，不需要对准标记物，从而简化过程。

特别地，可规定用于分析发光物质的动态发光行为的装置为检测器装置。可在检测器装置中以环形方式布置多个检测器。同样地，检测器装置可由环形形状的检测器形成。环形形状的检测器是有利的，因为不需要使多个检测器同步进行，从而大大简化了控制。

同样地，在该实施方案中，可在距离质押物的表面一定距离处测量动态发光行为，因此可将导管设计用于具有不同直径的押金瓶和不同尺寸的质押物。检测装置与质押物之间的距离可为0-50cm、0-10cm、0-5cm、0-1cm。因此，可识别不同尺寸的押金瓶和质押物。

同样地，可规定该方法在步骤d)之后包括另外的步骤(e)：将相应分类的质押物分级。

此外，规定本发明的方法在步骤d)之后包括另外的步骤f)：退还或保留相应分类的质押物。

为了构造这些实施方案，特别地可规定，使根据分类将质押物划分为不同部分的装置与出口相邻。

分级可基于分类，所述分类基于发光行为和/或基于其他标记物(例如条形码/QR码/符号/物品编号等)和/或质押物的形状(例如瓶子的形状)和/或材料性质。可提供其他检测器(例如金属检测器)来验证材料性质。

特别地，可规定装置为空容器反向自动售货机。

在该实施方案中，特别地可规定，空容器反向自动售货机包括其他常用的通用装置，例如输入装置、用于输出凭单的输出装置等。

与现有技术中的绝对测量相比，令人惊讶地发现，光学性质的相对测量(例如分析随时间的发光发射行为)对扰动变量(例如添加剂污物或覆盖污物)不敏感。因此，利用相对发光性能来识别质押物不受待识别的质押物固有的基本光学性质的影响。

发光性能可基于来自发光材料的发光物质。发光被理解为意指在输入能量之后发射电磁辐射。本文中，能量输入优选地通过光子来实现；因此，所检测到的发光为光致发光。光致发光可在UV和/或VIS和/或IR中产生。所发射的电磁辐射的波长可大于和/或小于和/或等于激发波长。

例如，专利申请DE 10 2014 105 846 A1的材料可用作荧光材料。

通过利用动态发光性能，可获得增强的防伪保护。这特别地适用于仅测量某种荧光标记物的强度或波长的方法。

一个实施方案的特征在于，测定随时间的发光发射行为以识别质押物。这应理解为意指在激发结束之后使用测量技术在设定的时间段内检测发光发射。通过测量技术的检测可在发光激发之后的时间间隔内进行一次或连续多次。本文中，可在激发结束与第一次测量开始之间设置一个固定的停滞时间。单次测量的持续时间以及因此绝对发光强度被积分的时间可相同或不同。单次测量的持续时间为1μs-10ms，优选10μs-1ms，更优选50μs-500μs。该方法开辟了多种选择：

激发之后，发射波长或波长范围的发光强度可在设定的时间间隔之后多次测定。随时间的强度曲线可由所获得的绝对强度形成。这还可针对多个发射波长或波长范围来进行。同样地，可在不同的发射波长或发射波长范围之间形成强度比。

还优选测定一个或多个发射波长或波长范围的衰减常数。衰减常数应理解为意指发射的输出强度下降到原始强度的1/e的时间间隔。

另一个实施方案的特征在于，在整个光谱上对发光发射的强度进行积分。如果必须评估微弱的发射信号，则这是有利的。

可单独使用或组合使用各种检测器(如黑白相机、彩色相机、光电倍增管、光谱仪、光电管、光电二极管、光电晶体管)来检测发光性能。光学滤波器(例如长通/短通/带通滤波器)可用于检测装置中。在另一个实施方案中，分析装置特别地可为用于检测发射的装置，其特别地还可包括导光元件。在该实施方案中，发射聚焦在传感器上，使传感器不需要直接检测发射。

为了通过用于分析发光物质的动态发光行为的装置来激发发光，可单独地或组合地使用宽带和/或窄带光源，例如激光器、激光二极管、发光二极管(LED)、氙气灯、卤素灯。可将激发源单独激活或同时激活或以各种组合依序激活。光学滤波器(如长通/短通/带通滤波器)可用于激发装置中。

此外，优选用于激发发光的装置以环形方式围绕导管布置。这有利于与质押物中包含的发光标记物的取向无关的发光激发。在该实施方案中，不需要对准标记物，因此简化了方法过程。

用于激发和检测发光的装置可布置在同一平面内或沿着导管偏移。在同一平面中的布置是有利的，因为在激发时质押物已与检测器齐平，因此可检测到最大强度的发光发射。

此外，可将用于分析发光物质的动态发光行为的装置和用于多次激发发光的装置沿着导管布置，从而沿着导管形成多个激发和测量位置。因此，在质押物通过期间，可使用不同的激发/测量组合。激发和测量装置的顺序和数量可根据需要组合。

必须建立一方面所测量的发光性能与另一方面所标记的质押物之间的映射，以根据本发明的方法识别质押物。

本文中，预期的发光性能优选存储在数据库中。可通过实验测定来确定包含一种或多种荧光标记物的各个质押物的一种或多种发光性能。在进行识别时，将测得的发光性能与先前存储在数据库中的预期的发光性能进行比较，并以此方式进行识别。

本发明的方法可以用于识别质押物和/或将质押物分级。

在下文中，应根据具体的示例性实施方案来解释本申请的主题，其中所述示例性实施方案仅用于阐明保护范围，而不限制保护范围。

示例性实施方案

使用其中使用了内径为144.6mm的导管的装置。导管相对于地面垂直布置。使用8个最大发射波长为950nm且辐射功率为约16W的LED形式的激发源作为分析动态发光行为的装置。通过激发源产生脉冲持续时间为20至300μs的激发脉冲。在脉冲之间观察到60μs的激发间歇。此外，包括BTW 34 FS类型的IR光电传感器作为其他的分析装置。在激发间歇中测量发光发射的强度。在多个时间间隔中测量发光强度，并由此确定衰减常数。

上述装置以示例性方式用于识别两种不同的质押物。所述质押物(就其中包含的发光物质而言)在最大激发、最大发射和衰减常数方面不同。使用具有270μs和330μs的值的衰减常数。在将各质押物引入导管中之后，质押物在重力的作用下下降。在质押物通过上文中指定的分析装置的过程中，发光物质被辐照源激发，检测到发光发射并且以上述指定方式测定所包含的发光标记物的衰减常数。本文中，激发和测量均发生在质押物在导管中移动期间。根据测定的衰减常数将质押物分类，其中270μs的衰减常数用于为质押物分配押金值，而330μs的衰减常数用于相应的不分配。

上文的说明书和权利要求书中公开的本发明的特征——其本身以及以任何需要的组合——对于在各实施方案中实施本发明是必不可少的。

Claims (9)

1.识别质押物的方法，其包括以下步骤：

a)提供一种装置，其包括：

aa)处于大致直立位置的包括入口和出口的导管；和

bb)用于分析发光物质的动态发光行为的装置；

其中布置用于分析发光物质的动态发光行为的装置，以便分析导管中发光物质的动态发光行为，即使所述发光物质处于运动中；

b)将包含发光物质的质押物通过入口引入到导管中；

c)使用用于分析发光物质的动态发光行为的装置分析质押物中包含的发光物质的动态发光行为；和

d)根据分析结果将质押物分类。

2.根据权利要求1所述的方法，其中动态发光行为是随时间的发光发射行为。

3.根据权利要求2所述的方法，其中测定一个或多个发射波长的衰减常数。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中发光物质选自在电磁激发之后发射电磁辐射的荧光材料，所述电磁辐射的波长大于和/或小于和/或等于激发波长。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中用于分析发光物质的动态发光行为的装置以环形方式围绕导管布置。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法在步骤d)之后包括另外的步骤e)：

e)将相应分类的质押物分级。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其在步骤d)之后包括另外的步骤f)：

f)退还或保留相应分类的质押物。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中质押物为押金瓶。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中装置为空容器反向自动售货机。