CN111279164A - 在多头秤中的异物识别 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在多头秤(1)中进行异物识别的装置，其中，所述多头秤(1)具有多个用于填充散装物料的称重容器(2)，能够根据触发信号选择称重容器以倒入到一个或多个以漏斗(3)形式聚集起来的滑槽(3)中。此外，本发明涉及一种用于这种多头秤(1)的异物识别设备(4)。在此，根据本发明规定，所述装置具有用于采集图像序列的图像采集单元(10)、照明单元(11)和用于当在图像序列中检测异物时发出信号的图像评估单元，其中，所述图像采集单元(10)具有至少一个用于光学检测所述漏斗(3)的摄像机(5)，其中，所述至少一个摄像机(5)布置在所述漏斗(3)的内部或上方并且设置用于在两个水平面之间检测所述漏斗(3)的内表面的至少一个部段(8)。

Description

在多头秤中的异物识别
技术领域
本发明涉及一种用于在多头秤中进行异物识别的装置以及一种用于多头秤的异物识别设备。
背景技术
从现有技术中已知多头秤或分量秤用于以预定的数量或数量比例快速地填充散装物料。特别是在食品工业中，它们通常用于将食品填充到罐、杯、袋或类似的包装容器中。
在一种常用的实施方式中，如例如在EP 2 634 546 A1中所描述的那样，多头秤具有许多在漏斗上方圆形地布置的称重容器，这些称重容器填充有待填充的散装物料。经由称重容器检测位于其中的散装物料的质量，并且通过评估逻辑确定其含量例如在预定总量的总和上最接近的那些称重容器。将这些称重容器倒空到位于下方的漏斗中，以填充包装容器。
由于卫生要求，这种多头秤通常设计成紧凑且封闭的。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的多头秤。
根据本发明，该目的通过独立权利要求的特征来实现。在从属权利要求中给出了本发明的有利的设计方案。
根据本发明提供一种用于在多头秤中进行异物识别的装置，其中，所述多头秤具有多个用于填充散装物料的称重容器，能够根据触发信号选择称重容器以倒入到一个或多个以漏斗形式聚集起来的滑槽中，其中，所述装置具有用于采集图像序列的图像采集单元、照明单元和用于当在图像序列中进行异物检测时发出信号的图像评估单元，其中，所述图像采集单元具有至少一个用于光学检测所述漏斗的摄像机，其中，所述至少一个摄像机布置在所述漏斗的内部或上方并且设置用于在两个水平面之间检测漏斗的内表面的至少一个部段。
在此，图像采集单元还可以有利地具有多个摄像机，这些摄像机以十字状或环状的方式布置在所述漏斗内部或上方，并且设置用于分别光学地检测所述漏斗的内部部段，其中，所述可光学地检测的部段在水平方向上以这样的方式彼此邻接，即所述漏斗的内表面至少在两个水平面之间可以通过所述摄像机几乎完全地检测到。所述至少一个摄像机或图像采集单元的多个摄像机可以设置用于检测特定波长的各至少一个光谱范围，以便能够通过表面和/或材料的不同的反射特性来区分散装物料的不同成分，特别是在散装物料中所含的异物。因此例如塑料可以优选在近红外范围内被检测到。
这种装置具有的优点在于，当在紧凑的、封闭的包装设备中进行填充之前对散装物料进行所期望的检查时，不必对该检查进行单独的分析以检测异物，而是可以将异物检测作为包装设备的一部段集成到多头秤中。异物检测可以有利地在已称重的并且待填充的散装物料中进行。使用多个摄像机具有的优点在于，通过图像采集单元在相同的摄像机分辨率下可以实现更高的分辨率的和更少的失真的图像系列。有利地，在多头秤内的图像采集单元和/或照明单元布置在称重容器之间或在称重容器下方。通过这样的方式，可以实现出于卫生原因而封闭的系统。在填充过程期间，其中散装物料在以漏斗形式聚集在一起的滑槽上滑动，散装物料形成散装物料流。
换句话说，因此提供了一种用于在多头秤中的散装物料流中进行异物检测的装置，其具有
-多个用于填充散装物料的称重容器，能够根据触发信号选择称重容器以倒入到一个或多个以漏斗形式聚集起来的滑槽中，
-照明装置，其被布置在多头秤内、在称重容器之间或在称重容器下方，
-图像采集单元，其用于通过至少一个摄像机采集图像系列，该摄像机布置在漏斗内部或上方，并且设置用于在两个水平面之间检测漏斗的内表面的一个部段中的散装物料，和
-图像评估单元，其用于当在采集的图像序列中检测到异物时发出信号。
在此,本发明利用了这样的事实,即在填充过程期间，其中散装物料在以漏斗形式聚集在一起的滑槽上滑动，散装物料在从称重容器中短暂下落之后，通过在滑槽上的分布而被展开。有利地，在滑槽上的滑动过程期间的展开通过滑槽的表面的栓丁状的设计来支持。通过多个摄像机可以完全检测到漏斗中的散装物料，其中，摄像机完全检测在漏斗内的可预定的高度部段。因此，当散装物料通过漏斗内的这个高度部段期间，可以检测到在散装物料内的异物。漏斗的内部的高度部段可以通过多个摄像机逐部段地检测，其中各个单个摄像机检测在漏斗的两个水平面之间的在水平方向上彼此相邻的部段。为此，摄像机以十字状的方式、以环的形式或以漏斗的形状相应地布置在漏斗内部或上方，例如沿着漏斗的边缘布置，其中，漏斗也可以设计为三角形、正方形或多边形。
此外，照明单元有利地被设计成扁平状的，尤其是以照明盘的形式。该照明盘有利地发出漫射光或由大量的发光体产生的光。这具有的优点在于，一方面照明盘可以很容易地集成到多头秤中，以及另一方面具有的优点在于，可以减少由滑槽引起的反射。照明盘可以有利地具有多个LED，所述多个LED在盘形的壳体中以防溅水的方式布置在公共的透明的盘后面。
用于采集图像序列的照明单元和/或图像触发单元可以有利地通过触发信号进行触发。在此，照明单元和/或图像采集单元的触发可以延迟一个可预先给定的、与散装物料的下落高度相关的时间。由此可以提高图像评估单元的效率，因为可以将图像采集限制在短的时间段内，并且可以将图像评估限制在散装物料通过在漏斗内的可检测的高度部段期间产生的那些图像上。图像序列有利地包括在300ms内采集至少6个图像。
有利地，在滑槽上的散装材料可以通过至少一个摄像机在可预定的角度，特别是在50度和90度之间的角度下进行检测。这样的检测角度例如可以是60度。
此外有利地，漏斗的可由至少一个摄像机检测到的内表面位于大致在漏斗的平均高度处的水平面之间。在漏斗的平均高度处，在散装物料先前以堆积的形式离开称重秤之后，并且在散装物料通过漏斗的形状重新被聚集在一起之前，散装物料具有最大的展开，以识别其各个成分。
此外有利地，图像评估单元设置并且可以配置用于识别异物或将异物与散装物料区分开并产生识别信号。从现有技术中已知的评估方法可以用于识别异物，其中，可以根据形状和颜色配置异物。该装置的功能可以通过测试方法来检验，其中例如将限定的异物引入到漏斗的可由摄像机检测到的部段中。可以将识别信号反馈到多头秤，以例如停止填充过程、生成警告信号、标记包装容器或对包装容器进行索引。
根据本发明，还提供了一种用于多头秤的异物识别设备，其具有用于填充散装物料的多个称重容器，其中，能够根据触发信号选择称重容器以倒入到一个或多个以漏斗形式聚集起来的滑槽中，其特征在于，所述异物识别设备被设计用于集成到多头秤中，并且所述异物设备具有至少一个设置的摄像机，所述摄像机设置用于在两个水平面之间检测漏斗的内表面的至少一个部段。
在一种有利的设计方案中，异物识别设备具有多个摄像机，所述摄像机被设置或可以被设置用于光学地检测漏斗的内部部段，其中，可光学地检测的部段在水平方向上这样地彼此邻接，即漏斗的内表面可以至少在两个水平面之间通过摄像机几乎完全地检测到。
这样的异物识别设备可以有利地被改装到现有的多头秤中，并且例如被集成到现有的多头秤中，以便实现上述用于在多头秤中进行异物检测的装置。
有利地，异物识别设备可以具有用于支持集成的装置，例如以固定装置的形式。
异物识别设备的其他有利的设计方案和安装规范可以从上述用于在多头秤中进行异物检测的装置中获得。
附图说明
下面参照所附的示意图借助一个优选实施方式更详细地解释本发明。
附图显示
图1示出了用于在多头秤中进行异物检测的装置的示意图；
图2示出了在多头秤中的异物识别设备的侧视图；
图3示出了从下方观察的在多头秤中的异物识别设备。
具体实施方式
图1示出了用于在多头秤1中进行异物检测的装置的示意图。
从图1中可以看见用于在多头秤1中进行异物检测的装置，其中，多头秤1具有用于称重和填充散装物料的多个称重容器2，能够根据触发信号选择称重容器以被同步地倒入到一个或多个以漏斗3的形式聚集在一起的滑槽中。该装置具有用于采集图像序列的图像采集单元10、照明单元11和用于当在图像序列中检测到异物时发出信号的图像评估单元，其中，图像采集单元10具有多个摄像机5。摄像机5十字状地或环状地布置在漏斗3内部或上方，并且设置用于分别光学地检测漏斗3的内部部段8。在此，由摄像机5可分别光学地检测的部段8在水平方向上这样地彼此邻接，即漏斗3的内表面至少在两个水平面6、7之间可以通过摄像机5几乎被完全地检测到。
可检测的部段8位于漏斗5的平均高度上。在一个常用的实施方式中，多头秤1具有布置在称重容器3上方的存储容器9，用于更快地填充称重容器3。为了清楚起见，在这里没有示出多头秤1的其他元件。
此外，从图1可以看见，图像采集单元10和照明单元11在多头秤1内部被居中地布置在称重容器3的下方。在此，照明单元11以照明盘的形式被设计成扁平状。照明盘具有由不锈钢制成的短圆柱体的形状，该圆柱体在其一端上用不锈钢底座封闭，并且在其另一端上用透明的盘封闭。在此，圆柱体通过在盘和不锈钢壁之间的橡胶圈来防止溅水的渗入。未示出地，例如LED形式的发光体位于盘后面。图像采集单元10的摄像机5被这样地布置，即可以在大约60度的角度下检测到在滑槽上或在漏斗3内的散装材料。
图像采集单元10以及照明单元11居中地安装在多头秤1的内部壳体13的底部14下方。多头秤1的内部壳体13由支撑件12支撑，该支撑件被在形成漏斗3的滑槽之间引导穿过。
图2示出了在多头秤1中的异物识别设备4的侧视图。图2详细示出了异物识别设备4，其包括具有摄像机5的图像采集单元10以及照明单元11。异物识别设备4安装在多头秤1的内壳体底座14的下方。多头秤1的内部壳体13由支撑件12支撑。
图3示出了从下方的视角、从漏斗3的口部的视角看的在多头秤1中的异物识别设备4。从图3中可以看见，异物识别设备4具有用于将异物识别设备4固定在多头秤1的内壳体底座14的下方的固定装置15。

Claims (11)

1.一种用于在多头秤(1)中进行异物识别的装置，其中，所述多头秤(1)具有多个用于填充散装物料的称重容器(2)，能够根据触发信号选择称重容器以倒入到一个或多个以漏斗(3)形式聚集起来的滑槽(3)中，
其特征在于，
所述装置具有用于采集图像序列的图像采集单元(10)、照明单元(11)和用于当在图像序列中检测异物时发出信号的图像评估单元，
其中，所述图像采集单元(10)具有至少一个用于光学检测所述漏斗(3)的摄像机(5)，其中，所述至少一个摄像机(5)布置在所述漏斗(3)的内部或上方并且设置用于在两个水平面之间检测所述漏斗(3)的内表面的至少一个部段(8)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多头秤(1)具有多个摄像机(5)，所述摄像机(5)以十字状或环状的方式布置在所述漏斗(3)内部或上方，其中，所述摄像机(3)设置用于分别光学地检测所述漏斗(3)的内部部段(8)，其中，所述可光学地检测的部段(8)在水平方向上以这样的方式彼此邻接，即所述漏斗(3)的内表面至少在两个水平面之间可以通过所述摄像机(5)几乎完全地检测到。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的装置，其特征在于，所述图像采集单元(10)和/或所述照明单元(11)布置在所述称重容器(2)之间或所述称重容器(2)下方的所述多头秤(1)内。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述照明单元(11)设计成扁平状。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述照明单元(11)设计成照明盘的形式。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述照明单元(11)和/或所述图像采集单元(10)可以通过触发信号触发以用于采集图像系列。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，用于触发所述照明单元(11)和/或所述图像采集单元(10)的触发信号能够延迟一个可预先给定的、与所述散装物料的下落高度相关的时间。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述图像序列包括在300ms内采集至少6个图像。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，在所述滑槽上的散装材料能够由所述至少一个摄像机(5)在大约60度的角度下进行检测。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述漏斗(3)的可由所述至少一个摄像机(5)检测到的内表面位于在所述漏斗(3)的平均高度处的水平面之间。
11.一种用于多头秤(1)的异物识别设备(4)，其具有多个用于填充散装物料的称重容器(2)，其中，根据触发信号，能够选择称重容器(2)倒入到一个或多个以漏斗(3)形式聚集起来的滑槽中，其特征在于，所述异物识别设备(4)设计用于集成到多头秤(1)中，并且所述异物装置(4)具有至少一个设置的摄像机(4)，所述摄像机(4)设置用于在两个水平面之间检测所述漏斗(3)的内表面的至少一个部段(8)。
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