CN1737546A - 具有间接照明装置的用于光学分析水果等产品的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光学分析设备,其用于对产品例如水果进行光学分析,以便对产品进行自动分选,所述设备包括:用于沿纵向以连续成行的形式输送产品的输送装置(1,2);用于光学分析产品外表面的至少一个光学分析站;用于对产品进行照明的照明装置,其包括至少一个照明室(30),输送装置(1,2)的至少一个输送线穿过所述照明室,所述照明室设有至少一个光源(26,28),所述光源被构造成将光线扩散为遍布在照明室(30)中,以便向产品提供间接照明;每个输送线(1,2)与每个光源(26,28)之间布置着至少一个屏蔽板(27),以保护由每个输送线承载着的产品不接触可能来自所述光源(26,28)的碎屑。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学分析设备,其用于光学分析产品,例如水果和蔬菜,以便对产品进行自动分选。
背景技术
已知有光学分析设备包括:
—输送装置,其相对于固定构架沿纵向以连续成行的形式输送产品;
—用于光学分析产品外表面的至少一个光学分析站,其包括至少一个成像装置,所述成像装置固定在构架上并且其光轴被朝向由输送装置输送通过的产品定向;
—照明装置,其用于对被成串地输送着通过每个光学分析站的产品进行照明,并且朝向产品定向以便照明产品(例如WO01/01071)。图像被处理单元(例如计算机)存储和分析,处理单元可以基于显示这些图像以及根据预定的程序化法则来计算出分选产品所需的数据。WO 9104803中也描述了一种用于分选水果的设备,其包括照相单元,该照相单元由一个箱体构成并且具有位于输送机上方的开口,箱体的内壁设有反射性材料。电灯靠近矩形箱体的上端安置,以便向箱体的角部发射光线。在实际应用中,这种照明装置存在一些严重问题。
首先,它们主要只照射产品的上表面。结果,照明不是均匀的,或是不适于产生代表产品横向和/或下部的图像。为了解决这一问题,有人提出,照明装置配备横向光源和/或反射镜。尽管如此,这一方案不令人满意,因为应当避免将这种相对脆弱的光学和/或电气元件布置在输送装置的侵害性和潮湿环境中。此外,由于存在输送装置的其它横向机械元件,因此这些横向光学装置的安装会造成问题,而所述其它横向机械元件也会导致照明的质量降低。
第二,现已发现,已有的照明装置强烈地照量产品,这在实际应用中不能用于产生可精确分析产品亮度变化的摄取图像。
第三,已有的照明装置紧密安置在产品上方,并且直接照射在产品上,这导致产品的表面被加热,从而容易导致产品变质,特别是当产品是易腐烂水果例如桃子、梨等时。
第四,已有的照明装置相对脆弱,并且部分地由容易破碎的玻璃件构成。因此,灯可能不被注意地破碎,并且导致危险的碎屑落在产品上。如果是这种碎屑可能对消费者造成伤害的食物产品,则这一问题更为严重,并因此而不能被允许。在这一点上,安全标准要求防止有害的碎屑落在产品上。
发明内容
因此,本发明的一个目的是提出一种用于光学分析产品的设备,以避免上述缺点。
为了实现上述目的,本发明涉及一种光学分析设备,其用于对产品例如水果进行光学分析,以便对产品进行自动分选,所述设备包括:
输送装置,其相对于固定构架沿纵向以连续成行的形式输送产品;
用于光学分析产品外表面的至少一个光学分析站,其包括至少一个成像装置,所述成像装置固定在构架上并且其光轴被朝向由输送装置输送通过的产品定向;
照明装置,其用于对被输送着通过每个光学分析站的产品进行照明,并且与每个光学分析站成直角地纵向延伸;
其中,所述照明装置包括至少一个照明室,输送装置的至少一个输送线穿过所述照明室,所述照明室设有至少一个光源,所述光源被构造成将光线扩散为遍布在照明室中,以便向产品提供间接照明;
每个输送线与每个光源之间布置着至少一个屏蔽板,以保护由每个输送线承载着的产品不接触可能来自所述光源的碎屑。
更具体地讲,在根据本发明的光学分析设备中,所述至少一个光源布置在由每个输送线承载着的产品的上方;在每个输送线与设在输送线上方的每个光源之间布置着所述至少一个屏蔽板,所述屏蔽板至少在所述输送线穿过照明室的部分的大致竖直上方延伸,以保护由每个输送线承载着的产品不接触可能来自位于所述屏蔽板上方的所述光源的碎屑。
根据本发明的光学分析设备优选为每个所述输送线分别设有用作屏蔽板的、至少布置在所述输送线的大致竖直上方的屏蔽板。
更具体地讲,根据本发明的光学分析设备,优选将照明装置构造成通过对反射光进行扩散而只向产品提供间接照明。这样,由输送装置承载着的产品所接收到的光是来自每个光源的被反射和扩散了的间接散发光。
本发明人发现,对于光学分析产品以便对它们进行自动分选而言,这种利用扩散光间接照明具有多项优点。因此,产品的多个面可以被扩散光均匀地照亮,从而使得能够精确地分析产品的亮度,而不会加热产品的表面,并且这种照明与置于产品与位于产品上方的光源之间的保护元件是相容的。所有这些优点可以以简单且经济的方式获得。
根据本发明,每个光源优选安置在一个屏蔽板上方。换言之,在根据本发明的设备中,所有光源布置在输送装置上方,至少一个屏蔽板被置于每个光源与位于下面的输送装置之间。
根据本发明的设备中的每个照明室优选包括壁,这些壁构成了限定出照明室的箱体,照明室中包括被构造成向着至少一个所述壁扩散光线的光源。此外,根据本发明,屏蔽板置于每个光源与产品之间,以防止光源直接照亮产品,并且俘获任何可能从光源落下的碎屑。输送装置平行于纵向穿过箱体。
此外,根据本发明,所述箱体优选包括延伸在输送装置上方的壁,其具有反射性和扩散性内表面,以构成照明室的反射性和扩散性顶壁。所述内表面反射和扩散由容纳在照明室中的光源发出的光。作为实例,所述内表面是浅色无泽的。根据本发明,每个成像装置优选在顶壁上方布置在照明室外侧,顶壁(为每个成像装置)设有适合于成像装置的视场的通孔,从而顶壁不干扰视场。
根据本发明,限定出照明室的所述箱体的所有的壁均优选具有散射型和扩散性内表面,特别是浅色无泽的内表面。
根据本发明,照明装置的至少一个照明室优选包括多个倾斜的型材,所述型材在照明室中在位于输送装置上方的位置处固定在构架上(每个型材形成屏蔽板以保护在型材下面输送的产品并防止任何直接照射)并且彼此相隔一段距离,每个型材具有沟槽,用于将发光管、特别是氖光管或等效物安置在型材上方。型材和发光管布置在顶壁下面,顶壁将光线向产品反射和扩散。根据本发明,每个型材优选形成用于发光管的反射器,所述反射器被以下述方式容纳,即发出的光线被主要向顶壁反射。通过这种方式,根据本发明,每个型材的沟槽优选具有反射性上表面,最好具有非扩散性上表面(例如,由金属制成或被金属化)。
此外,根据本发明,照明装置的至少一个照明室包括多个构成了点光源的灯,它们在输送装置上方的位置处、并且在反射性和扩散性顶壁的下方分布在照明室中。根据本发明,所述灯为低电压的卤素灯类型的。
根据本发明,所述灯优选安置在容纳发光管的型材的上方。根据本发明,每个灯设有下部反射器和位于反射器上方的灯泡。通过这种方式,灯的光线向上扩散,即向着顶壁扩散,顶壁将光向着产品反射和扩散。此外,反射器收集任何灯泡碎屑,以防止其落在被输送于灯下方的产品上。位于灯泡下方的型材可收集任何未被反射器俘获的碎屑,以及任何可能源于照明发光管的碎屑,以防止碎屑落在产品上。
此外,在本发明的设备中还优选每个输送装置包括用于相对于固定构架沿纵向以连续成行的形式输送产品的至少一个输送线,每个输送线的一部分纵向穿过至少一个照明室,并且包括多个独立的支承,用于支撑在纵向上彼此前后排列的产品,其中,每个输送线的穿过照明室的所述部分被型材覆盖。这样,这些型材可保护由每个输送线输送于下放的产品。此外,根据本发明,安置在输送线竖直上方的每个屏蔽板、具体地讲是每个型材具有非反射性下表面,该下表面优选为黑色且无泽的。通过这种方式,可以避免型材的下表面将光线向着产品寄生反射。
更特别地讲,根据本发明,安置在输送线竖直上方的每个屏蔽板、具体地讲是每个型材具有向下倾斜的侧翼,用于覆盖由输送线承载着的产品,形成在侧翼中的切口面对着相应的成像装置,以防止该侧翼干扰成像装置的视场。因此,由输送线携带着通过照明装置的产品被完全保护起来,并且源于灯或发光管的碎屑落在产品上的危险被最小化。
此外,在根据本发明的设备中,优选每个输送装置包括用于相对于固定构架沿纵向以连续成行的形式输送产品的至少一个输送线,每个输送线的一部分纵向穿过至少一个照明室,并且包括多个独立的支承,用于支撑在纵向上彼此前后排列的产品,其中,每个成像装置相对于包含输送线纵向的纵向竖直平面横向偏置并且其光轴被朝向由输送线承载的产品定向,所述光轴相对于竖直方向倾斜。
在根据本发明的设备中,还优选包括与所述纵向竖直平面等距相隔地分布在每侧的多个成像装置,以及沿纵向相继布置的多个光学分析站,所有成像装置的光轴相对于竖直方向倾斜相同的倾角α。
在根据本发明的设备中,优选使成像装置的光轴相对于竖直方向的倾角α为20°至45°、特别是在36°的量级。
此外,根据本发明的设备优选还包括相对于输送装置位于成像装置相反侧的壁,其为所述成像装置摄取的每个图像形成背景。这种背景,优选为暗色且无泽的,使得被摄取的图像的对比度可以增强,并且再加上对产品的均匀照明的作用,可以有助于随后由处理单元对图像的分析。
此外,根据本发明的设备优选还包括为每个成像装置配备的至少一个反射器,即下部侧向反射器,其沿着相应的输送线安置在该输送线旁边,并且被构造成增强对产品下部侧表面的照明。应当指出,不同的相继布置的分析站中的不同成像装置的背景和反射器可以由沿着输送线形成在其旁边和下方的平坦壁(垂直于面对的成像装置的光轴)构成,每个壁分别沿纵向具有交错的暗色无泽部分和形成反射器的反射部分或同时具有反射性和扩散性的部分。
根据本发明,照明装置优选包括被输送装置的每个输送线穿过的单一照明室。特别地讲,根据本发明,所述输送装置优选包括基本上布置在相同水平面上的至少两个平行的输送线,所述照明室是被所有输送线共用并且相对于每个光学分析站成直角延伸的单一照明室。
作为一项不是特别优选的改型,可以设置用于输送线的不同照明室,和/或沿纵向串联布置的多个照明室,例如为每个分析站配备一个照明室。
此外,还优选每个输送线包括多个辊,每个所述辊分别被支撑着相对于与所述纵向正交的横向旋转轴线自由旋转,并且在纵向上彼此相隔,从而在每两个相继的辊之间限定出独立地支撑一个产品的容置部;所述设备包括驱动装置,其在分析站之间驱动所述辊绕它们的轴线旋转。
本发明还涉及包含了一些或全部前面或后面所描述特征的用于光学分析产品的设备。
附图说明
通过下面仅以示例的方式给出的本发明实施例的描述并参照附图,本发明的上述以及其它目的、特征和优点可以更清楚地展现出来。在附图中:
图1是根据本发明的光学分析设备的竖直剖切示意图;
图2是图1所示设备中的成像装置的布置的示意性俯视图;
图3是图1所示设备的中间纵向剖面的示意图(为了清楚起见,位于两个输送线之间的中间轮廓未示出);
图4是图1所示设备的不同分析站的示意性侧视图,示出了产品在第一分析站和最终分析站之间的转动;
图5a是由图1所示设备中的成像装置观测到的假定为完美球形的产品的不同表面区域(球冠)的示意图;
图5b是由图1所示设备中的成像装置观测到、并被采纳以便用于光学分析的假定为完美球形的产品的表面区域的示意图。
具体实施方式
图中所示的本发明的分析设备安装在产品的输送装置上,图中的实施例中的产品被表示为球体,并且可以由水果或蔬菜构成。所述输送装置包括两个平行的输送线1、2。每个输送线1、2分别包括多个辊,例如辊3、4,它们分别被安装成可绕横向旋转轴线自由旋转,并且彼此分隔,从而使得两个相继布置的辊之间限定出用于一个产品的容置部。辊的转轴被连接着电机装置的环链5、6驱动,以使得这两个输送线1、2被连续驱动通过光学分析设备。上述组件被一个支撑在地面上的构架7承载着。所述输送线可以采用例如EP-527519、EP-670276、EP-1000883或EP-1040058中描述的类型,可以参考所述文献以了解进一步的细节。
图中所示实施例中的根据本发明的分析设备包括四个分析站8、9、10、11,它们沿着输送线1、2,即沿着每个输送线1、2的纵向彼此相隔一定距离地相继布置。
每个分析站包括两个成像装置,其中一个成像装置12、13、14或15的光轴被定向为指向第一输送线1,另一个成像装置16、17、18或19的光轴被定向为指向第二输送线2。因此,对于每个输送线,光学分析设备包括四个相继布置的成像装置,每个成像装置用于一个相应的分析站。
所述成像装置在位于输送线1、2上方的高度处安装在构架7上,并且相对于相应输送线1、2的纵向而言横向偏置。在每个输送线1、2的四个成像装置中,两个成像装置12、14或16、18分别安装在包含相应输送线1、2纵向的纵向竖直平面的一侧,另外两个成像装置13、15或17、19分别安装在所述纵向竖直平面的另一侧。
因此,随着产品沿着输送线1、2被成行(成串)地输送,每个产品分别相继单独地在四个成像装置前面移过,即移过位于一侧的第一成像装置12、16,位于另一侧的第二成像装置13、17,与第一成像装置位于同一侧的第三成像装置14、18,与第二成像装置位于同一侧的第四成像装置15、19。
此外,如图3所示,具有由电机22驱动的无端皮带21的驱动装置20安置在输送线1、2下方,并且位于输送线从分析站8至11前面穿过的部位处,以驱动输送线1、2的辊3、4旋转,并因此而驱动承载在所述辊之间的产品旋转。皮带21被电机22驱动的速度根据由输送线1、2输送的产品的预定参考直径而确定。
利用根据本发明的设备,该速度在制造过程中可以是固定的,产品相对于参考直径的实际尺寸变化可以被计入,例如,如WO01/01071中所解释。
驱动装置20的速度优选被以下述方式调节,即由输送线1、2输送的具有预定参考直径的产品绕着与相应输送线1、2的纵向正交的水平轴线转动,其中,在两个相继布置的分析站8、9;9、10;10、11之间的转动角度值为π/2左右。所述转动被显示于图4中,其中每个所示产品的横断面被划分为四个大小为π/2的互补扇形区A、B、C、D。
更一般地讲,产品在两个相继布置的分析站之间转动2π/P左右,其中P为沿相应输送线1、2的纵向相继布置的分析站的总数。
在位于输送线1、2的同一侧的两个成像装置8、10或9、11之间,产品在图示的实施例中转动π左右,即更一般地讲,分别转动2π/N1或2π/N2左右,其中N1和N2是位于输送线1、2的同一侧相继布置的成像装置的数量。成像装置12、14构成第一横向系列成像装置,它们均位于输送线1的纵向竖直平面的同一侧,并且平行于所述输送线1的纵向相继延伸。同样,成像装置13、15构成第二横向系列成像装置,它们均位于由成像装置12、14构成的第一横向系列成像装置的相反侧。成像装置16、18构成输送线2的第一横向系列成像装置,成像装置17、19构成输送线2的第二横向系列成像装置。
从图1中可以看出,所述成像装置以下述方式固定在构架7上,即它们的光轴被朝向相应的输送线1、2定向,并且与相应的输送线1、2的中间纵向竖直平面形成20°至45°、优选36°左右的角度。
各分析站8至11之间在纵向上的距离优选沿着分析设备的长度方向规则分布。例如,两个相继布置的分析站之间的分隔距离为例如20cm至30cm。
每个成像装置12至19优选包括两个摄像机,二者集成在单一壳体中并且产生可完全重叠的摄取图像,即,二者中的一个是可见光区域(RGB)的摄像机,另一个是红外线摄像机。所述摄像机优选为单步拍摄的摄像机(照相机),其适用于每秒钟摄取25个或更多图像。它们将代表图像的可被传送的数字式数据供应到数据处理单元,该数据处理单元能够使用所述数据并为此被编程。
分析设备还包括照明装置,其用于利用扩散(散射)光间接地照明经过光学分析站前面的产品。该照明装置包括一个照明室30,其具有在两个输送线1、2上方固定在构架7上的水平壁23,所述水平壁具有反射性和扩散性下表面24,该下表面被覆盖着例如无泽白漆。该壁23承载着多个向下延伸的悬挂元件25,它们的下端固定着卤素灯26,所述卤素灯的下部反射器40由不锈钢或抛光合金制成或者被金属化,并且被定向成向着壁23的下表面24向上反光,灯26的灯泡安置在反射器40上方。此外,四个纵向型材27延伸在灯26与输送线1、2所在高度之间。所述金属型材27具有一个中央纵向沟槽,该沟槽包括具有面向上方的凹度的内凹横断面,用于容纳安置在所述沟槽上的照明发光管(荧光管)28,例如氖光管。型材27具有反射上表面,特别是由抛光合金例如不锈钢制成或者被金属化的上表面,以将发光管28发出的光向上反射,即朝向顶壁23的本身为反射性和扩散性的下表面24反射。
两个中央型材27在输送线1、2的竖直正上方延伸,并且包括非反射下表面39,其被涂漆例如涂有无泽黑漆,以及向下倾斜的侧翼29,所述侧翼的功能是防止任何直接照射由输送线1、2承载的产品。
这样,所有光源26、28均安置在输送线1、2的上方,并且通过型材27与输送线相隔,用作保护性挡板(屏蔽板)的所述型材具有双重功能,即收集任何可能从光源下落的碎屑,并因此而防止碎屑落到在下面由输送线1、2输送的产品上;以及,附加地防止由光源26、28直接射出的光线直接照射到产品上。反射器40同样用作具有这种双重功能的屏蔽板,即收集任何来自灯26的碎屑并且防止其落到产品上,以及防止产品受到灯26的任何直接照射。
在构成了反射性和扩散性顶壁的水平壁23与输送线1、2之间,构架7还限定了一个位于照明室30中的封闭空间,该封闭空间的内表面优选为反射性和扩散性的,特别是均被涂有无泽白漆。该封闭空间由周壁限定,所述周壁包括顶壁23、纵向横壁和横向端壁,这些壁构成一个箱体。输送线1、2沿纵向穿过由该箱体形成的照明室30。当均匀地散布在照明室30中的卤素灯26以及包含在照明室中的发光管28点亮时,可以理解,它们将向着构成顶壁23的上部水平壁向上扩散光,所述光被柔和地反射和扩散,从而以均匀散射光的形式遍布照明室30,散射光的波长等于灯26和发光管28发出的光的波长。
应当指出,中央型材27的侧翼29具有切口部分31,以便不与不同分析站的成像装置的视场发生干涉,即允许摄取从成像装置前面通过的产品的完整面的图像。同样,构成顶壁的壁23设有通孔32,从而不遮挡成像装置从中穿过的视场。成像装置12至19在照明室30外侧在顶壁23上方固定在构架7上,从而不会被遍布在照明室30中的光照亮和蒙蔽。
此外,两个纵向侧翼33、34分别安置在每个输送线1、2的两侧,并且面对着成像装置12至19,从而被定向成面对成像装置12至19并且形成吸光性背景,例如被涂有无泽黑漆,被摄像的产品移过所述背景的前面。
对于每个成像装置12至19,沿纵向面对着光轴和视场延伸的一个对置侧翼33、34的区域(基本上与成像装置的光轴正交)适于形成背景(特别是无泽黑色)。相反,也是沿纵向面对着成像装置光轴和视场延伸的另一个侧翼34、33的区域是反射性(金属或金属化)的,或者是反射性和扩散性的(涂有无泽白漆),以形成一个反射器,从而增强产品的下部侧表面部分的照明。
通过这种方式,每个侧翼33、34被构造成沿纵向交错地形成背景(无泽黑色区)和反射器(无泽白色,或者金属或金属化)。
安置在两个输送线1、2之间的输送线1的侧翼33和输送线2的侧翼34可以由夹在两个输送线1、2之间的同一中央型材构成,如图1所示。
根据本发明的光学分析设备可以产生对水果进行均匀同质的照明,该照明对于所有光学分析站而言是基本相同的。不同的成像装置12至19相对于竖直方向以相同的角度倾斜,并且所摄取的图像在相对于产品的图像几何定向方面而言是类似的。
图5a示出了一个球体的不同区域35、36、37、38,当该球体移动通过根据本发明的光学分析设备时,所述区域可被相继布置的成像装置12、13、14、15或16、17、18、19观测到。这些区域是半球冠35、36、37、38。第一成像装置12或16的光轴50假定为垂直图5a的纸页平面并且位于该平面上方。该光轴50的路径为图示圆的圆心O。其它三个成像装置13、14、15或17、18、19的光轴41、42、43彼此相隔120°布置,这四个光轴50、41至43在空间中的定向形成了一个正四脚体,并且相交在球体的中心。由所述其它三个成像装置观测的三个半球冠36、37、38是局部示出的区域,并且带有平行于相应光轴41、42、43的阴影线。
可以看到,产品的所有部位都可看到,并且带有一定的重叠呈现在摄取的图像中。
图5b中以实线示出了在图5a中显示于俯视图中的半球冠35中的被采纳以便用于光学分析的区域44。在半球冠35的三个其它半球冠36、37、38之一之间的重叠区域中,位于这两个半球冠的赤道上的中间平分线46、47或48被确定和存储,摄取图像的位于由中间平分线46、47或48限定的区域44外侧的像素被消除而不用于光学分析。通过这种方式,球体表面被划分为四个互补区域,它们彼此相等,如区域44那样。每个中间平分线46、47、48分别属于一个二等分平面,该二等分平面由包含彼此重叠的两个半球冠35和36或37或38的赤道面的平分面构成。
该平分线上的每个点M到位于半球冠35的赤道上的点C1的距离和到位于另一重叠的半球冠36、37或38的赤道上的点C2的距离相等(在球体表面上);所述点C2、M、C1在图5a的纸页平面中的投影位于代表半球冠35的圆的同一半径R上。在图5a的纸页平面中(对应于所形成的图像),距离OM为半径R(等于参考直径的一半)的一部分。因此点M的位置可以由分数关系OM/R表示。
在分析非完美球形的产品时,对于成像装置拍摄的每个需要考查的图像(不对应于完美半球形),需要考察的区域(类似于区域44)的中间平分线极限是以下述方式确定的,即在从以点O代表的光轴开始的每个径向上,点O与位于该径向上的外轮廓点C之间的距离OC被与从完美球形获得并存储的同一分数OM/R结合使用。因此,所摄取的平面图像中的中间平分线极限上的点M’被确定为OM’=OC×OM/R。因此,处理单元的基于这种摄取图像的程序逻辑极为简单且可靠,即使是在不规则形状中。
所有成像装置可以是相同的,并且都安置在与输送线1、2承载的产品等距的位置上。
可以理解,这种光学分析设备的安装、控制和维护极为简单。构架7构成一个外部保护壳体,并且设有入口罩盖,用于本发明的光学分析设备的不同内部元件。
成像装置发出的信号被供应到本身公知的处理单元(未示出),该处理单元中存储着所摄取的不同图像,并且随后处理和分析所述图像,以便在产品输送装置的后续站中自动分选产品。处理单元可以以自身公知的方式构成。其优选由数据处理装置例如个人计算机构成。
应当指出,本发明可以对这里示出并描述的实施例作出各种修改。例如,可以在输送线1、2的每侧设置两个以上的分析站。一侧的分析站的数量可以不同于另一侧。成像装置相对于中间纵向平面的倾斜角度的值36°在实际应用中是非常有益的。其对应于光轴定向的理论最佳角度,即当产品是球形的时,光轴与定心在球体中心的正四脚体的轴线重合。尽管如此,其它角度值也可以使用。照明室30中的光源的数量、类型和布置可以不同。除了单一的照明室以外,可以设置多个照明室,例如为输送线配备不同的照明室,和/或沿纵向串联布置多个照明室,具体地讲是每个照明室分别用于一个分析站。无泽白漆可以被替换为其它浅色涂层,只要能够获得反射和扩散效果即可。类似地,无泽黑漆可以替换为能够形成适宜背景的暗涂层。
驱动装置20可以被以下述方式构造,即或者如图3所示驱动产品相对于纵向上的输送方向反向转动,或者驱动产品正向转动。
Claims (23)
1.一种光学分析设备,其用于对产品例如水果进行光学分析,以便对产品进行自动分选,所述设备包括:
输送装置(1,2),其相对于固定构架(7)沿纵向以连续成行的形式输送产品;
用于光学分析产品外表面的至少一个光学分析站(8,9,10,11),其包括至少一个成像装置(12至19),所述成像装置固定在构架(7)上并且其光轴被朝向由输送装置(1,2)输送通过的产品定向;
照明装置(23至34),其用于对被输送着通过每个光学分析站(8至11)的产品进行照明,并且与每个光学分析站(8至11)成直角地纵向延伸;
其中,所述照明装置(23至34)包括至少一个照明室(30),输送装置(1,2)的至少一个输送线穿过所述照明室,每个照明室(30)设有至少一个光源(26,28),所述光源被构造成将光线扩散为遍布在照明室(30)中,以便向产品提供间接照明;
每个输送线(1,2)与每个光源(26,28)之间布置着至少一个屏蔽板(27),以保护由每个输送线承载着的产品不接触可能来自所述光源(26,28)的碎屑。
2.如权利要求1所述的设备,其特征在于,所述至少一个光源(26,28)布置在由每个输送线(1,2)承载着的产品的上方;在每个输送线(1,2)与设在输送线(1,2)上方的每个光源(26,28)之间布置着所述至少一个屏蔽板(27),所述屏蔽板至少在所述输送线(1,2)穿过照明室(30)的部分的大致竖直上方延伸,以保护由每个输送线承载着的产品不接触可能来自位于所述屏蔽板(27)上方的所述光源(26,28)的碎屑。
3.如权利要求2所述的设备,其特征在于,为每个所述输送线(1,2)分别设置用作屏蔽板的、至少布置在所述输送线(1,2)的大致竖直上方的屏蔽板(27)。
4.如权利要求1至3中任一所述的设备,其特征在于,照明装置(23至34)被构造成通过对反射光进行扩散而只向产品提供间接照明。
5.如权利要求1至4中任一所述的设备,其特征在于,每个照明室(30)包括壁,这些壁构成了限定出照明室(30)的箱体,照明室(30)中包括被构造成向着至少一个所述壁(23)扩散光线的至少一个光源(26,28)。
6.如权利要求5所述的设备,其特征在于,所述箱体包括延伸在输送装置上方的至少一个壁(23),其具有反射性和扩散性内表面(24),以构成照明室(30)的反射性和扩散性顶壁(23)。
7.如权利要求6所述的设备,其特征在于,每个成像装置(12至19)在顶壁(23)上方布置在照明室(30)外侧,顶壁设有适合于成像装置(12至19)的视场的通孔(32)。
8.如权利要求5至7中任一所述的设备,其特征在于,限定出照明室(30)的所述箱体的所有的壁均具有散射型和扩散性内表面。
9.如权利要求3至8中任一所述的设备,其特征在于,照明装置的至少一个照明室(30)包括多个倾斜的型材(27),所述型材在照明室(30)中在位于输送装置(1,2)上方的位置处固定在构架(7)上并且彼此相隔一段距离,每个型材具有沟槽,用于将发光管(28)安置在型材(27)上方。
10.如权利要求9所述的设备,其特征在于,每个型材(27)的沟槽具有反射性上表面。
11.如权利要求1至10中任一所述的设备,其特征在于,照明装置的至少一个照明室(30)包括多个构成了点光源的灯(26),它们在输送装置(1,2)上方的位置处、并且在反射性和扩散性顶壁(23)的下方分布在照明室(30)中。
12.如权利要求11所述的设备,其特征在于,每个灯(26)设有下部反射器(40)和位于反射器(40)上方的灯泡。
13.如权利要求1至12中任一所述的设备,其特征在于,每个光源(26,28)分别安置在屏蔽板(27)的上方。
14.如权利要求1至13中任一所述的设备,其特征在于,每个输送装置(1,2)包括用于相对于固定构架(7)沿纵向以连续成行的形式输送产品的至少一个输送线(1,2),每个输送线(1,2)的一部分纵向穿过至少一个照明室(30),并且包括多个独立的支承,用于支撑在纵向上彼此前后排列的产品,其中,每个输送线(1,2)的穿过照明室(30)的所述部分被用作屏蔽板的型材(27)覆盖。
15.如权利要求1至14中任一所述的设备,其特征在于,安置在输送线(1,2)竖直上方的每个屏蔽板(27)具有非反射性下表面(39)。
16.如权利要求1至15中任一所述的设备,其特征在于,安置在输送线(1,2)竖直上方的每个屏蔽板(27)具有向下倾斜的侧翼(29),用于覆盖由输送线(1,2)承载着的产品,形成在侧翼(29)中的切口(31)面对着相应的成像装置(12至19),以防止该侧翼(29)干扰成像装置(12至19)的视场。
17.如权利要求1至16中任一所述的设备,其特征在于,每个输送装置(1,2)包括用于相对于固定构架(7)沿纵向以连续成行的形式输送产品的至少一个输送线(1,2),每个输送线(1,2)的一部分纵向穿过至少一个照明室(30),并且包括多个独立的支承,用于支撑在纵向上彼此前后排列的产品,其中,每个成像装置(12至19)相对于包含输送线(1,2)纵向的纵向竖直平面横向偏置并且其光轴被朝向由输送线(1,2)承载的产品定向,所述光轴相对于竖直方向倾斜。
18.如权利要求17所述的设备,其特征在于,包括与所述纵向竖直平面等距相隔地分布在每侧的多个成像装置(12至19),以及沿纵向相继布置的多个光学分析站(8至11),所有成像装置(12至19)的光轴相对于竖直方向倾斜相同的倾角(α)。
19.如权利要求17或18所述的设备,其特征在于,成像装置(12至19)的光轴相对于竖直方向的倾角(α)为20°至45°、特别是在36°的量级。
20.如权利要求1至19中任一所述的设备,其特征在于,还包括相对于输送装置(1,2)位于成像装置(12至19)相反侧的壁(33,34),其为所述成像装置(12至19)摄取的每个图像形成背景。
21.如权利要求1至20中任一所述的设备,其特征在于,还包括为每个成像装置(12至19)配备的至少一个反射器,即下部侧向反射器,其沿着相应的输送线安置在该输送线旁边,并且被构造成增强对产品下部侧表面的照明。
22.如权利要求1至21中任一所述的设备,其特征在于,所述输送装置(1,2)包括基本上布置在相同水平面上的至少两个平行的输送线(1,2),所述照明室是被所有输送线(1,2)共用并且相对于每个光学分析站(8,9,10,11)成直角延伸的单一照明室(30)。
23.如权利要求1至22中任一所述的设备,其特征在于,每个输送线(1,2)包括多个辊(3,4),每个所述辊分别被支撑着相对于与所述纵向正交的横向旋转轴线自由旋转,并且在纵向上彼此相隔,从而在每两个相继的辊(3,4)之间限定出独立地支撑一个产品的容置部;所述设备包括驱动装置(20),其在分析站(8至11)之间驱动所述辊(3,4)绕它们的轴线旋转。
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