DD295735A7 - Einrichtung fuer automatisches sortieren nach guete von fruechten, gemuese und wurzelfruechten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum automatischen Sortieren von Obst und Gemuese einschlieszlich Wurzelgemuese. Sie enthaelt eine fotometrische Kamera mit zwei Fotoempfaengern fuer zwei Wellenlaengen. Deren Ausgaenge sind ueber entsprechende Verstaerker mit Fehlerkorrektor, Hochfrequenzfilter, logisches ODER Element, Differentialverstaerker, Multiplizier-Dividierblock, Analog-Digital-Umformer, Interfaceblock und Mikrocomputer mit Bloecken fuer das Ermitteln des endgueltigen Guetewertes verbunden, und die Ausgaenge dieser Bloecke sind ueber Endschalter mit den Sortiergliedern verbunden.{Obst; Gemuese; automatisches Sortieren; fotometrische Kamera; elektronische Signalauswertung; Guetewertermittlung}

Description

Schwellenelements verbunden ist, während dessen zweiter diskreter Eingang mit dem dritten Ausgang der fotometrischen Kamera verbunden ist. Die informationsdigitalen Ausgänge des Interfaceblocks sind mit den Informationseingängen eines Mikrocomputers verbunden, dessen digitale Steuerausgänge mit den digitalen Steuereingängen des Interfaceblocks verbunden sind, dessen digitale Steuerausgänge wiederum mit dem Block mit Endschaltern und Sortierorganen verbunden sind. Die Vorteile der Einrichtung liegen in der Erweiterung ihrer Möglichkeiten in bezug auf die einbegriffenen Gütemerkmale der Produkte. Außerdem wird das Einfallen von reflektiertem Licht auf die Fotoempfänger infolge der unregelmäßigen Form einzelner Obst- und Gemüseprodukte vermieden, wodurch die Sortiergenauigkeit erhöht wird. Ein weiterer Vorteil der Einrichtung liegt in der größeren Flexibilität beim Ermitteln der Güteklassen, wodurch die Sortiermöglichkeiten in bezug auf Art und Sorte der Produkte und der Fehlerarten erweitert werden.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die dazugehörige Zeichnung zeigt das Blockschema einer erfindungsgemäßen Einrichtung.

Gemäß der Zeichnung besteht die Einrichtung zum automatischen Sortieren von Obst und Gemüse, einschließlich Wurzelgemüse, nach der Güte aus einer fotometrischen Kamera 1 mit zwei Fotoempfängern für zwei Wellenlängen und einem Block mit Endschaltern und Sortiergliedern 2. Jeder der beiden Informationsausgänge der fotometrischen Kamera 1 ist mit dem Eingang des ihm entsprechenden Verstärkers mit Fehlerkorrektor 3 verbunden, dessen Analogausgang jeweils mit dem Eingang eines Hochfrequenzfilters mit Spitzendetektor 4 und eines Niederfrequenzfilters 5 verbunden ist. Die digitalen Ausgänge beider Verstärker mit Fehlerkorrektor 3 sind mit den Eingängen eines logischen ODER-Elements 6 verbu nden. Der Ausgang eines jeden Hochfrequenzfilters mit Spitzendetektor 4 und der Ausgang des ihm entsprechenden Niederfrequenzfilters 5 sind mit dem entsprechenden Eingang eines Differentialverstärkers 7 und 8 verbunden. Der Ausgang des ersten Differentialverstärkers 7 ist mit dem Eingang eines Schwellenelementes 9 und mit einem Multiplizier-Dividierblock 10 verbunden, mit dessen übrigen Eingängen die Ausgänge beider Hochfrequenzfilter mit Spitzendetektoren 4 und der Ausgang des zweiten Hochfrequenzfilter 8 verbunden sind, die auch mit den zweiten Eingängen der ihnen entsprechenden Differentialverstärker 7 und 8 verbunden sind. Die Ausgänge des Multiplizier-Dividierblocks 10 sind mit den Analogeingängen des Analog-Digital-Umformers 11 verbunden, dessen einer digitaler Eingang mit dem Ausgang des logischen ODER-Elements 6 verbunden ist, während sein anderer digitaler Eingang mit dem Steuerausgang des Interfaceblocks 12 verbunden ist, und dessen digitale Ausgänge sind mit den digitalen Informationseingängen des Interfaceblocks 12 verbunden, dessen erster diskreter Eingang mit dem Ausgang des Schwellenelements 9 und dessen zweiter diskreter Eingang mit dem dritten Ausgang der fotometrischen Kamera 1 verbunden sind. Die digitalen Informationsausgänge des Interfaceblocks 12 sind mit den Informationseingängen eines Microcomputers 13 verbunden, dessen digitale Steuerausgänge mit den digitalen Steuereingängen des Interfaceblocks 12 und dessen digitale Steuereingänge mit dem Block für Endschalter und Sortierorgane 2 verbunden sind.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung ist wie folgt: Die Produkte werden beim Passieren der fotometrischen Kamera 1 durchleuchtet, und das von ihnen durchgelassene Licht gelangt beim Passieren durch zwei identische optische Kanäle in beide Fotoempfänger für zwei verschiedene Wellenlängen. Zusammen mit dem von den Produkten durchgelassenen Licht gelangt in den Fotoempfänger auch ein Bezugslichtsignal, welches in der fotometrischen Kamera 1 generiert ist. Die Fotoempfänger wandein das nützliche und das Bezugslicht in elektrische Signale um, die durch die Informationsausgänge der fotometrischen Kamera 1 in die Ausgänge von zwei identischen Verstärkern mit Korrektor der Fehler 3 gelangen, wobei ihre Analogsignale in entsprechende Niederf requenzfilter 5 und Hochfrequenzfilter mit Spitzendetektor 4 gelangen, wo ein Aufteilen des nützlichen (Niederfrequenz-) und des Bezugs- (Hochfrequenz-) elektrosignals erfolgt. Dabei wird das Bezugssignal außerdem detektiert, und sie gelangen danach, zusammen mit dem nützlichen Signal vom Ausgang der Filter 5, in die Eingänge der Differentialverstärker 7 und 8. Die auf diese Weise formierten Bezugssignale von den Ausgängen der Hochfrequenzfilter mit Spitzendetektoren 4, und die nützlichen Signale von den Ausgängen der Differential verstärker 7 und 8 gelangen in die Eingänge der Multiplizier-Dividiereinrichtung 10. Vom ersten Ausgang der Multiplizier-Dividiereinrichtung 10 wird das nützliche Signal, welches den Quotienten der Produkte der Werte des nützlichen Signals des ersten und des Bezugssignals des zweiten beschriebenen Traktes und respektive des nützlichen Signals des zweiten und des Bezugssignals des ersten Traktes darstellt, zu dem einen Analogeingang des Analog-Digital-Umsetzers 11 zugeführt. Vom zweiten Ausgang der Multiplizier-Dividiereinrichtung 10 gelangt das Signal in den zweiten Analogeingang des Analog-Digital-Umformers 11. Zum Steuereingang des Umformers 11 wird das Ausgangssignal vom logischen ODER-Element 6 zugeführt, welches eine ODER-Operation mit den Ausgangssignalen der beiden identischen Verstärker mit Fehlerkorrektoren 3 realisiert. Die Ausgangssignale von den Verstärkern 3, die in die Eingänge des logischen ODER-Elements 6 gelangen, sind Kommandos für die Speicherung im Analog-Digital-Umformer des zuvor in ihm umgeformten Wertes. Dies ist erforderlich in Fällen, bei denen infolge des Vorhandenseins von Reflektionen und ähnlichen Erscheinungen (wie z.B. reflektiertes Licht) die nützlichen Ausgangssignale der fotometrischen Kamera 1 einen bestimmten zulässigen Wert überschreiten. In den Ausgängen des Analog-Digital-Umformers 11 werden die Signale in Form von digitaler Kombination zu der einen Gruppe von digitalen Eingängen des Interfaceblocks 12 zugeführt, zu dessen anderer Gruppe von digitalen Eingängen die digitalen Signale vom Mikrocomputer 13 gelangen. Zum ersten diskreten Eingang des Interfaceblocks 12 wird ein Signal zum Ausgang des Schwellenelementes 9 zugeführt, im Fall, daß das in seinen Eingang gelangende Signal vom Ausgang des Verstärkers 7 einen kleineren Wert als die vorgegebene Schwelle einnimmt. Zum zweiten diskreten Eingang des Interfaceblocks 12 wird ein synchronisierendes Signal vom dritten Ausgang der fotometrischen Kamera 1 zugeführt, welches beim Vorhandensein eines Produkts in der Meßzone der Kamera erzeugt wird. Die Signale von den digitalen Informationsausgängen des Interfaceblocks 12 werden zu den digitalen Eingängen des Mikrocomputers 13 zugeführt, während das Signal vom einzelnen Ausgang des Interfaceblocks 12 den Betrieb des Analog-Digital-Umformers 11 durch dessen zweiten Steuereingang steuert. Auf der Basis der in den digitalen Eingängen des Mikrocomputers einkommenden Information werden in ihm die Werte der Gütemerkmale der sortierten Produkte bestimmt, die in fünf Gruppen aufgeteilt werden können:

- Merkmale für integrale Gütebeurteilung;

- Merkmale für das Erkennen von inneren und äußeren Schäden infolge mechanischer Einwirkungen, von Krankheiten und Schädlingen, Farbänderungen u.a.;

- Merkmale für das Erkennen von völlig schadhaften Exemplaren;

- Merkmale für das Erkennen von Fremdkörpern im gesamten sortierten Materialfluß (Steine, Erde, Stiele, Blätter u.a.);

- Merkmale für das Erkennen von Abweichungen von der normalen Form der Produkte, wie z. B. puppenartige Exemplare, Stiel- und Bechergrübchen u.a.

Die Merkmale der ersten Gruppe sind in solcher Weise synthesiert, daß eine flexible Nachregulierung der Grenzen zwischen den einzelnen Güteklassen möglich ist.

Die Merkmale der übrigen Gruppen erlauben das Vermeiden des Einflusses der wichtigsten Störfaktoren, wie z. B. Änderungen der Speisespannungen, Alterung der Fotoempfänger, Verschmutzung der Optik u.a..

Auf der Basis der bestimmten Werte der Merkmale der fünf Gruppen wird ein Wert für die Güte eines jeden Exemplars ermittelt, wobei wahrscheinlichkeitsstatistische Verfahren für das Erkennen von Bildern angewendet werden. Der ermittelte Wert in Form eines digitalen elektrischen Signals wird von den Ausgängen des Mikrocomputers 13 über den Interfaceblock 12 zu den Eingängen des Blocks mit Endschaltern und Sortiergliedern 2 zugeführt, mit dessen Hilfe das zu sortierende Produkt in entsprechende Güteklassen gelenkt wird. Der Block 2 erlaubt, falls erforderlich, das Vereinigen einiger nach der Güte sortierter Fraktionen in Abhängigkeit von technologischen Forderungen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Einrichtung zum automatischen Sortieren von Obst und Gemüse, einschließlich Wurzelgemüse nach der Güte, bestehend aus einer fotometrischen Kamera mit zwei Fotoempfängern für zwei Wellenlängen und einem Block mit Endschaltern und Sortiergliedern, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Informationsausgänge der fotometrischen Kamera (1) mit dem Eingang des ihm entsprechenden Verstärkers mit Fehlerkorrektor (3) verbunden ist, dessen Analogausgang mit dem Eingang eines Hochfrequenzfilters mit Spitzendetektor (4) und Niederfrequenzfilter (5) verbunden ist, während die digitalen Ausgänge beider Verstärker mit Fehlerkorrektoren (3) mit den Eingängen eines logischen ODER-Elementes (6) verbunden sind, wobei der Ausgang eines jeden Hochfrequenzfilters mit Spitzendetektor (4) und der Ausgang des ihm entsprechenden Niederfrequenzfilters (5) mit dem entsprechenden Eingang von Differentialverstärkern (7) und (8) verbunden sind, und der Ausgang des ersten Differentialverstärkers (7) mit dem Eingang eines Schwellenelements (9) und mit einem Multiplizier-Dividierblock (10) verbunden ist, mit dessen übrigen Eingängen die Ausgänge des zweiten Niederfrequenzfilters (8) und der beiden Hochfrequenzfilter mit Spitzendetektoren (4) verbunden sind, welche auch mit den zweiten Eingängen der ihnen entsprechenden Differentialverstärker (7) und (8) verbunden sind, wobei die Ausgänge des Multiplizier-und Dividierblocks (10) mit den Analogeingängen eines Analog-Digital-Umformers (11) verbunden sind, dessen einer digitale Eingang mit dem Ausgang des logischen ODER-Elements (6) verbunden ist und dessen anderer Eingang mit dem Steuerausgang des Interfaceblocks (12) verbunden ist, und dessen digitale Ausgänge mit den digitalen Informationseingängen des Interfaceblocks (12) verbunden sind, dessen erster diskreter Eingang mit dem Ausgang des Schwellenelements (9) verbunden ist und dessen zweiter diskreter Eingang mit dem dritten Ausgang der fotometrischen Kamera (1) verbunden ist, wobei die digitalen Informationsausgänge des Interfaceblocks (12) mit den Informationseingängen des Mikrocomputers (13) verbunden sind, dessen digitale Steuerausgänge mit den digitalen Steuereingängen des Interfaceblocks (12) verbunden sind, dessen digitale Steuerausgänge mit dem Block mit Endschaltern und Sortiergliedern (2) verbunden sind.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung

   Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum automatischen Sortieren von Obst und Gemüse, einschließlich Wurzelgemüse, nach der Güte, z. B. von Kartoffeln, Zwiebeln, Pfirsichen, Äpfeln, Tomaten, Aprikosen, und zwar nach Farbe, Reifegrad, inneren und äußeren Schäden infolge von mechanischen Einflüssen, Krankheiten und Schädlingen. Eine bekannte Einrichtung zum Sortieren von Obst nach der Güte enthält ein fotometrisches System mit zwei Fotoempfängern für zwei Wellenlängen, wobei deren Ausgänge mit zwei identischen Verstärkern mit automatischer Regulierung der Verstärkung verbunden sind. Die Ausgänge der Verstärker sind über zwei Zeitbausteine mit den Eingängen von zwei Analog-Digital-Umformem verbunden, deren Ausgänge mit Rechnerblöcken für Mittelwert, Amplitude, extremen und minimalen Wert verbunden sind. Die Ausgänge der Rechnerblöcke sind mit den Eingängen von logischen Blöcken für das Ermitteln der jeweiligen Güteklasse und die Ausgänge dieser Blöcke über Endschalter mit den Sortiergliedern verbunden. Die Nachteile dieser Einrichtungen liegen in den begrenzten Möglichkeiten in bezug auf die Merkmale der Qualitätsbestimmung der Produkte und in den begrenzten Sortiermöglichkeiten. Es entstehen auch Fehler infolge des Einfallens von reflektiertem Licht in die Fotoempfänger als Folge der unregelmäßigen geometrischen Form des Obstes bzw. des Gemüses. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung für das automatische Sortieren von Obst und Gemüse, einschließlich Wurzelgemüse, nach der Güte zu entwickeln. Diese Einrichtung soll bei erhöhter Sortiergenauigkeit erweiterte Möglichkeiten in bezug auf die Gütemerkmale der Produkte und die Flexibilität bei der Ermittlung der Güteklasse aufweisen. Diese Aufgabe wird durch die Entwicklung einer Einrichtung für das automatische Sortieren von Obst und Gemüse, einschließlich Wurzelgemüse, nach der Güte gelöst, welche eine fotometrische Kamera mit zwei Fotoempfängern für zwei Wellenlängen, einen Block mit Endschaltern und Sortierglieder enthält. Jeder der beiden Informationsausgänge der fotometrischen Kamera ist mit dem Eingang seines entsprechenden Verstärkers mit Fehlerkorrektor verbunden, dessen Analogausgang mit dem Eingang eines Hochfrequenzfilters mit Spitzendetektor und mit dem eines Niederfrequenzfilters verbunden ist.Die digitalen Ausgänge der beiden Verstärker mit Fehlerkorrektor sind mit den Eingängen eines logischen ODER-Elements verbunden, wobei der Ausgang eines jeden Hochfrequenzfilters mit Spitzendetektor und der Ausgang des ihm entsprechenden Niederfrequenzfilters mit dem entsprechenden Eingang eeines Differentialverstärkers verbunden sind. Der Ausgang des ersten Differentialverstärkers ist mit dem Eingang eines Schwellenelementes und mit einem Multiplizier-Dividierblock verbunden, mit dessen übrigen Eingängen die Ausgänge eines zweiten Niederfrequenzfilters und beider Hochfrequenzfilter mit Spitzendetektoren verbunden sind, welche auch mit den zweiten Eingängen der ihnen entsprechenden Differentialverstärker verbunden sind. Die Ausgänge des Multiplizier-Dividierblockes sind mit den Analogeingängen eines Analog-Digital-Umformers verbunden, dessen einer digitale Eingang mit dem Ausgang des logischen ODER-Elements verbunden ist, während sein anderer digitaler Eingang mit dem Steuerausgang eines Interfaceblocks und seine digitalen Ausgänge mit den Informationsdigitaleingängen des Interfaceblocks verbunden sind, dessen erster diskreter Eingang mit dem Ausgang des