DE102004019387A1 - Detection and removal of contaminations in conveyed material flows - Google Patents

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    • D01G31/003—Detection and removal of impurities

Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Anordnung beschrieben zur berührungslosen Erkennung von elektrostatisch aufgeladenen Kontaminationen in einem Materialstrom aus nicht aufgeladenen Teilen wie z. B. Kunststoff-Kontaminationen in pneumatisch transportierter Rohbaumwolle. Durch eine codierte Ausprägung der Sensorelektroden wird erreicht, daß die Ladungssignale besonders gut vom Hintergrundrauschen getrennt werden. Durch die Ausgestaltung der Elektroden als optisch transparente Schichten auf einem Sichtfenster kann der Materialstrom gleichzeitig mit ladungsempfindlichen und mit optischen Sensoren auf das Vorhandensein von Kontaminationen überwacht werden.It describes a method and an arrangement for the contactless detection of electrostatically charged contaminants in a stream of material from uncharged parts such. B. Plastic contamination in pneumatically transported raw cotton. By a coded expression of the sensor electrodes ensures that the charge signals are particularly well separated from the background noise. Due to the design of the electrodes as optically transparent layers on a viewing window, the material flow can be monitored simultaneously with charge-sensitive and with optical sensors for the presence of contaminants.

Description

Bei vielen pneumatisch transportierten Materialien wie z.B. Roh-Baumwolle, Tabakblätter usw. treten Kontaminationen durch Kunststoffreste von Verpackungsfolie, Verpackungsschnüren aus Polypropylen u. ä auf, welche mit den üblichen optischen Detektionsverfahren oft nicht erkannt werden, da sie ähnliche Helligkeits/Farbeigenschaften haben wie das geförderte GUT Material. So ist es beispielsweise ein bis heute nicht zufriedenstellend gelöstes Problem, helle PE-Folienreste und helle PP-Schnüre in der pneumatisch geförderter Rohbaumwolle zu erkennen. Die italienische Firma Loptex ( www.loptex.it ) und die schweizer Firma Jossi Systems ( www.jossisystems.com) bieten beide optische Systeme an zur Erkennung und Ausscheidung von Kontaminationen, welche sich optisch von der normalen Baumwolle unterscheiden. Bei der Verpackung von Baumwolle auf dem Feld kommt es häufig zur ungewollten Kontamination mit Folienresten und Kunststoff-Schnüren aus dem eingesetzten Verpackungsmaterial. Häufig haben diese Kontaminationen im sichtbaren Spektralbereich sehr ähnliche Eigenschaften wie die Baumwolle und können damit durch diese System nicht erkannt und aussortiert werden. Sie werden dann ungehindert zerfasert in der Spinnerei in den Baumwollfaden eingesponnen und können mehrere Kilometer von Baumwollgarn verseuchen.at many pneumatically transported materials such as e.g. Raw cotton, tobacco leaves etc. occur contaminations by plastic remnants of packaging film, packing cords made of polypropylene u. a, which with the usual Optical detection methods are often not recognized as they are similar Brightness / color properties have material like the sponsored GOOD. So is For example, it is an unsatisfactorily resolved problem, bright PE film residues and light PP cords in the pneumatically conveyed To recognize raw cotton. The Italian company Loptex (www.loptex.it) and the Swiss company Jossi Systems (www.jossisystems.com) both optical systems for detecting and eliminating contaminations, which are visually different from normal cotton. at The packaging of cotton in the field is often the case unwanted contamination with foil remnants and plastic cords the packaging material used. Often these contaminants in the visible spectral range very similar properties as the Cotton and can so that they are not detected and sorted out by these systems. she are then unhardened shredded in the spinning in the cotton thread spun and can several Contaminate kilometers of cotton yarn.

Die Fa. Loptex bietet ein System von Ultraschall-Sensoren an, welches aufgrund der andersartigen Schallreflektion von Kunststoff zu Baumwolle zumindestens bei großen Folien, welche sich darüberhinaus auch noch in einer günstigen Orientierung zur Ultraschallquelle befinden, erkennen kann. Kleine oder ungünstig zur Ultraschallquelle im Luftstrom vorbeifliegende Teile werden nicht erkannt.The Fa. Loptex offers a system of ultrasonic sensors, which due to the different sound reflection from plastic to cotton at least at big Slides that go beyond even in a cheap Orientation to the ultrasonic source can detect. little one or unfavorable To the ultrasonic source in the air stream passing parts are not recognized.

Die Fa. Jossi Systems setzt laut Prospekt neben der Weißlichtbeleuchtung eine ultraviolette Beleuchtung ein, welche zumindestens einige der gleichfarbigen Kunststoffe zu einer von der Farbe der Baumwolle abweichenden Fluoereszenz anregen und erkennt fremdfarbige und andersfarbig fluorszierende Teile gemeinsam mit Hilfe von Farbkameras. Auch dieses System erkennt nur günstig zur Kamera ausgerichteten Folien, Kunststoffreste mit relativ grosser Fläche und deutlich von der Baumwollfarbe abgesetzte fluoreszierende Kunststoffe.The Fa. Jossi Systems sets according to the brochure next to the white light illumination an ultraviolet lighting, which at least some of the same color Plastics to a different from the color of the cotton Fluoereszenz stimulate and recognize foreign-colored and other-colored fluorescent Share with the help of color cameras. This system also recognizes only cheap to the camera oriented films, plastic remnants with relatively large area and clearly offset from the cotton color fluorescent plastics.

Es ist ebenfalls bekannt, durch eine vorzugsweise bildgebende Echtzeit-Spektroskopie Kunststoff-Kontaminationen anhand der von der Baumwolle im Nahen Infrarot abweichenden spektralen Remissionssignatur zu erkennen ( siehe z.B. Jürg Uhlmann, „Fremdstofferkennung in Rohbaumwolle", Mitteilung aus dem Institut für Textilmaschinenbaue und Textilindustrie, ETH Zürich 19996 ). Diese Technik ist sehr aufwendig und hängt ebenfalls von einer günstigen Orientierung der Kunststoffkontaminationen in Bezug auf den optischen Detektor ab, damit der Detektor in der sehr kurzen Zeit des Vorbeifluges mit typisch 10 m/sec diese Kontaminationen flächig erkennen kann.It is also known, preferably by a real-time imaging spectroscopy Plastic contamination based on the cotton in the Middle Detect infrared deviating spectral reflectance signature (see, for example, Jürg Uhlmann, "Foreign Substance Identification in raw cotton ", Communication from the Institute for Textile Machinery and Textile Industry, ETH Zurich 19996). This technique is very elaborate and hangs also from a cheap one Orientation of plastic contaminants in relation to the optical Detector off so that the detector in the very short time of flyby with typical 10 m / sec can detect these contaminants surface.

Ähnliche Aufgaben treten bei der Verarbeitung von Holzfasern, Tabakblätter, Jute, organische Fasern aus Raps u.ä. Materialien auf. Bei allen diesen Aufgaben versagen ähnlich wie bei der Baumwolle die optischen Verfahren, insbesondere bei in einer ungünstigen Raumlage an den Detektoren vorbeifliegenden Kunststoff-Kontaminationen. Es besteht daher ein erhebliches wirtschaftliches und technisches Interesse daran, ein preiswertes und robustes Verfahren zur Detektion und Aussortierung von optisch nicht oder nur schlecht vom Materialstrom unterscheidbaren Kontaminationen zu haben, welches unabhängig von der zufälligen Raumlage der Kontaminationen eine sichere Erkennung und Aussortierung ermöglicht .Similar Tasks arise in the processing of wood fibers, tobacco leaves, jute, organic fibers from rapeseed and the like Materials on. In all these tasks fail as well as in cotton, the optical process, especially in one unfavorable Location of plastic contaminants passing by the detectors. There is therefore a considerable economic and technical Interested in finding a cheap and robust method of detection and sorting of optically not or only poorly from the material flow to have distinguishable contaminants which is independent of the random one Location of the contaminations a safe detection and sorting allows ,

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zur berührungslosen Erkennung von Kontaminationen in einem bewegten Materialstrom mit Hilfe einer Anordnung von Sensoren, welche die elektrische Aufladung in ihrem Sensorfeld erfassen, der bewegte Materialstrom berührungslos orts- und zeitaufgelöst abgetastet wird, daß durch die Reibungsvorgänge beim Transport und/oder durch ein angelegtes elektrisches Feld die im GUT-Materialstrom enthaltenen nicht-leitenden Kontaminationen elektrostatisch signifikant höher aufgeladen werden als die zumindest durch eine geringe Leitfähigkeit gekennzeich-neten, transportierten GUT-Materialien, daß die so aufgeladenen Kontaminationen im Durchgang durch die Sensoranordnung ihre Aufladung kurzzeitig in das ladungsempfindliche Sensorfeld einbringen und dieser kurzzeitige Ladungstransport durch die Ladungs-empfindlichen Sensoren ort- und zeitgenau und weitgehend unabhängig von der räumlichen Orientierung der Kontaminationen innerhalb des GUT-Materialstroms erkannt werden und daß mit diesen Erkennungssignalen schnelle Auswurfsmechaniken angesteuert werden, welche die erkannten Kontaminationen gezielt aus dem GUT-Materialstrom aussortieren Beispielhaft aber nicht ausschließend soll dieser Erfindungsgedanke anhand der Erkennung von Kunststoff-Kontamination im Strom von pneumatisch geförderter Rohbaumwolle in einer Spinnerei erklärt werden. Hierzu verwenden wir die folgenden Abbildungen:This is characterized according to the invention achieved that to contactless Detection of contamination in a moving material flow with the help an array of sensors, the electrical charge in capture their sensor field, the moving material flow contactless location and time resolved is scanned that by the friction processes during transport and / or by an applied electric field the electrostatically contained in the GUT material stream non-conductive contaminants significantly higher be charged as the at least by a low conductivity marked, transported GOOD materials that the so charged contaminants in the passage through the sensor assembly their charge briefly into the charge-sensitive sensor field and this short-term charge transport through the charge-sensitive Sensors location and time accurate and largely independent of the spatial Orientation of contamination within the GUT material stream be recognized and that with These detection signals are driven by fast ejection mechanisms which detect the identified contaminations specifically from the GUT material flow to sort out Exemplary but not exclusive this idea of invention is based on the detection of plastic contamination in the stream of pneumatic funded Raw cotton can be explained in a spinning mill. Use for this we have the following pictures:

1 zeigt schematisch einen rechteckförmigen Strömungskanal, durch welchen Baumwollfaserflocken und elektrostatisch aufgeladene Kunststoffkontaminationen mit hoher Geschwindigkeit pneumatisch transportiert werden 1 schematically shows a rechteckför Migen flow channel through which cotton fiber flakes and electrostatically charged plastic contaminants are transported pneumatically at high speed

2 zeigt eine Anordnung von diskreten ladungsempfindlichen Sensoren, welche den Kanal orts- und zeit-aufgelöst abtasten 2 shows an array of discrete charge-sensitive sensors that scan the channel in a time- and time-resolved manner

3 zeigt eine Anordnung von ladungsempfindlichen Sensoren mit periodisch codierten Elektroden zur Gewinnung eines kurzzeitig periodischen Sensorsignals, welches sich gut vom zufälligen Hintergrundrauschen unterscheiden läßt 3 shows an array of charge-sensitive sensors with periodically coded electrodes for obtaining a short periodic sensor signal, which can be well differentiated from the random background noise

4 zeigt eine Anordnung von kapazitiven Sensoren mit pseudo-zufällig codierten Elektroden bei welchen die örtliche Auflösung trotz einer zur Steigerung der Empfindlichkeit insgesamt grossen Elektrodenfläche nicht verringert wird. 4 shows an arrangement of capacitive sensors with pseudo-randomly coded electrodes in which the local resolution is not reduced, despite a total of increasing the sensitivity to increase the sensitivity of the electrode surface.

Bei der optischen Sortierung von pneumatisch geförderter Baumwolle wird diese im Flug nach 1 durch einen optisch transparenten Querkanal -1- mit durchsichtigen Seitenwänden und mit einem rechteckförmigen Querschnitt geführt. Bei den bekannten optischen Verfahren zur Detektion von andersfarbigen Kontaminationen wird dieser Materialstrom aus Baumwollfasern und Faserbüschel -3- unter einer intensiven Beleuchtung mit Hilfe von Kameras oder punktweise abtastenden optischen Sensoren erfasst. Aus der momentanen Änderung der Farbe oder Helligkeit der im Flug erfassten Objekte wird auf das Vorhandensein einer Kontamination geschlossen und diese beispielsweise mit Hilfe einer unmittelbar nach der Sichtstrecke angeordneten Leiste von schnellen pneumatischen Ejektoren seitwärts aus dem GUT-Strom ausgeblasen.In the optical sorting of pneumatically conveyed cotton this is in flight to 1 through an optically transparent transverse channel -1- with transparent side walls and guided with a rectangular cross-section. In the known optical methods for the detection of differently colored contaminations of this material flow of cotton fibers and tufts -3- under intense illumination with the aid of cameras or point-by-point scanning optical sensors. From the current change in color or brightness of the objects detected in flight, the presence of contamination is concluded and blown them sideways out of the GUT stream, for example with the aid of a strip arranged immediately after the sighting line, by fast pneumatic ejectors.

Jeder pneumatische Transport und jede Verarbeitung von faserähnlichen, blattförmigen, kleinkörnigen und ähnlichen nichtleitenden Materialien wird durch eine elektrostatische Aufladung des GUT-Stroms behindert. Deswegen wird in diesen Produktionsstätten für eine Mindest-Restfeuchte des GUT-Materials gesorgt, damit durch die dadurch ebenfalls einhergehende Leitfähigkeit keine elektrostatische Aufladung der Fasern möglich ist und damit ein durch elektrostatische Kräfte unbehinderter Transport ermöglicht wird.Everyone pneumatic transport and any processing of fiber-like, leaf-shaped, small grain and similar non-conductive materials is caused by an electrostatic charge of the GOOD current. That is why in these production facilities for a minimum residual moisture of the GOOD material, thereby being accompanied by the concomitant conductivity no electrostatic charging of the fibers is possible and thus a through electrostatic forces allows unimpeded transport becomes.

Erfindungsgemäß wird der physikalische Effekt ausgenützt, dass Kunststoff-Kontaminationen wie in 1 unter -4- schematisch angedeutet, diese Restfeuchte infolge ihrer hydrophoben Eigenschaften nicht aufnehmen und sich daher infolge der Reibungsvorgänge im Luftstrom im Gegensatz zum GUT-Strom der leicht feuchten Baumwolle elektrostatisch aufladen.According to the invention, the physical effect is exploited that plastic contaminants as in 1 under -4- indicated schematically, do not absorb this residual moisture due to their hydrophobic properties and therefore charge electrostatically due to the friction processes in the air stream in contrast to the GUT stream of slightly moist cotton.

Diese Ladungen werden erfindungsgemäß als berührungslos erfassbare Signatur der Kunststoff-Kontaminationen verwendet und, wie in 2 schematisch angedeutet, mit Hilfe einer Anordnung von ladungsempfindlichen Sensoren detektiert, welche quer zur Strömungsrichtung die momentane elektrische Ladung zwischen den sich gegenüberliegenden Sensorelektroden -5a- und -5b- messen. Der jeweilige Ladungs/Spannungs-Umsetzer -6- erzeugt jedesmal dann ein Ausgangssignal -7-, wenn sich eine elektrostatische Aufladung in dem von seinen Elektroden definiertem Sensorfeld befindet. Hierbei ist es ( im Gegensatz zu optischen Sensoren) gleichgültig, in welcher Raumlage sich die Kontamination bezüglich der Elektroden befindet. Auch wenn die blattförmige Kontamination -4- mit ihrer Schmalseite in Richtung der Elektroden durch das Sensorfeld fliegt, wird die Aufladung erkannt. Bei einem in Reflektion arbeitenden optischen Sensor hingegen wäre bei einer solchen Orientierung die reflektierende Fläche der Kontamination so klein, daß die Kontamination sogar bei hohem optischem Kontrast nicht erkannt würde. Damit wird erfindungsgemäß erreicht, daß die Detektion von Kunststoff-Kontaminationen unabhängig von ihrer Raumlage beim Durchflug durch das Sensorfeld ist.These charges are used according to the invention as a contactless detectable signature of the plastic contaminants and, as in 2 indicated schematically, detected by means of an array of charge-sensitive sensors, which transverse to the flow direction, the instantaneous electrical charge between the opposing sensor electrodes -5a- and -5b- measure up. The respective charge / voltage converter -6- then generates an output signal every time -7- when there is an electrostatic charge in the sensor array defined by its electrodes. In contrast to optical sensors, it does not matter in which spatial position the contamination with respect to the electrodes is located. Even if the leaf-shaped contamination -4- With its narrow side in the direction of the electrodes flies through the sensor field, the charge is detected. In contrast, with an optical sensor operating in reflection, the reflective surface of the contamination would be so small in such an orientation that the contamination would not be detected even at high optical contrast. This is achieved according to the invention that the detection of plastic contaminants is independent of their spatial position when passing through the sensor field.

Erfindungsgemäß werden die Elektroden der ladungsempfindlichen Sensoren auf das gleiche transparente Glasfenster aufgebracht, welches auch für die optische Beobachtung mit Hilfe von Kameras oder punktförmg arbeitenden optischen Sensoren verwendet wird. Durch die Anbringung in unmittelbarer Nähe der optischen Beobachtung werden sowohl die optisch erfassten als auch die elektrostatisch erfassten Kontaminationen praktisch zeitgleich von den jeweiligen Detektoren gemeldet und können daher vereinfacht gemeinsam verarbeitet werden.According to the invention the electrodes of the charge-sensitive sensors on the same transparent Glass window applied, which is also for optical observation used with the aid of cameras or punctiform optical sensors becomes. By mounting in close proximity to the optical observation Both the optically sensed and the electrostatically detected contaminants practically at the same time of the respective Detectors reported and can therefore easier to process together.

Ein weiterer Erfindungsgedanken ist es, diese Elektroden in Form optisch transparenter dünner Metallschichten auf die zur optische Beobachtung vorhandenen Glasscheibe so aufzudampfen, daß genau die gleiche Stelle des Materialstroms elektrostatisch wie optisch abtastet wird. Diese zeit- und ortsgleiche Abtastung ermöglicht eine gemeinsame vereinfachte Auswurfsteuerung sowie intelligentere Algorithmen durch die Mustererkennung anhand von zwei physikalisch unterschiedlichen Signalen ( optisch elektrostatisch) der Kontaminationen und damit eine bessere Unterscheidung zwischen GUT-Material und Kontamination.One Another idea of the invention is to optically label these electrodes transparent thin metal layers to evaporate on the glass sheet for optical observation, that exactly the same part of the material flow electrostatically as optically is scanned. This time and place same sampling allows a common simplified ejection control and smarter algorithms by pattern recognition based on two physically different ones Signals (optically electrostatic) of the contaminants and thus a better distinction between GOOD material and contamination.

Die detaillierte Ausgestaltung der Elektrodenform wie z.B. das Hinzufügen von sog. Schirmelektroden , ist dem Fachmann der elektrostatischen und kapazitiven Messtechnik geläufig und braucht daher nicht weiter detailliert zu werden. Ebenso ist es dem Fachmann dieser Meßtechnik bekannt, die Elektroden als Teil der Kapazität eines hochfrequent schwingenden Schwingkreis oder Oszillators zu gestalten und den Durchflug einer Aufladung anhand der kurzeitigen Frequenzverstimmung bzw. Oszillator-Frequenzverschiebung zu erkennen.The detailed configuration of the electrode form, such as the addition of so-called shielding electrodes, is familiar to the person skilled in the art of electrostatic and capacitive measuring technology and therefore does not need to be further detailed. Likewise, it is known to those skilled in this measurement technique, the electrodes as part of the capacity of a high-frequency To design oscillating oscillator or oscillator and to detect the passage of a charge on the basis of kurzeitigen frequency detuning or oscillator frequency shift.

Erfindungsgemäß werden zur besseren Unterscheidung der Kontaminationen vom Hintergrundrauschen die sich gegenüberliegenden Elektroden -5a- und -5b- aus 2 nach 3 so ausgestaltet, daß sie, in Strömungsrichtung gesehen, ein räumlich kurzes periodisches Sensorfeld mit Vorzeichenwechsel -8- ergeben, d.h. daß die ladungsempfindlichen Sensoren in Strömungsrichtung eine periodische Sensorapertur S(x) -9- darstellen. Diese Ausgestaltung führt erfindungsgemäß dazu, daß beim Durchflug einer aufgeladenen Kontamination kurzzeitig ein periodisches Signal -10- entsteht, welches sich mit Hilfe von Signalfiltern deutlicher von Hintergrundrauschen unterscheiden läßt als das eher tieffrequente Signal einer üblichen, zusammenhängenden Sensorapertur, d.h. einer durchgängigen Elektrode.According to the invention, to better distinguish the contaminants from the background noise, the opposing electrodes -5a- and -5b- out 2 to 3 designed such that, as seen in the flow direction, a spatially short periodic sensor field with sign change -8th- ie that the charge-sensitive sensors have a periodic sensor aperture S (x) in the flow direction. -9- represent. This embodiment according to the invention means that when passing a charged contamination briefly a periodic signal -10- arises, which can be clearly distinguished from background noise with the help of signal filters as the rather low-frequency signal of a conventional, continuous sensor aperture, ie a continuous electrode.

Bei grossen Abständen der sich gegenüberliegenden Elektroden, wie sie durch den für einen ungehinderten Materialstrom erforderlichen Öffnungsquerschnitt gelegentlich erforderlich ist, ist die Empfindlichkeit des Ladungs/kapazitiven Sensors gering, da die durch die relativ kleinen Elektroden und den grossen Elektrodenabstand bewirkte Meßkapazität äusserst klein ist. Solche relativ zur Umgebung offene kapazitive/ladungsempfindliche Sensoranordnungen sind außerdem anfällig für die Einstreuung von Störsignalen aus der Umwelt. In Strömungsrichtung gesehen längliche Elektroden würden zwar die statische Empfindlichkeit der Meßanordnung vergrößern. Sie führen aber infolge der ein Ortsfrequenz-Tiefpaß darstellenden Sensorapertur zu einer Unterdrückung der hochfrequenzen Sensorsignale und damit zu einer Verringerung der Erkennung von kleinen Kontaminationen.at big distances the opposite one Electrodes, as by the for an unobstructed material flow required opening cross-section occasionally required is the sensitivity of the charge / capacitive Sensor low because of the relatively small electrodes and the large electrode gap caused measuring capacity is extremely small. Such relative to the environment open capacitive / charge sensitive sensor assemblies are as well susceptible for the Interference of interference signals from the environment. Seen in the flow direction elongated Electrodes would Although the static sensitivity of the measuring device increase. she to lead but due to the spatial frequency low-pass representing sensor aperture to a suppression of high-frequency sensor signals and thus to a reduction in Detection of small contaminations.

Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil dadurch beseitigt, daß die Meßelektrode nach 4 in Form eines in Strömungsrichtung ausgebildeten Pulskompressionscodes -11- hergestellt wird. Dieser Code kann z.B. durch einen pseudo-zufälligen Code dargestellt werden. Die Erkennung von kleinen Kontaminationen ist dadurch unabhängig von der Gesamt-Codelänge -12- und damit der gesamten ( in Strömungsrichtung gesehenen ) Elektrodenlänge. Dadurch kann beispielsweise bei der Verwendung eines pseudo-zufälligen binären Codes mit N = 7 Längeneinheiten ein Sensor mit einer int(7/2) = 3fach grösseren Meßkapazität, sprich Empfindlichkeit , erreicht werden, dessen räumliche Auflösung aber der einer Meßkapazität mit einer einzelnen schmalen Elektrode mit einer einzigen Längeneinheit entspricht.According to the invention, this disadvantage is eliminated in that the measuring electrode after 4 in the form of a flow compression pulse compression code -11- will be produced. This code can be represented by a pseudo-random code, for example. The detection of small contaminations is therefore independent of the total code length -12- and thus the total (seen in the flow direction) electrode length. As a result, for example, when using a pseudo-random binary code with N = 7 units of length, a sensor with an int (7/2) = 3 times greater measurement capacity, ie sensitivity, can be achieved, but its spatial resolution of a measuring capacity with a single narrow electrode corresponds to a single unit length.

Ein weiterer Erfindungsgedanke ist es, die elektrostatische Aufladung der nicht-leitenden Kontaminationen durch eine separate Hochspannungselektrode zu erreichen oder zu verstärken.One Another idea of the invention is the electrostatic charge the non-conductive contaminants through a separate high-voltage electrode to reach or reinforce.

Die beispielhafte Darstellung des Erfindungsgedanken zur Detektion von Kunststoff-Kontaminationen im pneumatisch geförderten Baumwollstrom ist nicht einschränkend zu betrachten. Der Erfindungsgedanke läßt sich sinngemäß auf alle geförderten Schüttgüter und vereinzelten Materialien anwenden, bei denen die zu erkennenden nicht leitfähigen Kontaminationen im Gegensatz zum GUT-Material elektrostatisch aufgeladen sind oder aufgeladen werden können.The exemplary representation of the inventive concept for the detection of Plastic contamination pneumatically conveyed Cotton flow is not limiting consider. The idea of the invention can be applied to all funded Bulk goods and apply isolated materials in which the recognized non-conductive Contaminations in contrast to the GUT material electrostatically charged are or can be charged.

Claims (11)

Verfahren zur berührungslosen Erkennung von Kontaminationen in einem bewegten Materialstrom, dadurch gekennzeichnet daß mit Hilfe einer Anordnung von Sensoren, welche die elektrische Aufladung in ihrem Sensorfeld erfassen, ein bewegter Materialstrom berührungslos orts- und zeitaufgelöst abgetastet wird, daß durch die Reibungsvorgänge beim Transport und/oder durch ein angelegtes elektrisches Feld die im GUT-Materialstrom enthaltenen nicht-leitenden Kontaminationen elektrostatisch signifikant höher aufgeladen werden als die durch eine zumindest geringe Leitfäfigkeit gekennzeichneten, transportierten GUT-Materialien, daß die so aufgeladenen Kontaminationen im Durchgang durch die Sensoranordnung ihre Aufladung kurzzeitig in das ladungsempfindliche Sensorfeld einbringen und dieser kurzzeitige Ladungstransport durch die ladungsempfindlichen Sensoren orts- und zeitgenau und weitgehend unabhängig von der räumlichen Orientierung der Kontaminationen erkannt wird und daß mit diesen Erkennungssignalen schnelle Auswurfsmechaniken angesteuert werden welche die erkannten Kontaminationen gezielt aus dem GUT-Materialstrom aussortierenA method for the contactless detection of contaminants in a moving material flow, characterized in that by means of an array of sensors which detect the electrical charge in their sensor field, a moving material flow is scanned without contact location and time resolved that by the friction during transport and / or by an applied electric field, the non-conductive contaminants contained in GUT material flow charged electrostatically significantly higher than those characterized by an at least low Leitfäfigkeit, transported GUT materials that the so charged contaminants in the passage through the sensor assembly their charge briefly into the charge-sensitive Insert sensor field and this short-term charge transport is detected by the charge-sensitive sensors location and time and largely independent of the spatial orientation of the contaminants and that with this He identification signals fast ejection mechanisms are controlled which sort out the detected contaminants targeted from the GUT material flow Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß durch mindestens ein zusätzliches angelegtes Hochspannungsfeld die elektrostatische Aufladung der Kontaminationen verstärkt wirdMethod according to claim 1, characterized that by at least one additional one applied high voltage field the electrostatic charge of Reinforces contamination becomes Verfahren nach Anspruch 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet daß die Elektroden der ladungsempfindlichen Sensoren in der Bewegungsrichtung des Materialstroms eine periodische Struktur aufzeigenA method according to claim 1 to 2 characterized that the Electrodes of the charge-sensitive sensors in the direction of movement of the material flow show a periodic structure Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die Elektroden der ladungsempfindlichen Sensoren in der Bewegungsrichtung des Materialstroms die Struktur eines Puls-Kompressions-Codes aufzeigenA method according to claim 1 to 3, characterized that the Electrodes of the charge-sensitive sensors in the direction of movement the flow of material to show the structure of a pulse compression code Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet daß die Elektroden der ladungsempfindlichen Sensoren auf einer transparenten, den Transportkanal begrenzenden Scheibe aufgebracht sind und daß durch diese Scheibe der Materialstrom gleichzeitig mit optischen Sensoren erfasst wirdThe method of claim 1 to 2, characterized ge indicates that the electrodes of the charge-sensitive sensors are mounted on a transparent, the transport channel limiting disc and that the material flow is detected simultaneously with optical sensors through this disc Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die Elektroden der ladungsempfindlichen Sensoren optisch transparent sind und daß durch diese transparenten Elektroden hindurch der Materialstrom mit optischen Sensoren erfasst wirdMethod according to claim 5, characterized that the Electrodes of the charge-sensitive sensors optically transparent are and that through these transparent electrodes through the material flow with optical Sensors is detected Verfahren nach einer oder mehrere der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß der Materialstrom aus pneumatisch geförderter Rohbaumwolle und die Kontaminationen aus Kunststoffen bestehenMethod according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the material flow from pneumatically conveyed Raw cotton and the contaminants consist of plastics Verfahren nach einer oder mehrere der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß der Materialstrom aus organischen Produkten besteht und die Kontaminationen aus Kunststoffen besteht.Method according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the material flow consists of organic products and the contaminations of plastics consists. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet daß ein GUT-Materialstrom aus elektrostatisch nicht oder nur gering aufladbaren Teilchen sich durch einen Transportkanal bewegt, daß elektrostatisch aufgeladene Kontaminationen im GUT-Materialstrom enthalten sind, daß durch eine Anordnung von ladungsempfindlichen Sensoren der Materialstrom quer zur Transportbewegung an einer Anzahl von diskreten Positionen auf die Vorbeibewegung elektrostatisch aufgeladener Kontaminationen fortlaufend erkannt wird, daß beim Durchfliegen der Kontaminationen durch die jeweiligen Sensorfelder ein Signal erzeugt wird und daß dieses Signal nach einer elektronischen Aufbereitung einen jeweils zugeordneten Ejektor zeit- und ortrichtig so ansteuert, daß die Kontamination aus dem GUT-Material eliminiert wird.Arrangement for carrying out the method according to claim 1, characterized in that a GOOD material flow from electrostatically or only slightly chargeable particles themselves moved through a transport channel that electrostatically charged contaminants are contained in the GOOD material flow, that by an arrangement of charge-sensitive sensors, the material flow across the transport movement at a number of discrete positions on the pass-by electrostatically charged contaminants is continuously detected, that at Flying through the contaminants through the respective sensor fields a signal is generated and that this Signal after an electronic processing a respectively assigned Ejektor timed and ortrichtig so controls that the contamination from the GUT material eliminated becomes. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß durch mindestens eine Hochspannungselektrode die Kontaminationen vor dem Passieren der Sensoranordnung elektrostatisch aufgeladen werden.Arrangement according to claim 9, characterized that by at least one high voltage electrode the contaminations before the Passing the sensor assembly are electrostatically charged. Anordnung nach Anspruch 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet daß die Elektroden der ladungsempfindlichen Sensoren nach einem binären Code in der Bewegungsrichtung des Materialsstroms so in positiv/negativ empfindliche oder empfindlich/nicht-empfindliche Segmente aufgeteilt sind, daß einer dieser Sensorapertur entsprechende Signalbeeinflussung der Sensorsignale durchgeführt wird und daß mit einer elektronischen Signalverarbeitung diese Signale möglichst genau vom Hintergrundrauschen der Sensoren getrennt werden.Arrangement according to claim 9 to 10, characterized that the Electrodes of the charge-sensitive sensors according to a binary code in the direction of movement of the material flow so in positive / negative divided into sensitive or sensitive / non-sensitive segments are that one this sensor aperture corresponding signal influencing the sensor signals carried out and that with an electronic signal processing these signals as possible be separated exactly from the background noise of the sensors.
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