DE102010023604A1

DE102010023604A1 - Light barrier for use in material recycling industry for determining material of light wave-transmissive object, has polarizers arranged between transmitter and receiver, where polarizers perform circular polarization in opposite directions

Info

Publication number: DE102010023604A1
Application number: DE201010023604
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Spähn Hans-Peter; Dipl.-Ing. Specker Rainer
Original assignee: Wenglor Sensoric GmbH
Current assignee: Wenglor Sensoric GmbH
Priority date: 2010-06-12
Filing date: 2010-06-12
Publication date: 2011-12-15

Abstract

The barrier (1) has a transmitter (4) for emitting light waves (5) to a receiver (7), and first and second polarizers (20, 22) arranged between the transmitter and the receiver, where a light wave-transmissive object is movably arranged between the polarizers. The polarizers perform circular polarization in opposite directions. An electrical evaluation unit converts measurement values generated by the receiver into electric signals. The second polarizer produces a right-handed circular polarized light wave (21), and the first polarizer polarizes the right-handed polarized wave.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lichtschranke zur Bestimmung des Werkstoffes eines lichtwellendurchlässigen Gegenstandes nach den Merkmalen des Oberbegriffes von Patentanspruch 1.The invention relates to a light barrier for determining the material of a light-wave transmissive article according to the features of the preamble of claim 1.

Es ist beispielsweise aus der DE 2924489 A1 bekannt geworden, eine Sensoreinrichtung für blattförmiges Material derart auszustatten, dass durch diese transparentes Kopiermaterial detektierbar ist. Solche Sensoreinrichtungen sind in der nachfolgenden technischen Entwicklung auch in der Recyclingindustrie eingesetzt worden, um unterschiedliche Werkstoffe zu erkennen und diese zu sortieren. Solche Sensoreinrichtungen sind daher geeignet, in der Recyclingindustrie als Lichtschranken zur Erkennung und Sortierung eines Gegenstandes aus Kunststoff oder Glas verwendet zu werden. Durch solche Sensoreinrichtungen können farblose oder eingefärbte transparente Kunststoffe bzw. Weißglas, Braunglas, Grünglas oder dergleichen erkannt werden.It is for example from the DE 2924489 A1 become known to equip a sensor device for sheet-like material such that it is detectable by this transparent copy material. Such sensor devices have been used in the subsequent technical development in the recycling industry to recognize different materials and to sort them. Such sensor devices are therefore suitable to be used in the recycling industry as a photoelectric barrier for the detection and sorting of an article made of plastic or glass. Such sensor devices can be used to detect colorless or colored transparent plastics or white glass, brown glass, green glass or the like.

Bei der Herstellung von Kunststoffgegenständen, beispielsweise Flaschen, ist der Kunststoff in eine Richtung gestreckt oder gezogen; dabei verändern sich dessen optische Eigenschaften in Abhängigkeit von der Schwingungsebene bzw. der Polarisationsrichtung des einfallenden Lichtes.In the manufacture of plastic articles, such as bottles, the plastic is stretched or drawn in one direction; In the process, its optical properties change as a function of the plane of oscillation or the direction of polarization of the incident light.

Es ist bekannt, zur Unterscheidung von transparentem Kunststoff und Glas, diesen Lichteffekt auszunutzen, so dass durch die unterschiedliche Polarisation des Kunststoffmaterials, im Vergleich mit Gegenständen aus Glas, diese Lichteffekte gemessen werden können. Glasgegenstände polarisieren das einfallende Licht nahezu nicht. Insbesondere wenn die Lichtpolarisation um 45° versetzt zu der Streckrichtung des Kunststoffgegenstandes auf diesen auftrifft, kann die Veränderung der Polarisationsrichtung optimal gemessen werden.It is known, to distinguish between transparent plastic and glass, to exploit this light effect, so that these light effects can be measured by the different polarization of the plastic material, compared with glass objects. Glass objects hardly polarize the incident light. In particular, when the polarization of light impinges on the stretching direction of the plastic article by 45 ° to the direction of stretching, the change in the polarization direction can be optimally measured.

Ein Nachteil der bekannten Lichtschranken ist die schwierige Einstellung der Lichtschranke, da der Empfänger auf ein Signalminimum zu justieren ist. Dieses kann jedoch auch dann auftreten, wenn der Lichtstrahl des Senders nicht optimal in die Empfängeroptik eintritt; somit ist eine einfache und nachprüfbare Einstellung des von dem Sender emittierten Lichtstrahles auf den Empfänger nicht möglich.A disadvantage of the known light barriers is the difficult setting of the light barrier, since the receiver is to be adjusted to a signal minimum. However, this can also occur when the light beam of the transmitter does not optimally enter the receiver optics; Thus, a simple and verifiable adjustment of the light beam emitted by the transmitter to the receiver is not possible.

Aus der CH 444521 ist eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Messung von optischer Drehung und Zirkular-Dichroismus bekannt geworden. Beim Durchtritt der Lichtwelle durch ein Medium entsteht eine rechts- oder linkszirkular polarisierte Lichtwelle, deren Polarisationsrichtung mittels des Empfängers messbar ist.From the CH 444521 a device for the simultaneous measurement of optical rotation and circular dichroism has become known. When the light wave passes through a medium, a right-handed or left-circularly polarized light wave is produced whose polarization direction can be measured by means of the receiver.

Das durch die zitierte Druckschrift offenbarte Messprinzip ist seit über 40 Jahren bekannt, jedoch in Lichtschranken zur Sortierung von Gegenständen aus unterschiedlichen transparenten oder semitransparenten Werkstoffen nicht eingesetzt.The measuring principle disclosed by the cited document has been known for over 40 years, but not used in light barriers for sorting objects made of different transparent or semi-transparent materials.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Lichtschranke der eingangs genannten Gattung derart zu verbessern, dass sowohl unterschiedliche Werkstoffe von lichtwellendurchlässigen Gegenständen erkennbar sind, dass eine Sortierauswahl der unterschiedlich farblich gestalteten Gegenständen, unabhängig, ob diese aus Glas oder Kunststoff gefertigt sind oder welche Lage diese einnehmen, erfolgen kann.It is therefore an object of the invention to improve a light barrier of the type mentioned in such a way that both different materials of lichtwellendurchlässigen objects are recognizable that a sorting selection of differently colored objects, regardless of whether they are made of glass or plastic or which position this take, can take place.

Diese Aufgaben sind erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Patentanspruch 1 gelöst.These objects are achieved by the features of the characterizing part of claim 1.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Dadurch, dass der Gegenstand die einfallenden und durch diesen hindurchtretenden Lichtwellen, die beispielsweise rechts- oder linkszirkular polarisiert auf diesen auftreffen, teilweise dreht, entstehen zwei sich überlagernde Lichtwellenanteile, so dass durch den nachgeschalteten zweiten Polarisator, der eine entgegen der zirkularen Richtung des ersten Polarisators aufweisende Polarisationsrichtung besitzt, diese Lichtwellenanteile durch diesen Polarisator hindurch laufen und messbar sind. Aufgrund von den bekannten Messergebnissen können dann aus der Lichtstärke der die Polarisation passierenden Lichtes ermittelte Werte mit einer vorgegebenen Messgröße verglichen werden, so dass durch eine Auswerteeinheit feststellbar ist, ob der durch die Polarisatoren geführte Gegenstand aus Glas oder Kunststoff gefertigt ist. Folglich kann mit Hilfe der erfindungsgemäßen Lichtschranke eine zuverlässige Sortierung von Gegenständen, die aus unterschiedlichen Werkstoffen gefertigt sind, lageunabhängig, sortiert werden.Due to the fact that the object partially rotates the incident light waves that pass through it and impinge on it, for example, in a right-handed or left-handed circular polarization, two overlapping light wave components are formed, so that the second polarizer connected downstream of the second polarizer moves against the circular direction of the first polarizer Having polarization direction has, these light wave components through this polarizer run through and are measurable. On the basis of the known measurement results, values determined from the light intensity of the light passing the polarization can then be compared with a predetermined measured variable, so that an evaluation unit determines whether the object guided by the polarizers is made of glass or plastic. Consequently, with the aid of the light barrier according to the invention, a reliable sorting of objects, which are made of different materials, can be sorted independently of position.

In der Zeichnung ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel dargestellt, das nachfolgend näher erläutert ist. Im Einzelnen zeigt:In the drawing, an inventive embodiment is shown, which is explained in more detail below. In detail shows:

1a eine Lichtschranke mit einem Sender, durch den Lichtwellen emitiert sind, zwei Polarisatoren zwischen denen ein zu erfassender Gegenstand hindurchgeführt ist und einem dem zweiten Polarisator nachgeschalteten Empfänger, im Ausgangszustand und 1a a light barrier with a transmitter, are emitiert by the light waves, two polarizers between which an object to be detected is passed and a second polarizer downstream receiver, in the initial state and

1b die Lichtschranke gemäß 1a, durch die ein Gegenstand zur Sortierung hindurchgeführt ist, im Betriebszustand. 1b the photocell according to 1a , through which an item is passed for sorting, in the operating state.

In den 1a und 1b ist eine Lichtschranke 1 zu entnehmen, die aus einem Sender 4, beispielsweise einer Laserdiode oder einer Leuchtdiode, besteht, durch die unpolarisiertes Licht 5 emittiert wird. Dem Sender 4 nachgeschaltet ist ein erster Polarisator 20, in den eine rechtszirkular polarisierende Drehrichtung vorgesehen ist, so dass die den Polarisator 20 verlassenden Lichtwellen 21 rechtszirkular polarisiert sind. Benachbart zu dem ersten Polarisator 20 ist ein zweiter Polarisator 22 vorgesehen, der eine gegensätzlich gedrehte Polarisationsrichtung aufweist. Der Polarisator 20 besitzt eine rechtszirkular polarisierte Drehrichtung; der zweite Polarisator 22 eine linkszirkular polarisierende Drehrichtung. Es ist ohne weiteres möglich, die Polarisatoren 20, 22 in ihrer Drehrichtung umzukehren. In the 1a and 1b is a light barrier 1 to be taken from a transmitter 4 , For example, a laser diode or a light emitting diode is, through the unpolarized light 5 is emitted. The transmitter 4 Downstream is a first polarizer 20 , in which a right circularly polarizing direction of rotation is provided, so that the polarizer 20 leaving light waves 21 are circularly polarized. Adjacent to the first polarizer 20 is a second polarizer 22 provided, which has a polarization direction rotated in opposite directions. The polarizer 20 has a right circularly polarized direction of rotation; the second polarizer 22 a left circular polarizing direction of rotation. It is easily possible, the polarizers 20 . 22 to reverse in their direction of rotation.

Dem zweiten Polarisator 22 ist ein Empfänger 7 nachgeschaltet.The second polarizer 22 is a recipient 7 downstream.

Insbesondere aus 1b ist ersichtlich, dass die durch den ersten Polarisator 20 hindurchtretenden und rechtszirkular polarisierten Lichtwellen 21 auf den Gegenstand 2 treffen und diesen durchdringen. Die Lichtwellen 21 werden durch den Gegenstand 2 in Abhängigkeit von dessen Werkstoff und in Abhängigkeit von der Lichtdurchlässigkeit des verwendeten Werkstoffes de- oder umpolarisiert, so dass eine Lichtwelle 21' entsteht, die einen rechts- und eine linkszirkular polarisierten Anteil aufweisen.In particular from 1b it can be seen that through the first polarizer 20 passing and right circularly polarized light waves 21 on the object 2 meet and penetrate this. The light waves 21 be through the object 2 depending on the material and depending on the light transmittance of the material used de or polarized, so that a light wave 21 ' arises, which have a right and a left circularly polarized portion.

Durch den zweiten Polarisator 22 werden diejenigen Lichtwellenanteile 21' gesperrt, die entgegen der zirkularen Polarisationsrichtung des zweiten Polarisators 22 verlaufen; die anderen Lichtwellenanteile 21' können den Polarisator 22 passieren und gelangen somit zu dem Empfänger 7. Lediglich die Lichtwellenanteile 21'' werden von dem Empfänger 7 aufgefangen und durch eine nachgeschaltete nicht dargestellte Auswerteeinheit ist feststellbar, welche der Messsignale mit einem bestimmten Werkstoff der Gegenstände 2 übereinstimmen.Through the second polarizer 22 become those light wave components 21 ' locked, the opposite to the circular polarization direction of the second polarizer 22 run; the other light wave components 21 ' can the polarizer 22 happen and thus arrive at the receiver 7 , Only the light wave components 21 '' be from the recipient 7 collected and by a downstream evaluation unit, not shown, it can be determined which of the measurement signals with a certain material of the objects 2 to match.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 2924489 A1 [0002]
CH 444521 [0006]

Claims

Photocell ( 1 ) for determining the material of a light-wave transmissive article ( 2 ) with a light wave ( 5 ) emitting transmitter ( 4 ) and one from the transmitter ( 4 ) emitted light waves ( 5 ) receiving recipient ( 7 ) and two between the transmitter ( 4 ) and the recipient ( 7 ) arranged polarizers ( 20 . 22 ), through which the object ( 2 ) is movable, characterized in that the polarizers ( 20 . 22 ) have a countercurrent circular polarization.

Photocell according to claim 1, characterized in that the first polarizer ( 20 ) a right circularly polarized light wave ( 21 ) and the second polarizer ( 20 ) the right circularly polarized portion of the light wave ( 21 ' ) locks or vice versa.

Photocell according to claim 1 or 2, characterized in that the receiver ( 7 ) an electrical evaluation unit is connected downstream, through which the from the receiver ( 7 ) are converted to generate electrical signals.