DE102018108601A1 - Device for detecting foreign bodies in a substrate stream - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Detektion eines Fremdkörpers (2,3) in einem Messvolumen (4) in einem transportierten Substratstrom eines Lebensmittels oder eines Futtermittels, wobei das Messvolumen (4) ein Durchflusskörper (5) in Form eines zylindrischen Rohres (6) ist, mittels einer Sensoreinrichtung (7) mit zumindest einem Sensorelement (8.1) mit zumindest zwei Elektroden (9.1,9.2). Um eine Detektionsvorrichtung und ein Detektionsverfahren zur Verfügung zu stellen, mit denen Feststofffragmente in Form von elektrisch leitenden und elektrisch nicht leitenden Festkörpern bei der Verarbeitung der Lebens- oder Futtermittelprodukte zu einem Endprodukt detektiert und gegebenenfalls aus dem Verarbeitungsprozess ausgeschlossen werden können, schlägt die Erfindung vor, dass das Sensorelement (8.1) mittels Impedanzmessung den Fremdkörper (2,3) detektiert.The invention relates to a device (1) for detecting a foreign body (2, 3) in a measuring volume (4) in a transported substrate stream of a foodstuff or animal feed, wherein the measuring volume (4) comprises a flow body (5) in the form of a cylindrical tube (5). 6) is, by means of a sensor device (7) with at least one sensor element (8.1) with at least two electrodes (9.1,9.2). In order to provide a detection device and a detection method with which solid fragments in the form of electrically conductive and electrically non-conductive solids can be detected during the processing of the food or feed products to a final product and optionally excluded from the processing process, the invention proposes the sensor element (8.1) detects the foreign body (2, 3) by means of impedance measurement.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Detektion eines Fremdkörpers in einem Messvolumen in einem transportierten Substratstrom eines Lebensmittels oder eines Futtermittels nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, ein System umfassend die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Anspruch 6 sowie ein Verfahren zur Detektion eines Fremdkörpers in einem transportierten Strom eines Lebensmittels oder eines Futtermittels nach dem Oberbegriff von Anspruch 9.The invention relates to a device for detecting a foreign body in a measuring volume in a transported substrate stream of a food or a feed according to the preamble of claim 1, a system comprising the device according to the invention according to claim 6 and a method for detecting a foreign body in a transported stream of a food or a feed according to the preamble of claim 9.

In der Lebensmittel- und Futterindustrie werden unterschiedlichste Produkte verarbeitet, die von Zulieferern verpackt in Gebinden zu den Lebensmittel- oder Futtermittelhersteller geliefert werden. Zumeist sind diese Produkte tiefgefroren und müssen beim Hersteller ausgepackt und aufgetaut werden. Das Auspacken der Produkte kann manuell oder vollautomatisch erfolgen, wohingegen der Auftauprozess vollautomatisch während des Verarbeitungsprozesses erfolgt. Bereits beim Zulieferer kann Verpackungsmaterial, wie beispielsweise Kunststofffolienreste, Holz, Glas oder Kabelbinder oder auch metallische Fremdkörper wie beispielsweise Krampen oder Bindedraht, insgesamt als Feststofffragmente bezeichnet, in die Produkte gelangen. Insbesondere beim Einfrieren von Fleischprodukten können in unerwünschter Weise Feststofffragmente mit in die Fleischprodukte eingefroren werden oder diese können, beispielsweise in Form einer Folie, an den gefrorenen Fleischprodukten bei deren Auspacken versehentlich festhaften und mit in den Auftauprozess geleitet werden.In the food and feed industry, a wide range of products is processed, which are delivered by suppliers packed in containers to food or feed manufacturers. In most cases, these products are frozen and must be unpacked and thawed at the manufacturer. The unpacking of the products can be done manually or fully automatically, whereas the thawing process is fully automatic during the processing process. Already at the supplier packaging material, such as plastic film residues, wood, glass or cable ties or metallic foreign bodies such as staples or binding wire, collectively referred to as solid fragments, get into the products. In particular, when freezing meat products, solid fragments can be undesirably frozen into the meat products or, for example in the form of a foil, they can inadvertently stick to the frozen meat products as they are unpacked and be conducted into the thawing process.

In der Lebensmittel- und Futterindustrie besteht jedoch der Bedarf unerwünschte Feststofffragmente generell aus dem verarbeiteten Lebens- oder Futtermittel auszuschließen, damit diese nicht bis zum Endkunden gelangen. Daher sollen die Feststofffragmente bereits im Verarbeitungsprozess detektiert und aus dem Lebens- oder Futtermittel entfernt werden, bevor dieses umverpackt, beispielsweise eingedost oder eingetütet wird.In the food and feed industry, however, there is a need to exclude unwanted solids fragments generally from the processed food or feed so that they do not reach the end customer. Therefore, the solids fragments should already be detected in the processing process and removed from the food or feed before it is repackaged, for example, canned or gedetütet.

Aus der DE19981337717 Detektionssystem zum Erfassen von Fremdkörpern in einem kontinuierlichen Warenstrom, wie beispielsweise Schütt- oder Stückgüter, insbesondere körnige oder pulverige Lebensmittel, mit einer Detektionsvorrichtung zum Detektieren der Fremdkörper in dem Warenstrom bekannt, wobei es sich bei den Fremdkörpern um metallische Fremdkörper handelt.From the DE19981337717 Detection system for detecting foreign bodies in a continuous flow of goods, such as bulk or piece goods, in particular granular or powdery food, with a detection device for detecting the foreign bodies in the flow of goods known, wherein the foreign bodies are metallic foreign body.

Die DE200620002507 betrifft detektierbare Kunststoffschutzhandschuhe für die lebensmittelverarbeitenden- und pharmazeutischen Industrien, die als Füllstoff ein höchst magnetisches Mineral enthalten ist, damit die so präparierten Handschuhe von Metalldetektoren während des Verarbeitungsprozesses detektiert werden können.The DE200620002507 relates to detectable plastic protective gloves for the food processing and pharmaceutical industries, which contain as filler a highly magnetic mineral, so that the so prepared gloves can be detected by metal detectors during the manufacturing process.

Nachteilhaft bei den bekannten Detektionsvorrichtungen und -systemen ist, dass diese nur zur Detektion von metallischen oder mit metallischen Materialien präparierten Fremdkörpern oder Feststofffragmenten geeignet sind. Eine Detektion von beispielsweise Kunststoff-, Glas- oder Holzfragmenten oder von anderen elektrisch nicht leitenden Feststofffragmenten oder Fremdkörpern im kontinuierlichen Warenstrom bei der Verarbeitung der Lebens- oder Futtermittelprodukte ist mit den bekannten Detektionsvorrichtungen und - systemen jedoch nicht möglich.A disadvantage of the known detection devices and systems is that they are only suitable for the detection of metallic or prepared with metallic materials foreign bodies or solid fragments. However, a detection of, for example, plastic, glass or wood fragments or other electrically non-conductive solids fragments or foreign bodies in the continuous flow of goods in the processing of food or feed products is not possible with the known detection devices and systems.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Detektionsvorrichtung und ein Detektionsverfahren zur Verfügung zu stellen, mit denen Feststofffragmente in Form von elektrisch leitenden und elektrisch nicht leitenden Festkörpern bei der Verarbeitung der Lebens- oder Futtermittelprodukte zu einem Endprodukt detektiert und gegebenenfalls aus dem Verarbeitungsprozess ausgeschlossen werden können.It is therefore an object of the present invention to provide a detection device and a detection method, which detects solid fragments in the form of electrically conductive and electrically non-conductive solids in the processing of food or feed products to a final product and optionally excluded from the processing process can be.

Die voranstehende Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 6 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Weitere Vorteile, Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System, umfassend die erfindungsgemäße Vorrichtung, und auch im Zusammenhang mit dem Verfahren zur Detektion eines Fremdkörpers in einem transportierten Strom eines Lebensmittels oder eines Futtermittels und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird, bzw. werden kann.The above object is achieved by a device having the features of claim 1, by a system having the features of claim 6 and by a method having the features of claim 9. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings. In this case, features and details that are described in connection with the device according to the invention, of course, also in connection with the inventive system comprising the device according to the invention, and also in connection with the method for detecting a foreign body in a transported stream of a food or feed and vice versa, so that with respect to the disclosure of the individual aspects of the invention always reciprocal reference is or can be.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Detektion eines Fremdkörpers in einem Messvolumen in einem transportierten Substratstrom eines Lebensmittels oder eines Futtermittels, wobei das Messvolumen ein Durchflusskörper in Form eines zylindrischen Rohres ist, mittels einer Sensoreinrichtung mit zumindest einem Sensorelement mit zumindest zwei Elektroden, schließt die technische Lehre ein, dass das Sensorelement mittels Impedanzmessung den Fremdkörper detektiert.The device according to the invention for detecting a foreign body in a measuring volume in a transported substrate stream of a food or animal feed, wherein the measuring volume is a flow body in the form of a cylindrical tube, by means of a sensor device with at least one sensor element with at least two electrodes, includes the technical teaching, the sensor element detects the foreign body by means of impedance measurement.

Ein zylindrisches Rohr im Sinne der vorliegenden Erfindung kann ein Rohr mit einer Standardnennweite von 65 oder 80 cm sein, damit dieses in eine Verarbeitungsanlage mit Standardnennweite von 65 oder 80 cm integrierbar bzw. in diese nachrüstbar ist. Natürlich kann das zylindrische Rohr auch eine andere Nennweite aufweisen, wobei jedoch vorteilhaft die Nennweite des Rohres an die Nennweite der Verarbeitungsanlage angepasst ist, damit im Verlauf des zylindrischen Rohres der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Strömungsgeschwindigkeit gleich bleibt und es bei einem Rohr mit einem geringeren Durchmesser als für die Verarbeitungsanlage nicht zu einem Rückstau bei der Substratförderung im Verarbeitungsprozess kommt.A cylindrical tube in the sense of the present invention may be a pipe with a standard nominal diameter of 65 or 80 cm in order to be in a processing plant with standard nominal width of 65 or 80 cm can be integrated or retrofitted into it. Of course, the cylindrical tube may also have a different nominal diameter, but advantageously the nominal diameter of the tube is adapted to the nominal size of the processing plant, so that in the course of the cylindrical tube of the device according to the invention, the flow rate remains the same and for a tube with a smaller diameter than for The processing plant does not come to a backwater in the substrate promotion in the processing process.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Fremdkörper in einem transportierten Strom eines Lebensmittels oder eines Futtermittels mittels einer Sensoreinrichtung in einem als zylindrisches Rohr ausgebildeten Durchflusskörper detektiert, wobei die Sensoreinrichtung zumindest ein Sensorelement mit wenigstens einem Elektrodenpaar umfasst. Das Sensorelement misst erfindungsgemäß die Impedanz des durch den Durchflusskörper strömenden Lebens- oder Futtermittels, wobei beim Durchlaufen eines Fremdkörpers in dem Lebens- oder Futtermittelstrom durch den Durchflusskörper das Sensorelement eine Änderung der Impedanz registriert und dadurch den Fremdkörper detektiert. Vorteilhaft erfolgt die Messung anhand von zwei Sensorelementen einer Sensoreinheit simultan, wodurch die Signalqualität und/oder die Empfindlichkeit in dem Messvolumen erhöht werden kann. Bei Versuchen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Produktionsanlage unter Anwendung des elektrischen Impedanzspektroskopieverfahrens konnte in erstaunlicher Weise festgestellt werden, dass sich im Zusammenspiel mit speziellen Elektrodenanordnungen der Elektroden eines Paares relativ zueinander, hoch aufgelöst auch Fremdkörper aus nicht elektrisch leitenden Materialien detektieren ließen, wobei bei einem Aufbau der Vorrichtung mit zwei Elektrodenpaaren die Signalqualität und die Empfindlichkeit der Vorrichtung noch erhöht werden konnte. Aber auch metallische Fremdkörper konnten unter Anwendung des elektrischen Impedanzspektroskopieverfahrens in dem Messvolumen der erfindungsgemäßen Vorrichtung detektiert werden. Insofern sind die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße System, sowie das erfindungsgemäße Verfahren kombiniert zur Detektion von metallischen, elektrisch leitenden Fremdkörpern, und metallischen oder nicht metallischen, elektrisch nicht leitenden Fremdkörpern geeignet. Diese Lösung bietet den Vorteil, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung auch als kombinierter Detektor oder als kombiniertes Detektionsverfahren für einen Fremdkörper aus einem elektrisch leitenden und einen Fremdkörper aus einem elektrisch nichtleitenden Material eingesetzt werden kann.According to the present invention, foreign bodies are detected in a transported stream of a food or a feed by means of a sensor device in a flow body designed as a cylindrical tube, wherein the sensor device comprises at least one sensor element with at least one pair of electrodes. According to the invention, the sensor element measures the impedance of the food or feed flowing through the flow body, whereby when passing through a foreign body in the food or feed stream through the flow body, the sensor element registers a change in the impedance and thereby detects the foreign body. Advantageously, the measurement is carried out simultaneously on the basis of two sensor elements of a sensor unit, whereby the signal quality and / or the sensitivity in the measurement volume can be increased. In experiments with the device according to the invention in a production plant using the electrical impedance spectroscopy method could be found in an astonishing way that in interaction with special electrode arrangements of the electrodes of a pair relative to each other, high-resolution and foreign bodies could be detected from non-electrically conductive materials, with a Construction of the device with two pairs of electrodes signal quality and the sensitivity of the device could be increased. However, metallic foreign bodies could also be detected in the measuring volume of the device according to the invention using the electrical impedance spectroscopy method. In this respect, the device according to the invention and the system according to the invention and the method according to the invention combined are suitable for the detection of metallic, electrically conductive foreign bodies, and metallic or non-metallic, electrically non-conductive foreign bodies. This solution has the advantage that the device according to the invention can also be used as a combined detector or as a combined detection method for a foreign body of an electrically conductive and a foreign body of an electrically non-conductive material.

Im automatisierten Herstellungs- und Abfüllprozess von Lebens- oder Futtermitteln lässt sich vorteilhaft mit dem Einbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung in eine Produktionskette einer Abfüllanlage und unter Anwendung der Impedanzspektroskopie im Abfüllprozess die Substratförderung hinsichtlich unerwünschter Feststofffragmente, metallisch oder nicht metallisch, elektrisch leitend oder nichtelektrisch leitend, kontinuierlich überwachen.In the automated production and filling process of food or animal feeds, it is possible with the incorporation of the device according to the invention into a production chain of a bottling plant and using impedance spectroscopy in the filling process to continuously convey the substrate with regard to undesired solid fragments, metallic or non-metallic, electrically conductive or non-electrically conductive monitor.

Vorzugsweise sind die Elektroden der Sensorelemente mit elektrisch leitfähigen Flächen auf der Mantelfläche des zylindrischen Rohres elektrisch voneinander isoliert angeordnet. Das Rohr ist dabei vorteilhaft in Form eines Isolators aus einem elektrisch nichtleitenden Material, wie beispielsweise elektrisch nicht leitendem Kunststoff, Kohlenstoff, Keramik, Glas oder Silikon ausgestaltet. Die Anbindung der Elektroden über deren leitfähige Flächen auf der Mantelfläche des Rohres ist zudem vorteilhaft, da bei dieser Ausgestaltung keine Teile der Elektroden in das Messvolumen hineinragen, welche den Lebens- oder Futtermittelstrom behindern könnten oder die zu Störsignalen bei der Widerstandsmessung mittels Impedanz führen könnten.Preferably, the electrodes of the sensor elements with electrically conductive surfaces on the lateral surface of the cylindrical tube are electrically isolated from each other. The tube is advantageously designed in the form of an insulator made of an electrically non-conductive material, such as electrically non-conductive plastic, carbon, ceramic, glass or silicone. The connection of the electrodes via their conductive surfaces on the lateral surface of the tube is also advantageous, since in this embodiment, no parts of the electrodes protrude into the measuring volume, which could hinder the food or feed stream or could lead to interference in resistance measurement by means of impedance.

Vorteilhaft sind die Elektroden eines Sensorelementes an gegenüberliegenden Punkten der Mantelfläche des zylindrischen Rohres gemeinsam auf einer Gerade liegend zueinander angeordnet. Das bedeutet, dass die leitfähigen Flächen der Elektroden eines Elektrodenpaares planparallel zueinander angeordnet sind, wobei zwischen den Elektroden das Messvolumen liegt, durch das das Lebens- oder Futtermittel strömt. Die planparallel zueinander ausgerichteten leitfähigen Flächen der Elektroden eines Elektrodenpaares bilden mit dem dazwischen liegenden Messvolumen quasi einen Kondensator. Die Elektroden eines Elektrodenpaares eines Sensorelementes sind dabei vorteilhaft so zueinander ausgerichtet, das sie einen Winkel von 180° einschließen. Um eine besonders gute Feldabdeckung im Messvolumen zu erhalten, sind die Elektroden eines Elektrodenpaares zu den Elektroden eines anderen Elektrodenpaares in radialer Umlaufrichtung der Mantelfläche versetzt zueinander ausgerichtet. Vorteilhaft sind dabei die Elektroden des einen Elektrodenpaares zu den Elektroden des anderen Elektrodenpaares in radialer Umlaufrichtung der Mantelfläche um 90° oder bei Ausgestaltung der Messstrecke mittels drei Sensorelementen, das heißt drei Elektrodenpaaren um 60° zueinander versetzt angeordnet. Je nach Anforderung und gewünschter Feldabdeckung können die Elektroden des einen Elektrodenpaares zu den Elektroden des anderen Elektrodenpaares in radialer Umlaufrichtung der Mantelfläche zwischen 1° bis 359° zueinander versetzt angeordnet sein.Advantageously, the electrodes of a sensor element are arranged at opposite points of the lateral surface of the cylindrical tube together lying on a straight line to each other. This means that the conductive surfaces of the electrodes of a pair of electrodes are arranged plane-parallel to each other, between the electrodes lies the measuring volume through which flows the food or feed. The plane-parallel aligned conductive surfaces of the electrodes of a pair of electrodes form with the intermediate measuring volume quasi a capacitor. The electrodes of a pair of electrodes of a sensor element are advantageously aligned with each other so that they enclose an angle of 180 °. In order to obtain a particularly good field coverage in the measurement volume, the electrodes of one electrode pair are aligned offset to one another with respect to the electrodes of another electrode pair in the radial direction of rotation of the lateral surface. Advantageously, the electrodes of one pair of electrodes are arranged offset to the electrodes of the other pair of electrodes in the radial direction of rotation of the lateral surface by 90 ° or in the embodiment of the measuring section by means of three sensor elements, that is three electrode pairs by 60 ° to each other. Depending on the requirements and the desired field coverage, the electrodes of one pair of electrodes can be arranged offset from one another to the electrodes of the other pair of electrodes in the radial direction of rotation of the lateral surface between 1 ° and 359 °.

Um die Messstrecke im Messvolumen zu erhöhen, sind die Elektroden des einen Elektrodenpaares zu den Elektroden des anderen Elektrodenpaares in Längserstreckung des Durchflusskörpers auf der Mantelfläche zueinander beabstandet angeordnet. Diese Anordnung der Elektrodenpaare zueinander erhöht zudem die Signalqualität als auch die Empfindlichkeit des Messsystems bzw. der Messvorrichtung.In order to increase the measuring path in the measuring volume, the electrodes of one pair of electrodes to the electrodes of the other pair of electrodes in the longitudinal extent of the flow body arranged spaced apart on the lateral surface. This arrangement of the electrode pairs to each other also increases the signal quality and the sensitivity of the measuring system or the measuring device.

Vorteilhaft registrieren die Elektrodenpaare beim Durchlaufen des im Strom transportierten Fremdkörpers zwischen den über eine Versorgungsspannung und einem generierten Anregungssignal elektrisch angeregten Elektroden eine Impedanzänderung in Form einer Änderung von analogen Spannungswerten, die erfindungsgemäß messbar ist. Für die Messung werden dabei vorteilhaft die analogen Spannungswerte von den Elektroden abgegriffen, die über die Messstrecke und den Strommesswiderstand abfallen und diese analogen Spannungswerte werden an NI-System mit A/D-Wandler weitergeleitet, welches die analogen Spannungswerte in digitale Werte wandelt und welches das Anregungssignal generiert.The electrode pairs advantageously register an impedance change in the form of a change in analog voltage values when passing the foreign body transported in the current between the electrodes electrically excited via a supply voltage and a generated excitation signal, which is measurable according to the invention. For the measurement, the analog voltage values are advantageously tapped from the electrodes, which drop across the measuring path and the current measuring resistor, and these analog voltage values are forwarded to the NI system with A / D converter, which converts the analog voltage values into digital values and which Excitation signal generated.

Die voranstehende Aufgabe wird zudem durch ein System, das die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst, gelöst. Des Weiteren umfasst das erfindungsgemäße System ein Digitalmultimeter mit einem A/D-Wandler, welches im vorangehend und im Folgenden als NI-System bezeichnet ist, das die analogen Spannungswerte in computertechnisch verarbeitbare Digitalwerte umwandelt, und welches ein Anregungssignal für die Elektroden erzeugt. Zudem umfasst das erfindungsgemäße System eine Verbindungsbox zur Einkopplung der Versorgungsspannung und eine Sensorbox, die eine stromtechnische und datentechnische Anbindung an die Verbindungsbox hat, und welche über die Verbindungsbox datentechnisch mit dem NI-System verbunden ist. The above object is also achieved by a system comprising the device according to the invention. Furthermore, the system according to the invention comprises a digital multimeter with an A / D converter, which is referred to above and below as the NI system, which converts the analog voltage values into computer-processable digital values, and which generates an excitation signal for the electrodes. In addition, the system according to the invention comprises a connection box for coupling in the supply voltage and a sensor box, which has a power engineering and data link to the connection box, and which is connected via the connection box data technology with the NI system.

Die Sensorbox stimuliert zudem die Anregung der Elektroden über das Anregungssignal, das von dem NI-System über die Verbindungsbox an die Sensorbox vermittelt wird. Die Ausgabe des Anregungssignals in der Sensorbox findet vorteilhaft über einen Spannungsfolger statt, dabei wird der Abgriff der Spannungswerte über den Strommesswiderstand (Rsense) sowie der Messstrecke (RDuty ) umgesetzt. Die Sensorbox und die Verbindungsbox sind vorzugsweise in zwei getrennte Teilsysteme, d.h. in getrennten Gehäusen angeordnet, welche vorteilhaft durch ein mehrfach geschirmtes LAN-Kabel daten- und stromtechnisch miteinander verbunden sind. Um das System gegenüber Störeinflüssen vorteilhafter auszugestalten, sind die Sensorbox und die Verbindungsbox besonders bevorzugt einhäusig ausgestaltet, d.h. in einem dezidierten Gehäuse angeordnet, wobei vorzugsweise sämtliche Bauteile der Sensorbox und der Verbindungsbox auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet sind. Optional kann zur Signalvorverarbeitung eine Filterstufe in das System integriert werden, die bereits vor der Wandlung der analogen Messwerte in die digital verarbeitbaren Daten Störanteile unterdrückt, die nicht durch die Anregung der Impedanzmessung hervorgerufen werden. Durch die Signalvorverarbeitung mit der Filterstufe können vorteilhaft Störungen, die die Messgrößen in der Messstrecke (RDuty ) selbst oder auf dem Weg zum NI-System erfahren, herausgefiltert werden, so dass auch Kleinstpartikel, d.h. Kleinstfremdkörper detektiert werden können, die ohne integrierte Filterstufe im Messrauschen, d.h. in den Störungen untergehen würden.The sensor box also stimulates excitation of the electrodes via the excitation signal, which is communicated from the NI system to the sensor box via the junction box. The output of the excitation signal in the sensor box advantageously takes place via a voltage follower, in which case the tapping of the voltage values via the current measuring resistor (Rsense) as well as the measuring path ( R Duty ) implemented. The sensor box and the junction box are preferably arranged in two separate subsystems, that is to say in separate housings, which are advantageously connected to one another in terms of data and power by a multi-shielded LAN cable. In order to make the system more advantageous in terms of interference, the sensor box and the connection box are particularly preferably designed to be single-housed, ie arranged in a dedicated housing, wherein preferably all components of the sensor box and the connection box are arranged on a common printed circuit board. Optionally, a filter stage can be integrated into the system for signal preprocessing, which suppresses interference components that are not caused by the excitation of the impedance measurement before the analog measured values are converted into the digitally processable data. By the signal preprocessing with the filter stage can advantageously disturbances, the measured variables in the measuring section ( R Duty ) itself or on the way to the NI system, are filtered out, so that even very small particles, ie microorganisms can be detected, which would go down without integrated filter stage in measurement noise, ie in the interference.

Als Impedanzmessung führt das System vorteilhaft eine Widerstandsmessung aus, wobei hierzu ein Strom, vermittelt durch einen Spannungsfolger der Sensorbox, an den Elektroden der Sensoreinrichtung anliegt und bei Anregung der Elektroden mittels eines Anregungssignals der entstehende Spannungsabfall in Form von Spannungswerten die über den Strommesswiderstand RSense sowie die Messstrecke RDuty abgegriffen werden, diese vorteilhaft mit zumindest einem Filter glättet und das geglättete Signal von der Sensorbox über die Verbindungsbox an das NI-System übertragen wird. Durch den Spannungsfolger erfolgt vorteilhaft unter dem Einsatz von elektrischer Energie, nämlich vorliegend dem Anregungssignal, eine Impedanzwandlung. Vorzugsweise findet die Anregung mit einem Wechselstrom in einem Frequenzbereich zwischen 5 bis 30 kHz statt. Noch vorteilhafter findet die Anregung mit einem Wechselstrom in einem Frequenzbereich zwischen 8 bis 20 kHz statt, und besonders vorteilhaft erfolgt die Anregung mit einem Wechselstrom bei einer Frequenz von 10 kHz. Die Anregung mit einer Frequenz von 10 kHz stellt dabei einen vorteilhaften Kompromiss zwischen der Überwindung von Doppelschichteffekten an den Elektrodenoberflächen und einem vertretbaren Hardwareaufwand für das Signalhandling und die Signalabtastung dar. Die Anregung erfolgt dabei vorteilhaft über ein Anregungssignal dessen Spannungsamplitude vorzugsweise zwischen 50 bis 400 mV beträgt. Ganz besonders vorteilhaft erfolgt die Anregung über ein Anregungssignal dessen Spannungsamplitude 250 mV beträgt.As an impedance measurement, the system advantageously performs a resistance measurement, for which purpose a current, imparted by a voltage follower of the sensor box, is applied to the electrodes of the sensor device and when the electrodes are excited by means of an excitation signal, the resulting voltage drop in the form of voltage values via the current measuring resistor R sense as well as the measuring section R Duty tapped, this advantageously with at least one filter smoothes and the smoothed signal is transmitted from the sensor box via the connection box to the NI system. The voltage follower advantageously implements an impedance transformation using electrical energy, namely in the present case the excitation signal. Preferably, the excitation takes place with an alternating current in a frequency range between 5 to 30 kHz. More preferably, the excitation takes place with an alternating current in a frequency range between 8 to 20 kHz, and particularly advantageous is the excitation with an alternating current at a frequency of 10 kHz. The excitation with a frequency of 10 kHz thereby represents an advantageous compromise between the overcoming of double-layer effects on the electrode surfaces and a reasonable hardware outlay for signal handling and signal sampling. The excitation is advantageously carried out via an excitation signal whose voltage amplitude is preferably between 50 to 400 mV , Very particularly advantageous is the excitation via an excitation signal whose voltage amplitude is 250 mV.

Um einen Fremdkörper in dem Lebensmittel- oder Tierfuttermittelstrom detektieren zu können, wird vorteilhaft für jede Lebensmittel- oder Tierfuttermittelrezeptur ein Impedanz-Mittelwert errechnet oder in einem Testdurchlauf gemessen, wobei der Impedanz-Mittelwert für jede Rezeptur vorzugsweise als Referenzwert auf einem auslesbaren Datenspeicher oder in einer Datenbank hinterlegt ist, welche datentechnisch mit dem erfindungsgemäßen System verbunden sind. Aus den vorangegangenen Versuchen des Anmelders der vorliegenden Erfindung konnte jedoch in überraschender Weise auch gezeigt werden, dass für die einzelnen Rezepturen der Impedanz-Mittelwert um 50 Ω +/- 5 herum auf einem konstanten Niveau liegt. Durch die Bestimmung des Impendanz-Mittelwerts (ohmsche Komponente) konnte erfindungsgemäß festgestellt werden, dass Änderungen im Querschnitt des Substrats, beispielsweise große oder kleine Fleischbrocken, oder große oder kleine Gemüsestückchen, keinen Einfluss auf die Impedanz-Mittelwert haben. Demnach ist das erfindungsgemäße System vorteilhaft universell ohne vorherige Bestimmung des Impedanz-Mittelwertes für verschiedene Rezepturen einsetzbar, um diese zur Fremdkörperbestimmung in den unterschiedlichsten Rezepturen einzusetzen.In order to be able to detect a foreign body in the food or animal feed stream, an impedance average is advantageously calculated or measured in a test run for each food or animal feed formulation, wherein the impedance average for each recipe is preferably used as a reference value on a readable data memory or in a Database is stored, which are connected to the data-technically with the system according to the invention. Surprisingly, it has also been possible to show from the preceding experiments by the applicant of the present invention that for the individual formulations the impedance average around 50 Ω +/- 5 is at a constant level. By the provision According to the invention, the impedance average (resistive component) could be determined that changes in the cross-section of the substrate, for example large or small chunks of meat, or pieces of large or small pieces of vegetables, have no effect on the impedance average. Accordingly, the system according to the invention can advantageously be used universally without prior determination of the impedance mean value for various formulations in order to use these for foreign body determination in a wide variety of recipes.

Der Impedanz-Mittelwert bildet quasi einen Rohdatensatz, umfassend den Betrag und Imaginärteil der elektrischen Impedanz. Bei Fremdkörpereinfluss steigt der Strommesswiderstand RSense an, sodass anhand des Anstiegs des Strommesswiderstand RSense sowie über die Messstrecke RDuty und vorteilhaft in Bezug auf den zeitlichen Verlauf der Fremdkörper in einem bestimmbaren Messvolumen in einem transportierten Substratstrom detektiert werden kann.The impedance average effectively forms a raw data set comprising the magnitude and imaginary part of the electrical impedance. With foreign body influence the current measuring resistance increases R sense on, so based on the increase of the current sense resistor R sense as well as over the measuring section R Duty and advantageous with respect to the time course of the foreign body in a determinable measurement volume in a transported substrate current can be detected.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Detektion eines Fremdkörpers in einem transportierten Substratstrom eines Lebensmittels oder eines Futtermittels, unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die mit einer Anlage zur Herstellung und/oder Verpackung von Lebensmitteln oder von Futtermitteln fluidtechnisch verbunden wird, und wobei die Vorrichtung Bestandteil des erfindungsgemäßen Systems ist, schließt die technische Lehre ein, dass bei Detektion eines Fremdkörpers in dem Lebensmittel oder dem Futtermittel zumindest eine dem Messvolumen des Durchflusskörpers entsprechende Menge des Lebensmittels oder des Futtermittels durch eine mit der Vorrichtung stromabwärts fluidtechnisch verbundene Ausschleusevorrichtung zeitversetzt zu der Detektion des Fremdkörpers aus dem transportierten Strom ausgeschleust werden kann. Um das mit dem Fremdkörper kontaminierte Lebensmittel oder Futtermittel über die Ausschleuseeinrichtung aus dem Herstellungsprozess auszuschleusen, erhält die Ausschleuseeinrichtung vorteilhaft von dem NI-System oder einer dem NI-System nachgeschalteten Steuerungseinheit ein Signal, wobei bei Empfang des Signals durch die Ausschleuseeinrichtung das kontaminierte Lebensmittel oder Futtermittel in dem Volumen, dass dem Messvolumen der Vorrichtung entspricht, mit dem Fremdkörper aus dem Substratstrom ausgeschleust wird. Um die Ausschleusung des mit dem Fremdkörper kontaminierten Substrats steuern zu können, sind die zeitliche Erfassung des Fremdkörpers beim Durchlaufen der Messstrecke sowie die Geschwindigkeit des Substratstroms bei der Verarbeitung des von dem NI-System an die Ausschleuseeinrichtung gesendeten Signals zu berücksichtigen, um zeitlich versetzt nach Durchlaufen der Messstrecke an der hinter der erfindungsgemäßen Messvorrichtung stromabwärts liegenden Ausschleuseeinrichtung die dem Messvolumen entsprechende Substratmenge mit dem Fremdkörper aus dem Substratstrom auszuschleusen und dieses gegebenfalls zur Nachuntersuchung in einem Behälter aufzufangen.An inventive method for detecting a foreign body in a transported substrate stream of a food or a feed, using the inventive device, which is fluidly connected to a plant for the production and / or packaging of food or animal feed, and wherein the device is part of the system according to the invention is the technical teaching that upon detection of a foreign body in the food or feed at least one of the measurement volume of the flow body corresponding amount of food or feed by a downstream with the device fluidly connected to the discharge device delayed in time to the detection of the foreign body from the transported Electricity can be discharged. In order to discharge the contaminated with the foreign body food or feed via the discharge device from the manufacturing process, the Ausschleuseeinrichtung advantageously receives from the NI system or the NI system downstream control unit a signal, wherein upon receipt of the signal through the Ausschleuseeinrichtung the contaminated food or feed in the volume corresponding to the measuring volume of the device, is discharged with the foreign body from the substrate stream. In order to be able to control the discharge of the contaminated with the foreign body substrate, the timing of the foreign body when passing through the measuring path and the speed of the substrate current in the processing of the signal sent by the NI system to the Ausschleuseeinrichtung be considered to time offset after passing the measuring section on the downstream of the measuring device according to the invention downstream Ausschleuseeinrichtung the sample volume corresponding to the measuring volume auszuschleusen with the foreign body from the substrate stream and this optionally collected for follow-up in a container.

Neben der Detektion von elektrisch leitenden und elektrisch nichtleitenden Fremdkörpern in dem Substratstrom ist die vorliegende Erfindung, nämlich die erfindungsgemäße Vorrichtung, das erfindungsgemäße System sowie das erfindungsgemäße Verfahren auch zur Detektion von Gaseinschlüssen in dem Substratstrom, wie beispielsweise Luft geeignet. Somit können mit der vorliegenden Erfindung beispielsweise auch Gärprozesse in dem Subtrat detektiert werden, was beispielsweise Aufschluss über den Frischegrad der verwendeten Lebens- oder Nahrungsmittel geben kann. Auch kann eine Abweichung von dem bekannten Impedanz-Mittelwert für eine Rezeptur eines Lebens- oder Futtermittels Auskunft über den Feuchtigkeitsgehalt der Rezeptur geben.In addition to the detection of electrically conductive and electrically non-conductive foreign bodies in the substrate current, the present invention, namely the device according to the invention, the system according to the invention and the method according to the invention are also suitable for the detection of gas inclusions in the substrate flow, such as air. Thus, with the present invention, for example, fermentation processes can be detected in the substrate, which can provide information about the freshness of the food or food used, for example. Also, a deviation from the known impedance mean for a formulation of a food or feed can provide information about the moisture content of the recipe.

Um hier Wiederholungen bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Systems oder des erfidnungsgemäßen Verfahrens zu vermeiden, wird auf die Beschreibung der vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwiesen und es wird vollumfänglich auf diese zurückgegriffen.In order to avoid repetition here regarding the advantages of the system according to the invention or of the method according to the invention, reference is made to the description of the advantageous embodiment of the device according to the invention and it is used in full.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen, werden nachstehend mit der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Dabei ist zu beachten, dass die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.Further measures improving the invention will be described in more detail below with the description of preferred embodiments of the invention with reference to the figures. The features mentioned in the claims and in the description may each be essential to the invention individually or in any desired combination. It should be noted that the embodiments shown in the figures have only descriptive character and are not intended to limit the invention in any way.

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Skizze einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Sensoreinheit, umfassend ein Sensorelement mit einem Elektrodenpaar, beim Durchlaufen von zwei Fremdkörpern in einem Substratstrom,
  • 2 die Vorrichtung aus 1 in einer schematischen Schnittansicht senkrecht zur Längsachse AA beim Durchlaufen der zwei Fremdkörper in dem Substratstrom,
  • 3 eine schematische Skizze einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Sensoreinheit, umfassend zwei Sensorelemente mit je einem Elektrodenpaar, beim Durchlaufen von zwei Fremdkörpern in einem Substratstrom,
  • 4 die Vorrichtung aus 3 in einer schematischen Schnittansicht beim Durchlaufen der zwei Fremdkörper in dem Substratstrom,
  • 5 eine schematische Skizze einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Sensoreinheit, umfassend vier Sensorelemente mit je einem Elektrodenpaar, beim Durchlaufen von zwei Fremdkörpern in einem Substratstrom
  • 6 die Vorrichtung aus 5 in einer schematischen Schnittansicht beim Durchlaufen der zwei Fremdkörper in dem Substratstrom, und
  • 7 eine schematische Skizze eines erfindungsgemäßen Systems, umfassend die erfindungsgemäße Vorrichtung.
Show it:
  • 1 1 a schematic sketch of a device according to the invention with a sensor unit, comprising a sensor element with a pair of electrodes, when passing through two foreign bodies in a substrate flow,
  • 2 the device off 1 in a schematic sectional view perpendicular to the longitudinal axis AA when passing through the two foreign bodies in the substrate stream,
  • 3 1 is a schematic sketch of a device according to the invention with a sensor unit, comprising two sensor elements, each with a pair of electrodes, when passing through two foreign bodies in a substrate flow,
  • 4 the device off 3 in a schematic sectional view when passing through the two foreign bodies in the substrate stream,
  • 5 a schematic sketch of a device according to the invention with a sensor unit, comprising four sensor elements, each with a pair of electrodes, when passing through two foreign bodies in a substrate current
  • 6 the device off 5 in a schematic sectional view when passing through the two foreign bodies in the substrate stream, and
  • 7 a schematic sketch of a system according to the invention, comprising the device according to the invention.

In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weshalb diese in der Regel nur einmal beschrieben werden.In the different figures, the same parts are always provided with the same reference numerals, which is why they are usually described only once.

1 zeigt in einer schematischen Skizze eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 mit einer Sensoreinheit 7. Die Vorrichtung 1 ist als Durchflusskörper 5 in Form eines zylindrischen Rohres 6 ausgebildet und weist ein bestimmtes Messvolumen 4 auf. Das Messvolumen 4 errechnet sich aus dem Querschnitt des zylindrischen Rohres 6, dessen Standardnennweite vorteilhaft 65 oder 80 cm ist, und aus der Länge des zylindrischen Rohres 6. Die Sensoreinheit 7 umfasst in dieser Ausführungsform ein Sensorelement 8.1 mit zwei Elektroden 9.1 und 9.2, die zusammen ein gemeinsames Elektrodenpaar bilden. Die Vorrichtung 1 ist zum Einbau in eine Produktionsanlage zur Herstellung eines Futter- oder Lebensmittel ausgebildet, welche in Form eines Rohrsystems, durch das ein Futtermittel- oder Lebensmittelsubstratstrom gefördert wird, ausgestaltet ist. Die Vorrichtung 1 umfasst zu diesem Zweck an beiden Enden des zylindrischen Rohres 6 vorteilhaft Kupplungstücke (hier nicht dargestellt), womit sich die Vorrichtung 1 in das Rohrsystem der Produktionsanlage einfach integrieren lässt, bzw. bestehende Produktionsanlagen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 einfach nachgerüstet werden können. Die beiden Elektroden 9.1 und 9.2 bilden als ein gemeinsames Elektrodenpaar das Sensorelement 8.1 der Sensoreinheit 7, wobei die Elektroden 9.1 und 9.2 jeweils mit elektrisch leitfähigen Flächen 11 auf der Mantelfläche 12 des zylindrischen Rohres 6 angeordnet sind. Die leitfähigen Flächen 11 der beiden Elektroden 9.1 und 9.2 sind senkrecht zur Längsachse AA zueinander angeordnet und sind durch die Mantelfläche 12 elektrisch isoliert voneinander getrennt. Die beiden Elektroden 9.1 und 9.2 dienen erfindungsgemäß zur Detektion eines Fremdkörpers 2,3, vorliegend in 1 durchlaufen zwei Fremdkörper 2,3 mit dem Substartstrom in Strömungsrichtung parallel zur Längsachse AA, welche durch die beiden Pfeile am Anfang und am Ende des zylindrischen Rohres 6 in der 1 dargestellt ist, die erfindungsgemäße Vorrichtung 1. Bei den Fremdkörpern 2,3 kann es sich um elektrisch leitende und/oder elektrisch nichtleitende Fremdkörper 2,3 handeln. Die beiden Fremdkörper 2,3 durchlaufen vorliegend mit dem Substratstrom das Messvolumen 4 der Vorrichtung 1 an unterschiedlichen Positionen des zylindrischen Rohrs 6 und insbesondere an unterschiedlichen Positionen den Zwischenraum zwischen den beiden Elektroden 9.1 und 9.2. Die elektrisch isolierte Trennung der beiden Elektroden 9.1 und 9.2 erfolgt vorteilhaft durch die Ausbildung des zylindrischen Rohres 6 aus einem elektrisch sehr gering oder elektrisch nicht leitenden Material, beispielsweise in Form eines Kunststoffrohres. Die Anordnung der Elektroden 9.1 und 9.2 mit ihren leitfähigen Flächen 11 auf der Mantelfläche 12 des zylindrischen Rohres 6 bietet gegenüber Messelektroden, die in das Volumen des zylindrischen Rohres 6 eingreifen, den Vorteil, dass ein mechanischer Kontakt zwischen dem Substratstrom und den Elektroden 9.1 und 9.2 ausgeschlossen werden kann, wodurch zu einem erheblichen Anteil ein Grundrauschen bei der Impedanzmessung ausgeschlossen werden kann. Der Raum zwischen den beiden Elektroden 9.1 und 9.2 bestimmt eine punktuelle Messstrecke RDuty , deren Wert für die Signalumsetzung eines Ereignisses, nämlich der Durchlauf eines Fremdkörpers 2,3 in dem Subtratstrom, in Verbindung mit dem an den angeregten Elektroden 9.1 und 9.2 abgegriffenen Spannungswerten über den Stromesswiderstand RSense dient. Mittels des Messvolumens 4 in Verbindung mit der Signalumsetzung kann das Volumen des mit dem Fremdkörper 2,3 kontaminierten Substrats zeitgenau und punktuell in dem Substratstrom ermittelt werden. Nimmt man zu diesen Werten noch die Fließgeschwindigkeit des Substratstroms hinzu, kann das mit dem Fremdkörper 2,3 kontaminierte Substrat nach dem Durchfluss durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 vorteilhaft über eine stromabwärts der Vorrichtung 1 in die Produktionsanlage integrierte Ausschleuseeinrichtung aus dem Substratstrom entfernt werden. 1 shows a schematic sketch of an inventive device 1 with a sensor unit 7 , The device 1 is as a flow body 5 in the form of a cylindrical tube 6 trained and has a specific measurement volume 4 on. The measuring volume 4 calculated from the cross section of the cylindrical tube 6 whose standard nominal width is advantageously 65 or 80 cm, and from the length of the cylindrical tube 6 , The sensor unit 7 in this embodiment comprises a sensor element 8.1 with two electrodes 9.1 and 9.2 , which together form a common electrode pair. The device 1 is designed for installation in a production plant for producing a feed or food, which is designed in the form of a pipe system through which a feed or food substrate stream is conveyed. The device 1 includes for this purpose at both ends of the cylindrical tube 6 advantageous coupling pieces (not shown here), bringing the device 1 can be easily integrated into the pipe system of the production plant, or existing production plants with the device according to the invention 1 can be easily retrofitted. The two electrodes 9.1 and 9.2 form as a common electrode pair, the sensor element 8.1 the sensor unit 7 , where the electrodes 9.1 and 9.2 each with electrically conductive surfaces 11 on the lateral surface 12 of the cylindrical tube 6 are arranged. The conductive surfaces 11 the two electrodes 9.1 and 9.2 are perpendicular to the longitudinal axis AA arranged to each other and are through the lateral surface 12 electrically isolated from each other. The two electrodes 9.1 and 9.2 serve according to the invention for the detection of a foreign body 2 . 3 , present in 1 go through two foreign bodies 2 . 3 with the substream in the flow direction parallel to the longitudinal axis AA passing through the two arrows at the beginning and at the end of the cylindrical tube 6 in the 1 is shown, the device according to the invention 1 , At the foreign bodies 2 . 3 may be electrically conductive and / or electrically non-conductive foreign body 2 . 3 act. The two foreign bodies 2 . 3 in the present case run through the measuring volume with the substrate flow 4 the device 1 at different positions of the cylindrical tube 6 and in particular at different positions, the gap between the two electrodes 9.1 and 9.2 , The electrically isolated separation of the two electrodes 9.1 and 9.2 takes place advantageously by the formation of the cylindrical tube 6 from an electrically very low or electrically non-conductive material, for example in the form of a plastic tube. The arrangement of the electrodes 9.1 and 9.2 with their conductive surfaces 11 on the lateral surface 12 of the cylindrical tube 6 offers opposite measuring electrodes, which are in the volume of the cylindrical tube 6 intervene, the advantage that a mechanical contact between the substrate current and the electrodes 9.1 and 9.2 can be ruled out, whereby a background noise in the impedance measurement can be excluded to a considerable extent. The space between the two electrodes 9.1 and 9.2 determines a punctual measuring section R Duty , whose value for the signal conversion of an event, namely the passage of a foreign body 2 . 3 in the subtrate stream, in conjunction with that at the excited electrodes 9.1 and 9.2 tapped voltage values via the current sense resistor R sense serves. By means of the measuring volume 4 in conjunction with the signal conversion, the volume of the foreign body 2 . 3 contaminated substrate are determined in a timely and punctually in the substrate current. If one adds to these values nor the flow rate of the substrate current, that can be done with the foreign body 2 . 3 contaminated substrate after the flow through the device according to the invention 1 advantageously over a downstream of the device 1 in the production facility integrated Ausschleuseeinrichtung be removed from the substrate stream.

2 zeigt die Vorrichtung 1 aus 1 in einer schematischen Schnittansicht senkrecht zur Längsachse AA beim Durchlaufen der zwei Fremdkörper 2,3 mit dem Substratstrom. Zwischen den zwei Elektroden 9.1 und 9.2 des Sensorelements 8.1 der Sensoreinheit 7 wird bei Anlegen einer Spannung ein elektrisches Feld, das ein Messfenster 50 bestimmt, im Inneren des zylindrischen Rohres 6 ausgebildet. Das Messfenster 50 deckt vorliegend in 2 nicht den gesamten Querschnitt des zylindrischen Rohres 6 ab. Der in 1 rechte vordere Fremdkörper 3 durchläuft aufgrund der Feldverteilung des elektrischen Feldes nicht das Messfenster 50, wobei im Fall dieses Fremdkörpers 3, dessen Detektion mit der Sensoreinheit 7, die nur ein Elektrodenpaar umfasst, nicht möglich ist. Dahingegen passiert der in 1 linke hintere Fremdkörper 2 das zwischen den Elektroden 9.1 und 9.2 gebildete Messfenster 50 im Inneren des Rohrs 6 und kann als solcher detektiert werden, wobei beim Durchlaufen des im Substratstrom transportierten Fremdkörpers 2 zwischen den über eine Versorgungsspannung und ein Anregungssignal elektrisch angeregten Elektroden 9.1 und 9.2 eine Impedanzänderung in Form einer Änderung von analogen Spannungswerten über einen Strommesswiderstand RSense 18 messbar ist. Dabei werden insbesondere die analogen Spannungswerte von den Elektroden 9.1 und 9.2 abgegriffen werden, die über die Messstrecke RDuty 17 und den Strommesswiderstand RSense 18 abfallen. 2 shows the device 1 out 1 in a schematic sectional view perpendicular to the longitudinal axis AA when passing through the two foreign bodies 2, 3 with the substrate current. Between the two electrodes 9.1 and 9.2 of the sensor element 8.1 the sensor unit 7 When a voltage is applied, an electric field, which is a measuring window, is generated 50 certainly, inside the zy lindrischen tube 6 educated. The measurement window 50 covers present in 2 not the entire cross section of the cylindrical tube 6 from. The in 1 right anterior foreign body 3 does not pass through the measurement window due to the field distribution of the electric field 50 , in the case of this foreign body 3 whose detection with the sensor unit 7 , which includes only one electrode pair, is not possible. On the other hand, the in happens 1 left posterior foreign body 2 that between the electrodes 9.1 and 9.2 formed measuring windows 50 inside the tube 6 and can be detected as such, passing through the foreign body carried in the substrate stream 2 between the electrodes electrically excited via a supply voltage and an excitation signal 9.1 and 9.2 an impedance change in the form of a change in analog voltage values across a current sensing resistor R sense 18 is measurable. In particular, the analog voltage values from the electrodes are used 9.1 and 9.2 be tapped over the test section R Duty 17 and the current sense resistor R sense 18 fall off.

In 3 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 mit einer Sensoreinheit 7 mit zwei Sensorelementen 8.1 und 8.2 mit je einem Elektrodenpaar mit jeweils zwei Elektroden 9.1,9.2 und 9.3,9.4, beim Durchlaufen von zwei Fremdkörpern 2,3 in einem Substratstrom schematisch dargestellt. Im Gegensatz zu der Vorrichtung 1 aus den 1 und 2, bei welcher die Messstrecke RDuty 17 punktuell zwischen den Elektroden 9.1 und 9.2 des einen Sensorelements 8.1 ausgebildet ist, ist die Messstrecke RDuty 17 der Sensoreinheit 7 der Vorrichtung 1 in 3 zwischen den beiden Sensorelementen 8.1 und 8.2 mit jeweils einem Elektrodenpaar ausgebildet, wodurch die Messfenster 50 und 51 in Längserstreckung und parallel zur Längsachse AA in dem Messvolumen 4 des zylindrischen Rohres 6 gestreckt werden, was die Signalqualität und die Empfindlichkeit der Impedanzmessung erhöht.In 3 is a device according to the invention 1 with a sensor unit 7 with two sensor elements 8.1 and 8.2 each with a pair of electrodes, each with two electrodes 9.1 . 9.2 and 9.3 . 9.4 , shown schematically when passing through two foreign bodies 2,3 in a substrate stream. Unlike the device 1 from the 1 and 2 in which the measuring section R Duty 17 punctually between the electrodes 9.1 and 9.2 of a sensor element 8.1 is formed, is the measuring section R Duty 17 the sensor unit 7 the device 1 in 3 between the two sensor elements 8.1 and 8.2 each formed with a pair of electrodes, whereby the measuring window 50 and 51 in longitudinal extension and parallel to the longitudinal axis AA in the measuring volume 4 of the cylindrical tube 6 be stretched, which increases the signal quality and the sensitivity of the impedance measurement.

Wie aus der schematischen Schnittansicht senkrecht zur Längsachse AA der Vorrichtung 1 aus 3 in der 4 erkennbar ist, sind die beiden Elektrodenpaare mit den Elektroden 9.1,9.2 und 9.3,9.4 der beiden Sensorelemente 8.1 und 8.1 nicht nur in Längserstreckung und parallel zur Längsachse AA voneinander getrennt, sondern diese sind auch in radialer Umlaufrichtung (durch den umlaufenden Pfeil auf der rechten Seite des zylindrischen des Rohres 6 in der Figur dargestellt) der Mantelfläche 12 des zylindrischen Rohres 6 versetzt zueinander auf der Mantelfläche 12 angeordnet. Vorliegend sind die zwei Elektroden 9.1,9.2 des ersten Sensorelementes 8.1 (in der 3 das linke Sensorelement 8.1) relativ zu den zwei Elektroden 9.3,9.4 des zweiten Sensorelementes 8.2 (in der 3 das rechte Sensorelement 8.2) in radialer Umlaufrichtung der Mantelfläche 12 des zylindrischen Rohres 6 um jeweils 90° versetzt zueinander auf der Mantelfläche 12 angeordnet. Zwischen den jeweils zwei Elektroden 9.1,9.2 des ersten Sensorelements 8.1 und den zwei Elektroden 9.3,9.4 des zweiten Sensorelements 8.2 der Sensoreinheit 7 wird bei Anlegen eines Spannung jeweils ein elektrisches Feld, das zwei senkrecht zueinander ausgerichtete und über Kreuz liegende Messfenster 50 und 51 bestimmt, im Inneren des zylindrischen Rohres 6 ausgebildet. Die beiden Messfenster 50 und 51 decken vorliegend in 4 fast den gesamten Querschnitt des zylindrischen Rohres 6 ab, wobei jedoch noch im oberen und unteren rechten und linken Bereich des Rohres 6 sich nicht durch die Messfenster abgedeckte Zonen befinden. Der in 3 rechte vordere Fremdkörper 3 durchläuft aufgrund der Feldverteilung der elektrischen Felder zumindest teilweise das durch das zweite Sensorelement 8.2 gebildete Messfenster 51, wobei im Fall dieses Fremdkörpers 3 gegenüber der Messvorrichtung 1 aus 1 und 2 eine verbesserte Detektion eines mit dem Substratstrom durch die Messvorrichtung 1 geführten Fremdkörpers 2,3 möglich ist, jedoch aufgrund der nicht vollständigen Überdeckung des Fremdkörpers 3 mit den durch die beiden Sensorelemente 8.1 und 8.2 gebildeten Messfenster 50 und 51, die Quantität des Fremdkörpers 3 nicht genau bestimmt werden kann. Jedoch kann mit der teilweisen Überdeckung des Fremdkörpers 3 mit dem zweiten Messfenster 51 des zweiten Sensorelements 8.2 zumindest das Ereignis, dass ein Fremdkörper in dem Substratstrom mitgeführt wird, detektiert werden. Dahingegen passiert der in 3 linke hintere Fremdkörper 2 beide zwischen den Elektroden 9.1,9.2 und 9.3,9.4 gebildeten Messfenster 50 und 51 mit voller Überdeckung der beiden Messfenster 50 und 51 und kann als solcher detektiert werden, wobei beim Durchlaufen des im Substratstrom transportierten Fremdkörpers 2 zwischen den über eine Versorgungsspannung elektrisch angeregten Elektroden 9.1,9.2 und 9.3,9.4 der beiden Sensorelemente 8.1 und 8.2 jeweils eine Impedanzänderung in Form einer Änderung von analogen Spannungswerten über den Strommesswiderstand RSense 18 messbar ist. Vorzugsweise wird dabei der Strommesswiderstand RSense 18 über die Änderung der analogen Spannungswerte simultan an den Elektroden 9.1,9.2 und 9.3,9.4 beider Sensorelemente 8.1 und 8.2 abgegriffen. Neben der Vergrößerung der Messstrecke RDuty 17 kann durch die Verteilung der Elektroden 9.1,9.2 und 9.3,9.4 und deren Anordnung relativ zueinander in radialer Umlaufrichtung der Mantelfläche 12 des Rohres 6 die Signalqualität und die Empfindlichkeit der Vorrichtung 1 der 3 und 4 gegenüber der Vorrichtung 1 der 1 und 2 um ein Vielfaches erhöht werden, da durch die Überdeckung der orthogonal zueinander ausgebildeten Messfenster 50 und 51, die Wahrscheinlichkeit, dass ein im Substratstrom mitgeführter Fremdkörper 2,3 zumindest eines der Messfenster 50 oder 51 passiert, erhöht ist. Jedoch können mit dieser Ausgestaltung der Vorrichtung 1 Fremdkörper 2,3, die außerhalb der beiden Messfenster 50 und 51 die Messstrecke RDuty 17 passieren, nicht detektiert werden.As seen from the schematic sectional view perpendicular to the longitudinal axis AA the device 1 out 3 in the 4 can be seen, are the two pairs of electrodes with the electrodes 9.1 . 9.2 and 9.3 . 9.4 the two sensor elements 8.1 and 8.1 not only in the longitudinal direction and parallel to the longitudinal axis AA but these are also in the radial direction of rotation (by the rotating arrow on the right side of the cylindrical of the tube 6 shown in the figure) of the lateral surface 12 of the cylindrical tube 6 offset from one another on the lateral surface 12 arranged. In the present case are the two electrodes 9.1 . 9.2 of the first sensor element 8.1 (in the 3 the left sensor element 8.1 ) relative to the two electrodes 9.3 . 9.4 of the second sensor element 8.2 (in the 3 the right sensor element 8.2 ) in the radial direction of rotation of the lateral surface 12 of the cylindrical tube 6 offset by 90 ° to each other on the lateral surface 12 arranged. Between the two electrodes 9.1 . 9.2 of the first sensor element 8.1 and the two electrodes 9.3 . 9.4 of the second sensor element 8.2 the sensor unit 7 Whenever a voltage is applied, an electric field is generated, the two measuring windows aligned perpendicular to one another and lying across each other 50 and 51 certainly, inside the cylindrical tube 6 educated. The two measurement windows 50 and 51 cover present in 4 almost the entire cross section of the cylindrical tube 6 but still in the upper and lower right and left of the tube 6 are not covered by the measurement window covered zones. The in 3 right anterior foreign body 3 at least partially passes through the second sensor element due to the field distribution of the electric fields 8.2 formed measuring windows 51 , in the case of this foreign body 3 opposite the measuring device 1 out 1 and 2 an improved detection of one with the substrate current through the measuring device 1 guided foreign body 2.3 is possible, but due to the incomplete coverage of the foreign body 3 with the through the two sensor elements 8.1 and 8.2 formed measuring window 50 and 51 , the quantity of foreign body 3 can not be determined exactly. However, with the partial covering of the foreign body 3 with the second measurement window 51 of the second sensor element 8.2 at least the event that a foreign body is carried in the substrate current detected. On the other hand, the in happens 3 left posterior foreign body 2 both between the electrodes 9.1 . 9.2 and 9.3 . 9.4 formed measuring window 50 and 51 with full coverage of the two measurement windows 50 and 51 and can be detected as such, passing through the foreign body carried in the substrate stream 2 between the electrodes electrically excited via a supply voltage 9.1 . 9.2 and 9.3 . 9.4 the two sensor elements 8.1 and 8.2 in each case an impedance change in the form of a change of analog voltage values via the current measuring resistor R sense 18 is measurable. Preferably, the current measuring resistor is thereby R sense 18 about changing the analog voltage values simultaneously at the electrodes 9.1 . 9.2 and 9.3 . 9.4 both sensor elements 8.1 and 8.2 tapped. In addition to the enlargement of the measuring section R Duty 17 can be through the distribution of the electrodes 9.1 . 9.2 and 9.3 . 9.4 and their arrangement relative to each other in the radial direction of rotation of the lateral surface 12 of the pipe 6 the signal quality and the sensitivity of the device 1 of the 3 and 4 opposite the device 1 of the 1 and 2 be increased by a multiple, since the overlap of orthogonal to each other formed measuring window 50 and 51 , the probability that a foreign body entrained in the substrate current 2.3 at least one of the measurement windows 50 or 51 happened, is increased. However, with this embodiment of the device 1 foreign body 2.3 that is outside the two measurement windows 50 and 51 the measuring section R Duty 17 happen, not be detected.

Um die Signalqualität und/oder die Empfindlichkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 noch zu erhöhen sind wie in den 5 und 6 dargestellt, drei Sensorelemente 8.1,8.2 und 8.3, eine Sensoreinheit 7 bildend, mit jeweils einem Elektrodenpaar aus zwei Elektroden 9.1,9.2 und 9.3,9.4 und 9.5,9.6 ausgebildet, die in Längserstreckung des zylindrischen Rohres 6 parallel zur Längsachse AA, über die gesamte Länge des Rohrs 6 auf der Mantelfläche 12 angeordnet sind, wodurch die Länge des Rohrs 6 gleich der Messtrecke RDuty 17 ist. Die Elektroden 9.1,9.2 und 9.3,9.4 und 9.5,9.6 der drei Sensorelemente 8.1,8.2,8.3 sind zudem in radialer Umlaufrichtung der Mantelfläche 12 des zylindrischen Rohres 6 um jeweils 60° versetzt zueinander auf der Mantelfläche 12 angeordnet, wobei jeweils zwischen einem Elektrodenpaar bei Anregung der Elektroden 9.1,9.2 und 9.3,9.4 und 9.5,9.6 mittels einer Versorgungsspannung und eines Anregungssignals jeweils ein elektrisches Feld in Form eines Messfenster 50,51 oder 52 aufgebaut wird. Wie in der schematischen Darstellung in 6 dargestellt, durchdringen die drei gebildeten Messfenster 50,51,52 fast den gesamten Querschnitt des Rohres 6, so dass mit diesem Aufbau einer Multielektrodenanordnung an jeder Position, an der ein Fremdkörper 2,3 die Messstrecke RDuty 17 durchläuft, dieser von der Sensoreinheit 7 detektiert werden kann.To the signal quality and / or the sensitivity of the device according to the invention 1 are still to increase as in the 5 and 6 shown, three sensor elements 8.1 . 8.2 and 8.3 , one sensor unit 7 forming, each having a pair of electrodes of two electrodes 9.1 . 9.2 and 9.3 . 9.4 and 9.5 . 9.6 formed in the longitudinal extent of the cylindrical tube 6 parallel to the longitudinal axis AA , over the entire length of the pipe 6 on the lateral surface 12 are arranged, reducing the length of the pipe 6 equal to the measuring section R Duty 17 is. The electrodes 9.1 . 9.2 and 9.3 . 9.4 and 9.5 . 9.6 the three sensor elements 8.1 . 8.2 . 8.3 are also in the radial direction of rotation of the lateral surface 12 of the cylindrical tube 6 offset by 60 ° to each other on the lateral surface 12 arranged, in each case between a pair of electrodes upon excitation of the electrodes 9.1 . 9.2 and 9.3 . 9.4 and 9.5 . 9.6 by means of a supply voltage and an excitation signal in each case an electric field in the form of a measuring window 50 . 51 or 52 is built. As in the schematic representation in 6 shown, penetrate the three measuring windows formed 50 . 51 . 52 almost the entire cross section of the tube 6 , so that with this construction of a multi-electrode arrangement at each position where a foreign body 2.3 the measuring section R Duty 17 goes through, this from the sensor unit 7 can be detected.

Schließlich ist in 7 ein erfindungsgemäßes System 100, welches die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 umfasst, schematisch dargestellt. Das System 100 umfasst drei Hautkomponenten 13,14,16. Ein NI-System 13, welches ein Digitalmultimeter mit A/D-Wandler ist, und ein Messfrontend 200, welches vorliegend zweihäusig aufgebaut ist, mit einer Verbindungsbox 14 und einer Sensorbox 16. Das NI-System 13 bildet das Herzstück des Systems 100. Es wandelt die analogen Spannungswerte, die über den Strommesswiderstand RSense 18 abgegriffen werden, in computertechnisch verarbeitbare Digitalwerte um. Darüber hinaus generiert das NI-System 13 einen elektrischen Stimulus, mit dem das zu untersuchende Futter- oder Lebensmittel über die Sensoreinheit 16, nämlich über die Elektroden 9.1,9.2, 9.3,9.4 und/oder 9.5,9.6, entlang der Messstrecke RDuty 17 in der Vorrichtung 1 angeregt wird. Damit sowohl der Strommesswiderstand RSense 18 abgegriffen und der elektrische Stimulus mit einer entsprechenden Sensitivität generiert und an die Messtrecke übertragen wird, muss das Messfrontend 200 die Messgrößen von der Sensoreinheit 7 auffassen und bestmöglich geschützt an das NI-system 13 vermitteln. Erst nach der Analog-Digital-Wandlung im NI-System 13 sind die gemessenen Größen fixiert und sicher vor Störeinflüssen des umgebenden Produktumfeldes, wie beispielsweise mechanische Beeinflussung, elektromagnetische Beeinflussung, Temperatur oder beispielsweise Luftfeuchtigkeit. Um dies zu gewährleisten ist das Messfrontend 200 vorliegend zweihäusig aufgebaut, wobei über die Verbindungsbox 14 die Sensorbox 16 mit dem NI-System 13 verbunden ist. Zudem dient die Verbindungsbox 14 zur Einkopplung der Versorgungsspannung aus einer Spannungsquelle 15. Um eine störungsunanfällige Verbindung zwischen der Verbindungsbox 14 und der Sensorbox 16 zu gewährleisten, sind diese über ein mehrfach abgeschirmtes LAN-Kabel 60 daten- und strom- bzw. spannungstechnisch miteinander verbunden. In der Sensorbox 16 wird die von der Verbindungsbox 14 über das LAN-Kabel 60 eingekoppelte Versorgungsspannung von 12 Volt über einen DCDC-Wandler 80 in eine 15 Volt-Spannung transformiert und diese wird mit dem von dem NI-System 13 über die Verbindungsbox 14 an die Sensorbox 16 vermittelten Anregungssignal über einen Spannungsfolger 70 an die Sensoreinheit 7 ausgegeben. Vorteilhaft erfolgt die Anregung mit einem Wechselstrom bei einer Frequenz von 10 kHz. Zudem wird in der Sensorbox 16 der Abgriff der Spannungswerte über den Strommesswiderstand RSense 18 sowie der Messstrecke RDuty 17 umgesetzt. Optional kann zur Signalvorverarbeitung eine Filterstufe in das System 100 integriert werden (hier nicht dargestellt), die bereits vor der Wandlung der analogen Messwerte in die digital verarbeitbaren Daten Störanteile unterdrückt, die nicht durch die Anregung der Impedanzmessung hervorgerufen werden. Durch die Signalvorverarbeitung mit der Filterstufe können vorteilhaft Störungen, die die Messgrößen in der Messstrecke RDuty 17 selbst oder auf dem Weg zum NI-System 13 erfahren, herausgefiltert werden, so dass auch Kleinstpartikel, d.h. Kleinstfremdkörper detektiert werden können, die ohne integrierte Filterstufe im Messrauschen, d.h. in den Störungen untergehen würden. Das erfindungsgemäße System 100 mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ist somit auch zum Nachweis von kleinsten Schwebeteilchen oder kleinen Lufteinschlüssen, beispielsweise in medizinischen Fluiden, wie beispielsweise Infusionslösungen, einsetzbar und kann somit zur Qualitätskontrolle von solchen medizinischen Fluiden eingesetzt werden.Finally, in 7 an inventive system 100 which is the device according to the invention 1 includes, shown schematically. The system 100 includes three skin components 13 . 14 . 16 , An NI system 13 , which is a digital multimeter with A / D converter, and a measuring front end 200 , which in the present case is constructed dioecious, with a junction box 14 and a sensor box 16 , The NI system 13 forms the heart of the system 100 , It converts the analog voltage values via the current sense resistor R sense 18 be converted into computer-processable digital values. It also generates the NI system 13 an electrical stimulus, with which the feed or food to be examined via the sensor unit 16 that is, over the electrodes 9.1 . 9.2 . 9.3 . 9.4 and or 9.5 . 9.6 , along the measuring section R Duty 17 in the device 1 is stimulated. So that both the current sense resistor R sense 18 tapped and the electrical stimulus is generated with a corresponding sensitivity and transmitted to the measuring section, the measuring front end 200 the measured quantities from the sensor unit 7 to be understood and best protected by the NI system 13 convey. Only after analog-to-digital conversion in the NI system 13 the measured quantities are fixed and safe from disturbing influences of the surrounding product environment, such as mechanical influence, electromagnetic influence, temperature or, for example, atmospheric humidity. To ensure this is the measuring front end 200 in the present case constructed in a dioecious manner, wherein via the connection box 14 the sensor box 16 with the NI system 13 connected is. In addition, the connection box is used 14 for coupling the supply voltage from a voltage source 15 , To a trouble-free connection between the connection box 14 and the sensor box 16 To ensure these are a multi-shielded LAN cable 60 Data and current or voltage technology connected to each other. In the sensor box 16 will be the one from the connection box 14 over the LAN cable 60 coupled supply voltage of 12 volts via a DCDC converter 80 transformed into a 15 volt voltage and this is the same as that of the NI system 13 over the connection box 14 to the sensor box 16 mediated excitation signal via a voltage follower 70 to the sensor unit 7 output. The excitation is advantageously carried out with an alternating current at a frequency of 10 kHz. In addition, in the sensor box 16 the tapping of the voltage values via the current measuring resistor R sense 18 as well as the measuring section R Duty 17 implemented. Optionally, for signal preprocessing, a filter stage in the system 100 are integrated (not shown here), which suppressed already before the conversion of the analog measured values into the digitally processable data noise components, which are not caused by the excitation of the impedance measurement. By the signal preprocessing with the filter stage can advantageously disturbances that the measured variables in the test section R Duty 17 yourself or on the way to the NI system 13 be filtered out, so that even very small particles, ie small alien bodies can be detected, which would go down without integrated filter stage in the measurement noise, ie in the interference. The system according to the invention 100 with the device according to the invention 1 is therefore also for the detection of minute airborne particles or small air inclusions, for example, in medical fluids, such as infusion solutions, used and can thus be used for quality control of such medical fluids.

Die Generation des Anregungssignales sowie die Verarbeitung der Messgrößen erfolgt unter Anwendung einer speziell für das erfindungsgemäße System 100 entwickelten Software. Der der Software zugrundeliegende Algorithmus ist so ausgelegt, dass dieser zur Verbesserung der Messgenauigkeit angepasst werden kann.The generation of the excitation signal as well as the processing of the measured variables is carried out using a system especially for the invention 100 developed software. The algorithm underlying the software is designed so that it can be adapted to improve the measurement accuracy.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19981337717 [0004]DE 19981337717 [0004]
  • DE 200620002507 [0005]DE 200620002507 [0005]

Claims (11)

Vorrichtung (1) zur Detektion eines Fremdkörpers (2,3) in einem Messvolumen (4) in einem transportierten Substratstrom eines Lebensmittels oder eines Futtermittels, wobei das Messvolumen (4) ein Durchflusskörper (5) in Form eines zylindrischen Rohres (6) ist, mittels einer Sensoreinrichtung (7) mit zumindest einem Sensorelement (8.1) mit zumindest zwei Elektroden (9.1,9.2), dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (8.1) mittels Impedanzmessung den Fremdkörper (2,3) detektiert.Device (1) for detecting a foreign body (2,3) in a measuring volume (4) in a transported substrate stream of a foodstuff or animal feed, wherein the measuring volume (4) is a flow body (5) in the form of a cylindrical tube (6), by means of a sensor device (7) with at least one sensor element (8.1) with at least two electrodes (9.1, 9.2), characterized in that the sensor element (8.1) detects the foreign body (2, 3) by means of impedance measurement. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (7) wenigstens ein zweites Sensorelement (8.2) mit zumindest zwei Elektroden (9.3,9.4) aufweist, wobei das erste Sensorelement (8.1) und das zweite Sensorelement (8.2) mittels Impedanzmessung den Fremdkörper (2,3) auf einer zwischen den beiden Sensorelementen (8.1) und (8.2) liegenden Messstrecke (RDuty) detektieren.Device (1) according to Claim 1 , characterized in that the sensor device (7) has at least one second sensor element (8.2) with at least two electrodes (9.3,9.4), wherein the first sensor element (8.1) and the second sensor element (8.2) by means of impedance measurement of the foreign body (2,3 ) on a measuring section (R Duty ) lying between the two sensor elements (8.1) and (8.2). Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Elektroden (9.1,9.2) des ersten Sensorelementes (8.1) oder die zwei Elektroden (9.3,9.4) des zweiten Sensorelementes (8.2) jeweils ein Elektrodenpaar bilden, wobei die Elektroden (8.1,8.2,9.3,9.4) jeweils mit einer elektrisch leitfähigen Fläche (11) auf der Mantelfläche (12) des zylindrischen Rohres (6) angeordnet sind, wobei leitfähigenn Flächen (11) der Elektroden (8.1,8.2,9.3,9.4) durch die Mantelfläche (12) elektrisch isoliert voneinander getrennt sind.Device (1) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the two electrodes (9.1,9.2) of the first sensor element (8.1) or the two electrodes (9.3,9.4) of the second sensor element (8.2) each form an electrode pair, wherein the electrodes (8.1,8.2,9.3,9.4 ) each with an electrically conductive surface (11) on the lateral surface (12) of the cylindrical tube (6) are arranged, wherein conductive surfaces (11) of the electrodes (8.1,8.2,9.3,9.4) by the lateral surface (12) electrically insulated are separated from each other. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Elektroden (9.1,9.2) des ersten Sensorelementes (8.1) in radialer Umlaufrichtung der Mantelfläche (12) des zylindrischen Rohres (6) relativ zu den zwei Elektroden (9.3,9.4) des zweiten Sensorelementes (8.2) versetzt zueinander auf der Mantelfläche (12) angeordnet sind.Device (1) according to Claim 2 or 3 , characterized in that the two electrodes (9.1,9.2) of the first sensor element (8.1) in the radial direction of rotation of the lateral surface (12) of the cylindrical tube (6) relative to the two electrodes (9.3,9.4) of the second sensor element (8.2) to each other on the lateral surface (12) are arranged. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (9.3,9.4) des zweiten Sensorelementes (8.2) in Längserstreckung parallel zu der Längsachse AA des Durchflusskörpers in einem Abstand zu den Elektroden (9.1,9.2) des ersten Sensorelementes (8.1) auf der Mantelfläche (12) angeordnet sind, wobei der Abstand zwischen den beiden Sensorelementen (8.1) und (8.2) die Messstrecke (RDuty) bestimmt.Device (1) according to one of Claims 2 to 4 , characterized in that the electrodes (9.3,9.4) of the second sensor element (8.2) in the longitudinal extent parallel to the longitudinal axis AA of the flow body at a distance from the electrodes (9.1,9.2) of the first sensor element (8.1) on the lateral surface (12) are arranged, wherein the distance between the two sensor elements (8.1) and (8.2) determines the measuring path (R Duty ). Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Durchlaufen des im Substratstrom transportierten Fremdkörpers (2,3) zwischen den über eine Versorgungsspannung elektrisch angeregten Elektroden (9.1,9.2,9.3,9.4,9.5,9.6) eine Impedanzänderung in Form einer Änderung von analogen Spannungswerten über einen Strommesswiderstand (Rsense) messbar ist, wobei insbesondere die analogen Spannungswerte von den Elektroden (9.1,9.2,9.3,9.4,9.5,9.6) abgegriffen werden, die über die Messstrecke (RDuty) und den Strommesswiderstand (Rsense) abfallen.Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that when passing through the foreign body (2,3) transported in the substrate current between the electrodes electrically energized via a supply voltage (9.1,9.2,9.3,9.4,9.5,9.6) an impedance change in Form of a change of analog voltage values via a current measuring resistor (Rsense) is measurable, in particular the analog voltage values are tapped from the electrodes (9.1,9.2,9.3,9.4,9.5,9.6), over the measuring path (R Duty ) and the current measuring resistor (Rsense) fall off. System (100), umfassend die Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ein NI-System mit A/D-Wandler (13), das analoge Spannungswerte in computertechnisch verarbeitbare Digitalwerte umwandelt, und welches ein Anregungssignal für die Elektroden (9.1,9.2,9.3,9.4,9.5,9.6) erzeugt, eine Verbindungsbox (14) zur Einkopplung der Versorgungsspannung (15) und eine Sensorbox (16), die strom- und datentechnisch mit der Verbindungsbox (14) verbunden ist und die das Anregungssignal zur Anregung der Elektroden (9.1,9.2,9.3,9.4,9.5,9.6) über die Verbindungsbox (14) von dem NI-System (13) erhält und welche den Abgriff der Spannungswerte durch die Elektroden (9.1,9.2,9.3,9.4,9.5,9.6) über den Strommesswiderstand (Rsense) (18) und über die Messstrecke (RDuty) (17) umsetzt.System (100), comprising the device (1) according to one of Claims 1 to 6 , an NI system with A / D converter (13), which converts analog voltage values into computer-processable digital values, and which generates an excitation signal for the electrodes (9.1,9.2,9.3,9.4,9.5,9.6), a connection box (14 ) for coupling the supply voltage (15) and a sensor box (16), the current and data technology with the connection box (14) is connected and the excitation signal to excite the electrodes (9.1,9.2,9.3,9.4,9.5,9.6) on receives the connection box (14) from the NI system (13) and which receives the tapping of the voltage values through the electrodes (9.1.9.2.9.3.9.4.9.5.9.6) via the current measuring resistor (Rsense) (18) and over the measuring path ( R Duty ) (17). System (100) nach Anspruch 7, das als Impedanzmessung eine Widerstandsmessung ausführt, und hierzu einen Strom an die Elektroden (9.1,9.2,9.3,9.4,9.5,9.6) der Sensoreinrichtung (7) anlegt und den entstehenden Spannungsabfall mit Filtern glättet und das geglättete Signal von der Sensorbox (16) über die Verbindungsbox (16) an das NI-System (13) vermittelt.System (100) after Claim 7 , which performs a resistance measurement as an impedance measurement, applying thereto a current to the electrodes (9.1.9.2.9.3.9.4.9.5.9.6) of the sensor device (7) and smoothing the resulting voltage drop with filters and smoothing the signal from the sensor box (16 ) via the connection box (16) to the NI system (13). System (100) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass Impedanz-Mittelwerte für unterschiedliche Lebensmittel- oder Tierfutterrezepturen auf einem auslesbaren Datenspeicher (19) oder in einer Datenbank (20) hinterlegt sind und der Datenspeicher (19) oder die Datenbank (20) datentechnisch mit dem System (100) verbunden ist.System (100) after Claim 7 or 8th , characterized in that impedance mean values for different food or animal feed recipes are stored on a readable data memory (19) or in a database (20) and the data memory (19) or the database (20) data-technologically connected to the system (100) is. Verfahren zur Detektion eines Fremdkörpers (2,3) in einem transportierten Strom eines Lebensmittels oder eines Futtermittels, unter Verwendung der Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, welche mit einer Anlage zur Herstellung und/oder Verpackung von Lebensmitteln oder von Futtermitteln fluidtechnisch verbunden wird, und wobei die Vorrichtung (1) Bestandteil des Systems (100) nach einem der Ansprüche 7 bis 9 ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei Detektion eines Fremdkörpers (2,3) in dem Lebensmittel oder dem Futtermittel zumindest eine dem Messvolumen (4) des Durchflusskörpers (5) entsprechende Menge des Lebensmittels oder des Futtermittels durch eine mit der Vorrichtung (1) stromabwärts fluidtechnisch verbundene Ausschleusevorrichtung zeitversetzt zu der Detektion des Fremdkörpers (2,3) aus dem transportierten Strom ausgeschleust werden kann.Method for detecting a foreign body (2, 3) in a transported stream of a foodstuff or animal feed, using the device (1) according to any one of Claims 1 to 6 , which is fluidly connected to a plant for the production and / or packaging of food or feed, and wherein the device (1) part of the system (100) according to one of Claims 7 to 9 characterized in that upon detection of a foreign body (2,3) in the food or feed at least one of the measuring volume (4) of the flow body (5) corresponding amount of the food or feed by one with the device (1) downstream fluidly connected discharge device can be removed from the transported stream with a time delay to the detection of the foreign body (2,3). Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, das ein elektrisch leitender und/oder ein elektrisch nichtleitender Fremdkörper (2,3) detektiert werden und aus dem Lebensmittelstrom oder dem Futtermittelstrom ausgeschleust werden kann. Method according to Claim 10 , characterized in that an electrically conductive and / or an electrically non-conductive foreign body (2,3) are detected and can be discharged from the food stream or the feed stream.
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