DE1574111C - Schaltungsanordnung fur ein Verfahren zum Aussortieren von inhomogenem Stuckgut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für ein Verfahren, bei dem Stückgut oder kontinuierliche Materialströme, die sich auf einen Transportband befinden, mittels Röntgenstrahlen auf Einschlüsse untersucht und bei Vorhandensein solcher Einschlüsse, die beispielsweise bei der Seifenherstellung beim Pilieren der Rohseifenmasse entstehen können, aussortiert werden. Dabei wird die Tatsache ausgenutzt, daß Einschlüsse, z. B. Metall oder Luft, einen anderen Absorptions-Koeffizienten für Röntgenstrahlen haben als die Seifenmasse.

. Aus der USA,-Patentschrift 2 532 644 ist eine Vorrichtung zum Aussortieren frostgeschädigter Zitrusfrüchte bekannt. Dabei werden die zu untersuchenden Früchte auf einem Förderband an einer Strahlenquelle vorbeigeführt, und das entstehende Strahlenrelief, beispielsweise.mittels einer Fernsehkamera, wird abgetastet. Das erzeugte Videosignal ist um so größer, je geringer die Strahlenabsorption des im Strahlengang befindlichen Objektes ist; das bedeutet, daß das Videosignal schwankt, wenn in der Struktur des untersuchte!) Objektes die einzelnen Bereiche unterschiedliche Absorptions-Koeffizienten haben. Bei gesunden Zitrusfrüchten ist das nicht der Fall; bei frostgeschädigten oder faulen Früchten jedoch wechseln in dichter Folge Bezirke mit körniger Struktur (großer Absorptions-Koeffizient) mit ausgetrockneten Bezirken (kleiner Absorptions-Koeffizient). Das Ausgangssignal schwankt also bei gesunden Früchten nur, wenn das Strahlenrelief zwischen zwei Früchten abgetastet wird, während bei frostgeschädigten Früchten sich das Videosignal sehr oft ändert. Das Videosignal wird über einen Kondensator, der die Gleichspannungskomponente abschneidet, einem Verstärker zugeführt.^ An dessen hochohmigen Ausgang ist über eine Diode ein Kondensator angeschlossen, der sich um so stärker auflädt, je öfter die Spannung schwankt. Bei gesunden Früchten ist die Kondensatoraufladung daher gering und bei frostgeschädigten Früchten groß. Bei einer bestimmten Ladespannimg wird dann der Aussortiervorgang eingeleitet. '..'■"'■■

Die bekannte Vorrichtung eignet sich zum Aussortieren von mit vielen Inhomogenitäten behafteten Objekten, wie frostgeschädigten Zitrusfrüchten u.dgl.; zum Aussortieren von Objekten mit wenigen Inhomogenitäten :— etwa nur einem einzigen Einschluß —, wie beispielsweise Seifenstücken oder Bonbons, ist" sie nicht geeignet, weil die Intensitätsschwankung beim Abtasten des Zwischenraumes zwischen zwei Objekten den Kondensator ebenso auflädt wie die wenigen durch die geringe. Anzahl der Inhomogenitäten im Objekt verursachten Schwankungen der Strahlungsintensität.

Aus der deutschen Patentschrift 938 391 ist außerdem bereits ein Verfahren zur Feststellung von metallischen Einschlüssen in Schüttgut bekannt. Dabei wird das Schüttgut auf einem Förderband an einem Röntgenstrahier vorbeigeführt, wobei auf der anderen Seite des Förderbandes eine strahlenundurchlässige Scheibe mit einer Blendenöffnung rotiert, durch die ein Strahlenbündel auf einen dahinter angebrachten Leuchtschirm fällt; dessen Helligkeit wird von einer Fotozelle gemessen, wobei der Fotozellenstrom ein Maß für die Strahlenabsorption des Schüttgutes ist.

Hrfaßt das rotierende Strahlenbündel einen metallischen liinschliiß, ändert sich der Folo/ellenstrom, und dieser liffckt wird zur Auslösung einer Alarnieinrichtung benutzt. Der Vorschub des Transportbandes während einer Umdrehung der Scheibe darf hierbei höchstens gleich der Breite der Blendenöffnung sein, da anderenfalls nicht das gesamte Schüttgut durchleuchtet werden kann. Wenn man daher eine größere Blendenöffnung vorsieht, um eine höhere Transportgeschwindigkeit zu erreichen, muß man hierfür in Kauf nehmen, daß kleinere metallische Einschlüsse nicht mehr festgestellt werden können,

ίο weil sie die Helligkeit des durch die Blendenöffnung ausgeblendeten Leuchtschirmbildes nicht merklich r beeinflussen köniien. Wenn man andererseits die Blendenöffnung verkleinert, um eine größere Genauigkeit zu erreichen, muß man eine niedrigere Transportgeschwindigkeit in Kauf nehmen. Deshalb hat sich dieses Verfahren bisher nicht durchsetzen können.- ·

Bei den bekannten Anordnungen besteht darüber hinaus das Problem, daß beim Abtasten eines außerhalb des Strahlenreliefs des untersuchten Stückes liegenden Bereiches die Amplitude des Videosignals einen Wert annehmen kann, der zum Aussortieren des an sich fehlerfreien Stückes führt, wenn nicht besondere Maßnahmen getroffen werden.

z5 Es ist aus der deutschen Ausiegeschrift 1 127 K)') eine Vorrichtung zum Feststellen fehlerhafter Stellen in einer Papierbahn bekannt, bei der die Papierbahn, quer zur Transportrichtung von einem Lichtstrahl abgetastet wird und das reflektierte Licht mittels eines Photowiderstandes gemessen wird. Über- oder unterschreitet die Amplitude am Abgriff eines den Photo-· widerstand enthaltenden Spannungsteilers einen vorgebbaren Wert, so kann der Transport gestoppt werden usw. Damit nur die Signale den Schwellwertschalter erreichen, die während der Abtastung der Papierbahn auftreten, wird das Meßsignal, dem Schwellwertschalter über eine Torschaltung zugeführt, die in den Pausen zwischen dem Oiide einer Abtastung und dem Beginn der nächsten Abtastung

'40 gesperrt ist. Die Länge der Pause liegt bei gegebener Breite der Papierbahn fest, so daß die Torschaltung jeweils mit Impulsen von gleichbleibender Dauer gesperrt werden kann.

Aus der USA.-Patentschrift 2 798 605, die ein Verfahren zum Aussortieren von fehlerhaften Flaschen betrifft, wobei die Flaschen von oben durchleuchtet und das entsprechende Strahlenrelief von einer Fernsehkamera aufgenommen wird, ist es zu diesem Zweck bekannt, den Abtast-Elektronenstrahl der Fernsehkamera spiralförmig zu führen, so daß die Amplitude des Videosignals sich verhältnismäßig langsam ändert, wenn der Elektronenstrahl in den außerhalb des Strahlenreliefs liegenden Bereich gelangt. Durch geeignete Maßnahmen wird dafür gesorgt, daß bei diesem allmählichen Änderungen der Amplitude des Videosignals kein Aussortiervorgang ausgelöst wird. ^:-.-.■-.-- ^: ;

Dieses Verfahren eignet sich aber nur zur Untersuchung von runden Körpern und kann außerdem nicht mit den üblichen Fernsehkameras durchgeführt werden, bei denen der Elektronenstrahl das Bild nicht spiralförmig sondern von links nach rechts bzw. von oben nach unten abtastet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung für ein Verfahren zum Aussortieren von inhomogenen Stückgut anzugeben, die die Verwendung von Fernsehkameras mit der üblichen Ablenkung des Abtast-Elektronenstrahls erlaubt.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Schaltungsanordnung für ein Verfahren zum Aussortieren von_: inhomogenem Stückgut, bei dem das zu untersuchende Stückgut an einem Röntgenstrahier .vorbeigeführt und durchleuchtet wird und das hierbei auf einem Leuchtschirm erzeugte Strahlungsrelief von einer Fernsehkamera aufgenommen wird, wobei das Stückgut aussortiert wird, wenn das- Videosignal oberhalb einer vorgebbaren Spannung liegt, und Wobei eine Torschaltung vorgesehen ist, die die den Zwischenräumen zwischen den einzelnen Stücken entsprechenden Anteile des Videosignal unterdrückt, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Videosignal über ein Verzögerungsglied einen Amplitudendiskriminator steuert, dessen Ausgang an die Steuerelektrode einer Torschaltung angeschlossen ist, und daß das Videosignal andererseits über ein Differenzierglied an den Eingang der Torschaltung geführt wird, an deren Ausgang ein den Alissortiervorgang auslösender Amplitudendiskriminator angeschlossen ist.

Die Erfindung soll an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigt · .

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer aus dem Stand der Technik ableitbaren Anordnung,

F i g. 2 den zeitlichen Verlauf des Videosignals, das beim Abtasten der zu untersuchenden Seifenstücke entsteht,

Fig. 3a bis 3c den zeitlichen Verlauf des Videosignals und seiner zeitlichen Ableitung, das beim Abtasten von Seifenstücken mit kleinen Einschlüssen aus Luft oder Metall entstein,

Fig. 4 ein Blockschaltbild der erfinduiigsgeinäßeu Schaltungsanordnung.

In Fig. 1 ist eine Röntgenröhre 1 dargestellt, die das auf einem Transportband 2 beförderte Seifenstück 3 durchstrahlt. Aus Gründen der Übersicht ist das Transportband 2 um 90" gedreht dargestellt. Das entstehende Strahlenrelief wird auf einem Leuchtschirm bzw. einem Bildverstärker 4 abgebildet und von einer Fernsehkamera 6 mit dem Objektiv 5 aufgenommen. Das Signal am Ausgang des Verstärkers 7 ist in Fig. 2b dargestellt; es ergibt sich, wenn das Strahlenrelief der in Fig. 2a dargestellten Seifenstücke (19_? 21) vom Elektronenstrahl der Fernsehkamera abgetastet wird. Da das Stück 19 einen metallischen Einschluß 20 hat, weist das zugehörige Videosignal ein Spannungsmaximum 23 auf (bzw. ein Spannungsminimum, je nachdem, ob es sich um Positiv- oder Negativmodulation handelt). Da also das Videosignal eines Seifenstückes ohne Einschluß stets kleiner ist als die Spannung u_s (Fig. 2b), kann man.den Impuls 23, der diese Spannung übersteigt, zum .Nachweis dafür benutzen, daß das Seifenstück einen metallischen Einschluß enthält, in dem man dem Videoverstärker einen Amplitudendiskriminator nachschaltet, der in an sich bekannter Weise den Aussortiervorgang auslöst, wenn das Signal an seinem Eingang den vorgebbaren Schwellwert u_s überschreitet.

Es kann aber auch vorkommen, daß die zu untersuchenden Seifenstückc nicht rechteckförmig, sondern oval sind (Fig. 3a). In diesem Fall erreicht das Videosignal eines mit einem Einschluß behafteten Seifenstückes nicht in jedem Fall größere (oder kleinere) Werte als bei einem Seifenstück ohne Einschlüsse, weil bei ungünstiger Lage der Einschlüsse 33 bzw. 34 innerhalb der Seifenstücke 31 bzw. 32 das Videosignal 41 bzw. 42 innerhalb des durch 'die größte (in der Mitte) und die kleinste Videospannung (an den Rändern) gegebenen Amplitudenbereich liegen kann. Dann ist das oben skizzierte Verfahren weniger geeignet. ■ ' ■■■'"■■

Gemäß der Erfindung wird daher nicht das Videosignal selber, sondern seine zeitliche Ableitung benutzt. Die Ableitung der Videospannung ist in F i g. 3 c .dargestellt. Man ersieht an Hand dieser Darstellung,

ίο daß neben den durch die Einschlüsse verursachten Impulsen jeweils noch ein positiver und ein negativer Impuls auftreten, die durch--den sprungartigen Abfall bzw. Anstieg des Videosignals beim Abtasten der Kanten des betreffenden Seifenstückes hervorgerufen werden/Diese letzteren Impulse werden in der nachfolgenden Schaltung (Fig. 4) unwirksam gemacht. Die zugehörige Schaltungsanordnung ist. in Fig. 4 dargestellt. Sie entspricht in den Blöcken 1 bis 7 der Schaltung nach Fig. 1. Hierbei wird das verstärkte Videosignal jedoch über eine Verzögerungsleitung 8 einem Amplitudendiskriminator 9 zugeführt, dessen Ausgang mit der Steuerelektrode einer Torschaltung

■ ' 11 verbunden ist. Wenn das Eingangssignal am Amplitudendiskriminator 9 unterhalb eines gewissen Schwellwertes liegt, wird die Torschaltung durch die Spannung am Ausgang desselben gesperrt; liegt die Spannung am Eingang des Amplitudendiskriminators jedoch oberhalb dieses Schwellwertes, wird die angeschlossene Torschaltung geöffnet. An den Eingang dieser Torschaltung 11 gelangt das durch das Differenzierglied 10 umgeformte Signal, dessen Verlauf in Fig. 3c dargestellt ist. Durch, die zeitliche Verzögerung des Steuersignals wird das Tor erst geölTnet, nachdem der erste (positive), durch den Anstieg des Videosignals beim Abtasten des betreffenden Seifenstückes erzeugte Impuls, abgeklungen ist. Auf. diese Weise kann dieser Impuls nicht am Eingang des Amplitudendiskriminators 12 wirksam werden, der den an sich bekannten Aussortiervorgang auslöst, wenn das differenzierte Signal in seinem Eingang einen bestimmten positiven Wert überschreitet. Der negative, durch den Abfall des Videosignals~~beim Abtasten der hinteren Kante des Seifenstückes erzeugte Impuls wird auf diese Weise nicht wirksam, so daß nur Impulse, die durch Einschlüsse im Seifenstück hervorgerufen .werden, den Aussortiervorgang auslösen können. . / ·,

Claims (1)

1. Patentanspruch: ·^: ^ '

   Schaltungsanordnung für ein Verfahren zum Aussortieren von inhomogenem Stückgut, bei dem das zu untersuchende Stückgut an einem Röntgenstrahier vorbeigefühlt und durchleuchtet wird und das hierbei auf einem Leuchtschirm erzeugte Strahlungsrelief von einer Fernsehkamera aufgenommen wird, wobei das Stückgut aussortiert wird, wenn das Videosignal oberhalb einer vorgebbaren Spannung liegt, und wobei eine Torschaltung vorgesehen ist, die die den Zwischenräumen zwischen den einzelnen Stücken entsprechenden Anteile des Videosignals unterdrückt, •dadurchgeken π zeichnet, daß das Videosignal über ein Verzögerungsglied (8) einen Amplitudendiskriminator (9) steuert, dessen Ausgang an die Steuerelektrode einer Torschaltung (11) angeschlossen ist, und daß das Videosignal

   •andererseits. über ein Diiferenzierglied (10) an den Eingang der Torschaltung (11) geführt wird, an deren Ausgang ein den Aussortiervorgang auslösender Amplitudendiskriminator (12) angeschlossen ist. ■

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen