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Photometrische Sortiereinrichtung Beim optischen Sortieren z.B. von
Mineralien nach Glanz, Grauwert, Farbe oder anderen optischen Oberflächen-Eigenschaften
kann es u.U. erforderlich sein, nicht nur den Mittelwert der gesamten Oberfläche
als Sortier-Kriterium, sondern z.B. bei wertvollen Mineralien wie Uran, Gold, Diamant,
inhomogene Stellen der Oberfläche als Sortier-Kriterium zu benutzen insbesonder
dann, wenn man zur Erhöhung der Ausbeute auch noch Brocken verwertet, dir nur teilweise
aus Nutzmineral bestehen. In einem solchen Fall muß die Oberfläche des Mineralbrookene
zeilenweise abgetastet werden.
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In einem bekannten Fall wird die Oberfläche Jeweils eines Mineralbrockene
während den freien Falls durch eine Meßkammer dadurch zeilenweise abgetastet, daß
zwischen dem von einer Lichtquelle konatant-beleuch teten Mineralbrocken und dem
Objektiv eines lichtempfindlichen Wandlers eine Lochscheibe umläuft. Di@ Drehgeschwindigkeit
und die Zahl und Größe der Löcher dieeer Scheiben werden so gewählt, daß man die
gewünschte Zahl von Lichtzeilen Je Sekunde erhält. Beispielsweise empfängt das Ob
Jekt iv des licht empfindlichen Wandlers 800 Lichtzeilen Je Sekunde. Wenn dann in
einer Sekunde z.B. lo Mineralbrocken abgetastet werden, wird Jeder einzelne Brocken
Je nach den Abständen, mit denen die Brocken hintereinander durch die Meßkatnmer
fallen, mit
etwa 50 bis 60 Lichtzeilen abgetastet. Enthält das Zeilensignal,
entsprechend einem Fleck auf dem Mineral~ brocken, eine Über- oder Unterschreitung
einer bestimmten Schwelle, so wird dieses Ereignis gespeichert. Wenn die Zahl der
Über- oder Unterschreitungen der Schwelle ein und desselben Mineralbrockens eine
vorher bestimmte Zahl erreicht, wird auf pneumatischem oder elektrostao tisohem
Wege dieser Mineralbrocken von den übrigen Brokken abgetrennt. Eine Sortierung nach
bestimmten Farben geschieht durch Filter zwischen SortierobJekt und ObJektiv.
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Dieses bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß die von der Lichtquelle
bewirkte Beleuchtung der abzutastenden Sortierobjekte eohlecht auegenutzt wird und
daher die Anlage mit einem sehr hohen Energieverbrauch der die Lichtquelle bildenden
Glühlampen arbeitet. Beiepieleweise werden vier Jod-Quarz-Lampen von Je 1 kW verwendet.
Hierbei ist der Energiebedarf der Glühlampen allein u.U. hoher ale der Energiebedarf
für die mechanischen Antriebsmittel.
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Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrene besteht darin, daB
die mechanische Abtasteinrichtung mit der umlaufenden Lochscheibe der Wartung bedarf.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässige
photometrische Sortiereinrichtung möglichst wirtschaftlich zu gestalten.
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Die Erfindung geht aus von einer photometrischen Sortiereinrichtung
für körniges oder stückiges Gut mit einer Lichtquelle, welche die Teile des Gutes,
die nacheinander durch eine Meßkammer fallen, beleuchtet, und mit einem lichtempfindlichen
Wandler, welcher Jeweils
die beleuchtete Oberfläche eine Teile in
Licht zeilen abtastet, die relativ zu dieser Oberfläche in Höhenrichtung aufeinanderfolgen,
und welcher Wandler bei einer bestimmten Anzahl von Signalen aus solchen Lichtzeilen,
die einen vorher bestimmten Schwellenwert einer optischen Oberflächeneigenschaft
über- oder unterschreiten, Impuls@ an eine Vorrichtung liefert, die demzufolge das
betreffende Teil von den anderen Teilen abtrennt: und die Erfindung besteht in erster
Linie darin, daß der lichtempfindliohe Wandler eine Ferneehaufnahmeröhre aufweist,
welche das Bild der von einer Entladungslampe beleuchteten Oberfläche Jeweils eines
durch die Meßkammer fallenden Teiles speichert, und daß ein Zeilengenerator, der
gleichzeitig mit der Entladungslampe ausgelöst wird, das gespeicherte Bild in die
Lichtzeilen zerlegt, deren Signale aue der Fernsehaufnahmeröhre austreten.
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daß Durch die Erfindung wird der Vorteil erzielt, für die Lichtquelle
zum Beleuchten des Sortier-Objektes nur ein Mindestmaß an Energie aufgewendet wirdO
Es geneigt, daß das Jeweils zu testende Sortier-Objekt einmal von der Entladungsröhre
angeblitzt wird, wozu nur eine geringfügige Energiemenge benötigt wird. Im übrigen
kommt man ohne eine umlaufende Lochscheibe aus, so daß die fur eine solche bei den
bisher bekannten Sortieranlagen benötigte Wartung entfällt.
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Eine photometrische Sortiereinrichtung nach der Erfindung wird zweckmäßig
so ausgebildet, daß eich an die Fersehaufnahmeröhre eine Trigger-Einrichtung anschließt,
in welcher die Signale der Licht zeilen mit einem dem Schwellenwert entsprechenden,
vorgegebenen Signal verglichen werden. An die Trigger-Einrichtung kann sich eine
Vergleiche-Zählereinrichtung anschließen, welche
die Zahl der Signale,
die den den Schwellenwert über-oder unterschreitenden Licht zeilen entsprechen,
mit einer eingestellten Zahl vergleicht und die Impulse an die Vorrichtung zum Abtrennen
der auszusortierenden Teile liefert.
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Nach einem weiteren Schritt der Erfindung dient zur Ermittlung der
Zahl der Licht zeilen, in welche das Bild der Oberfläche Jeweils eines durch die
Meßkammer fallenden Teiles unterteilt wird, ein sich an die Trigger-Einrichtung
anschließender Zähler, der Jeweils ein der Länge des Teiles entsprechendes Signal
an die VoF richtung zum Trennen des Teiles liefert.
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ein Die Zeichnung zeigt ein Schaltbild einer Ausführungsbeispiel
des Erfindungsgegenstandes bildenden photometrischen Sort iereinrichtung0 In der
Meß-Kammer befindet sich eine Licht-Schranke.
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Diese wird durch eine Lampe 1 mit einer Projektions-Linse 2 und eine
Fotozelle 3 gebildet, auf welche Lichtstrahlen fallen, dle son der Lampe 1 und der
Linne 2 ausgehen. Der Ausgang der Fotozelle 3 ist einerseits ueber eine Zündschaltung
13 an die Zündelektrode einer handelsüblichen Elektronen-Blitzlampe 4 mit einer
Niederdruck-Xenon-Füllung angeschlossen. Diese liegt mit ihrer Anode und ihrer Kathode
an einem Netzgerät 5 parallel zu einem Kondensator 66 Solange die Lichtstrahlen
der Lichtschranke 1, 2, -3 nitt unterbrochen sind, iet die Elektronen-Blitzlampe
4 gesperrt. Wenn aber, wie dargestellt ist, ein Sortier-Objekt, z.B. ein Mineral-Brocken
7, durch die Meß-Kammer fällt und damit die Lichtstrahlen der Lichtquelle unterbricht,
wird die Elektronen-Blitzlampe 4 ausgelast,
so daß sie mit einem
Blitz den ihr zugewandten Teil der Oberfläche des Mineral-Brockens 7 während der
sehr kurzen Blitz-Dauer beleuchtet Das Bild der beleuchteten Oberfläche des Mineral-Brockens
7 er@ scheint auf der Kathode einer Fernsehaufnahmeröhre 8.
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Innerhalb dieser wird das Bild in bekannter Weise gespeichert.
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Die Fotozelle 3 löst nicht nur die Elektronen-Blitzlampe 4 aus, sondern
gleichzeitig auch einen Zeilen-, Generator 9. Dieser tastet mit einem wandernden
Elektronen-Strahl das in der Fernsehaufnahmeröhre 8 gespeicherte Bild nacheinander
in waagerechten Lichtzeilen ab.
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Jede der Licht zeilen liefert einen Zeilen-Impuls X, der auB der Fernsehaufnahmeröhre
8 austritt und in einen Schmitt-Trigger 10 eintritt. In diesen wird eine Trigger-Schwelle
T eingegeben. Wenn die optische Oberflächen-Eigenschaft einer Licht zeile einen
vorher bestimmten Schwellenwert über- oder unterschreitet, liefert der Schmitt-Trigger
10, innerhalb dessen dann der betreffende Zeilen-Impuls z die Trigger-Schwelle T
tber- oder unterschreitet, ein Signal S an einen Vorwahl-Zähler 11. In diesem wird
die Zahl der Signal S derjenigen Lichtzeilen des Bildes des beleuchteten Mineral-Brockens
7, welche den Schwellenwert über-oder unterschreiten, verglichen mit einer in den
Vorwahl-Zähler 11 eingegebenen Vorwahl-Zahl V. Wenn die erwähnte Zahl der Signale
5 die Vorwahl. Zahl Y erreicht, liefert der Vorwahl-Zähler 11 einen Impuls 1 an
die nicht dargestellte Vorrichtung, mittels deren dann der Mineral-Brocken 7 auf
pneumatischem oder elektrostatischem Weg in bekannter Weise von den übrigen nacheinander
durch die Meß-Kammer fallenden Mineral-Brocken getrennt wird.
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Um die betreffenden, auszusortierenden Mineral-Brocken aus dor Bahn
der übrugen fallenden Mineral-Brocken herauszubringen, bedarf ee einer mehr oder
weniger großen Energie Je nach dem, wie groß die Masse dee betreffenden Mineral-Brocken
ist. Diese Energie wird gesteuert durch einen Zähler 12, der an den Schmitt-Trigger
lo angeschlossen ist und die Zahl der Signale S, die jeweile einem durch die Meß-Kammer
fallenden Mineral-Brooken 7 zugeordnet sind, ermittelt Abhängig von dieser Zahl
liefert der Zähler 12 an die Vorrichtung zum Abtrennen der auszusortierenden Mineral-Brocken
ein Signal L, das bei einer großen Zahl von Signalen 5, d.h. bei einer großen Ausdehnung
des betreffenden Mineral-Brockens in Höhenrichtung - eine verhältnismäßig große
Energiemenge zum Herausschleudern des Mineral-Brockens aus den Fall-Weg der übrigen
Brocken wirksam werden läßt. Hingegen liefert der Zähler 12 bei einer kleinen Zahl
von Signalen S, d.h.
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bei einer verhältnismäßig geringen Ausdehnung des Mineral-Brockens
in Höhenrichtung, ein kleine Signal L, das eine entsprechend kleinere Energiemenge
in der erwähnten Vorrichtung zur Wirkung kommen läßt, welche ausreicht, um den entsprechend
kleineren Mineral-Brocken aus der Fall-Bahn herauszuschleudern.
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Die Vorgänge innerhalb der Fernsehaufnahmeröhre 8, des Schmitt-Triggers
10, des Vorwahl-Zählers 11 sowie des Zählers 12 erfolgen so schnell nacheinander,
daß die auf die erwähnte Trenn-Vorrichtung wirkenden Impulse I sowie die Signale
L wirksam werden, bevor ein welterer Mineral-Brocken durch die Licht-Schranke 1,
2, 3 tritt.
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Statt einer gewöhnlichen Elektronen-Blitzlampe 4, kann
man
auch irgendeine andere Entladungslampe verwenden, z.B. eine Xenon-Hochdruckentladungslampe.
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Eine photometrische Sortiereinrichtung nach der Erfindung ist naturgemäß
nicht nur zum Sortieren von Mineral-Brooken, sondern auch von irgendwelchem anderen
körnigem oder stückigem gut geeignete Dabei kann die Sortierung nach verschiedenen
Arten von Schwellen-Werten vorgenommen werden, z.B. kann ei sich darum handeln Körper
auszusortieren, die dunkler oder heller sind als ein vorgesehener Grauwert, oder
ee kann sich um ein Sortieren nsch Farbe oder Glanz-Eigenschaft handeln.
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Patentansprüche: