DE202014101502U1 - Optical fiber laser sorter - Google Patents
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- B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
- B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
- B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
- B07C5/34—Sorting according to other particular properties
- B07C5/342—Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour
Landscapes
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Abstract
Faseroptische Laser-Sortiervorrichtung, umfassend eine Einrichtung zum Transport des zu sortierenden Materials, eine Einrichtung für eine Laserbeleuchtung des zu sortierenden Materials, eine Einrichtung zum Ablenken des Laserbündels, eine Einrichtung zum Lesen und Bearbeiten der Abbildung, eine Einrichtung zum Entfernen defekter Materialien, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung für die Laserbeleuchtung zusätzlich eine optische Faser aufweist, deren Eingang über eine fokussierende Optik mit den optischen Ausgängen eines oder mehrerer Laser verbunden ist, während der Ausgang der optischen Faser mit einer fokussierenden und zylindrischen Optik der Einrichtung zum Ablenken des Laserbündels verbunden ist.Fiber optic laser sorting device, comprising a device for transporting the material to be sorted, a device for laser illumination of the material to be sorted, a device for deflecting the laser beam, a device for reading and processing the image, a device for removing defective materials, characterized that the device for laser illumination additionally has an optical fiber, the input of which is connected to the optical outputs of one or more lasers via focusing optics, while the output of the optical fiber is connected to focusing and cylindrical optics of the device for deflecting the laser beam .
Description
Das angemeldete Gebrauchsmuster betrifft Vorrichtungen zum Sortieren von Gegenständen nach Farbe, Größe, Form und anderen Eigenschaften, die für eine Analyse mit Mitteln der maschinellen Erfassung geeignet sind. Der Hauptanwendungsbereich ist die Sortierung landwirtschaftlicher Erzeugnisse.The pending utility model relates to devices for sorting objects by color, size, shape and other properties suitable for analysis by means of machine detection. The main area of application is the sorting of agricultural products.
Es sind Scanner-Laser-Sortiervorrichtungen bekannt (
Der bezüglich der Gesamtheit der Merkmale nächstgelegene Stand der Technik ist eine Scanner-Laser-Sortiervorrichtung, die in dem Patent
Bei dieser bekannten Vorrichtung ist es ebenfalls erforderlich, eine hohe Drehzahl des Spiegelprismas und eine hohe Genauigkeit der beweglichen mechanischen Einheiten zu erzielen, um eine Unveränderbarkeit des Aufbaus des optischen Systems zu erreichen. Das verringert die Zuverlässigkeit des Aufbaus und schränkt seinen Anwendungsbereich ein. Außerdem ist bei dieser Vorrichtung keine gleichzeitige Nutzung mehrerer Laserstrahlungsquellen mit verschiedenen Frequenzen vorgesehen. Das hängt mit den technischen Schwierigkeiten bei der Kongruenz der Scanlinien der räumlich versetzten Lichtleiterbündel zusammen.In this known device, it is also necessary to achieve a high rotational speed of the mirror prism and a high accuracy of the movable mechanical units in order to achieve a fixed structure of the optical system. This reduces the reliability of the construction and limits its scope. In addition, no simultaneous use of multiple laser radiation sources with different frequencies is provided in this device. This is related to the technical difficulties in the congruence of the scan lines of the spatially offset optical fiber bundles.
Das angemeldete Gebrauchsmuster ist zum Sortieren von landwirtschaftlichen Produkten nach Farbe, Größe, Form und anderen Eigenschaften vorgesehen, die für eine Analyse mit Mitteln der maschinellen Erfassung geeignet sind. Durch die Anwendung des angemeldeten Gebrauchsmusters kann der Informationsgehalt der aufzuzeichnenden Abbildung wesentlich erhöht, die Konstruktion der Sortiervorrichtung vereinfacht, ihre Zuverlässigkeit erhöht und die Herstellungskosten gesenkt werden. Bei der bekannten Vorrichtung geschieht der Aufbau der Abbildung durch Übereinstimmung zweier dynamischer Prozesse: der gerichteten Bewegung des Produkts und der periodisch wiederholten Bewegung des Laserlichtstrahls, die durch den beweglichen Spiegel erzeugt wird. Bei dem angemeldeten Gebrauchsmuster ist das Laserlicht in Form eines flachen Bündels ständig in dem gesamten Abbildungserzeugungsbereich vorhanden. Außerdem steigt bei gleicher Belichtung der Abbildungsaufzeichnung und dementsprechend bei gleicher Strahlungsleistung der Laserlichtquellen die kurzzeitige Dichte der auf das Produkt einwirkenden Leistung in der Scanner-Sortiervorrichtung um ein Vielfaches an. Das kann zu einer Beschädigung des Produkts führen. Bei dem angemeldeten Gebrauchsmuster ist im Gegensatz zu der bekannten Vorrichtung die Laserlichtstrahlung über die gesamte Öffnung des sich bewegenden Stroms verteilt. Bei unveränderter Belichtungszeit sinkt die Leistungsdichte erheblich. Das Fehlen von sich bewegenden optischen Elementen, die Zuverlässigkeit, die einfache Herstellung und die geringen Kosten sind wesentliche Vorteile des angemeldeten Gebrauchsmusters. Außerdem ermöglicht bei dem angemeldeten Gebrauchsmuster das optische System der vereinigten Laserstrahlung verschiedener Frequenzen mit Hilfe der optischen Faser die Ausbildung einer einzigen Strahlungsquelle und die Erzeugung einer linearen Ablenkung aller Spektralbereiche des gesamten optischen Systems. Dadurch wird eine hohe Genauigkeit der räumlichen Übereinstimmung der Strahlung verschiedener Quellen ermöglicht.The notified utility model is intended for sorting agricultural products by color, size, shape and other characteristics suitable for analysis by means of automatic detection. By applying the registered utility model, the information content of the image to be recorded can be substantially increased, the construction of the sorting device can be simplified, its reliability can be increased and the manufacturing costs can be reduced. In the known device, the image is constructed by matching two dynamic processes: the directional movement of the product and the periodically repeated movement of the laser light beam generated by the movable mirror. In the notified utility model, the laser light in the form of a flat bundle is constantly present in the entire imaging area. In addition, with the same exposure of the imaging recording and, accordingly, with the same radiation power of the laser light sources, the short-term density of the power acting on the product in the scanner-sorting device increases by a multiple. This can damage the product. In the notified utility model, in contrast to the known device, the laser light radiation is distributed over the entire opening of the moving stream. When the exposure time is unchanged, the Power density significantly. The absence of moving optical elements, reliability, ease of manufacture and low cost are major advantages of the registered utility model. In addition, in the notified utility model, the optical system of combined laser radiation of different frequencies, with the aid of the optical fiber, enables the formation of a single radiation source and the generation of a linear deflection of all spectral regions of the entire optical system. This allows a high accuracy of the spatial agreement of the radiation from different sources.
Das technische Ergebnis wird bei dem angemeldeten Gebrauchsmuster dadurch erreicht, dass eine bekannte Laser-Sortiervorrichtung, die eine Einrichtung zum Transport des zu sortierenden Materials, eine Einrichtung zur Laserbeleuchtung des zu sortierenden Materials, eine Einrichtung zum Ablenken des Laserbündels, eine Einrichtung zum Lesen und Bearbeiten der Abbildung und eine Einrichtung zum Entfernen defekter Materialien umfasst, erfindungsgemäß zusätzlich eine optische Faser umfasst, deren Eingang durch eine fokussierende Optik mit den Lichtausgängen eines oder mehrerer Laser verbunden ist, während der Ausgang der optischen Faser mit der fokussierenden und zylindrischen Optik der Einrichtung zum Ablenken des Laserbündels verbunden ist.The technical result is achieved in the registered utility model in that a known laser sorting device comprising a device for transporting the material to be sorted, a device for laser illumination of the material to be sorted, a device for deflecting the laser beam, a device for reading and editing According to the invention, the image and a device for removing defective materials additionally comprise an optical fiber whose input is connected to the light outputs of one or more lasers by means of focusing optics, while the output of the optical fiber has the focusing and cylindrical optics of the deflecting device the laser beam is connected.
Die faseroptische Laser-Sortiervorrichtung umfasst erfindungsgemäß zwei und mehr Einrichtungen zum Lesen und Bearbeiten der Abbildungen, die sowohl auf das Lesen des reflektierten und des durch das Material hindurchgehenden Laserlichts als auch auf das Lesen in verschiedenen Spektralbereichen gerichtet sind. Die Verwendung von Laserstrahlung zur Beleuchtung des sich bewegenden Produkts bewirkt insbesondere eine wesentliche Verstärkung der Beleuchtung des Bereichs, in dem die Abbildung erzeugt wird, und entsprechend eine Verkürzung der Expositionszeit mit dem Ziel einer Erhöhung der Auflösung der erzeugten Abbildung durch eine Erhöhung der Scanfrequenz des Linearvideosensors. Bei der bekannten Vorrichtung ist die Scanfrequenz des Linearvideosensors synchron zu der Frequenz der Ablenkung des Laserstrahls und somit durch die Eigenschaften des mechanischen Scanners begrenzt. Die starke Beleuchtung ermöglicht die Erzielung verhältnismäßig kurzer Expositionszeiten sowohl bei der Aufzeichnung des durch das Produkt hindurchgehenden Lichts oder bei Fluoreszenzlicht, was es ermöglicht, bei hoher Produktivität des Sortierens gleichzeitig mit verschiedenen Leseeinrichtungen das reflektierte und das hindurchgehende Signal aufzuzeichnen. Dabei können die Leseeinrichtungen ihre Funktionen gleichzeitig in verschiedenen Spektralbereichen erfüllen. Das erweitert die funktionalen Fähigkeiten der angemeldeten Laser-Sortiervorrichtung im Vergleich zu der bekannten Vorrichtung.The fiber optic laser sorter, according to the invention, comprises two and more means for reading and processing the images directed to both reading the reflected and transmitted laser light and reading in different spectral regions. In particular, the use of laser radiation to illuminate the moving product substantially enhances the illumination of the area in which the image is formed, and correspondingly, shortens the exposure time with the aim of increasing the resolution of the generated image by increasing the scanning frequency of the linear video sensor , In the known device, the scanning frequency of the linear video sensor is synchronous with the frequency of the deflection of the laser beam and thus limited by the properties of the mechanical scanner. The strong illumination enables relatively short exposure times to be achieved both in recording the light passing through the product or in fluorescent light, making it possible to record the reflected and transmitted signals simultaneously with various sorting devices with high productivity of sorting. The reading devices can fulfill their functions simultaneously in different spectral ranges. This expands the functional capabilities of the registered laser sorter compared to the known device.
Die faseroptische Laser-Sortiervorrichtung umfasst erfindungsgemäß zusätzlich Modulatoren für die Laserlichtintensität. In diesem Fall können in einem Sortierzyklus Abbildungen in verschiedenen Spektralbereichen erzeugt und mit einem Breitband-Linearvideosensor aufgezeichnet werden. Der geringe Nachlauf der Laserlichtsteuerung ermöglicht es, entsprechend der Bewegung des Produkts die Beleuchtung in einem Bereich abzuschalten und die Beleuchtung in einem anderen Bereich einzuschalten, wobei dieser Prozess mit der Zeilenfrequenz der Videokamera synchronisiert wird, die mit dem linearen Videosensor ausgestattet ist. Die weitere rechnerische Bearbeitung ermöglicht die Erzeugung mehrerer Abbildungen in verschiedenen Spektralbereichen mit Hilfe einer einzigen Videokamera. Die gemeinsame Bearbeitung der Abbildungen in verschiedenen Spektralbereichen erweitert die funktionalen Möglichkeiten der Analyse des zu sortierenden Produkts erheblich. Bei den bekannten Sortiervorrichtungen wird diese Aufgabe mit Hilfe mehrerer Videokameras gelöst.The fiber-optic laser sorting device according to the invention additionally comprises modulators for the laser light intensity. In this case, images in different spectral ranges can be generated in one sort cycle and recorded with a broadband linear video sensor. The low tracking of the laser light control makes it possible to turn off the illumination in one area and to turn on the illumination in another area according to the movement of the product, this process being synchronized with the line rate of the video camera equipped with the linear video sensor. The further computational processing allows the generation of multiple images in different spectral ranges using a single video camera. The joint processing of the images in different spectral ranges considerably expands the functional possibilities of analyzing the product to be sorted. In the known sorting devices, this object is achieved by means of several video cameras.
Die faseroptische Laser-Sortiervorrichtung zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass der Eingang der optischen Faser über eine fokussierende Optik und drehende Prismen mit den Lichtausgängen eines oder mehrerer Laser verbunden werden kann. Diese technische Lösung ermöglicht es, die räumliche Anordnung der mehreren Laserquellen zu vereinfachen, wobei der kleine Einfallswinkel der Strahlung in die optische Faser erhalten bleibt. Dieser Winkel darf die Größe des Öffnungswinkels des optischen Wellenleiters nicht übersteigen, und außerdem muss dieser Winkel minimiert werden, um die Verluste beim Einfall der Strahlung in den Wellenleiter zu verringern.The fiber-optic laser sorting device according to the invention is characterized in that the input of the optical fiber can be connected via a focusing optics and rotating prisms with the light outputs of one or more lasers. This technical solution makes it possible to simplify the spatial arrangement of the multiple laser sources, wherein the small angle of incidence of the radiation is maintained in the optical fiber. This angle must not exceed the size of the aperture angle of the optical waveguide and, in addition, this angle must be minimized to reduce the loss of radiation incident on the waveguide.
Die Arbeit der Laser-Sortiervorrichtung geschieht folgendermaßen. Die Einrichtung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 6509537 B1 [0002] US 6509537 B1 [0002]
- US 6864970 B1 [0002] US 6864970 B1 [0002]
- US 2010/0046826 A1 [0003] US 2010/0046826 A1 [0003]
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE202014101502U1 true DE202014101502U1 (en) | 2014-06-03 |
Family
ID=51019477
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201420101502 Expired - Lifetime DE202014101502U1 (en) | 2014-03-31 | 2014-03-31 | Optical fiber laser sorter |
Country Status (1)
Country | Link |
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Citations (3)
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-
2014
- 2014-03-31 DE DE201420101502 patent/DE202014101502U1/en not_active Expired - Lifetime
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