DE202021105737U1 - Sortiermaschine - Google Patents
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Abstract
Sortiermaschine (1), die Folgendes umfasst:
- Beförderungsmittel (2), die darauf ausgelegt sind, entlang einer Beförderungsstrecke (A) mindestens ein loses Produkt zu befördern, das mehrere zu sortierende feste Elemente umfasst,
- ein optisches Erfassungssystem (3), umfassend:
- ein Sendegerät (4), das darauf ausgelegt ist, in Richtung der genannten Beförderungsstrecke (A) elektrische Strahlungen (40) zu emittieren, die geeignet sind, auf das genannte Produkt zu treffen;
- einen optischen Sensor (5), der zu der genannten Beförderungsstrecke (A) gerichtet und darauf ausgelegt ist, von dem genannten mit den genannten elektromagnetischen Strahlungen (40) bestrahlten Produkt kommende reflektierte Strahlungen (RF) einzufangen und die genannten reflektierten Strahlungen (RF) in entsprechende Messsignale umzuwandeln;
- ein elektronisches Steuergerät (6), das operativ an den genannten optischen Sensor (5) angeschlossen ist, um die genannten Messsignale zu erhalten, und darauf ausgelegt ist, Steuersignale auszusenden;
- Auswerfelemente (7), die an das genannte optische Erfassungssystem (3) angeschlossen sind, um die genannten Steuersignale zu erhalten, die geeignet sind, die genannten Auswerfelemente (7) anzusteuern, um von der genannten Beförderungsstrecke (A) bestimmte feste Elemente des genannten Produkts zu beseitigen; wobei die genannte Sortiermaschine (1) dadurch gekennzeichnet ist, dass:
- das genannte Sendegerät (4) mindestens drei IR-Quellen (8) umfasst, von denen jede darauf ausgelegt ist, elektromagnetische Strahlungen (40) in einem entsprechenden bestimmten Spektralband (80) im Infrarotspektrum abzugeben;
- das genannte elektronische Steuergerät (6) operativ mit dem genannten Sendegerät (4) verbunden und darauf ausgelegt ist, abwechselnd nacheinander die genannten IR-Quellen (8) in entsprechenden und unterschiedlichen Zeitintervallen (TON) einzuschalten;
- der genannte optische Sensor (5) darauf ausgelegt ist, in jedem genannten Zeitintervall (TON) entsprechende, von dem von der entsprechenden genannten IR-Quelle (8) genannten bestrahlten Produkt kommende genannte reflektierte Strahlungen (RF) zu erfassen und entsprechende genannte Messsignale zu generieren;
- das genannte elektronische Steuergerät (6) ein Verarbeitungsmodul (9) umfasst, das mit mindestens drei Farbkanälen (10) eines RGB-Farbraums ausgestattet und darauf ausgelegt ist, die jeder genannten IR-Quelle (8) entsprechenden Messsignale einem entsprechenden Farbkanal (10) zuzuordnen, um ein Synthesebild in Falschfarben des genannten Produkts zusammenzusetzen; wobei das genannte elektronische Steuergerät (6) geeignet ist, die genannten Steuersignale abhängig von dem genannten Synthesebild zu erzeugen.
- Beförderungsmittel (2), die darauf ausgelegt sind, entlang einer Beförderungsstrecke (A) mindestens ein loses Produkt zu befördern, das mehrere zu sortierende feste Elemente umfasst,
- ein optisches Erfassungssystem (3), umfassend:
- ein Sendegerät (4), das darauf ausgelegt ist, in Richtung der genannten Beförderungsstrecke (A) elektrische Strahlungen (40) zu emittieren, die geeignet sind, auf das genannte Produkt zu treffen;
- einen optischen Sensor (5), der zu der genannten Beförderungsstrecke (A) gerichtet und darauf ausgelegt ist, von dem genannten mit den genannten elektromagnetischen Strahlungen (40) bestrahlten Produkt kommende reflektierte Strahlungen (RF) einzufangen und die genannten reflektierten Strahlungen (RF) in entsprechende Messsignale umzuwandeln;
- ein elektronisches Steuergerät (6), das operativ an den genannten optischen Sensor (5) angeschlossen ist, um die genannten Messsignale zu erhalten, und darauf ausgelegt ist, Steuersignale auszusenden;
- Auswerfelemente (7), die an das genannte optische Erfassungssystem (3) angeschlossen sind, um die genannten Steuersignale zu erhalten, die geeignet sind, die genannten Auswerfelemente (7) anzusteuern, um von der genannten Beförderungsstrecke (A) bestimmte feste Elemente des genannten Produkts zu beseitigen; wobei die genannte Sortiermaschine (1) dadurch gekennzeichnet ist, dass:
- das genannte Sendegerät (4) mindestens drei IR-Quellen (8) umfasst, von denen jede darauf ausgelegt ist, elektromagnetische Strahlungen (40) in einem entsprechenden bestimmten Spektralband (80) im Infrarotspektrum abzugeben;
- das genannte elektronische Steuergerät (6) operativ mit dem genannten Sendegerät (4) verbunden und darauf ausgelegt ist, abwechselnd nacheinander die genannten IR-Quellen (8) in entsprechenden und unterschiedlichen Zeitintervallen (TON) einzuschalten;
- der genannte optische Sensor (5) darauf ausgelegt ist, in jedem genannten Zeitintervall (TON) entsprechende, von dem von der entsprechenden genannten IR-Quelle (8) genannten bestrahlten Produkt kommende genannte reflektierte Strahlungen (RF) zu erfassen und entsprechende genannte Messsignale zu generieren;
- das genannte elektronische Steuergerät (6) ein Verarbeitungsmodul (9) umfasst, das mit mindestens drei Farbkanälen (10) eines RGB-Farbraums ausgestattet und darauf ausgelegt ist, die jeder genannten IR-Quelle (8) entsprechenden Messsignale einem entsprechenden Farbkanal (10) zuzuordnen, um ein Synthesebild in Falschfarben des genannten Produkts zusammenzusetzen; wobei das genannte elektronische Steuergerät (6) geeignet ist, die genannten Steuersignale abhängig von dem genannten Synthesebild zu erzeugen.
Description
- Einsatzgebiet
- Diese Erfindung betrifft eine Sortiermaschine entsprechend dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.
- Die Sortiermaschine, um die es sich handelt, ist im Sektor der Herstellung von Maschinen zum Sortieren von Produkten anzusiedeln, die vorteilhafterweise dazu eingesetzt werden, im Inneren eines losen Produkts bestimmte zu trennende feste Elemente zu erkennen.
- Die Sortiermaschine, um die es geht, ist insbesondere dazu bestimmt, in der Lebensmittelindustrie eingesetzt zu werden, zum Beispiel, um Trockenobst vor dem Verpacken von den jeweiligen Schalen zu trennen, in der Abfallverwertungs- und Recyclingindustrie, zum Beispiel zum Trennen von aus unterschiedlichen Kunststoffen hergestellten Abfällen, oder in jedem beliebigen anderen Sektor, in dem es notwendig sein sollte, feste Elemente von einem losen Produkt insbesondere auf Grundlage ihres Aussehens und/oder ihrer chemisch-physikalischen Eigenschaften zu trennen.
- Stand der Technik
- Auf dem Markt sind Sortiermaschinen automatisierten Typs bekannt, die dazu eingesetzt werden, im Inneren eines aus mehreren Teilen bestehenden Produkts, bestimmte zu sortierende oder auszusortierende Teile zu trennen.
- Bekanntermaßen sind Sortiermaschinen im Allgemeinen mit Beförderungsmitteln ausgestattet, auf denen ein Fluss eines losen Produkts befördert wird, das in seinem Inneren mehrere feste Elemente umfasst, die unterschieden und voneinander getrennt werden müssen. Dieses lose Produkt kann zum Beispiel Trockenobst (wie Erdnüsse, Mandeln, Nüsse, die vor dem Verpacken von ihren Schalen getrennt werden müssen) umfassen, oder aber aus verschiedenen Werkstoffen (zum Beispiel Kunststoff) hergestellte Abfälle, die voneinander getrennt werden müssen, um eine korrekte Entsorgung oder ein korrektes Recycling zu gestatten.
- Die Beförderungsmittel umfassen zum Beispiel einen oder mehrere Trichter, über die das Produkt im Inneren der Maschine über ein Rutschensystem bis in Sammelkästen gelangt. Sortiermaschinen umfassen außerdem ein optisches Erfassungssystem, das darauf ausgelegt ist, den Fluss des losen Produktes zu erfassen und zu analysieren, um in dem losen Produkt die zu trennenden oder auszusortierenden festen Elemente zu unterscheiden.
- Dieses Erfassungssystem ist geeignet, auf Grundlage der aus den aufgenommenen Bildern erhaltenen Informationen Steuersignale an Auswerfelemente (wie Magnetventile) zu senden, die betätigt werden können, um aus dem losen Produkt die sortierten festen Elemente zu entfernen, zum Beispiel anhand von Druckluftstrahlen.
- Im Einzelnen umfasst das optische Erfassungssystem optische Sender (die zum Beispiel aus LEDs bestehen), die geeignet sind, elektromagnetischen Strahlungen an das lose Produkt zu emittieren, und einen oder mehrere optische Sensoren, die darauf ausgelegt sind, die von dem losen Produkt reflektierten Strahlungen zu erfassen, um Bilder des Produkts zu erhalten, auf deren Grundlage ein elektronisches Steuergerät mittels geeigneter Schwellenwertalgorithmen bestimmt, welches die zu entfernenden Elemente sind.
- Um in dem losen Produkt feste Elemente mit im Wesentlichen im Spektrum des sichtbaren Lichts gleicher Farbe unterscheiden zu können, ist der Einsatz von optischen Sendern und Sensoren bekannt, die auch im Spektrum des nahen Infrarots aktiv sind. Denn Elemente mit der gleichen Farbe im sichtbaren Spektrum haben im Allgemeinen chemisch-physikalische Eigenschaften, die ein anderes Absorptionsspektrum in Hinblick auf die Infrarotwellenlängen bedingen.
- Insbesondere sind im Markt Sortiermaschinen verbreitet, bei denen die optischen Sender Strahlungen mit breitem Spektrum generieren (mit Wellenlängen sowohl im sichtbaren Bereich als auch außerhalb desselben) und der optische Sensor aus einer Hyperspektralkamera besteht.
- Letztere ist in der Lage, gleichzeitig eine Vielzahl von Bildern aufzunehmen, zum Beispiel 300 Bilder, von denen jedes einem bestimmten, sehr schmalen Spektralband entsprechende Informationen enthält. Die schmalen Durchlassbänder, auf denen die Bilder aufgenommen werden, decken einen Großteil des Spektrums der elektromagnetischen Strahlung von Ultraviolett bis Infrarot ab und erstrecken sich über eine Breite von nicht mehr als 5 oder 10 nm.
- Daher gestatten es diese Hyperspektralkameras, mit einem hohen Genauigkeitsgrad chemisch-physikalische Eigenschaften der zu trennenden Elemente nicht nur durch Erkennen von elektromagnetischer Strahlung im Spektrum des nahen Infrarots, sondern gleichzeitig im Spektrum des ultravioletten, des sichtbaren und des Infrarots mit größerer Wellenlänge zu erkennen.
- Die bis hier kurz beschriebene, mit Hyperspektralkamera ausgestattete Sortiermaschine hat sich in der Praxis als nicht frei von Problemen erwiesen.
- Das Hauptproblem ist mit den hohen Kosten der Hyperspektralkamera verbunden, die das optisches Erfassungssystem und damit die Sortiermaschine extrem kostspielig macht.
- Ein weiteres Problem der bis hier kurz beschriebenen Sortiermaschine liegt in der niedrigen Frequenz der Bildaufnahme der Hyperspektralkamera, deren Aufnahmefrequenz im Allgemeinen zwischen 200 und 300 Hz liegt.
- Ein weiteres Problem der bis hier kurz beschriebenen Sortiermaschine ist durch die sehr große von der Hyperspektralkamera erzeugte Datenmenge bedingt, da diese Daten von dem elektronischen Steuergerät verarbeitet werden müssen, das folglich über hohe Rechnerleistungen verfügen muss, wodurch sich die Herstellungskosten der Maschine erhöhen. Außerdem kann die große zu verarbeitende Datenmenge eine relativ lange Reaktionszeit von Seiten des elektronischen Steuergeräts zum Steuern der Auswerfelemente mit sich bringen, mit der damit einhergehenden Gefahr, den Produktfluss aufgrund der hohen Beförderungsgeschwindigkeit des Letzteren nicht in der gewünschten Position zu erfassen (auch 4 m/s).
- Ein weiteres Problem der bis hier kurz beschriebenen Sortiermaschine liegt in der Tatsache begründet, dass sie nicht in der Lage ist, Bilder mit hoher Auflösung aufzunehmen, da die Pixelmatrix der Kamera in mehrere Sektoren unterteilt ist, denen jeweils der entsprechende optische Filter zugeordnet ist, was bedeutet, dass das Bild jedes Spektralbands von einer geringen Anzahl Pixel der Kamera definiert wird.
- Präsentation der Erfindung
- In dieser Situation liegt daher das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem darin, die Probleme der oben genannten bekannten Technik zu beseitigen und eine Sortiermaschine zur Verfügung zu stellen, die eine hohe Zuverlässigkeit und Betriebsgenauigkeit aufweist und sich gleichzeitig als wirtschaftlich herstellbar erweist.
- Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Sortiermaschine zur Verfügung zu stellen, die auf effiziente Weise arbeitet, insbesondere ohne die Notwendigkeit, aufwendige rechnergestützte Verarbeitungen von Seiten des elektronischen Steuergeräts auszuführen.
- Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Sortiermaschine zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, Bilder mit einem hohen Auflösungsgrad aufzunehmen.
- Figurenliste
- Die technischen Eigenschaften der vorliegenden Erfindung sind nach den oben ausgeführten Zielen klar aus dem Inhalt der unten aufgeführten Patentansprüche erkennbar und die Vorteile derselben werden aus der detaillierten Beschreibung im Anschluss noch deutlicher hervorgehen, die unter Bezugnahme auf die Zeichnungen in der Anlage erfolgt, die ein bloßes und nicht einschränkendes Beispiel der Maschine darstellen, bei dem:
- -
1 eine perspektivische Ansicht einer Sortiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; - - die
2 ,3 und4 eine schematische Ansicht im seitlichen Querschnitt der Sortiermaschine aus1 mit der Darstellung der Aktivierung der verschiedenen IR-Quellen des optischen Erfassungssystems der Sortiermaschine zeigt; - -
5 ein Beispiel eines zeitlichen Verlaufs von von dem elektronischen Steuergerät der Sortiermaschine generierten Triggersignalen zeigt, um die Emission und Aufnahme der elektromagnetischen Strahlungen auf synchronisierte Weise zu steuern; - - die
6 ,7 und8 jeweils Graphen zeigen, die die Filterwirkung eines Bandbreitenfilters der Sortiermaschine, der mit drei schmalen Durchlassbändern ausgestattet ist, auf die durch die IR-Quellen des optischen Erfassungssystem bedingten elektromagnetischen Strahlungen veranschaulichen. - Detaillierte Beschreibung eines Beispiels der bevorzugten Ausführung
- Mit Bezug auf die Figuren in der Anlage wurde eine Sortiermaschine nach der vorliegenden Erfindung in ihrer Gesamtheit mit 1 bezeichnet.
- Vorteilhafterweise ist die Sortiermaschine 1, um die es sich handelt, dazu bestimmt, in verschiedenen Anwendungsbereichen eingesetzt zu werden, um bestimmte Elemente in einem aus einer Menge von festen Elementen bestehenden Produkt zu sortieren, die insbesondere eine sehr ähnliche Form und/oder Farbe aufweisen.
- Im Einzelnen ist die Sortiermaschine 1, um die es sich handelt, dazu bestimmt, in der Lebensmittelindustrie eingesetzt zu werden, insbesondere mit dem Ziel, in einem losen Produkt (insbesondere einem Granulat), wie zum Beispiel Trockenobst (Erdnüsse, Nüsse, Mandeln), Saatgut, Korn oder ähnlichem, Elemente zu erkennen, die vor dem Verpacken des Produkts aussortiert werden müssen und die zum Beispiel Schalen von Trockenobst, Verarbeitungsreste des Lebensmittelprodukts oder andere nicht essbare Fremdkörper sein können.
- Außerdem kann die betreffende Sortiermaschine 1 in der Industrie der Abfallverwertung eingesetzt werden, um insbesondere Elemente aus bestimmten Materialien festzustellen (zum Beispiel verschiedene Kunststoffarten), damit diese korrekt entsorgt oder recycelt werden. Die Sortiermaschine 1 umfasst Beförderungsmittel 2, die darauf ausgelegt sind, entlang einer Beförderungsstrecke A mindestens ein loses Produkt zu befördern, das mehrere zu sortierende feste Elemente umfasst.
- Vorzugsweise umfasst die Sortiermaschine 2 einen Tragrahmen 12, der darauf montiert die Beförderungsmittel 2 trägt und im Inneren ein operatives Volumen 13 definiert, das mindestens teilweise von der Beförderungsstrecke A überquert wird.
- Gemäß einer bevorzugten, in den Figuren in der Anlage dargestellten Ausführungsform umfassen die Beförderungsmitte 2 einen Trichter 14, über den das Produkt der Sortiermaschine 1 zugeführt und insbesondere in das operative Volumen 13 des Tragrahmens 12 gebracht wird, und eine Rüttelzuführung (nicht abgebildet), die darauf ausgelegt ist, das lose Produkt vom Trichter 14 zu einer Rutsche 15 zu befördern, entlang der das lose Produkt durch Schwerkraft nach unten gelangt, um sich entlang der Beförderungsstrecke A zu verteilen und auf dieser befördert zu werden.
- Vorteilhafterweise umfasst die Sortiermaschine 1 mindestens einen ersten Sammelraum 20, um das von der Beförderungsstrecke A kommende Produkt aufzunehmen, und mindestens einen zweiten Sammelraum 21, um die aus dem oben genannten Produktfluss sortierten festen Elemente aufzunehmen, wie in den
2 ,3 und4 schematisch dargestellt. Angemessenerweise kann die Sortiermaschine 1 mehrere Beförderungsstrecken A (die zum Beispiel von entsprechenden Trichtern 14, Rüttelzuführungen und Rutschen 15 definiert werden) mit entsprechenden ersten und zweiten Sammelräumen 20, 21 umfassen, um mehrere Produkte auch gleichzeitig zu sortieren. - Die Sortiermaschine 1, um die es sich handelt, umfasst ein optisches Erfassungssystem 3, das geeignet ist, im Produkt die zu sortierenden Elemente zu erkennen.
- Im Einzelnen ist das optische Erfassungssystem 3 mit einem Sendegerät 4, das darauf ausgelegt ist, in Richtung der Beförderungsstrecke A elektromagnetische Strahlungen 40 zu emittieren, die geeignet sind, auf das Produkt zu treffen, und mit einem optischen Sensor 5, der zu der Beförderungsstrecke A gerichtet und darauf ausgelegt ist, die von dem mit der elektromagnetischen Strahlung bestrahlten Produkt reflektierten Strahlungen RF zu erfassen und die reflektierten Strahlungen RF 40 in entsprechende Messsignale umzuwandeln, ausgestattet.
- Darüber hinaus ist das optische Erfassungssystem 3 mit einem operativ mit dem optischen Sensor 5 verbundenen elektronischen Steuergerät 6 ausgestattet, um die Messsignale zu empfangen und darauf ausgelegt, Steuersignale zu emittieren, die an Auswerfelemente 7 übertragen werden, um die sortierten Elemente aus dem Produkt zu entfernen, wie im Anschluss ausgeführt.
- Vorteilhafterweise ist das optische Erfassungssystem 3 entlang der Beförderungsstrecke A angeordnet, insbesondere unter der Rutsche 15 der Beförderungsmittel 2, um das lose Produkt im freien Fall von der Rutsche 15 mit den voneinander entfernten, zu sortierenden festen Elementen zu erfassen.
- Das optische Erfassungssystem 3 ist vorzugsweise in dem im Inneren des Tragrahmens 12 definierten operativen Volumen 13 angeordnet, so dass der Tragrahmen 12 das optische Erfassungssystem 3 von dem aus der Außenumgebung kommenden Licht abschirmt und verhindert, dass dieses die von dem Sendegerät 4 emittierten elektromagnetische Strahlungen 40 oder die von dem bestrahlten Produkt reflektierten Strahlungen RF stört, die vom optischen Sensor 5 erfasst werden.
- Die betreffende Sortiermaschine 1 umfasst (wie oben vorweggenommen) an das optische Erfassungssystem 3 angeschlossene Auswerfelemente 7, um die Steuersignale von dem elektronischen Steuergerät 6 zu empfangen. Diese Steuersignale sind geeignet, den Auswerfelementen 7 zu befehlen, von der Beförderungsstrecke A bestimmte feste Elemente des Produkts zu beseitigen, die auf Grundlage der vom optischen Erfassungssystem 3 erworbenen Informationen sortiert wurden.
- Vorzugsweise umfassen die Auswerfelemente 7 mehrere nebeneinander entlang einer Längsrichtung Z im Wesentlichen quer zur Beförderungsstrecke (zum Beispiel horizontal) und insbesondere parallel zur Lageebene der Rutsche 15 angeordnete Düsen 16. Vorteilhafterweise sind die Düsen 16 unter dem optischen Erfassungssystem 3 angeordnet, zu der Beförderungsstrecke A gerichtet und auf Grundlage der von dem elektronischen Steuergerät 6 ausgegebenen Steuersignale jeweils mittels eines entsprechenden Magnetventils steuerbar, um einen Druckluftstrahl in Richtung des Flusses des losen Produkts auszugeben. Insbesondere ist jede Düse 16 operativ mit einem bestimmten Punkt der Beförderungsstrecke A verknüpft (zum Beispiel gemäß eines bestimmten Positionsrasters), so dass das Ansteuern jeder Düse 16 einen Luftstrom erzeugt, der die Elemente trifft, die diesen bestimmten Punkt der Beförderungsstrecke A passieren.
- Auf diese Weise werden die vom Rest des losen Produkts zu trennenden festen Elemente von dem von einer der Düsen 16 der Auswerfelemente 7 ausgegebenen Druckluftstrahl getroffen und wirksam von der Beförderungsstrecke A umgeleitet, während sie sich im freien Fall von der Rutsche 15 der Beförderungsmittel 2 befinden, und werden vorzugsweise in Richtung des zweiten Sammelraums 21 befördert.
- Gemäß der der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Idee umfasst das Sendegerät 4 mindestens drei IR-Quellen 8, von denen jede darauf ausgelegt ist, elektromagnetische Strahlungen 40 in einem entsprechenden bestimmten Spektralband 80 im Infrarotspektrum abzugeben.
- Nach der in den
2-4 dargestellten Ausführungsform umfasst das Sendegerät 4 drei IR-Quellen 8. Angemessenerweise kann das Sendegerät 4 auch mehr als drei IR-Quellen 8 umfassen, von denen drei für den Betrieb aktiviert werden. - Unter dem Begriff „Spektralband“ ist im Anschluss ein Intervall von ausgewählten Wellenlängen der elektromagnetischen Strahlungen 40 zu verstehen.
- Darüber hinaus ist das elektronische Steuergerät 6 operativ mit dem Sendegerät 4 verbunden und darauf ausgelegt, abwechselnd nacheinander die IR-Quellen 8 in bestimmten entsprechenden Zeitintervallen TON einzuschalten und der optische Sensor 5 ist darauf ausgelegt, in jedem Zeitintervall TON von dem von der entsprechenden IR-Quelle 8 bestrahlten Produkt kommende entsprechende reflektierte Strahlungen RF zu erfassen.
- Das elektronische Steuergerät 6 umfasst außerdem ein Verarbeitungsmodul 9, das mit drei Farbkanälen 10 eines RGB-Farbraums ausgestattet ist, d. h., insbesondere mit einem Kanal für Rot R, einem Kanal für Grün G und einem Kanal für Blau B. Das Verarbeitungsmodul 9 ist darauf ausgelegt, die jeder IR-Quelle 8 entsprechenden Messsignale einem entsprechenden Farbkanal 10 zuzuordnen, um ein Synthesebild mit Falschfarben des Produkts zusammenzusetzen.
- Das elektronische Steuergerät 6 ist geeignet, die Steuersignale abhängig von dem oben genannten Synthesebild zu generieren und somit, die zu sortierenden Elemente zu erkennen.
- Bei Verwendung schaltet das elektronische Steuergerät 6 in einem ersten Zeitintervall TON eine erste der IR-Quellen 8 bei inaktiven anderen IR-Quellen 8 ein, so dass das lose Produkt nur von den elektromagnetischen Strahlungen 40 im Spektralband 80 der oben genannten IR-Quelle 8 bestrahlt wird. Das bestrahlte Produkt absorbiert einige der elektromagnetischen Strahlungen 40 und reflektiert die reflektierten Strahlungen RF mit einer in jedem Fall im entsprechenden Spektralband 80 liegenden Wellenlänge, die vom optischen Sensor 5 erfasst werden, um ein Messsignal zu generieren, vorzugsweise in Form eines Bildes in Graustufen. Dieses Bild in Graustufen ist vorzugsweise nicht dazu bestimmt, zum Beispiel über einen Monitor der Sortiermaschine 1 einem Benutzer gezeigt zu werden, sondern ist dazu bestimmt, in Form von Computerdaten von der Software des elektronischen Steuergeräts 6 verarbeitet zu werden. Das oben genannte Messsignal, oder insbesondere die in jedem Pixel des Bildes in Graustufen enthaltene Information, hängt ausschließlich von der Stärke der reflektierten Strahlung RF, deren Wellenlängen im Spektralband 80 der entsprechenden IR-Quelle 8 liegen, ab. Außerdem wird dieses Messsignal auf einem ersten der Farbkanäle 10 des Verarbeitungsmoduls 9 gemappt, wie in
2 dargestellt, zum Beispiel dem Kanal für Rot R in dem RGB-Farbraum, in dem die Synthesebilder verarbeitet werden. In einem nachfolgenden zweiten Zeitintervall TON wird über das elektronische Steuergerät 6 die erste der IR-Quellen 8 inaktiviert und es wird eine zweite der oben genannten IR-Quellen 8 eingeschaltet, um das lose Produkt mit elektromagnetischen Strahlen 40 in einem anderen Spektralband 80 zu bestrahlen. Der optische Sensor 5 erzeugt daher ein zweites Messsignal, das vom Verarbeitungsmodul 9, wie in3 dargestellt, einem zweiten der Farbkanäle 10 zugeordnet wird, zum Beispiel dem Kanal für Grün G im RGB-Farbraum. Das gleiche Verfahren wird mit einer dritten der IR-Quellen 8 wiederholt, damit der optische Sensor 5 ein Messsignal generiert, das vom Verarbeitungsmodul 9, wie in3 dargestellt, auf einem dritten Farbkanal 10 gemappt wird, zum Beispiel dem Kanal für Blau B im RGB-Farbraum. Diese sequentielle Aktivierung der IR-Quellen wird zyklisch wiederholt. - Vorteilhafterweise ist das elektronische Steuergerät 6 mit mindestens einer Software mit Schwellenwertverfahren an sich bekannten Typs (und daher im Anschluss nicht behandelt) ausgestattet, die die Kriterien definiert, anhand derer das elektronische Steuergerät 6 ausgehend von den Synthesebildern die zu sortierenden Elemente und folglich die an die Auswerfelemente 7 zu übertragenden Steuersignale bestimmt.
- Insbesondere gestattet es der Einsatz von IR-Quellen 8, die festen Elemente des losen Produkts voneinander zu unterscheiden, die im Wesentlichen im sichtbaren Spektrum die gleiche Farbe haben, doch chemisch-physikalische Eigenschaften, die sich bei Bestrahlung mit zum Infrarotspektrum gehörenden elektromagnetischen Strahlungen als unterschiedlich erweisen. Zum Beispiel weisen Erdnüsse und die entsprechenden Schalen im Spektrum des Sichtbaren im Wesentlichen die gleiche Farbe auf, zeichnen sich jedoch durch einen unterschiedlichen Gehalt an Feuchte und Fetten aus, der die Erdnüsse und die Schalen bei Bestrahlung mit elektromagnetischen Strahlungen im Infrarotspektrum unterschiedliche Wellenlängen derselben elektromagnetischen Strahlung absorbieren lässt.
- Auf ähnliche Weise können Kunststoffe mit der gleichen Farbe im Spektrum des Sichtbaren mit in ihrer chemischen Zusammensetzung verschiedenen Polymerketten ausgestattet sein, die eine unterschiedliche Absorption der elektromagnetischen Strahlungen im Infrarotspektrum bedingen.
- Außerdem macht die vorgesehene Auslegung mit mehreren zum Emittieren der elektromagnetischen Strahlungen 40 in unterschiedlichen Spektralbändern 80 steuerbaren IR-Quellen 8 die betreffende Sortiermaschine 1 besonders wirtschaftlich in der Herstellung. Denn als optischer Sensor 5 kann ein Breitspektrumsensor verwendet werden, der in der Lage ist, nur die Messsignale zu erfassen, die vom Durchschnittswert der Stärke aller auf ihn wirkenden reflektierten Strahlungen RF abhängen, und zwar unabhängig von ihrer Wellenlänge. Tatsächlich ist es nicht erforderlich, dass der optische Sensor 5 mit Hyperspektralkamera, Prismen, Netzen, dichroitischen Spiegeln oder anderen optischen Elementen ausgestattet ist, die in der Lage sind, die von dem losen Produkt reflektierten Strahlungen RF auf Grundlage ihrer Wellenlänge zu trennen, um gleichzeitig Messsignale zu generieren, die einzeln von der Stärke bei ausgewählten Spektralbändern abhängen, da die sequentielle Steuerung der IR-Quellen 8 in sich nicht überschneidenden Zeitintervallen TON bereits dafür sorgt, dass die erfassten Messsignale jeweils ausschließlich von der Stärke der reflektierten Strahlungen RF auf dem jeweils ausgewählten Spektralband 80 abhängen. Folglich erfolgt die Auswahl oder Trennung der Wellenlängen, bei denen jedes Messsignal erfasst wird, nicht auf dem optischen Sensor 5, sondern vor diesem, und zwar auf dem Sendegerät 4, dessen IR-Quellen 8 der Reihe nach angesteuert werden.
- Um das Synthesebild mit Falschfarben wirksam mittels drei im Zeitintervall TON der Reihe nach erfassten Messsignalen zu generieren, weist der optische Sensor 5 eine Aufnahmefrequenz zwischen im Wesentlichen 15 und 25 kHz auf, die vorzugsweise der Frequenz des sequentiellen Einschaltens der IR-Quellen 8 entspricht.
- Tatsächlich ist die Aufnahmefrequenz so hoch, dass bei jeder Aufnahme die von den festen Elementen des losen Produkts (die entlang der Beförderungsstrecke A bei einer Geschwindigkeit von im Allgemeinen 4 m/s befördert werden) ausgeführte Verlagerung so klein ist, dass drei aufeinanderfolgende Aufnahmen (die der sequentiellen Aktivierung der drei IR-Quellen entsprechen) in Bezug auf ein und dieselbe Position entlang der Beförderungsstrecke A berücksichtigt werden können.
- Insbesondere ist die betreffende Sortiermaschine 1 in der Lage, die Erfassung der Messsignale und die Verarbeitung der Synthesebilder im Vergleich zu den oben behandelten Sichtgeräten bekannten Typs mit so hoher Frequenz durchzuführen, weil der optische Sensor 5 nur drei Messsignale für jedes Synthesebild erfasst und diese Messsignale es gestatten, mit ausreichender Genauigkeit die festen Elemente des losen Produkts zu unterscheiden, ohne das Verarbeitungsmodul 9 zu überlasten, und das Verarbeitungsmodul 9 das Synthesebild ausgehend von der in den nur drei in den Farbkanälen 10 gemappten Messsignalen enthaltenen geringen Datenmenge generiert, indem typische Algorithmen des RGB-Farbraums verwendet werden, die im Vergleich zu den für die Bildverarbeitung im Infrarotbereich typischen eine einfachere Implementierung aufweisen.
- Das Spektralband 80 der von jeder IR-Quelle 8 ausgegebenen elektromagnetischen Strahlungen 40 liegt vorteilhafterweise im Inneren des kurzwelligen Infrarotspektrums, das im technischen Jargon unter dem Kürzel „SWIR“ (Short Wave Infrared) bekannt ist. Die Wellenlängen im SWIR haben sich als besonders effizient bei der Unterscheidung verschiedener fester Elemente des losen Produkts ausgehend von den chemisch-physikalischen Eigenschaften erwiesen und daher die Zuverlässigkeit und die Arbeitseffizienz der Sortiermaschine 1 gesteigert. Vorteilhafterweise liegen die Wellenlängen der Spektralbands 80 im Wesentlichen zwischen 900 nm und 2200 nm.
- Der optische Sensor 5 umfasst vorteilhafterweise mindestens eine Reihe von optischen Wandlern, die entlang einer Verlaufsrichtung X im Wesentlichen quer zur Beförderungsstrecke A, vorzugsweise im Wesentlichen parallel zum Breitenverlauf der Rutsche 15 und insbesondere horizontal verlaufen.
- Vorteilhafterweise handelt es sich bei den optischen Wandlern des optischen Sensors 5 um InGaAs-Festkörperwandler, die besonders geeignet sind, die reflektierten Strahlungen RF in den Spektralbändern 80 des kurzwelligen Infrarotspektrums zu erfassen.
- Vorzugsweise umfasst der optische Sensor 5 eine lineare Kamera (die mit der oben genannten Reihe optischer Wandler ausgestattet ist), eventuell auch eine Schwarzweiß-Kamera. Vorzugsweise enthalten die von dem optischen Sensor 5 erzeugten Messsignale Informationen, die Bilder in Graustufen in Form linearer Pixelvektoren darstellen, bei denen jedes Pixel einem der InGaAs-Festkörperwandler der oben genannten Reihe optischer Wandler entspricht. Daher liegt das von dem Verarbeitungsmodul 9 alle drei folgenden Zeitintervalle TON erstellte Synthesebild in Falschfarben vorzugsweise seinerseits in Form linearer Pixelvektoren vor. Außerdem ist das Verarbeitungsmodul 9 vorzugsweise darauf ausgelegt, ein Gesamtbild in Form einer zweidimensionalen Pixelmatrix auf Grundlage mehrerer Synthesebilder in Falschfarben in Form linearer Pixelvektoren zusammenzusetzen, die der Reihe nach erstellt werden, und alle drei Zeitintervalle TON das oben genannte Gesamtbild zu erweitern, indem das entsprechend Synthesebild hinzugefügt wird, so dass die festen Elemente des losen Produkts von Seiten des elektronischen Steuergeräts 6 leicht erkennbar sind.
- Wie oben angegeben, umfasst der optische Sensor 5 vorteilhafterweise eine lineare Schwarzweiß-Kamera, die als Messsignale Bilder in Graustufen in Form linearer Pixelvektoren generiert.
- Diese Konfiguration des optischen Sensors 5 (insbesondere als Schwarzweiß-Kamera) gestattet es, nicht besonders schwere Messsignale zu generieren (die insbesondere Informationen bezüglich Schwarzweiß-Bildern enthalten) und ermöglicht es auf diese Weise dem Verarbeitungsmodul 9, das Synthesebild anhand der Verarbeitung einer relativ geringen Datenmenge (insbesondere im Vergleich zu Farbkameras) und daher in besonders kurzer Zeit zusammenzusetzen. Außerdem bringt die Erfassung Moment für Moment von Bilder in Form von linearen Pixelvektoren betreffenden Messsignalen mit sich, dass es bei jeder Erfassung erforderlich ist, eine geringe Datenmenge (im Vergleich zu einer Hyperspektralkamera) mittels Kommunikations-BUS vom optischen Sensor 5 an das elektronische Steuergerät 6 zu übertragen, was diese Übertragung daher besonders schnell gestaltet.
- Auf diese Art und Weise gestatten die kurzen Datenverarbeitungs- und Datenübertragungszeiten das Positionieren der Düsen 16 der Auswerfelemente 7 direkt unter dem optischen Erfassungssystem 3 und daher ganz in der Nähe der Rutsche 15 der Beförderungsmittel 2, da das elektronische Steuergerät 6 in der Lage ist, die Steuersignale in extrem kurzen Zeitintervallen an die Auswerfelemente 7 zu senden. Außerdem wird die Genauigkeit beim Entfernen der festen Elemente von der Beförderungsstrecke A hierbei gesteigert, da sich bei der Verringerung des Abstands der Auswerfelemente 7 von dem optischen Erfassungssystem 3 und dem unteren Rand der Rutsche 15 die möglichen Änderungen der Fallgeschwindigkeit der umzuleitenden festen Elemente verringern, was die Gefahr, dass ein von einer der Düsen 16 ausgegebener Druckluftstrahl im Verhältnis zu dem von dem elektronischen Steuergerät 6 erkannten festen Element zu früh oder zu spät erfolgt, erheblich herabsetzt.
- Vorteilhafterweise umfasst das elektronische Steuergerät 6 mindestens einen angemessen in eine entsprechende elektronische Leiterplatte implementierten elektronischen Prozessor. Angemessenerweise kann das Verarbeitungsmodul 9 in den oben genannten elektronischen Prozessor integriert sein, zum Beispiel mittels einer entsprechenden Software, oder anhand einer dedizierten Firmware erzielt werden.
- Vorteilhafterweise kann das elektronische Steuergerät 6 in den optischen Sensor 5 integriert sein, insbesondere in die Kamera des Letzteren (die zum Beispiel aus einer Smart-Kamera besteht).
- Angemessenerweise umfasst jede IR-Quelle 8 vorteilhafterweise mindestens eine LED, um insbesondere langfristig die Eigenschaften hinsichtlich Stärke und Wellenlänge der von dem Sendegerät 4 emittierten elektromagnetischen Strahlungen 40 mühelos konstant zu halten. Vorteilhafterweise umfasst jede IR-Quelle 8 mindestens eine Reihe der oben genannten LEDs, die entlang einer Verlaufsrichtung Y im Wesentlichen quer zu der Beförderungsrichtung A, vorzugsweise im Wesentlichen parallel zum Breitenverlauf der Rutsche 15 und insbesondere horizontal verläuft.
- Die Reihe LEDs der IR-Quellen 8 sind vorteilhafterweise mit ihren jeweiligen Verlaufsrichtungen Y im Wesentlichen parallel zu der Verlaufsrichtung X der Reihe optischer Wandler des optischen Sensors 8 angeordnet.
- Auf diese Weise hat die von der Reihe LEDS jeder IR-Quelle 8 ausgegebene elektromagnetische Strahlung 40 einen Intensitätsgradienten und eine Wellenlänge von im Wesentlichen null entlang aller zu der Verlaufsrichtung Y und folglich der Verlaufsrichtung X der Reihe optischer Wandler parallelen Richtungen, mit einer sich daraus ergebenden Steigerung der Qualität der erfassten Messsignale.
- Vorzugsweise ist jede IR-Quelle 8 mit zwei Reihen LEDs ausgestattet, die beide darauf ausgelegt sind, elektromagnetische Strahlungen 40 an das entsprechende Spektralband 80 zu emittieren und auf im Wesentlichen symmetrische Weise im Verhältnis zu den optischen Achsen der Reihe optischer Wandler angeordnet sind, um die festen Elemente des losen Produkts aus zwei unterschiedlichen Richtungen zu beleuchten und so die Schatten auf diesen zu verringern.
- Gemäß einer nicht in den Figuren in der Anlage abgebildeten Ausführungsform umfasst der optische Sensor 5 zwei im Verhältnis zur Beförderungsstrecke A gegenüberliegende Reihen optischer Wandler, um die Messsignale in Bezug das lose Produkt von zwei verschiedenen Blickwinkeln aus zu erfassen, einem von vom und einen von hinten, und jede IR-Quelle 8 des Sendegeräts umfasst mindestens zwei Reihen LEDs, davon eine für jede Reihe optischer Wandler, die entlang zueinander und zu den Verlaufsrichtungen X der Reihen optischer Wandler paralleler Verlaufsrichtungen Y verlaufen und darauf ausgelegt sind, elektromagnetische Strahlungen 40 aus entgegengesetzten Richtungen im Verhältnis zur Beförderungsstrecke A zu emittieren.
- Vorteilhafterweise ist das elektronische Steuergerät 6 darauf ausgelegt, an die IR-Quellen 8 mit dem Verarbeitungsmodul 9 synchronisierte Triggersignale 60, 60' zu senden.
- Im Einzelnen ist das elektronische Steuergerät 6 mit Bezug auf die
5 mit einem synchronisierten Steuermodul ausgestattet, das darauf ausgelegt ist, die oben genannten Triggersignale 60, 60' in Dreiergruppen zu generieren, von denen das erste Triggersignal 60' der Triggersignale 60, 60' eine zeitliche Ausdehnung über dem zweiten und dritten Triggersignal 60 aufweist. - Dieses erste Triggersignal 60' mit größerer zeitlicher Ausdehnung gestattet, dass die IR-Quellen 8 der Sendevorrichtung 4 mit dem Verarbeitungsmodul 9 alle drei Erfassungen der Messsignale von Seiten des optischen Sensors 5 neu synchronisiert werden, und zwar auch dann, wenn während der Erfassung der drei vorangegangenen Messsignale eine Asynchronie zwischen den IR-Quellen 8, dem optischen Sensor 5 und der Verarbeitung der Messsignale auf den drei Farbkanälen 10 des Verarbeitungsmoduls 9 aufgetreten ist. Denn jedes Mal wenn das Sendegerät 4, der optische Sensor 5 und das Verarbeitungsmodul 9 ein erstes Triggersignal 60' mit größerer zeitlicher Ausdehnung erfassen, erkennen diese, dass bereits drei Messsignale an den jeweiligen Spektralbändern 80 erfasst wurden, ungeachtet der Tatsache, dass die Erfassung korrekt oder asynchron erfolgt ist, und dass es notwendig ist, die Erfassung der nächsten drei Messsignale vorzunehmen.
- Die betreffende Sortiermaschine 1 umfasst vorzugsweise einen mit mindestens drei schmalen Spektralbändern 110 ausgestatteten Bandbreitenfilter 11, von denen jedes über eine Untermenge von Wellenlängen des Spektralbands 80 einer entsprechenden IR-Quelle 8 verläuft. Im Einzelnen ist der Bandbreitenfilter 11 so positioniert, dass er die von den IR-Quellen 8 oder den vom Produkt kommenden reflektierten Strahlungen RF emittierten elektromagnetischen Strahlungen 40 erfasst.
- Die Einrichtung eines Bandbreitenfilters 11 zum Erfassen der elektromagnetischen Strahlungen 40 oder der reflektierten Strahlungen RF gestattet das Erzielen einer genaueren Bestrahlung des losen Produkts und damit das genauere Feststellen der chemisch-physikalischen Eigenschaften der darin enthaltenen festen Elemente.
- Denn die LEDs der IR-Quellen 8 können bekanntlich ein Spektralband 80 mit einer breiteren Emission des Bands von Interesse aufweisen, das sich zum Beispiel über ein Wellenlängenintervall von ca. hundert oder zweihundert Nanometern erstreckt, bei einer maximalen Stärke auf einer mittleren Wellenlänge, die zum Beispiel vom Hersteller der LED angegeben wird, und Stärken, die umso stärker abnehmen, umso entfernter die Wellenlänge von Letzterer entfernt ist.
- Die schmalen Durchlassbänder 110 des Bandbreitenfilters 11 sind im Wesentlichen jeweils auf einem entsprechenden Spektralband 80 zentriert, so dass über jedes schmale Durchlassband 110 nur die Übertragung der elektromagnetischen Strahlungen 40 mit höchster Stärke des Spektralbands 80 gestattet ist und die Übertragung der elektromagnetischen Strahlungen 40 mit geringerer Intensität unterbunden wird.
- Der Bandbreitenfilter 11 kann vorzugsweise mit mehr als drei schmalen Durchlassbändern 110 ausgestattet sein, zum Beispiel fünf, so dass er mit mehr Kombinationen von Spektralbändern 80 arbeiten kann (d. h., indem mehr Kombinationen von IR-Quellen 8 eingerichtet werden), ohne die Notwendigkeit, diesen Bandbreitenfilter 11 auszuwechseln.
- Auf diese Weise kann die Sortiermaschine 1 angepasst werden, um zum Beispiel sowohl Trockenobst zu sortieren, indem in dem Sendegerät 4 IR-Quellen 8 mit drei Spektralbändern 80 installiert werden, die drei der fünf schmalen Durchlassbänder 110 des Bandbreitenfilters 11 entsprechen, als auch zum Beispiel verschiedene Kunststofftypen zu sortieren, indem IR-Quellen 8 mit drei verschiedenen Spektralbändern 80 installiert werden, die anderen drei derselben fünf schmalen Durchlassbänder 110 des Bandbreitenfilters 11 entsprechen. Vorteilhafterweise weist jedes schmale Durchlassband 110 des Bandbreitenfilters 11 eine Bandbreite 111 zwischen im Wesentlichen 15 und 35 nm auf und noch bevorzugter zwischen im Wesentlichen 20 und 30 nm auf.
- Außerdem überlagern sich die schmalen Durchlassbänder 110 des Bandbreitenfilters 11 vorteilhafterweise nicht gegenseitig.
- Im Einzelnen sind die schmalen Durchlassbänder 110 um ein solches Intervall elektromagnetischer Strahlung voneinander entfernt, dass auch in dem Fall, in dem IR-Quellen 8 mit besonders breitem Spektralband 80 eingesetzt werden, kein Teil der von den drei IR-Quellen 8 emittierten elektromagnetischen Strahlungen 40 über ein schmales Durchlassband 110 neben dem auf dem Spektralband 80 der entsprechenden IR-Quelle 8 zentrierten übertragen wird.
- Dennoch ist die korrekte Funktionsweise des optischen Erfassungssystems 3 auch dann garantiert, wenn die schmalen Durchlassbänder 110 um ein Intervall elektromagnetischer Strahlung auseinander liegen, das es nur den elektromagnetischen Strahlungen 40 niedriger Intensität jedes Spektralbands 80 gestattet, über das schmale Durchlassband 110 neben dem auf dem Spektralband 80 der entsprechenden IR-Quelle 8 übertragen zu werden, wie in den
6 ,7 und8 dargestellt, die in einem Graphen, bei dem die Wellenlängen auf der Achse der Abszisse und der Prozentsatz der über den Breitbandfilter 11 übertragenen Lichtintensität auf der Ordinatenachse liegen, den Anteil elektromagnetischer Strahlungen 40 jedes Spektralbands 80 zeigen, der über die schmalen Durchlassbänder 110 übertragen wird, wenn jede IR-Quelle 8 einzeln angesteuert wird. - Vorteilhafterweise ist der Bandbreitenfilter 11 zwischen der Beförderungsstrecke A und dem optischen Sensor 5 positioniert, um die von dem Produkt kommenden reflektierten Strahlungen RF zu erfassen.
- Noch bevorzugter ist der Bandbreitenfilter 11 auf dem optischen Sensor 5 montiert, so dass alle auf den optischen Sensor 5 treffenden reflektierten Strahlungen RF von dem Bandbreitenfilter 11 erfasst werden.
- Gemäß einer anderen, nicht in den Figuren in der Anlage dargestellten Ausführungsform ist der Bandbreitenfilter 11 zwischen der Beförderungsstrecke A und dem Sendegerät 4 positioniert, um die von den IR-Quellen 8 des Sendegeräts 4 emittierten elektromagnetischen Strahlungen 40 zu erfassen. Genauer gesagt, ist der oben genannte Bandbreitenfilter 11 direkt auf dem Sendegerät 4 montiert, so dass alle elektromagnetischen Strahlungen 40 von dem Bandbreitenfilter 11 erfasst werden.
- Die so konzipierte Erfindung erreicht daher die gesetzten Ziele.
Claims (15)
- Sortiermaschine (1), die Folgendes umfasst: - Beförderungsmittel (2), die darauf ausgelegt sind, entlang einer Beförderungsstrecke (A) mindestens ein loses Produkt zu befördern, das mehrere zu sortierende feste Elemente umfasst, - ein optisches Erfassungssystem (3), umfassend: - ein Sendegerät (4), das darauf ausgelegt ist, in Richtung der genannten Beförderungsstrecke (A) elektrische Strahlungen (40) zu emittieren, die geeignet sind, auf das genannte Produkt zu treffen; - einen optischen Sensor (5), der zu der genannten Beförderungsstrecke (A) gerichtet und darauf ausgelegt ist, von dem genannten mit den genannten elektromagnetischen Strahlungen (40) bestrahlten Produkt kommende reflektierte Strahlungen (RF) einzufangen und die genannten reflektierten Strahlungen (RF) in entsprechende Messsignale umzuwandeln; - ein elektronisches Steuergerät (6), das operativ an den genannten optischen Sensor (5) angeschlossen ist, um die genannten Messsignale zu erhalten, und darauf ausgelegt ist, Steuersignale auszusenden; - Auswerfelemente (7), die an das genannte optische Erfassungssystem (3) angeschlossen sind, um die genannten Steuersignale zu erhalten, die geeignet sind, die genannten Auswerfelemente (7) anzusteuern, um von der genannten Beförderungsstrecke (A) bestimmte feste Elemente des genannten Produkts zu beseitigen; wobei die genannte Sortiermaschine (1) dadurch gekennzeichnet ist, dass: - das genannte Sendegerät (4) mindestens drei IR-Quellen (8) umfasst, von denen jede darauf ausgelegt ist, elektromagnetische Strahlungen (40) in einem entsprechenden bestimmten Spektralband (80) im Infrarotspektrum abzugeben; - das genannte elektronische Steuergerät (6) operativ mit dem genannten Sendegerät (4) verbunden und darauf ausgelegt ist, abwechselnd nacheinander die genannten IR-Quellen (8) in entsprechenden und unterschiedlichen Zeitintervallen (TON) einzuschalten; - der genannte optische Sensor (5) darauf ausgelegt ist, in jedem genannten Zeitintervall (TON) entsprechende, von dem von der entsprechenden genannten IR-Quelle (8) genannten bestrahlten Produkt kommende genannte reflektierte Strahlungen (RF) zu erfassen und entsprechende genannte Messsignale zu generieren; - das genannte elektronische Steuergerät (6) ein Verarbeitungsmodul (9) umfasst, das mit mindestens drei Farbkanälen (10) eines RGB-Farbraums ausgestattet und darauf ausgelegt ist, die jeder genannten IR-Quelle (8) entsprechenden Messsignale einem entsprechenden Farbkanal (10) zuzuordnen, um ein Synthesebild in Falschfarben des genannten Produkts zusammenzusetzen; wobei das genannte elektronische Steuergerät (6) geeignet ist, die genannten Steuersignale abhängig von dem genannten Synthesebild zu erzeugen.
- Sortiermaschine (1) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Spektralband (80) der von jeder der genannten IR-Quelle (8) emittierten elektromagnetischen Strahlungen (40) im Inneren des kurzwelligen Infrarotspektrums enthalten ist. - Sortiermaschine (1) nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlängen des genannten Spektralbands (80) im Wesentlichen zwischen 900 nm und 2200 nm betragen. - Sortiermaschine (1) nach einem beliebigen der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte optische Sensor (5) mindestens eine entlang einer im Wesentlichen zu der genannten Beförderungsstrecke (A) quer verlaufenden Verlaufsrichtung (X) verlaufende Reihe optischer Wandler umfasst.
- Sortiermaschine (1) nach
Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass die genannten optischen Wandler InGaAs-Festkörperwandler sind. - Sortiermaschine (1) nach einem beliebigen der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede genannte IR-Quelle (8) mindestens eine LED umfasst,
- Sortiermaschine (1) nach
Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, dass jede genannte IR-Quelle (8) mindestens eine entlang einer im Wesentlichen zu der genannten Beförderungsstrecke (A) quer verlaufenden Verlaufsrichtung (Y) verlaufende Reihe genannter LEDs umfasst. - Sortiermaschine (1) nach
Anspruch 4 und7 , dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Reihen LEDs mit den genannten Verlaufsrichtungen (Y) im Wesentlichen parallel zu der Verlaufsrichtung (X) der genannten Reihe optischer Wandler angeordnet sind. - Sortiermaschine (1) nach einem beliebigen der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte optische Sensor (5) eine Aufnahmefrequenz zwischen im Wesentlichen 15 und 25 kHz aufweist.
- Sortiermaschine (1) nach einem beliebigen der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte elektronische Steuergerät (6) darauf ausgelegt ist, an die genannten IR-Quellen (8) mit dem genannten Verarbeitungsmodul (9) synchronisierte Triggersignale (60, 60') zu senden.
- Sortiermaschine (1) nach einem beliebigen der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen mit mindestens drei schmalen Durchlassbändern (110) ausgestatteten Bandbreitenfilter (11) umfasst, von denen jedes über eine Untermenge von Wellenlängen des Spektralbands (80) einer entsprechenden genannten IR-Quelle (8) verläuft; wobei der genannte Bandbreitenfilter (11) so positioniert ist, dass er die von den genannten IR-Quellen (8) emittierten elektromagnetischen Strahlungen (40) oder die genannten von dem genannten Produkt reflektierten Strahlungen (RF) erfasst.
- Sortiermaschine (1) nach
Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Bandbreitenfilter (11) zwischen der genannten Beförderungsstrecke (A) und dem genannten optischen Sensor (5) positioniert ist, um die von dem genannten Produkt kommenden reflektierten Strahlungen (RF) zu erfassen. - Sortiermaschine (1) nach
Anspruch 11 und12 , dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Bandbreitenfilter (11) auf dem genannten optischen Sensor (5) montiert ist. - Sortiermaschine (1) nach einem beliebigen der
Ansprüche 11 bis13 , dadurch gekennzeichnet, dass jedes schmale Durchlassband (110) des genannten Bandbreitenfilters (11) eine Bandbreite (111) von im Wesentlichen 15 bis 35 nm aufweist. - Sortiermaschine (1) nach einem beliebigen der
Ansprüche 11 bis14 , dadurch gekennzeichnet, dass die schmalen Durchlassbänder (110) des genannten Bandbreitenfilters (11) sich nicht gegenseitig überschneiden.
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