DE2533873B2

DE2533873B2 - Vorrichtung zum Erkennen von Flaschenfarben

Info

Publication number: DE2533873B2
Application number: DE2533873A
Authority: DE
Inventors: Juergen 7809 Buchholz Erdmann; Guenter Ing. Fetzer (Grad.), 7803 Gundelfingen; Arthur Dipl.-Ing. Dr. 7809 Denzlingen Walter
Original assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Current assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Priority date: 1975-07-29
Filing date: 1975-07-29
Publication date: 1978-06-01
Also published as: US4076979A; SE7608509L; FR2319894B1; FR2319894A1; SE414968B; DE2533873A1; DE2533873C3; GB1521406A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Wiederverwendbare, sogenannte Pfandflaschen der Getränkeindustrie sind vorwiegend aus Braunglas, Grünglas oder Weißglas hergestellt. Die Einfärbung des Glases hängt dabei in der Regel von dem für die Flasche bestimmten inhalt ab. Da bei der Rücklieferung von Leergut häufig Flaschen gleichen Formates mit unterschiedlicher Einfärbung vorliegen, muß vor erneuter Füllung der Flaschen eine Aussonderung nach Flaschenfarben erfolgen. Wegen des gleichen Flaschenformates scheidet eine Beurteilung über die Flaschengröße bzw. -form aus. Es kann nur die FIaschenl'arbe als Aussonderungskriterium verwendet weiden.

Die Verwendung der Amplitude des durch eine Flasche hindurchgehenden Lichtes als Aussonderunnskriterium ist bereits bekannt. Bei einem nach diesem Prinzip arbeitenden bekannten Flaschenfarben-Kontrollgerät (US-PS 3 228:i2.()) wird ein Lichtstrahl durch die zu prüfende Flasche gesandt und von einem dahinter angeordneten Photowiderstand emp-ί fangen. Das am Ausgang des Photowiderstandes erhaltene Analogsignal wird einem Komparator mit zwei Zuständen zugeführt. Beim Eintreten einer klaren, weißen Flasche in den Strahlengang geht relativ viel Licht durch die Flasche, so daß die Amplitude

in des elektrischen Ausgangssignals des Photowiderstandes größer als die Komparatorschwelle ist. Eine eingefärbte Flasche hingegen hat eine geringere Transmission, so daß die Ausgangsamplitude des Photowiderstandes kleiner als die Komparatorj schwelle ist. Auf diese Weise kann über die Flaschenfarbe nur eine indirekte Aussage erzielt werden, denn verglichen werden ausschließlich Amplituden. Diese Meßmethode ist jedoch unsicher, weil eine unterhalb der Komparatorschwelle liegende Amplitude auch

-'(ι durch eine verkratzte, verschmutzte oder trübe weiße Flasche, eine Verschmutzung der Optik und/oder eine Alterung der Lichtquelle vorgetäuscht werden kann. Nach dem gleichen Prinzip arbeitet ein weiteres bekanntes Glasflaschen-Sortiergerät (US-PS 3351198).

JT> Gegenüber der erstgenannten Vorrichtung besteht eine gewisse Verfeinerung darin, daß dem Photoempfänger tin interferenzfilter vorgeschaltet ist, welches den Amplitudenunterschied beim Durchgang von Weißglasflaschen einerseits und Grünglasflaschen an-

1» dererseits dadurch erhöht, daß es nur in einem Frequenzbereich durchlässig ist, wo das Grünglas eine möglichst geringe Transmission hat. Beim Vorliegen einer Grünglasflasche im Strahlengang wird die Amplitudendifferenz im Vergleich zu einer im Strahlen-

i) gang anwesenden Weißglasflasche vergrößert. Abgesehen davon, daß auch dieses bekannte Sortiergerät grundsätzlich alle mit der Amplitudenbewertung verbundenen Nachteile aufweist, ist es ebensowenig wie die aus der US-PS 3 228520 bekannte Vorrichtung

-tu in der Lage, auch noch braune Flaschen zu unterscheiden. Auch eine Unterscheidung von braunen und grünen Flaschen ist mit den bekannten Vorrichtungen nicht möglich.

Weiter ist es schon bekannt (DE-AS 1902101),

-ti Körperfarben aus zwei von unterschiedlich befilterten photoelektrischen Wandlern erhaltenen elektrischen Signalen dadurch zu bestimmen, daß die beiden Signale in einer Differeiizschaltung, einer Summierschaltung und einer Logikschaltung verarbeitet wer-

)0 den. Die bekannte Anordnung ist jedoch relativ aufwendig, weil selbst zur Unterscheidung nur weniger Farben die Summierschaltung erforderlich ist, sofern auch weiße Gegenstände erkannt werden sollen. Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde,

-,-, eine wenig aufwendige Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welche unter Vermeidung der Nachteile der Amplitudenbewertung auf sichere und einfache Weise eine Unterscheidung zwischen weißen, grünen und braunen Flaschen er-

ho möglicht.

Diese Aufgabe wird crl'indungsgcmäU durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst. Auf Grund der Verwendung von zwei Interferenzfiltern in Verbindung mit den beiden die DiITe-

bi renzbildungsstufe darstellenden Komparatoren kann die erfindungsgemäße Vorrichtimg trotz einfachen Aufbaus nicht nur braune und grüne Flaschen voneinander unterscheiden, sondern auch weiße Flaschen

von braunen und grünen. Auf Grund der Differenzbildung können sich Amplitudenschwankungen im Sendelichtstrahl ebensowenig bemerkbar machen wie durch Verschmutzung, Trübung oder Verkratzung hervorgerufene Transmissionsminderungen der zu sortierenden Flaschen.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt iu

Fig. 1 eine teilweise geschnittene schematische Seitenansicht des optischen Teils der Vorrichtung, wobei die Fördeirichtung der Flasche senkrecht zur Zeichenebene zu denken ist,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht des Arbeitsbe- ι "> reiches der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung und der entsprechend belichteten Takt-Fotoempfänger-Anordnung,

Fig. 3 eine zu Fig. 2 analoge Ansicht ohne im Strahlengang befindlichen Flaschenhals, und -'«

Fig. 4 ein Blockschaltbild der bei der Vorrichtung verwendeten Auswerteelektronik.

Nach Fig. 1 sind ein Lichtsender 29 und die Spektralzerlegungsanordnung 26 auf gegenüberliegenden Seiten eines von dem Hals der Flasche 4 durchquerten Arbeitsbereiches 28 angeordnet und über einen Tragarm 30 an einem maschinenfesten Teil 31 befestigt. Der Lichtsender 29 enthält eine vorzugsweise als Halogenlampe ausgebildete Lichtquelle 1, deren nach oben ausgesandte Lichtbündel an einem Planspiegel 2 jo um 90° zu einer Objektivlinse 3 abgelenkt wird, weiche ein den Arbeitsbereich senkrecht zur Förderrichtung der Flaschen durchquerendes paralleles Lichtbündel 27 schafft.

Auf der gegenüberliegenden Seite wird das paral- r> lele Lichtbündel 27 von einem Objektiv 5 aufgenommen und mittels eines physikalischen Strahlenteilerspiegels 6 über je ein Interferenzfilter 7 a bzw. Tb und zwei Kondensatoren 8a bzw. &b auf Fotoempfängern 9« bzw. 9b konzentriert. Die Filter sind dabei so gewählt, daß beispielsweise der Filter la im wesentlichen für Grün und das Filter Tb im wesentlichen für Braun durchlässig ist. Dies bedeutet, daß beim Durchgang von grünen Flaschenhälsen durch den Arbeitsbereich 28 im wesentlichen nur an dem Fotoempfän- v> ger9o, beim Durchgang eines braunen Flaschenhalses im wesentlichen nur an dem Fotoempfänger 9b und beim Durchgang eines glasklaren, weißen Flaschenhalses oder überhaupt keiner Flasche an beiden Fotoempfängern 9a, 9b ein elektrisches Ausgangssignal ,0 erscheint.

Nach Fig. 4 sind die Fotoempfänger 9a, 9b über je einen Strom-Spannungswandler 14, 15 an die Eingänge zweier Komparatoren 16,17 angelegt, an deren Ausgang bei gleichen Eingangsspannungen ein O-Si- ■-,·-, gnal erscheint. Im Falle einer gewissen Mindestdifferenz der Eingangsspannungen erscheint je nach Vorzeichen am Komparator 16 ein Signal O und am Komparator 17 ein Signal /,. Die Ausgange der Komparatoren 16, 17 sind über Ncgatoren 18, 19 an die _bo einen Eingänge zweier UND-Gatter 20, 22 sowie direkt an die beiden Eingänge eines weiteren UND-Gatters 21 angelegt. Die aus der Zeichnung ersichtliche Verknüpfung ist dabei derart, daß beim Vorliegen einer braunen Flasche im Arbeitsbereich 28 am Aus- hi gang des UND-Gatters 21 und beim Vorliegen einer grünen Flasche am Ausgang des UND-Gatters 22 ein Signal erscheint.

Gemäß Fig. 1 wird das an den Filtern Ta, Tb bzw. den Kondensatoren 8a, Sb reflektierte Licht ausgenutzt, um eine in der Bildebene 10 des Arbeitsbereiche:, auf der vierten Seite des Strahlenteilers 6 angeordnete Gruppe von Takt-Fotoempfängern ll.a, Hb und lic zu beaufschlagen. In Fig. 2 ist gezeigt, wie auf Grund der Anordnung die drei Fotoempfänger 11a, 11b, lic bei Anwesenheit des Halses einer Flasche 4 im Strahlengang beaufschlagt werden. Die Anordnung ist so gewählt, daß in diesem Fall nur der mittlere Fotoempfänger 11 b beleuchtet wird, während die zu beiden Seiten davon angeordneten Fotoempfänger Ho, Hc kein Licht erhalten.

Liegt gemäß Fig. 3 im Arbeitsbereich 28 eine Flasche nicht vor, entfällt die aus Fig. 2 ersichtliche Reduzierung der Breite des Lichtbündels 27, wobei in diesem Fall sämtliche drei Takt-Fotoempfänger 11a, 11 b und Hc belichtet werden.

Diese unterschiedliche Beeinflussung der drei Taktfotoempfänger Ho, lib, lic wird bei der Schaltung nach Fig. 4 dazu ausgenutzt, über jedem Fotoempfänger zugeordnete Strom-Spannungswandler 12ö, 126,12c eine elektronische Verknüpfungsschaltung 13 zu beaufschlagen, welche am Ausgang nur dann ein L-Signal liefert, wenn der mittlere Fotoempfänger 116 ein wesentlich höheres Ausgangssignal als die seitlichen Fotoempfänger Ha bzw. Hc abgeben. Dies ist der Fall, wenn sich ein Flaschenhals im Arbeitsbereich 28 befindet und das Lichtbündel 27 gemäß der Darstellung von Fig. 2 in seiner Breite verringert.

Das Ausgangssignal der Verknüpfungsschaltung 13 ist an drei Flip-Flops 23, 24 bzw. 25 angelegt, weiche außerdem von den Ausgängen der UND-Gatter 20, 21 bzw. 22 beaufschlagt werden. Das Ausgangssignal der Verknüpfungsschaltung 13 gibt den Takt für die drei Übernahme-Flip-Flops 23, 24 und 25.

Befindet sich eine zu prüfende Flasche gemäß Fig. 2 im Lichtbündel 27, so entsteht am Ausgang der Verknüpfungsschaltung 13 ein L-Signal, und die Flip-Flops 23, 24, 25 erhalten den Befehl zur Übernahme der Ausgangssignale der UND-Gatter 20, 21 bzw. 22. Es entsteht somit am Ausgang eines der Flip-Flops 23, 24 oder 25 ein L-Signal, welches für die Flaschenfarbe braun, glasklar oder grün charakteristisch ist. Wesentlich ist, daß diese drei Ausgangssignale auch beim Herausfahren der Flasche aus dem Arbeitsbereich 23 stehenbleiben und erst beim Eintritt der nächsten Flasche in den Arbeitsbereich 28 entweder erneut umgeschaltet oder in ihrem Zustand beibehalten werden, sofern sich die Flaschenfarbe nicht geändert hat.

Die Signalausgänge der drei Flip-Flops 23, 24 und 25 sind vorzugsweise an ein Relais angeschlossen, das den Funktionsablauf einer zugeordneten Abführstation oder Flaschensortieranlage steuert.

Auf Grund der beschriebenen Ausbildung arbeitet die Vorrichtung außerordentlich betriebssicher, so daß weder gewisse Schwankungen in der Flaschengröße, der Flaschenfarbe, der Anordnung der Flasche im Lichtbündel usw. die sichere Erkennung der drei geiiuiinten Farben behindern.

Es ist noch darauf hinzuweisen, daß, wenn der Hals der Flasche 4 in den Lichtstrahl 27 einläuft, zunächst nur die Pfotoempfänger 11 b, lic Licht erhalten, der Photoempfänger Ho dagegen nicht. Beim weiteren Einlaufen des Flaschenhalses wird dann der Photoempfänger II/) dunkel, während Wa und Hc Licht

erhalten. Schließlich wird der in Fig. 2 dargestellte Zustand erreicht. Im weiteren Verlauf, wenn der Flaschenhals das Lichtbündel 27 verläßt, wird zunächst nur life dunkel sein, während 11a und lic hell bleiben; dann wird lic dunkel, während 11« und b hell bleiben. Schließlich werden alle Photoempfänger wieder beleuchtet sein, wie das in Fig. 3 vcranschai ist. Entscheidend ist nun, daß nur die in den F· und 3 wiedergegebenen Zustände ein Signal lic während alle anderen Zustände von der Elekt unterdrückt werden, d. h. daß die Elektronik au übrigen Zuständen kein Signal ableitet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Erkennen der Farbe eines Körpers mit einer den Körper beleuchtenden weißen Lichtquelle, mit einer von dem Körper ausgehendes Licht empfangenden photoelektrischen Detektoranordnung, welche zwei photoelektrische Wandler mit vorgeschalteten Filtern jeweils unterschiedlicher Durchlaßcharakteristik aufweist, und mit einer Auswerteschaltung, die eine die Ausgangssignale der beiden Wandler voneinander subtrahierende Differenzbildungsstufe umfaßt, die zwei dem jeweiligen Vorzeichen der Signaldifferenz zugeordnete und zur Farberkennung miteinander verknüpfte Ausgänge besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterscheidung weißer, grüner und brauner Flaschen

a) die Lichtquelle (29) und die Detektoranordnung (26) auf gegenüberliegenden Seiten der Flaschen (4) angeordnet sind,

b) die beiden Filter aus Interferenzfiltern (7a, Tb) bestehen, deren Durchlaßbereiche so gewählt sind, daß bei Anwesenheit einer weißen Flasche im Strahlengang (27) beide, bei Anwesenheit einer grünen Flasche im wesentlichen nur einer und bei Anwesenheit einer braunen Flasche im wesentlichen nur der andere Wandler (9a, 9 b) ein Ausgangssignal abgeben,

c) die Differenzbildungsstufe zwei jeweils von den Ausgangssignalen der beiden Wandler (9a, 9b) beaufschlagte Komparatoren (16, 17) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein paralleles Lichtbündel (27) verwendet wird, dessen Breite im wesentlichen gleich der Flaschenhalsbreite ist und welches in Höhe des Flaschenhalses angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der beiden Komparatoren (16, 17) über zwei Inverter (18, 19) und drei UND-Gatter (20, 21, 22) zur Bildung eines Weiß-, Grün- und Braunsignals verknüpft sind.