DE2534023A1 - Verfahren zum feststellen von fehlern in holz und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum feststellen von fehlern in holz und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

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DE2534023A1
DE2534023A1 DE19752534023 DE2534023A DE2534023A1 DE 2534023 A1 DE2534023 A1 DE 2534023A1 DE 19752534023 DE19752534023 DE 19752534023 DE 2534023 A DE2534023 A DE 2534023A DE 2534023 A1 DE2534023 A1 DE 2534023A1
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Description

  • Verfahren zum Feststellen von Fehlern in Holz und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich au£ ein Verfahren und eine Vorrichtung zur optischen Feststellung und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zwm Feststellen von Fehlern in gesägtem oder gehobel-tem Holz.Speziell bezieht sich die Erfindung auf die Feststellung von Fehlern wie Ästen, Blaufäule und gewisse Arten von Fäulnis, damit ein automatisches Klassifizieren von Holz erleichtert wird.
  • Die Feststellung dieser äußeren Fehler an Hand eines direkten sichtbaren Bildes der Holzoberfläche stellt ein äußerst schwieriges Nustererkennungsproblem dar. Dies gilt insbesondere, weil Aste,(die verschiedene geometrische Formen haben können, beispielsweise Stirnäste, runde Äste, ovale Äste, längsgeschnittene Äste, kleine Stiftäste usw.) Farb-und Tönungseigenschaften aufweisen können, die einen sehr weiten Dynamikbereich umfassen. Der Kontrast zwischen Astholz und seiner Umgebung ist gewöhnlich äußerst klein und zeitweise sogar negativ. Beispielsweise kann Frühholz (das gewöhnlich fälschlicherweise als Maserungslinien bekannt ist) photometrisch von Astholz im gleichen Stück nicht unterscheidbar sein. Da Äste Schnitte von Baumzweigen sind, enthalten sie auch selbst Frühhalz, was zu starken Tönungsschwankungen innerhalb des gleichen Astes Anlaß gibt.
  • Wegen der oben angegebenen Effekte kann mittels einer punktweise durchgeführten optischen Untersuchung Astholz nicht von normalem Holz getrennt werden; die Astholzfeststellung unter alleiniger Anwendung bekannter Mustererkennungsverfahren erfordert umfangreiche Untersuchungen der umgebenden Fläche in räumlicher Hinsicht und-hinsichtlich der Tönung.
  • Das bedeutet, daß eine Stelle nur dann als Astholz angesehen werden kann, wenn eine sehr große Fläche rund um die Stelle betrachtet wird, um zu versuchen, die üblicherweise Ästen zugeordneten räumlichen und tönungsmässigen Eigenschaften zu identifizieren, wobei der Bereich der Ast-Urformen extrem umfangreich und schlecht definiert ist.
  • Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß eine Astgrenze, d.h. die Stelle, an der normales Holz in Astholz übergeht, sogar für einen menschlichen Beobachter nicht klar ist. Weitere Schwierigkeiten ergeben sich aus der Art der Holzoberfläche, beispielsweise bei gesägtem, gehobeltem, astfreiem, ausgebleichtem Holz usw.; viele der oben genannten Faktoren tragen dazu bei,die Feststellung der zuvor erwahnten Holzfehir zu erschweren.
  • Nach der Erfindung ist das Verfahren zum Feststellen von Fehler in gesägtem oder gehobeltem Holz, dadurch gekennzeichnet, daß in eine Fläche des Holzes Licht gestrahlt wird,und daß das aus dem Holz an einer vom Eintrittsbereich entfernt liegerw Austrittstelle austretende Licht mittels einer Lichtdetektorvorrichtung untersucht wird, wobei ein Fehler in dem Holz zwischen dem Eintrittsbereich und dieser Stelle abhängig von dem austretenden Licht angezeigt wird.
  • Auf diese Weise erzeugt ein Holzfehler im Lichtübertragungsweg eine Dämpfung des austretenden Lichts, die zur Anzeige des Vorhandenseins des Holzfehlers festgestellt werden kann.
  • In das Holz eingestrahltes Licht breitet sich längs der Maserung durch das fehlerfreie Holz aus und es tritt mit einer Intensität wieder aus, die mit dem Abstand vom Eintritts bereich abnimmt. Licht, das sich längs der Maserung ausbreitet, wird jedoch wesentlich weniger gedämpft als Licht, das auer zur Maserung wandert. Es ist daher wiinschenswert, aus dem Holz austretendes Licht an einer Stelle festzustellen, die im wesentlichen entlang der Längsachse der Maserung im Abstand vom Eintrittsbereich liegt. Dadurch wird eine zweckmässige Feststellung von Holzfehlern einfacher, da bei einer solchen Anordnung, bei der Licht längs der Maserung übertragen wird, ein größerer Kontrast zwischen dem Licht, das durch fehlerfreies Holz gewandert ist, und Licht, das durch einen Holzfehler gedämpft worden ist, vorhanden ist.
  • Nach der Erfindung ist die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahres gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die in das zu untersuchende Holz in einem Eintrittsbereich Licht strahlt, eine Lichtdetektorvorrichtung zum Feststellen des Lichts, das an einer vom Eintrittsbereich entfernten Austrittstelle aus I-Iolz austritt, und zum Erzeugen eines ersten elektrischen Signals abhängig von dieser Feststellung, eine Vorrichtung zum Brzeugen eines zweiten elektrischen Signals oder Bezugssignals und eine Vergleichsvorrichtung zum Vergleichen des ersten elektrischen Signals mit dem zweiten elektrischen Signal und zur Abgabe eines vom Vergleichsergebnis abhängigen Ausgangssignals, das mit der Eigenschaft des zu untersuchenden Holzes in Be-Beziehung steht.
  • Vorzugsweise ist die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens derart ausgebildet, daß eie lichtundurchlässige Trennwand vorgesehen ist, die auf einer Seite mit einer Lichtübertragungsvorrichtung und auf der anderen Seite mit der Lichtdetektorvorrichtung zur Erzeugung des ersten elektrischen Signals versehen ist, und daß der Lichtdetektorvorrichtung ein Schwellenwertdetektor zugeordnet ist, der ein Ausgangssignal erzeugt, wenn das elektrische Signal aus der Lichtdetektorvorrichtung in einer vorbestimmten Beziehung mit einem voreingestellten Schwellenwertsignal steht, das das zweite elektrische Signal bildet.
  • Die Vorrichtung kann von Hand oder automatisch in einem vorbestimmten Abstand von dem zu untersuchenden Holz gehalten werden. Ein t t scher Abstand beträgt etwa 1 cm oder weniger, während eine ypische Dicke der Trcnnwand oder ein typischer Abstand zwischen er Lichtübertragungsvorrichtung und der Lichtdetektorvorrichtung in der Größenordnung von 2 mm liegen kann.
  • Es sind Vorrichtungen vorgesehen, mit deren Hilfe ein Bild der zu untersuchenden Holzoberfläche über die Detektorvorrichtung geführt werden kann, wenn das Holz an der Arbeitsstation vorbeibewegt wird, an der sich die Untersuchungsvorrichtung befindet.
  • Die Detektorvorrichtung kann aus mehreren Photodioden oder anderen lichtempfindlichen Bauelementen bestehen, die zur Bildung eines Feldes nebeneinander Seite an Seite angeordnet sind und sich quer über einen Untersuchungsdurchlaß erstrekken, durch den das zu untersuchende Holz geführt wird.
  • Das zweite elektrische Signal kann auch von einer weiteren Lichtdetektorvorrichtung geliefert werden, die auf Licht anspricht, das in einer Richtung durch das Holz vom Sintrittsbereich aus übertragen wird, die im wesentlichen senkrecht zu der Richtung ist, in der Licht vom Eintrittsbereic zu der Austrittsstella übertragen wird und an einem weiteren definierten Bereich austritt.
  • Auf diese Weise wird Licht vorr Eintrittsbereich längs der Maserung des Holzes zu der Austrittsstelle übertragen, während es zu dem weiteren definierten Bereich quer zur Maserung übertragen wird oder umgekehrte Da sich in gubemHolz Licift leichter längs der Maserung als quer dazu aubreitet, ergibt ein Vergleich zwischen der Lichtintensität an der Åustri t tsstelle und an dem weiteren definierten Bereich'die senkrecht in Bezug auf den Eintrittsbereich liegen, eine Anzeige der Eigenschaft des dazwischenliegenden Holzes.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung ist gekennzeichmet durch eine Vorrichtung zum Lenken eines Lichtflecks auf die Oberfläche des zu untersuchenden Holzes, wobei der Lichtfleck den Eintrittsbereich darstellt, eine Fokussierungsvorrichtung zum Fokussieren des von der von dem Lichtfleck entfernten Austrittsstelle des reflektierten Lichts zu der Lichtdctektorvorrichtung und eine Abtastvorrichtung zum Führen des Lichtflecks über die Oberfläche des Holzes und zum gleichzeitigen Abtasten der Lichtdetektorvorrichtung mit dem von der Austrittsstelle reflektierten Licht.
  • Eine weitere Ausführungsform dar Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eie weitere Lichtdetektorvorrichtung, wobei die Fokussierungsvorrichtung zum Fokussieren des von der Stelle reflektierten Lichts auch zur Fokussierung von Licht verwendet wird, das von einem weiteren definierten Bereich reflektiert wird, der bezüglich des Lichtflecks im wesentlichen senkrecht im Abstand von der Austrittsstelle liegt, und wobei die weitere Lichtdetektorvorrichtung das zweite elektrische Signal liefert.
  • Es kann auch ein weiterer Lichtdetektor vorgesehen sein, auf den von dem Lichtfleck oder dem Bintrittsbereich relektiertes Licht mit Hilfe der Fokussierungsvorrichtung zum Fokussieren des von der genannten Austrittsstelle reflektierten Lichts fokussiert werden kann.
  • Die Vorrichtung zur Erzeugung des Lichtflecks kann aus einem Laser bestehen, und das von den verschiedenen Detektoren empfangene Licht kann durch ein Filter der Wellenlänge des Lasers gelenkt werden. Beispielsweise kann ein Helium-Neon-Laser zusammen mit einem entsprechenden Filter verwendet werden.Auf diese Weise wird von den verschiedenen Lichtdetektoren Hintergrundlicht zum größten Teil vernachlässigt.
  • Die Fokussierungsvorrichtung zum Fokussieren des Lichts, das von dem vom Lichtfleck entfernten Bereich reflektiert wird, kann aus einem Linsensystem bestehen.
  • Die Ablenkvorrichtung kann aus einem Ablenkspiegelsystem bestehen.
  • Eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung kann einen weiteren Spiegel enthalten, bei dem Licht durch ein in ihm angebrachtes Loch vom Laser über das Ablenkspiegelsystem auf das Holz gelenkt wird, wobei der weitere Spiegel dazu verwendet wird, das vom Holz empfangene Licht über das Ablenkspiegelsystem durch das Linsensystem zu reflektieren und auf die Lichtdetektorvorrichtung und/oder weitere Lichtdetektorvorrichtungen und den weiteren Lichtdetektor zu lenken.
  • Obgleich mittels einer Anordnung, bei der eine Differenzdetektion gemäß der obigen Beschreibung angewendet wird, fast alle Arten von Holzfehlern festgestellt werden können, ist jedoch die Unterscheidung verschiedener zarten von Fehlern ohne weitere Vorrichtungen nicht möglich.Zur Unterscheidung zwischen-verschiedenen Fehlern kann die Farbe des Holzes untersucht werden. Die Vorrichtung kann dazu zwei weitere Lichtdetektoren enthalten, die auf bestimmte Farben der Bereiche des zu untersuchenden Holzes ansprechen.
  • Einem der zusätzlichen Detektoren kann ein Rotfilter zugeordnet sein, und er kann für tiefes Rotlicht empfindlich sein, während dem anderen zusätzlichen Detektor ein Blaufilter zugeordnet sein kann, so daß -er für Blaulicht empfindlich ist.
  • Die relativen Werte der Signale aus den zusätzlichen Detektor kennen verglichen werden, und das Vergleichsergebnis kann zur Einordnung eines Fehlers herangezogen werden. Ein Fehler, der mehr blaues als rotes Licht reflektiert, ist mit grösserer Wahrscheinlichkeit ein auf Fäule beruhender Fehler, während ein Fehler der allgemein rot ist, eher ein Ast ist.
  • Signale aus den Lichtdetektoren können einer Zeichenerkennungs anordnung zugeführt werden, so daß verschiedene Fehler auf Grund ihrer Form unterschieden werden können. Die Anordnung kann eine Speichervorrichtung enthalten, in der sich auf einem bestimmten Bereich des Holzes beziehende Signale gespeichert werden, die dann zur Erkennung vorbestimmter Merkmale, die zu verschiedenen Fehlern gehören, abgefragt werden können. Die festgestellten Merkmale können mit gespeicherten Merkmalen und Eigenschaften vorbestimmter Fehler verglichen werden, und das Auftreten eines vorbestimmten Fehlers kann dann abhängig vom Vergleichsergebnis angezeigt werden.
  • Die Anordnung kann Einrichtungen zum Analysieren von Fehlern, die als zu einem bestimmten Stück Holz gehörig angezeigt werden, und zum entsprechenden Klassifizieren dieses Holzstücks versehen sein.
  • Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung machen zwar von sichtbarem Licht Gebrauch, doch kann auch Licht im nicht sichtbaren Spektrum, insbesondere Infrarotlicht, verwendet werden. Auch sind das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgenäße Vorrichtung besonders gut für die Feststellung von Fehlern in gescigtem Holz geeignet, doch können sie auch zum Feststellen von Defekten und dergleichen in anderen Materialien eingesetzt werden, die lichtdurchlässig sind.
  • Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigen: Fig.Ia eine teilweise im Schnitt ausgeführte Seitenansicht einer Vorrichtung zur Feststellung von Fehlern im Holz, Fig.lb eine schematische Draufsicht auf die Vorrichtung von Fig.1a, Fig.2a eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum optischen Abtasten von Holz zur Feststellung gewisser Fehler, Fig.2b eine Draufsicht auf einen Teil der in Fig.2a dargestellten Vorrichtung, Fig.3a eine schematische Seitenansicht einer anderen Vorrichtung zum optischen Abtasten von Holz zur Feststellung gewisser Fehler, Fig.3b eine schematische Draufsicht auf einen Teil der Vorrichtung von Fig.3a, Fig.4 ein schematisches Blockschaltbild einer Detektoranordnung und Fig.5 ein schematisches Blockschaltbild einer Maschine zur Klassifizierung vonHolz, die von Ausgangssignalen aus der Detektoranord:nung von Fig.4 Gebrauch macht.
  • Bevor die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben wird, seien zunächst die bei der Fertstellung 0-1 Fehler in Holz auftretenden Probleme, sowie die zugeliörige Technologie erörtert. Die Mehrheit der Zellen in Weichholz sind Tracheide; eine Tracheid-Zenle ist eine längliche Zelle mit einer Längc vuitypischerweise 3 bis 5 mm , und sie hat ein sehr großes Schlankheitsverhältnis in der Gröenerdnung von 50 : 1. Für die zu beschreibende Erfindung kann eine Tracheid-Zelle als ein geschlossener Zylinder betrachtet werden. Die Zellenwanddicke schwankt beträchtlich; sie ist in Frtihlingsholz, das durch das schnelle vacKstum zu Beginn der Wachstumsperiode erzeugt wird, sehr dann , während sie im Sommerholz wesentlich dicker ist. Die Zellen von Grünholz enthalten eine stärkehaltige Zuckerverbindung, die in Hartholz fester wird, wo sie als Lignin bekannt ist und keine freien Zuckerverbindungen enthält. Die Tracheid-Zellen sind der Anlaß für die Maserung des Holzes, wobei die Richtung der Maserung die Längsachse der Tracheide ist.
  • Wenn Licht auf die Holzoberfläche fällt, wird der Hauptanteil des Lichts von der Oberfläche gestreut und reflektiert, und der Rest dringt in die Tracheid-Zellen ein, in denen er von Zelleninhalt gestreut wird. Längs der Achse der Zellen gestreutes Licht trifft natürlich auf weniger Zellenwände pro Längeneinheit als Licht, das sich quer durch die Zellen ausbreitet0 Wenn die aus der Oberfläche des Holzes um einen Beleuchtungsauftreffpunkt gestreute Lichtintensität graphisch dargestellt wird, dann ergeben sich Linien mit gleichmässiger Lichtintensität, die zeigen, daß die interne Ausbreitung stark richtungsabhängig ist, wobei ein Maximum in Richtung der Zellenachse und ein Minimum senkrecht zur Zellenlängsachse auftritt. Der Kontrast zwischen den Signalen längs der Maserung und den Signalen quer zur Maserung ist (im Bereich von 50 : 1 ) in einem Abstand von 2 mm von der Beleuchtungsquelle am größten, und es ist dieser Effekt, der zur Identifizierung von Astholz und gewisser anderer Holzfehler ausgenutzt wird. Bei allen Astknoten tritt eine plötzlich und große Änderung der Tracheidausrichtung auf, die völlig unabhängig von der Farbe ist. Das bedeutet, daß ein Astknoten tatsächlich ein Schnitt durch einen Zweig ist, der senkrecht oder nahezu senkrecht zum Baum wächst, und es tritt dabei stets eine große Änderung der Tracheidrichtung für jeden Schnitt des Zweigs auf; dies kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens festgestellt werden, bei dem Licht in die Holzzellen gestrahlt wird.
  • Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und zur Feststellung von Fehlern in einem Holzstück 1 enthält eine Lichtquelle, die im vorliegenden Beispiel eine Glühlampe 2 ist, die auf einer Seite einer Trennwand 3 angebracht ist, die einen Fuß bildet, der mit eine nde das Holzstück 1 berührt. Auf der anderen Seite der Trennwand 3 befindet sich ein Lichtdetektor 4, der einen Schwellenwertdetektor oder Komparator 5 speist, der an der Leitung 7 ein Ausgangssignal abgibt, wenn das auf den Detektor 4 auftreffende Licht ein elektrisches Signal erzeugt, das einen an die Eingangsklemme 6 angelegten Schwellenwert übersteigt. Die Vorrichtung ist in einem Rohr 8 enthalten; da die Trennwand 4 lichtundurchlässig ist, wird eine optische Kopplung zwischen der Glühlampe 2 und dem Detektor 4 nur über das Licht erzielt, das in das Holzstück 1 und langsder Holzmaserung wandert, deren Längsachse der Pfeil 9 angibt, so daß es aus dem Holz wieder austritt und vom Detektor 4 empfangen wird. Die Dicke der Trennwand beträgt in Richtung zur Längsachse der Maserung etwa 2 mm.
  • Dieser Abstand wurde gewählt, weil sich herausgestellt hat, daß der maximale Kontrast zwischen dem von der Lichtquelle quer zur Maserung und dem von der Lichtquelle längs zur Maserung wandernden Licht in einem Abstand von 2 rnm vom Mittelpunkt der Quelle am größten ist. Der Kontrast liegt bei diesem Abstand in der Größenordnung von 50:1 . Der Wert des Schwellensignals könnte zwar veränderlich gemacht werden unabhängig vo mittleren Wert des vom Detektor 4 empfangenen Lichts, da das Kontrastverhältnis von 50 :1 so groß ist, doch hat sich gezeigt,daß ein einfacher fester Schwelle1avert für das an die Eingangsklemme 6 angelegte Signal zufriedenstellend ist.
  • Es ist zu erkennen, daß bei der Verwrendung der Vorrichtung normalerweise eine Kopplung zwischen der Lichtquelle 3 und dem Detektor 4 über die Holzmaserung stattfindet, doch wirdbeim Auftreten eines Astes oder bei Blaufäule oder gewisser Arten von Fäule im Holz im Weg des Lichts zwischen dem Detektor 4 und der Glühlampe 2 die Kopplung unterbrochen oder zumindest unter den Schwellenwert herabgesetzt, sodaß die Anzeige eines Fehlers dadurch erleichtert wird. Es kann dafür gesorgt sein, daß die in dem Rohr enthaltene Vorrichtung zur Feststellung von Fehlern über das Holz geführt werden kann; andrerseits können auch Anordnungen vorgesehen werden, mit deren Hilfe ein Bild der zu untersuchenden Holzoberfläche an einem Lichtdetektor vorbeigeführt wird.
  • Zur Fehlerfestetellung kann ein Feld aus seitlich nebeneinander angeordneten Detektoren in einer Linie quer zur Längsachse der Holzmaserung angeordnet werden, Andrerseits kann auch ein Feld aus Photodioden vorgesehen werden, über die ein Bild des zu untersuchenden Holzes geführt wird oder auf die ein Bild des zu untersuchenden Holzes projiziert wird; eine solche Anordnung wird im Zusammenhang mit den Figuren 2a und 2b beschrieben.
  • Nach Fig.2a und 2b wird auf ein Photodiodenfeld 10 ein streifenförmiges Bild eines Holzstücks 12 gemäß Fig.2b projiziert, wobei das Bild mit Hilfe eines Spiegels 14 reflektiert und durch eine Linse 13 gelenkt wird. Die bisher beschriebenen Teile der Vorrichtung sind auf einer Seite einer lichtundurchlässigen Trennwand 15 angeordnet, auf deren anderer Seite eine Lichtquelle 16 so angeordnet ist, daß sie im wesentlichen parallele Lichtstrahlen aussendet, die von einem Spiegel 17 so reflektiert werden, daß sie senkrecht auf die Oberfläche des Holzstücks 12 treffen.
  • Da die von der Lichtquelle 16 ausgehenden Lichtstrahlen im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, ergeben sie eine genau definierte Grenzlinie 18, die in Fig.2b dargestellt ist. Diese Grenzlinie liegt im Abstand von etwa 2 mm von dem Streifen 11 auf der Oberfläche des Holzstücks 12, der auf das Feld der Photodioden 10 projiziert wird und das Bild darstellt. Die Photodioden des Feldes werden mit Hilfe herkömmlicher elektronischer Abtastverfahren abgetastet. Es ist daher zu erkennen, daß beim Vorbeibewegen des Holzstücks an derVorrichtung von dem Photodiodenfeld Daten geliefert werden können, die sich auf in seiner Oberfläche auftretende Fehler beziehen.
  • Als weitere Möglichkeit kann eine Vorrichtung vorgesehen sein, wie sie in den Figuren 3a und 3b dargestellt ist, bei der ein Helium-Neon-Laser 19 dazu verwendet wird, einen zur Bildung eines Lichtflecks 22 auf die Oberfläche eines Holzstücks 21 gerichteten Strahl 20 zu erzeugen. Die Maserungsrichtung des Holzstücks ist durch den Pfeil 23 angegeben, und in einem Bereich, der etwa im Abstand von 2 mm vom Laser-Lichtfleck längs der Längsachse der Maserung liegt, wird ein durch den Licht punkt 24 angegebenes Bild mit Hilfe von Spiegeln 25 und 26 reflektiert und über eine Linse 27 zu einem Detektor oder einem DetektorSeld 28 gelenkt. Obgleich es in Fig.3a nicht dargestellt ist, könnte der Detektor ein HeNe-FLlter aufweisen, damit er nur auf Laser-Licht anspricht und für nicht kohärentes Licht unempfindlich ist, das zu einem später noch zu erläuternden Zweck von einem Lichtstrahler 29 erzeugt wird.
  • Im Spiegel 26 ist ein Loch angebracht, durch das der Laser -Strahl 20 gelenkt wird, damit er vom Spiegel 25 auf das Holzstück 21 reflektiert wird. Der Spiegel 25 ist so ausgebildet, daß er drehbar oder ablenkbar ist, so daß der Lichtfleck 22 und das Bild 24 über das Holzstück 21 geführt werden können.
  • Abhängig von der Intensität des von dem das Bild darstellenden Lichtflecks 24 wird ein Fehler angezeigt.
  • Der Detektor 28 von Fig.3a kann zwar aus einem Signalaetektor bestehen, der für die Intensität des Bildes 24 im Vergleich zu einem festen Schzrellex ert empfindlich ist, doch könnte der Detektor 28 auch aus einer in Fig.4 dargestellten ;;nordnung bestehen. Diese Detektoranordnung besteht aus Detetoren D1, D2, D3, 1)4 und D5, die lichteitlpfindliche Dioden oder Transistoren sein können, Der Detektor D3 ist so angeordnet, daß er mit dem Bild des Lichtflecks zusammenfällt und die Detektoren D1 undD2 sind im rechten Winkel zum Detektor D3 angeordnet, so daß der Detektor D1 reflektiertes Licht empfängt, das längs der Maserung vom Lichtfleck aus gewandert ist, während der Detektor D2 reflektiertes Licht empfängt, das vom Lichtfleck aus quer zur Maserung gewandert ist oder umgekehrt. Die Detektoren D1 D2 und D3 werden jeweils mit reflektiertem Licht beleuchtet, das ein HeNe-Filter 30 durchlaufen hat,das auf die Laser-Wellenlänge abgestimmt ist. Diese Detektoren sind somit im wesentlichm unempfindlich für das Umgebungslicht und für Licht aus dem Lichtstrahler 29. Licht aus dem Lichtstrahler 29 wird jedoch von einem Bereich 31 reflektiert und einerseits durch einen halbverspiegelten Spiegel 32 zu einem Rotfilter 33 und zum Detektor D4 und andrerseits über ein Blaufilter 34 zum Detektor D5 gelenkt.
  • Durch Vergleichen der Ausgangssignale der Detektoren D1 und D2 kann ein Holzfehler festgestellt werden, und durch Überprüfen der Farbe des Fehlers, d.h. der Farben blau oder rot, die abhängig von der relativen Amplitude der Ausgangssignale der Detektoren D4 und D5 angezeigt wird, kann der Typ des Fehlers identifiziert oder zur Erleichterung der anschliessenden Identifizierung zumindest klassifiziert werden, wenn zu dem Fehler gehörige Daten beispielsweise durch Mustererkennungsverfahren gesammelt worden sind, bei denen die Form und die Struktur des Fehlers bewertet werden können.
  • Eine Anordnung zur Holzklassifizierung unter Verwendung der in den Figuren 3 und 4 dargestellten Vorrichtung kann so aufgebaut sein, wie in Fig.5 dargestellt ist, wobei die Detektoren D1, D2 und D4, D5 Komparatoren 35 bzw. 36 speisen.
  • Der Komparator 35 ist so ausgebildet, daß er ein Ausgangssignal abgibt, wenn das Ausgangssignal des Detektors, der für das längs der Maserung wandernde Licht empfindlich ist, beispielsweise des Detektors D1, nicht wesantlich größer als das Signal aus dem für das quer zur Maserung wandernde Licht empfindlichen Detektor, beispielsweise den Detektor D2, ist. Signale aus den farbempfindlichen Detektoren D4 und D5 werden im Komparator 36 verglichen; wenn das Blausignal größer ist, wird Blaufäule oder eine andere Fäule angezeigt, und Signale aus dem Komparator 35 werden zur Leitung 37 durchgeschaltet, während dann, wenn das Rotsignal größer ist, Signale aus dem Komparator 35 zur Leitung 38 durchgeschaltet werden, was anzeigt, daß der festgestellte Fehler höchstwahrscheinlich ein Ast sein kann.Die Signale werden in einer Datenverarbeitungsanordnung 38, die einen Speicher enthalten kann, weiterverarbeitet, so daß das Ausmaß eines Fehlers und folglich seine Form und Struktur festgestellt werden können. Die obigen Daten werden bewertet, und das Holz wird dementsprechend klassifiziert.
  • Die oben beschriebene Vorrichtung eignet sich besonders für die Feststellung verschiedener Arten von Ästen; auch für die Feststellung von Blaufäule ist sie von Nutzen.
  • Blaufäule ist ein Pilzwachstum, das den Wert varallem wegen der Verunstaltung beeinflußt, die es verursacht; es handelt sich dabei um ein Pilzwachstum, das sich vom stärkehaltigen Inhalt von Grünholzzellen ernährt.
  • Es greift den Inhalt der Zellen an und ersetzt einen Teil des Zelleninhalts durch seine eigene Struktur.
  • Auf die Holzoberfläche auftreffendes Licht, das in die Zellen eindringt, wird von den Zellenwänden gefiltert, wobei der Hauptanteil des tatsächlich eindringenden, sich längs der Zellen ausbreitenden und die Zellen verlassenden Lichts in einem Infrarotband enthalten ist. Die Blaufäule, die die Zellen durchdringt, bewirkt eine sehr starke Dämpfung des Lichts in diesem Band. Die Dämpfung ist so groß, daß die Durchlässigkeit längs einer Bläufäule-Zelle kleiner als die Ausbreitung in Querrichtung normaler Zellen ist. Daher kann zur Feststellung von Blaufäule der gleiche Schwellenwert verwendet werden.
  • Durch Untersuchen der Signale, die mit Hilfe der Lichtdetektorvorrichtungen in den oben im Zusammenhang mit der Zeichnung beschriebenen Anordnungen erzeugt werden, ist es bei Verwendung von vergleichsweise einfachen Zeichenerkennungsvorrichtungen möglich, zwischen Astholz und Blaufäule oder anderen Fehlern zu unterscheiden, da jeder Fehler durch seine allgemeine Form und Struktur charakterisiert ist. Beispielsweise befindet sich der Astholzfehler gewöhnlich in kleinen, genau definierten Bereichen, während Blaufäule in Streifen und größeren unregelmäßigen Bereichen auftritt. Es ist daher möglich, ziemlich einfach zwischen Astholz und Blaufäule zu unterscheiden, wenn diese Fehler erst einmal als Fehler identifiziert worden sind.
  • Zur erkennung dieserverschiedenen Fehler werden Signale aus den Lichtdetektoren der mit einem Speicher ausgestatteten Datenverarbeitungsanordnung zugeführt, die die Fehler im Holz analysiert, und eine Anzeige liefert, die einer zugehörigen bestimmten Klassifizierungentspricht.
  • Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene weitere Abwandlungen der beschriebenen Vorrichtung möglich. Beispielsweise kann in der Anordnung nach den Figuren 3a und 3b der Detektor D3, der mit dem Laser-Lichtfleck zusammenfällt und ein direktes Bildsignal ergibt, mit dem indirekten Bild synchronisiert werden, das zur Isolierung gewisser Astfehler und/oder anderer Fehler von Nutzen sein kann.
  • Ein umfassendes System zur tiolzklassifizierung kann erzielt werden, indem die hier beschriebene Vorrichtung mit den in den britischen Patentanmeldungen Nr. 2473/74 und 2474/74 kombiniert wird.

Claims (9)

  1. P a t e n t a n s p r u c h e
    ( erfahren zum Feststellen von Fehlern in gesägtem oder gehobeltem Holz, dadurch gekennzeichnet, daß in eine Fläche des Holzes Licht gestrahlt wird, und daß das aus dem Holz an einer vom Eintrittsbereich entfernt liegenden Austrittstelle austretende Licht mittels einer Lichtdetektorvorrichtung untersucht wird, wobei ein Fehler in dem Holz zwischen dem Eintrittsbereich und dieser Austrittsstelle abhängig von dem austretenden Licht angezeigt wird.
  2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die in das zu untersuchende Holz in einem Eintrittsbereich Licht strahlt, eine Lichtdetektorvorrichtung zum Feststellen des Lichts, das an einer vom Eintrittsbereich entfernten Austrittsstelle aus dem Holz austritt, und zum Erzeugen eines ersten elektrischen Signals abhängig von dieser Feststellung, eine Vorrichtung zum Erzeugen eines zweiten elektrischen Signals oder Bezugssignals und eine Vergleichsvorrichtung zum Vergleichen des ersten elektrischen Signals mit dem zweiten elektrischen Signal und zur Abgabe eines vom Vergleichsergebnis abhängigen Ausgangssignals, das mit der Eigenschaft des zu untersuchenden Holzes in Beziehung steht.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine lichtundurchlässige Trennwand vorgesehen ist, die auf einer Seite mit einer Lichtübertragungsvorrichtung und auf der anderen Seite mit der Lichtdetektorvorrichtung zur Erzeugung des ersten elektrischen Signals versehen ist, und daß der Lichtdetektorvorrichtung ein Schwellenwertdetektor zugeordnet ist, der ein Ausgangssignal erzeugt, wenn das elektrische Signal aus der Lichtdetektorvorrichtung in einer vorbestimmten Beziehung mit einem voreingestellten Schwellenwertsignal steht, das das zweite elektrische Signal bildet.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtdetektorvorrichtung aus mehreren lichtempfindlichen Bauelementen besteht, die so angeordnet sind, daß sie ein Feld bilden und daß sie sich Seite an Seite quer über ein Untersuchungstor erstrecken, durch das das zu untersuchende Holz geführt wird.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Lenken eines Lichtflecks auf die Oberfläche des zu untersuchenden Holzes, eine Fokussierungsvorrichtung zum Fokussieren des von der von dem Lichtfleck entfernten Ausiristelle reflektierten Lichts zu der Lichtdetektorvorrichtung und eine Abtastvorrichtung zum Führen des Lichtflecks über die Oberfläche des Holzes und zum gleichzeitigen Abtasten der Lichtdetektorvorrichtung mit dem an der Austrittsstelle reflektierten Licht.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine weitere Lichtdetektorvorrichtung, auf die Licht von einem weiteren definierten Bereich des zu untersuchenden Holzes fokussiert wird, der bezüglich des Lichtflecks im wesentlichen senkrecht im Abstand von der Austrittsstelle liegt, wobei die weitere Lichtdetektorvorrichtung das zweite elektrische Signal liefert.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Lichtfleck erzeugende Vorrichtung aus einem Laser besteht und daß die Lichtdetektorvorrichtung und die weitere Lichtdetektorvorrichtung mit dem vom Holz reflektierten Licht über ein Filter gespeist werden, das so ausgebildet ist, daß es Licht mit der Wellenlänge des Lasers durchläßt.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei weitere Detektoren vorgesehen sind, die für rotes Licht bzw. für blaues Licht empfindlich sind, das von dem zu untersuchenden Holz reflektiert wird, wobei das Ausgangssignal der weiteren Detektoren in weiteren Vergleichsvorrichtungen verglichen wird.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Signale aus den weiteren Vergleichsvorrichtungen einer Durchschaltvorrichtung zugeführt werden, die auch mit Signalen aus der Vergleichsvorrichtung versorgt wird, so daß die Durchschaltvorrichtung Ausgangssignale abgibt, die die Eigenschaften eines festgestellten Holzfehlers anzeigen.
    O. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Datenverarbeitungsanordnung mit einem Speicher, die zur Anwesenheit eines Fehlers gehörige und durch Signale aus der Vergleichsvorrichtung repräsentierte Daten sowie zu den Eigenschaften eines festgestellten Fehlers gehörige und durch Signale aus den weiteren Vergleichsvorrichtungen repräsentierte Daten so verarbeitet und benutzt, daß ein Ausgangssignal erzeugt wird, das die Qualität des untersuchten Holzes anzeigt.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3200810A1 (de) * 1981-02-10 1982-08-19 Altim Control Ky, Varkaus "verfahren zur erkennung der eigenschaften von holzoberflaeche"
EP2282196A1 (de) * 2009-08-06 2011-02-09 Stora Enso Wood Products GmbH Verfahren zur Erkennung von Bläue bei Holz
US11364589B2 (en) 2018-07-12 2022-06-21 Boa-Franc, S.E.N.C. Method of making wood flooring boards

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19745910C2 (de) * 1997-10-17 1999-11-18 Stn Atlas Elektronik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen von Hartholzoberflächen auf Risse

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3165961A (en) * 1962-11-30 1965-01-19 Weyerhaeuser Co Apparatus for automatically cutting defective veneer sheets

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3165961A (en) * 1962-11-30 1965-01-19 Weyerhaeuser Co Apparatus for automatically cutting defective veneer sheets

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
The Engineer, 9. Febr. 1962, S.290-291 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3200810A1 (de) * 1981-02-10 1982-08-19 Altim Control Ky, Varkaus "verfahren zur erkennung der eigenschaften von holzoberflaeche"
EP2282196A1 (de) * 2009-08-06 2011-02-09 Stora Enso Wood Products GmbH Verfahren zur Erkennung von Bläue bei Holz
US11364589B2 (en) 2018-07-12 2022-06-21 Boa-Franc, S.E.N.C. Method of making wood flooring boards

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