DE2534023C2 - Verfahren zum Feststellen von Fehlern in gesägtem oder gehobeltem Holz und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

tin Verfahren und eine Vorrichtung dieser Art sind auf den Seiten 290, 291 in »The Engineer«. 9. Februar 1962, beschrieben. Dabei wird zum Erkennen von Fehlerstellen, beispielsweise eines Astflecks oder eines dunkelrandigen Lochs in der Holzoberfläche, auf eine Photozelle durch Licht eingewirkt, das von einem Bereich der Oberfläche reflektiert wird, der durch einen Abtastlichtstrahl angestrahlt wird. Die Zuverlässigkeit des bekannten Verfahrens ist jedoch unbefriedigend, da die Färbung von Astflecken stark unterschiedlich ist was sogar bei einer vorgegebenen Holzart gilt, so daß die Menge des von einem Astfleck reflektierten Lichts gelegentlich gleich oder sogar größer als die von einem normalen Abschnitt des Holzes reflektierte Lichtmenge sein kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs angegebenen

Art zu schaffen, womit eine wesentlich größere Zuverlässigkeit beim Erkennen von Astflecken oder ähnlichen Fehlerstellen im Holz erzielt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merk- s male des Anspruchs 1 und bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 2 gelöst

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 vorn Eintrittsbereich abnimmt. Licht, das sich längs der Maserung ausbreitet, wird jedoch wesentlich weniger gedämpft als Licht, das quer zur Maserung wandert Es ist daher wünschenswert, aus dem Holz austretendes Licht an einer Stelle festzustellen, die im -wesentlichen entlang eier Längsachse der Maserung im Abstand vom Eintrittsbereifti 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

Vorzugsweise ist die Vorrichtung zur Du^rchführung des Verfahrens derart ausgebildet, 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.

Die Vorrichtung kann von Hand oder automatisch in einem vorbestimmten Abstand von dem zu untersuchenden Holz gehalten werden. Ein typischer Abstand beträgt etwa 1 cm oder weniger, während eine typische Dicke der Trennwand oder ein typischer Abstand zwischen der Lichtübertragungsvorrichtung und der Lichtdetektorvorrichtung in der Größenordnung von 2 mm liegen kann.

Es können Abtastvorrichtungen vorgesehen sein, die ein Bild der zu untersuchenden Holzoberfläche über die Detektorvorrichtung führen, wenn das Holz an der Arbeitsstation vorbeibewegt wird, an der sich die Ur.tersuchungsvorrichtung 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 erstrecken, 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 Eintrittsbereich aus übertragen wird, die im wesentlichen senkrecht zu der Richtung ist, in der Licht vom Eintrittsbercich zu der Austrittsstelle übertragen wird und das an einem weiteren definierten Bereich austritt.

Auf diese Weise wird Licht vom Eintriltsbereich längs der Maserung des- Hohes zu der Austrittsstelle übertragen, während es zu dem weiteren definierten Bereich quer zur Maserung übertragen wird oder umgekehrt Da sich in gutem Holz Licht leichter längs der Maserung als quer dazu ausbreitet, ergibt ein Vergleich zwischen der Lichtintensität an der Austrittsstelle und an dem weiteren definierten Bereich, die senkrecht in bezug auf den Eintrittsbereich liegen, eine Anzeige der Eigenschaft des dazwischenliegenden Holzes.

Eine Ausführungsform der Vorrichtung ist gekennzeichnet 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 kommenden Lichts zu der Lichtdetektorvorrichtung und durch eine Abtastvorrichtung zum Führen des Lichtflecks über die Oberfläche des Holzes und zum gleichzeitigen Abtasten der Lichtdetektorvorrichtung mit dem von der Austrittsstelle korkenden Licht

Eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine weitere Lichtdetektorvorrichtung, wobei die Fokussierungsvorrichtung zum Fokussieren des von der Austrittsstelle kommenden Lichts auch zur Fokussierung von Licht verwendet wird, das von einem weiteren definierten Bereich kommt dessen Abstand vom Lichtfleck im wesentlichen senkrecht zu dessen Abstand von der Austrittsstelle liegt, und wobei die weitere Lichtdetektorvorrichtung das zweite elektrische Signa! liefert.

Es kann auch ein weiterer Lichtdetektor vorgesehen sein, auf den von dem Lichtfleck oder dem Eintrittsbereich kommendes Licht mit Hilfe der Fokussierungsvorrichtung zum Fokussieren des von der genannten Austrittssielle kommenden Licht fokussiert werden kann.

Die Vorrichtung zur Erzeugung des Lichtflecks kann aus einem Laser bestehen, und das von den verschiedenen Detektoren empfangene Licht kann durch fin Filter der Wellenlänge des Lasers geleitet werden. Beispielsweise kann ein Helium-Neon-Laser zusammen mit einim entsprechenden Filter verwendet werden. Auf diese Weise wird der Einfluß des Hintergrundlichts auf die verschiedenen Lichtdetektoren zum größten Teil ausgeschaltet.

Die Fokussierungsvorrichtung zum Fokussieren des Lichts, das von dem vom Lichtfleck entfernten Bereich kommt, kann aus einem Linsensystem bestehen.

Die Abtastvorrichtung kann aus einem Abtastspiegelsystem bestehen.

Die Vorrichtung kann einen weiteren Spiegel enthalten, mit einem Loch durch welches das Licht vom Laser über das Abtastspiegehystem auf das Holz fällt, und der daz·· verwendet wird, das vom Holz empfangene Licht über das Abtastspiegelsystem durch das Linsensystem und auf die LichtJetektorvorrichtung uno/cder weitere Lichtdetektorvorrichtungen und den weiteren Lichtdetektor zu lenken.

Obgleich mittels einer Anordnung, bei der eine Differenzdetektion gemäß der obigen Beschreibung angewendet wird, die Anwesenheit fast aller Arten von Holzfehlern festgestellt werden kann, ist die Unterscheidung verschiedener Arten 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 untersuchten Bereiche des Holzes ansprechen. Einem der zusätzlichen Detektoren kann ein Rotfilter zugeordnet sein, und er kann für tiefes Rotlicht empfind-

lieh 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 Detektoren können verglichen werden, und das Vergleichsergebnis kann zur Trennung der Fehler nach Kategorien herangezogen werden. Ein Fehler, der mehr blaues als rotes Licht reflektiert, ist normalerweise ein auf Fäule beruhender Fehler, während ein Fehler der allgemein rot ist, gewöhnlich ein Ast ist.

Signale aus den Lichtdetektoren können einer Signalerkennungsanordnung zugeführt werden, mit deren Hilfe 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 sind zwar zur Verwendung von sichtbarem Licht gedacht, doch kann auch Licht im nicht sichtbaren Spektrum, insbesondere Infrarotlicht, verwendet werden. Auch sind das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders gut für die Feststellung von Fehlern in gesägtem 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 zeigt

Fig. la eine teilweise im Schnitt ausgeführte Seitenansicht einer Vorrichtung zur Feststellung von Fehlern im Holz,

Fig. Ib eine schematische Draufsicht auf die Vorrichtung von F ig. la,

F i g. 2a eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum optischen Abtasten von Holz zur Feststellung gewisser Fehler,

Fi g. 2b eine Draufsicht auf einen Teil der in Fig.2a dargestellten Vorrichtung,

F i g. 3a eine schematische Seitenansicht einer anderen Vorrichtung zum optischen Abtasten von Holz zur Feststellung gewisser Fehler,

F i g. 3b eine schematische Draufsicht auf einen Teil der Vorrichtung von F ι g. 3a,

F i g. 4 ein schematisches Blockschaltbild einer Detektoranordnung und

F i g. 5 ein schematisches Blockschaltbild einer Maschine zur Klassifizierung von Holz, die von Ausgangssignalen aus der Detektoranordnung von Fig.4 Gebrauch macht

Bevor die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert wird, seien zunächst die bei der Feststellung von Fehlern in Holz auftretenden Probleme, sowie die zugehörige Technologie erörtert. Die Mehrheit der Zellen in Weichholz sind Tracheide; eine Tracheid-Zelle ist eine längliche Zelle mit einer Länge von typischerweise 3 bis 5 mm, und sie hat ein sehr großes Schlankheitsverhältnis in der Größenordnung von 50 :1. Für die Erläuterung der Erfindung kann eine Tracheid-Zelle als ein geschlossener Zylinder betrachtet werden. Die Zellenwanddicke schwankt beträchtlich; sie ist in Frühlingsholz, das durch das schnelle Wachstum zu Beginn der Wachstumsperiode erzeugt wird, sehr dünn, während sie im Sommerholz wesentlich dicker ist. Die Zellen von Grünholz enthalten eine stärkehaltige Zukkerverbindung, die in Hartholz fester wird, wo sie als Lignin bekannt ist und keine freien Zuckerverbindungen enthält. Die Tracheid-Zellen erzeugen die Mase- rung des Holzes, wobei die Richtung der Maserung die Längsrichtung der Tracheide ist.

Wenn Licht auf die Holzoberfläche fällt, wird der Hauptanteil des Lichts von der Oberfläche zerstreut und reflektiert, und der Rest dringt in die Tracheid-Zel-

is len ein, in denen er vom Zellcninhalt gestreut wird. Längs der Achse der Zellen gestreutes Licht trifft natürlich auf weniger Zellenwände pro Längeneinheit als Licht, das sich quer durch die Zellen ausbreitet. Wenn die Intensität des aus der Oberfläche des HoI- zes um einen Beleuchtungsauftrcffpunkt austretenden Lichts 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 in einem Abstand vor 2 mm von der Beleuchtungsquelle am größten (etwa 50 : t), und dieser Effekt wird im erfindungsgemä ßen Verfahren zur Identifizierung von Astholz und ge wisser anderer Holzfehler ausgenutzt. Bei allen Astknoten tritt eine plötzliche und große Änderung der Tracheidausrichtung auf, die völlig unabhängig von der Farbe ist. Ein Astknoten ist ja 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.

Eine beispielhafte 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 einem Ende 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 erzeug, 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 dss Licht erzielt, das in das Holzstück 1 und längs der 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 Kontrast zwischen dem von der Lichtquelle quer zur Maserung und dem von der Lichtquelle längs zur Mase rung wandernden Licht in einem Abstand von 2 mm 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 in Abhängigkeit vom mittleren Wert des vom Detektor 4 empfangenen Lichts, doch hat sich gezeigt, daß ein einfacher fester Schwellenwert iür das an die Eingangsklemme 6 angelegte Signal zufriedenstellend ist, da das Kontrustverhältnis von 50 :1 so groß ist.

Es ist zu erkennen, daß bei der Verwendung der Vorricli.-i.-ng normalerweise eine Kopplung zwischen der Lichtquelle 2 und dem Detektor 4 über die Holzmaserung stattfindet, doch wird beim 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, so daß die Anzeige eines Fehlers dadurch erleichtert wird. Eine Abtastung kann dadurch erreicht sein, daß die in dem Rohr enthaltene Vorrichtung zur Feststellung von Fehlern sich quer über das Holz bewegt; andererseits können auch Äbiaitanorunungcii vorgesehen werden, mit deren Hilfe ein Bild der zu untersuchenden Holzoberfläche an einem Lichtdetektor vorbeigeführt wird.

Zur Fehlerfeststellung kann eine Gruppe von aus seitlich nebeneinander angeordneten Detektoren in einer Linie quer zur Längsachse der Holzmaserung angeordnet wetden. Andererseits kann auch eine Gruppe von 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 F i g. 2a und 2b beschrieben.

Uach F i g. 2a und 2b wird auf eine Photodiodengruppe 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 i^e «~~*~-^—-■· *^f der" "n^crer 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 klare Grenzlinie 18, die in F i g. 2b dargestellt ist. Diese Grenzlinie liegt im Abstand von etwa 2 mm von dem Streifen 11 auf der Oberfläche des Holzstücks 12, der auf die Gruppe der Photodioden 10 projiziert wird und das Bild darstellt Die Photodioden der Gruppe werden mit Hilfe herkömmlicher elektronischer Abtastverfahren abgetastet Es ist daher zu erkennen, daß beim Vorbeibewegen des Holzstücks an der Vorrichtung von der Photodiodengruppe Daten geliefert werden können, die mit in seiner Oberfläche auftretenden Fehlern in Beziehung stehen.

Als weitere Möglichkeit kann eine Vorrichtung vorgesehen sein, wie sie in den F i g. 3a und 3b dargestellt ist bei der ein Helium-Neon-Laser 19 dazu verwendet wird, einen zur Bildung eines Lichtflecks 22 mittels eines Spiegels 25 auf die Oberfläche eines Holzstücks 21 gerichteten Strahl 20 zu erzeugen. Die Maserungsrichtung des Holzstücks ist durch den Pfeil 23 angegeben, und ein Bild eines Bereichs 24 der etwa im Abstand von 2 mm vom Laser-Lichtfleck längs der Längsachse der Maserung liegt wird mit Hilfe von Spiegeln 25 und 26 reflektiert und durch ein« Linse 27 auf einen Detektor oder eine Detektorgruppe 28 fokussiert Obgleich es in Fig.3a nicht dargestellt ist könnte der Detektor ein HeNe-Filter aufweisen, damit er nur auf Laser-Licht anspricht und für nicht kohärentes Licht unempfindlich ist, z. B. auf Licht das zu einem später noch zu erläuternden Zweck von einem Lichistrahler 29 erzeugt wird.

Der Spiegel 26 enthält ein Loch, durch das der Laser-Strahl 20 so hindurchgeht, daß 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 der auf die Detektorvorrichtung fokussierte Bereich 24 der Holzoberfläche zur Abtastung

ίο über das Holzstück 21 geführt werden können.

Durch eine Änderung der Intensität des auf die Lichtdciektorvorrichtung fokussierten, vom Bereich 24 kommenden Lichts wird ein Fehler angezeigt.

Der Detektor 28 von F i g. 3a kann zwar aus einem Signaldetektor bestehen, der für die Intensität des Bildes 24 im Vergleich zu einem festen Schwellenwert empfindlich ist, doch könnte der Detektor 28 auch aus einer in F i g. 4 dargestellten Anordnung bestehen. Diese Deiekiuiatiorunuug ucMciii aui Dcickiutcii D]. £/;.

Di, Di und Di, die lichtempfindliche Dioden oder Transistoren sein können. Der Detektor D₃ ist so angeordnet, daß er mit dem Bild des Lichtflecks zusammenfällt und die Detektoren D\ und Di sind im Abstand von Detektor Dj in Richtungen angeordnet, die einen rechten Winkel zueinander bilden, so daß der Detektor D\ Licht empfängt, das längs der Maserung vom Lichtfleck aus gewandert ist, während der Detektor Di Licht empfängt, das vom Lichtfleck aus quer zur Maserung gewandert ist und umgekehrt. Die Detektoren A. Di und Dj werden jeweils mit Licht beleuchtet, das ein HeNe-Filter 30 durchlaufen hat, das auf die Laser-Wellenlänge abgestimmt ist. Diese Detektoren sind somit im wesentlichen unempfindlich für das Umgebungslicht und für Licht aus dem Lichtstrahler 29. Licht aus dem Lichtstrahler 29 wird jedoch von einem Bereich 31 der Holzoberfläche reflektiert und einerseits durch einen halbdurchlässigen £nj£AAi 32 über ein Rotfilter 33 zum Detektor D* und andererseits durch den Spiegel 31 hindurch über ein Blaufilter 34 zum Detektor Dj gelenkt.

Durch Vergleichen dev Ausgangssignale der Detektoren D\ und Di kann die Anwesenheit eines Holzfehlers festgestellt werden, und durch Feststellung der Farbe des Fehlers, blau oder rot, die durch Vergleich der Amplituden der Ausgangssignale der Detektoren Di, und D%

*s angezeigt wird, kann der Typ des Fehlers identifiziert oder mindestens zur Erleichterung einer anschließenden Identifizierung klassifiziert werden, für welche weitere zu dem Fehler gehörige Daten beispielsweise durch Mustererkennungsverfahren gesammelt worden sind,

so bei denen die Form und die Struktur des Fehlers bewertet werden können.

Eine Anordnung zur Holzklassifizierung unter Verwendung der in den F i g. 3 und 4 dargestellten Vorrichtung kann so aufgebaut sein, wie in F i g. 5 dargestellt ist, wobei die Detektoren A und Di bzw. Di, und A· Komparatoren 35 bzw. 36 speisen. Der Komparator 35 ist so ausgebildet, daß er ein Ausgangssignal abgibt, wenn das Ausgangssignal des Detektors, der für längs der Maserung wanderndes Licht empfindlich ist beispielsweise des Detektors A. nicht wesentlich größer als das Signal aus dem für quer zur Maserung wanderndes Licht empfindlichen Detektor, beispielsweise dem Detektor D₂, ist Signale aus den farbempfindlichen Detektoren D₄ und Di werden im Komparator 36 verglichen, dessen Ausgangssägna! eine Urnschaltvorrichtung 40 für das Ausgangssignal des Komparators 35 steuert; wenn das Blausignal größer ist, Blaufäule oder eine andere Fäule anzeigt werden Signale aus dem Komparator 35 zur

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Leitung 37 durchgeschaltet, während dann, wenn das Rotsignal größer ist, was anzeigt, daß der festgestellte Fehler höchstwahrscheinlich ein Astfleck ist, Signale aus dem Komparator 35 zur Leitung 38 durchgeschaltet werden. Die Signale werden in einer Datenverarbeitungsanordnung 34, 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 vor allem 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 Zeüeninhaits 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 Blaufärbung, die bei Blaufäule in die Zellen eindringt, bewirkt eine sehr starke Dämpfung des Lichts in diesem Band. Die Dämpfung ist so groß, daß die Durchlässigkeit längs einer Blaufäule-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 Asiholz und Biaufäuie oder änderen 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 einma! als Fehler identifiziert worden « sind.

Zur Erkennung dieser verschiedenen Fehler werden Signale aus den Lichtdetektoren der mit einem Speicher ausgestatteten Datenverarbeitungsanordnung zugeführt, die die Fehler im Holz analysiert, und eine Anzei- ge liefert, die einer ihnen entsprechenden Klassifizierung des Holzes entspricht

In der Anordnung nach den F i g. 3a und 3b ergibt der Detektor Dj, der mit dem Laser-Lichtfleck zusammenfällt, ein direktes Bildsignal, das mit dem indirekten Bild 55 I synchronisiert ist und zur Isolierung gewisser Astfehler und/oder anderer Fehler von Nutzen sein kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 60

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Claims (12)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Feststellen von Fehlern in gesägtem oder gehobeltem Holz, bei dem Licht auf einen Bereich einer Oberfläche des Holzes gestrahlt wird, und von dieser Holzoberfläche ausgehendes Licht mit einer Lichtdetektorvorrichtung gemessen wird., wobei ein Fehler in dem Holz abhängig von dem gemessenen Licht angezeigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß von einer dem bestrahlten Bereich benachbarten Stelle der Oberfläche des Holzes ausgehendes Licht untersucht wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Beleuchtungsvorrichtung, die einen Bereich der Oberfläche des zu untersuchenden Holzes mit Licht bestrahlt, einer Lichtdetektorvorrichtung, die das von dieser Oberfläche ausgehende Licht mißt und ein von dieser Messung abhängiges ffektrisches Signal erzeugt, und einer Auswertevorrichtung, die an diese Lichtdetektorvorrichtung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtdetektorvorrichtung (4; 10; 28) so angeordnet ist, daß sie das an einer dem bestrahlten Bereich benachbarten Stelle (1, 22,24) der Oberfläehe des Holzes austretende Liebt mißt, und daß die Auswertevorrichtung eine Vergleichsvorrichtung (5, 35) enthält, die das erhaltene elektrische Signal mit einem Bezugssignal vergleicht und in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis ein von den Eigenschaften des untersuchen Holzes beeinflußtes Ausgangssignal erzeugt

3. Vorrichtung nach Anspruch 2. gekennzeichnet durch eine Abschirmung (3,15), s*^:s den Zugang von Licht aus dem beleuchteten Bereich und dem zwisehen diesem und der entfernten Stelle liegenden Teil der Holzüberfläche zur Lichtdetektorvorrichtung (4,10) verhindert

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Abschirmung aus einer lichtun- durchlässigen Trennwand (3) besteht, auf deren einer Seite die Beleuchtungsvorrichtung (2) und auf deren anderer Seite die Lichtdetektorvorrichtung (4) angeordnet sind, die mit einem Schwellenwertdetektor (5) derart zusammenarbeitet, daß der letztere ein « Ausgangssignal erzeug'., wenn das Signal aus der Lichtdetektorvorrichtung (4) in einer vorbestimmten Beziehung mit einem als Bezugssignal verwendeten voreingestellten Schwellenwertsignal steht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtdetektorvorrichtung (10) aus einer Gruppe von nebeneinander liegenden Detektoreinheiten besteht, die sich Seite an Seite quer über ein Untersuchungstor erstreckt, durch das das zu untersuchende Holz geführt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (19, 25) zur Erzeugung eines zwecks Abtastung beweglichen Lichtflecks auf der Oberfläche des zu untersuchenden Holzes (21), durch eine Fokussierungsvorrichtung μ (25, 26, 27) zum Fokussieren des von einer auf derselben Holzoberfläche in einem gewählten Absland vom Lichtfleck liegenden Stelle kommenden Lichts auf die Lichtdetcktorvorrichtung (28), und durch eine Abtastvorrichtung (25) zur Erzeugung einer ge- meinsamen Abtastbewegung des auf der Holzoberfläche erzeugten Lichtflecks und der auf die Lichtdetektorvorrichtung (28) fokussieren Stelle der Holz

oberfläche.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine weitere Lichtdetektorvorrichtung (D 2), auf die Licht von einer Oberflächenstelle des zu untersuchenden Holzes fokussiert wird, die bezüglich des Lichtflecks um etwa 90° gegen die auf die erstgenannte Detektorvorrichtung (DX) fokussiert Stelle versetzt ist und die das zweite elektrische Signal liefert

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß die den Lichtfleck erzeugende Vorrichtung aus einem Laser (19) besteht, und daß die Lichtdetektorvorrichtungen (Di, D2) mit dem von der Holzoberfläche kommenden Licht über ein Filter (30) gespeist werden, das Licht mit der Wellenlänge des Lasers (19) durchläßt

9. Vorrichtung nach Anspruch 6,7 oder 8, gekennzeichnet durch zwei weitere Detektoren (D 4, DS), die für rotes bzw. blaues von der Oberfläche des zu untersuchenden Holzes kommendes Licht empfindlich sind, und durch eine weitere Vergieichsvorrichtung (36) für die Ausgangssignale dieser weiteren Detektoren.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Durchschaltvorrichtung (40), der Signale aus den beiden Vergleichsvorrichtungsn (35,36) zugeführt werden, so daß die Durchschaltvorrichtung (40) Ausgangssignale abgibt aus denen die Art eines festgestellten Holzfehlers erkennbar ist

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Datenverarbeitungsanordnung (39) mit einem Speicher, welche die die Anwesenheit eines Fehlers anzeigende, durch Signale aus der Vergleichsvorrichtung (35) repräsentierte Daten sowie die die Eigenschaften eines festgestellten Fehlers anzeigenden, durch Signale aus der zweiten Vergleichsvorrichtung (36) repräsentierte Daten so verarbeitet und verwertet daß ein Ausgangssignal erzeugt wird, das die Eigenschaften oder die Qualität des untersuchten Holzes anzeigt

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem bestrahlen Eintrittsbereich und der entfernten Stelle ungefähr 2 mm beträgt