DE4235956A1 - Verwendung von elektromagnetischen und/oder akkustischen Wellen zur Identifizierung von Materialien durch Erfassen der Materialstruktur - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von elektromagnetischen Wellen im UV-, sichtbaren und Infrarotbereich und/oder von akustischen Wel­ len zur Identifizierung von Materialien durch Bestrahlen der Materialien, Erfassen der Struktur, insbesondere der Oberflächenstruktur der Materia­ lien, Identifizierung der von den bestrahlten Materialien ankommenden Wel­ len in einem Signalverarbeitungsgerät mit Datenspeicher durch Vergleich mit dort gespeicherten Daten und Ingangsetzen einer Sortiereinrichtung zum Aus­ sortieren identifizierter Materialien mittels Signalen aus dem Signalverar­ beitungsgerät.

Trennen und Sortieren spielen in Industrie, Gewerbe und Haushalten eine be­ achtliche Rolle. Noch immer wird hierzu häufig Handarbeit eingesetzt. Es stehen jedoch bereits hochmoderne vollautomatische Trennanlagen zur Verfü­ gung, die aufgrund von Merkmalen wie Größe, Form, Farbe, Schriftzügen, Fir­ menkennzeichen und dergleichen, bestimmte Objekte identifizieren und Sor­ tiereinrichtungen in Gang setzen, um die Objekte auszusortieren. Ein be­ kanntes Beispiel ist in der Lebensmittelindustrie das Aussortieren minder­ wertiger Produkte, wie z. B. bei der Abpackung von Kaffeebohnen und son­ stigen Lebens- und Genußmittel.

Entwicklungen dieser Art sind auch im Bereich der Rückgewinnung wertvoller Bestandteile aus Abfällen bekannt.

So macht man sich gemäß DE-OS 40 18 757 die unterschiedliche Wärmeaufnahme von elektrisch leitenden und nichtleitenden Abfallmaterialien zunutze, um eine Sortierung der Materialien vornehmen zu können. Hierzu werden die auf einem Förderband vereinzelten Gemischbestandteile mit Infrarotstrahlung be­ strahlt, durch Wärmesensoren die unterschiedliche Wärmeabstrahlung gemessen und über Signale aus der Sensoranlage eine Sortiereinrichtung in Gang ge­ setzt.

In der DE-OS 40 21 882 wird ein Verfahren zum Erkennen unterschiedlicher Kunststoffe beschrieben, indem man ein Gemenge unterschiedlicher Kunst­ stoffe, wie es beispielsweise in Abfällen vorliegt, mit Mikrowellen be­ strahlt und auch hier die unterschiedliche Wärmeabstrahlung zur Betätigung einer Sortiereinrichtung nutzt. Zur Erfassung der Wärmeabstrahlung wird vorzugsweise ein Pyrometer verwendet.

In der DE-OS 42 12 713 wird ein System für die Wiederverwertung von Behältern offenbart, in der die Erkennungsstation auch Oberflächenmuster erfaßt und zur Identifizierung auswertet. Auf Seite 2 der Beschreibung ist erläutert, daß die charakteristischen Muster wie Rautenmuster, Noppenmuster und Rillen auf den Behältern durch Profilierung schon bei der Herstellung aufgebracht werden.

In der DE-OS 41 25 045 wird ein Verfahren zum Sortieren von Abfallgemischen offenbart, durch Bestrahlen der Abfallobjekte mit elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen, Aufnahme der von den bestrahlten Abfallobjek­ ten ankommenden Wellen in einer Signalverarbeitungsvorrichtung zur Identi­ fizierung der Abfallobjekte und Weiterleiten von Signalen aus der Signal­ verarbeitungsvorrichtung zu einer Sortiervorrichtung, die das identifi­ zierte Abfallobjekt aussortiert. Die Signalverarbeitungsvorrichtung erfaßt Merkmale wie äußere Form des Objekts, wie z. B. Flaschen-, Becher-, Tuben­ formen, kubische und andere Formen sowie Schriftzüge, Produktnamen, Firmen- bzw. Herstellernamen, Warenzeichen und Farben.

Ungelöst ist bisher die Aufgabe, Objekte zu sortieren, die willkürliche Formen besitzen, jedoch keine spezifischen Farben, Aufdrucke und derglei­ chen. Beispiele sind Papier, Pappen, Folien und Textilien, die neuwertig oder als Abfallgemisch vorliegen können, Bauschutt, der zahlreiche unter­ schiedliche Materialien enthalten kann, ferner Shredderabfälle, beispiels­ weise aus Autoshredderanlagen u. a.

Die Anmelderin hat nunmehr überraschend eine Lösung dieser Aufgabenstellung durch Verwendung von elektromagnetischen Wellen im UV-, sichtbaren und In­ frarotbereich und/oder von akustischen Wellen zur Identifizierung von Mate­ rialien gefunden, durch Bestrahlen der Materialien, Erfassen der Struktur, insbesondere der Oberflächenstruktur der Materialien, Identifizierung der von den bestrahlten Materialien ankommenden Wellen durch ein Signalverar­ beitungsgerät mit Datenspeicher durch Vergleich mit dort gespeicherten Da­ ten und Ingangsetzen einer Sortiereinrichtung zum Aussortieren identifi­ zierter Materialien mittels Signalen aus dem Signalverarbeitungsgerät.

Es ist allgemein bekannt, daß flächige Materialien, auch ohne daß bestimmte Muster wie Rillen, Rauten, Noppen und dergleichen vom Hersteller aufge­ bracht wurden eine Oberflächenfeinstruktur besitzen. So hat z. B. Packpa­ pier eine andere Oberflächenfeinstruktur als Hochglanzpapier. Eine wieder andere Struktur besitzt z. B. beschichtetes Papier. Karton besitzt eine an­ dere Feinstruktur als Schreibmaschinenpapier. Papiere besitzen ganz allge­ mein andere Feinstrukturen als Kunststoffolien. Kunststoffolien selbst un­ terscheiden sich untereinander ebenfalls häufig durch charakteristische Oberflächenfeinstrukturen, die abhängen von der Maschine, mit der die Folie erzeugt wurde, aber auch von der Art des zur Folienerzeugung verwendeten Kunststoffs. Die vorliegende Erfindung ist zur Identifizierung solcher flä­ chiger Materialien wie Papieren, Pappen, Folien, Textilien und dergleichen sehr gut geeignet. Hierbei kann es sich sowohl um die Sortierung neuwerti­ ger Materialien als auch von Abfällen handeln. Die äußere Form und Größe der zu identifizierenden Materialien ist hierbei ohne bzw. nur von sehr ge­ ringer Bedeutung. So kann es sich um Materialfetzen mit unregelmäßigen Rän­ dern handeln. Auch die Dicke der Materialien ist im allgemeinen ohne Bedeu­ tung. In Abhängigkeit von dem Auflösungsvermögen der zur Bestrahlung der Materialien verwendeten elektromagnetischen Strahlen können diese Fein­ strukturen erfaßt werden und in einem Signalverarbeitungsgerät mit gespei­ cherten Daten verglichen werden. Auf diese Weise ist die Identifizierung von bestimmten Oberflächen und damit Materialsorten möglich. Durch spezifi­ sche Signale an eine Sortiereinrichtung, die sowohl mechanisch als auch pneumatisch oder auf andere Weise arbeiten kann, ist das Aussortieren iden­ tifizierter Materialien möglich.

Erfindungsgemäß lassen sich auch bei Bauschutt sehr gute Sortierungsergeb­ nisse erzielen, da aufgrund der Materialstruktur, insbesondere der Oberflä­ chenstruktur Materialien, wie Holz, Leichtbaumaterial, Ziegelmaterial, keramisches Material, Metalle, Glas usw., ohne daß diese eine bestimmte Form besitzen müssen, sondern willkürlich gebrochen bzw. zerbrochen sein können, sehr gut voneinander getrennt werden. Auch die Struktur der Bruch­ stellen kann erfindungsgemäß von Bedeutung sein.

Analoges gilt für Shredderabfälle.

Unterstützend kann eine Identifizierung von Oberflächenfeinstrukturen da­ durch vorgenommen werden, daß die Abbildungen vergrößert werden, so daß diese vergrößerten charakteristischen Strukturen mit Hilfe im Signalverar­ beitungsgerät gespeicherter Strukturen identifiziert werden können.

Andere auf der Oberfläche vorhandene Kennzeichen, wie Aufdrucke von Namen, Warenzeichen, Farben und dergleichen können zur Identifizierung, sofern vorhanden, zusätzlich erfindungsgemäß herangezogen werden.

Analoges wie für UV-Strahlen und Strahlen des sichtbaren Lichts gilt auch für akustische Wellen, sofern das Auflösungsvermögen zum Erkennen der Ober­ flächenstrukturen ausreicht.

Die Verwendung von Infrarotstrahlen ist dann erfindungsgemäß zweckmäßig, wenn aufgrund unterschiedlicher Oberflächenstruktur eine unterschiedliche Erwärmung auftritt, wobei die Wärmeabstrahlung ebenfalls durch das Signal­ verarbeitungsgerät erfaßt und ausgewertet wird.

Von Bedeutung ist, daß die zu sortierenden Materialien auf einer Förder­ strecke vereinzelt werden und hierdurch einzeln erfaßt werden können.

Signalverarbeitungsvorrichtungen sind dem Fachmann bekannt. Sie können auch Kameras, Videokameras, Vergrößerungsgeräte, schallempfindliche Geräte und dergleichen enthalten.

Auch Bestrahlungsgeräte bzw. Strahlungsquellen, die die genannten elektro­ magnetischen und akustischen Wellen ausstrahlen, sind dem Fachmann bekannt, ebenso Abtrennvorrichtungen, die beispielsweise mechanisch, pneumatisch, hydraulisch, elektrostatisch und auf andere Weise arbeiten können.

Claims (6)

1. Verwendung von elektromagnetischen Wellen im UV-, sichtbaren und Infra­ rotbereich und/oder von akustischen Wellen zur Identifizierung von Mate­ rialien durch Bestrahlen der Materialien, Erfassen der Struktur, insbe­ sondere der Oberflächenstruktur der Materialien, Identifizierung der von den bestrahlten Materialien ankommenden Wellen in einem Signalverarbei­ tungsgerät mit Datenspeicher durch Vergleich mit dort gespeicherten Da­ ten und Ingangsetzen einer Sortiereinrichtung zum Aussortieren identifi­ zierter Materialien mittels Signalen aus dem Signalverarbeitungsgerät.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Objekte wie Pa­ pier und/oder Pappe und/oder Folien und/oder Textilien aus Abfallgemi­ schen, die solche Objekte enthalten, aussortiert werden.

3. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Materialien aus Bauschutt aussortiert werden.

4. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit sichtbarem und UV-Licht gearbeitet wird.

5. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Darstellung der Oberflächenstruktur durch die verwendeten Wellen vergrö­ ßert wird und die vergrößerten charakteristischen Strukturen mit Hilfe von im Signalverarbeitungsgerät gespeicherten Strukturen identifiziert wird.

6. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zu­ sätzlich Merkmale wie Beschriftung und/oder Kennzeichnen und/oder Farbe und/oder aufgebrachte Oberflächenmuster zur Identifizierung genutzt werden.