DE60217985T2

DE60217985T2 - Vorrichtung und Verfahren zur automatischen Inspektion von Gegenständen, die vornehmlich in einem einlagigen Fluss defilieren

Info

Publication number: DE60217985T2
Application number: DE60217985T
Authority: DE
Inventors: Antoine Bourely; Roger Pellenc
Original assignee: Pellenc SAS
Current assignee: Pellenc SAS
Priority date: 2001-03-19
Filing date: 2002-03-18
Publication date: 2008-02-28
Anticipated expiration: 2022-03-19
Also published as: DE60217985D1; ES2206085T3; AU2002247822B2; WO2002074457A1; DE02360092T1; JP2004529334A; US20040095571A1; EP1243350B1; ES2206085T1; FR2822235A1; FR2822235B1; CA2442737C; US7113272B2; ATE353253T1; EP1243350A1; JP4203319B2; CA2442737A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die automatische Kennzeichnung, und gegebenenfalls die Sortierung, von Objekten, insbesondere von recyclingfähigen Haushaltsverpackungen nach ihren Grundmaterialien und/oder nach ihrer Farbe, wobei die Kombination aus einem Material oder einer Grundsubstanz und einer Farbe nachfolgend Kategorie genannt wird.
Die Erfindung hat eine Vorrichtung und ein Verfahren zur automatischen Untersuchung von vorbeilaufenden Objekten zum Gegenstand, mit einer Kennzeichnung und Unterscheidung abhängig von ihrer chemischen Zusammensetzung.
Das Gerät gemäß der Erfindung ist besonders, aber nicht einschränkend, für die Untersuchung und gegebenenfalls für die Sortierung von unterschiedlichen recyclingfähigen Kunststoffverpackungen, insbesondere Flaschen aus PET, PEHD, PVC, PP und PS, als auch von Verpackungen aus Papier/Karton, Verbundstoffen (Tetrapacks für Getränke) oder aus Metall bei hoher Geschwindigkeit angepasst.
Gleichwohl kann dieses Gerät auch für die Untersuchung und die Unterscheidung von allen anderen Objekten oder Artikeln eingesetzt werden, welche organische chemische Verbindungen enthalten und in einer ebenflächigen, im Wesentlichen einlagigen Anordnung vorbeilaufen, wie beispielsweise Obst (Unterscheidung nach Zuckergehalt), und die Unterscheidung kann auf der Grundlage einer chemischen Majoritäts- oder Minoritätsverbindung oder einer Vielzahl von chemischen Verbindungen verwirklicht werden.
Darüber hinaus kann die Unterscheidung zu einer Trennung des Objektstroms durch kategorische Sortierung oder einfach zu einer Zählung und einer Kennzeichnung des Stroms führen.
Es gibt schon zahlreiche Geräte und zahlreiche Verfahren der vorgenannten Art, insbesondere, um die Verpackungen nach ihrem Grundmaterial zu sortieren.
Ein Verfahren und ein Gerät zur automatischen Sortierung von Objekten nach ihrer Zusammensetzung sind aus dem Schriftstück US-A-5,791,497 bekannt.
Allerdings weisen die vorbekannten Geräte alle recht gravierende Nachteile und beachtliche Einschränkungen auf.
Deswegen ist das Sortieren von Haushaltsverpackungen bis zum heutigen Tage immer noch manuell geblieben, insbesondere in den europäischen Ländern, wo das Sortieren nach Material von den Behörden verlangt wird, die für Recycling verantwortlich sind, aber auch in den anderen Ländern.
Eine bedeutende Automatisierung der Sortierung ist kürzlich in Deutschland erfolgt, aber in einem ganz besonderen Zusammenhang, mindestens für die Kunststoffe. Die Sortierkriterien betreffen nicht das Material, sondern die Form (Folien, Hohlkörper, oder gemischte diverse Kunststoffe). Diese bestehenden Geräte sortieren demzufolge eine Kategorie von „gemischten Kunststoffen" im Verhältnis zu Papier/Karton, nach einer pneumatischen Vorsortierung der Folien und einer manuellen Vorsortierung der Hohlkörper. Es finden sich auch Geräte zur Sortierung von Verbundverpackungen oder Metallverpackungen.
Die bestehenden Geräte weisen große Unterschiede hinsichtlich der Leistungsfähigkeit auf, je nach der mechanischen Vorbereitungsart des Stroms von Objekten, die sor tiert werden sollen. Es können drei Hauptlösungen unterschieden werden:

– vollständige Vereinzelung mit einem einzigen Objekt pro Behälter, ohne Ergreifen des Objekts;
– reihenartiger Strom, wobei die Objekte hintereinander ausgerichtet sind;
– ebenflächiger Strom, wobei die Objekte als Schüttgut auf einem Förderband ausgebreitet sind, das viel größer als ihre größte Abmessung ist, und in einer einzigen Lage verteilt sind.

Nur die letzte Lösung hat sich hinsichtlich der Gesichtspunkte von Leistungsfähigkeit und Produktivität als an Produkte angepasst erwiesen, die so heterogen wie insbesondere Haushaltsabfälle sind. Tatsächlich:

– hat sich die vollständige Vereinzelung auf industrieller Ebene niemals durchgesetzt. Der Betrieb von mit diesem Anordnungsmodus bereitgestellten Prototypen ist seither eingestellt worden.
– gab es den reihenartigen Strom bereits bei Nachsortiergeräten in der Industrie, bei denen der Hauptstrom homogen war und die Nachsortierung daraus bestand, einen geringen Prozentsatz von unerwünschten Objekten zu entfernen. Wenn reihenartige Systeme auf einen heterogenen Strom von Verpackungen angewendet werden, funktionierten sie bei besonders sauberen Strömen. Allerdings ist der Durchsatz dieser Geräte begrenzt und sie erfordern stromaufwärts des Geräts die Anwesenheit von manueller Arbeitskraft, um die Objekte zu entfernen, die den Betrieb stören können, insbesondere die großen Kunststoffbögen und die großen Behälter. Sie stellen deswegen keine zufrieden stellende Lösung für die Automatisierung der Sortierung dar und sind wenig erfolgreich gewesen.
– haben sich im Gegensatz dazu die ebenflächigen Ströme durchgesetzt, weil es sich genau um die Anordnung von Objekten handelt, die bei manueller Sortierung angetroffen werden. Deswegen weiß man sie nur im Zusammenhang mit Haushaltsabfällen zu verwirklichen, und die Geräte, bei denen diese Art von Strom verwendet wird, sind an Schüttgutsortierbedingungen angepasst und erfahren einen wesentlich größeren Erfolg als die beiden anderen vorgenannten Arten.

Nachfolgend wird deswegen nur die Sortierung im ebenflächigen Strom diskutiert, welche ermöglicht, die gegenwärtig leistungsfähigsten Geräte zu erhalten.
Das Schriftstück EP-A-0 706 838 im Namen der Anmelderin stellt ein Gerät und ein Sortierverfahren vor, das an Objekte im ebenflächigen Strom angepasst ist. Dieses Gerät verwendet mindestens ein künstliches Sichtsystem, um die Objekte zu lokalisieren, als auch um ihre Form und ihre Farbe zu erkennen, einen Roboterarm, um die Objekte zu ergreifen und zu handhaben, und mindestens einen ergänzenden Sensor, um ihr Grundmaterial zu erkennen. Dieser ergänzende Sensor besteht in vorteilhafter Weise aus einem Infrarotspektrometer.
Dieses System weist den Vorteil auf, dass es grundsätzlich für Multimaterialien passt, weil die überwiegenden Verpackungen nach Material und/oder nach Farbe sortiert werden, und sie werden in eine Vielzahl von geeigneten Behältern aufgeteilt. Infolgedessen kann ein und dasselbe Gerät bis zu acht verschiedene Kategorien sortieren. Darüber hinaus garantiert das individuelle Ergreifen der Objekte eine ausgezeichnete Sortierqualität, typischerweise ein Fehler pro 1000 sortierte Objekte.
Allerdings ist die Sortiergeschwindigkeit dieses Systems durch das individuelle Ergreifen der sortierten Objekte begrenzt und überschreitet nicht 60 bis 100 kg/h pro Sortiermodul. Die einzige Art, diese Geschwindigkeit zu erhöhen, besteht darin, mehrere identische Sortiermodule kaskadenartig anzuordnen, wodurch sich der gesamte Platzbedarf des Geräts als auch sein Herstellungspreis erhöht.
Das Schriftstück US-A-5,260,576 stellt ein Gerät für ebenflächige Sortierung vor, das elektromagnetische Strahlen über den Strom emittiert, die durch Transmission unterhalb des Objektstroms empfangen werden. Die Intensität dieser Strahlen ermöglicht, die Materialien nach ihrer relativen Strahlenundurchlässigkeit bei der Transmission zu unterscheiden. Wenn es sich bei den Strahlen um Röntgenstrahlen handelt, erwähnt dieses Schriftstück infolgedessen eine zufrieden stellende Trennung des PVC, das ein für Röntgenstrahlen undurchlässiges Chloratom enthält, im Verhältnis zu anderen Kunststoffen, die es nicht enthalten, insbesondere PET. In Abhängigkeit von dem Ergebnis wirft eine Düsenreihe eine der Objektklassen nach unten aus oder nicht.
Allerdings ist dieses Erfassungsprinzip für die komplexen Fälle zu summarisch: Alle Objekte weisen eine bestimmte Strahlenundurchlässigkeit auf, und es ist sehr wohl verständlich, dass mehrere Schichten eines wenig strahlenundurchlässigen Materials (z.B. PET – Polyethylentherephtalat) nicht von einer einzigen Schicht eines verschiedenen, strahlenundurchlässigeren Materials (z.B. PVC – Polyvinylchlorid) unterschieden werden können. Somit besteht das Risiko auf einmal und fälschlicherweise alle diese wenig strahlenundurchlässigen Objekte auszuwerfen.
Darüber hinaus kann dieses System nur PVC von anderen Kunststoffen unterscheiden: es ist nicht in der Lage, PET gegenüber PEHD (Polyethylen hoher Dichte) oder PAN (Polyacrylnitril) zu identifizieren. Die gemäß diesem Schriftstück bestehenden Geräte weisen begrenzte Leistungsfähigkeiten und geringe Wirkungsgrade auf (die Verhältnisse von gewünschten Objekten unter den ausgeworfenen Objekten): 10 bis 30 Schließlich besteht ein gewichtiger Nachteil des Transmissionsaufbaus darin, dass eines der beiden Elemente, der Sensor oder der Sender, sich unter dem Strom befinden muss. Es besteht also ein wiederholt auftretendes Verschmutzungs- oder Verstopfungsrisiko des unteren Elements, was wiederholte Eingriffe in relativ kurzen Intervallen erfordert.
Das Schriftstück EP-A-0 776 257 beschreibt ein Gerät für ebenflächige Sortierung, das einen hohen Durchsatz hat und in der Lage ist, ein Material unter mehreren zu erkennen. Das zu erkennende Material wird zum Zeitpunkt der Konstruktion des Geräts durch eine angepasste, feste Kalibrierung ausgewählt.
Bei diesem Gerät wird eine infrarotnahe Beleuchtung von oben ausgestrahlt und der Sensor ist auch dergestalt oben platziert, dass er das durch die Objekte vertikal wieder ausgestrahlte Licht analysiert.
Der Empfang geschieht mittels eines ebenen oder konkaven halbkreisförmigen Spiegels, der sich über die gesamte Breite des Förderbandes erstreckt, und anschließend eines polygonalen, sich drehenden Spiegels. Es handelt sich infolgedessen um zyklisches Abtasten des Messpunkts auf der gesamten Breite des Förderbandes.
Das von dem Messpunkt empfangene Licht wird danach durch einen Aufbau von halbreflektierenden Spiegeln in mehrere Ströme geteilt. Jeder Strom durchquert ein auf eine spezifische Wellenlänge zentriertes Interferenzfilter und gelangt dann zu einem Detektor. Jeder Detektor misst infol gedessen den empfangenen Lichtanteil, der in dem Durchlassbereich des Filters enthalten ist. Die Analyse der relativen Intensitäten, die durch die verschiedenen Detektoren gemessen werden, ermöglicht zu entscheiden, ob das an dem Messpunkt vorhandene Material dasjenige ist, das gesucht wird oder nicht. Die Anzahl von Filtern, die in diesem Schriftstück erwähnt wird, beträgt zwischen drei und sechs.
Die Anwesenheit eines solchen Spiegels großer Abmessung stellt einen Schwachpunkt der Gesamtkonstruktion dar, verlängert den Abstand Erfassung-Auswurf, erhöht den gesamten Platzbedarf der Erfassungsstelle und kann Verzeichnungen nach sich ziehen und Inhomogenitäten in den Lichtfluss einführen, der für die Analyse gewonnen wird, was zu Erfassungsfehlern führt.
Darüber hinaus besteht das Hauptproblem bei einer solchen Architektur aus der Erfassungsgeschwindigkeit: es gibt 25 bis 50 Messzonen pro Reihe, und es müssen 100 bis 150 Reihen pro Sekunde aufgrund der Zirkulationsgeschwindigkeit des Stroms analysiert werden. Die Größenordnung liegt infolgedessen bei 5000 Messungen/s. Eine solche Geschwindigkeit bringt große Zwänge mit sich:

– der Erfassungsalgorithmus muss relativ einfach sein (infolgedessen wenige Operationen und grobe Behandlung), um in Echtzeit durchgeführt zu werden;
– die Empfangselektronik muss sehr schnell sein;
– die empfangene Lichtmenge muss in einer sehr kurzen Zeit ausreichend sein.

Nun muss der Erfassungsalgorithmus aber eine zweidimensionale Wiederherstellung von den zu sortierenden Objekten verwirklichen, bevor ihr Auswurf vorgenommen wird, wodurch ein relativ bedeutender Abstand zwischen der Erfas sungszone und der Auswurfzone vorausgesetzt wird, wodurch die Risiken eines fehlerhaften Auswurfs, aufgrund einer Bewegung der Objekte zwischen der Erfassung und dem Auswurf, erhöht werden.
Das vorgenannte Problem der Lichtmenge ist kritisch und erklärt, warum das Gerät gemäß diesem Schriftstück nur ein vordefiniertes Material erkennen kann:

– eine Erkennung von Multimaterialien würde verlangen, nicht nur drei bis sechs Wellenlängenbereiche (oder PLO) zu verwenden, sondern mindestens acht bis sechzehn;
– darüber hinaus müssten die Breiten der PLO, die in dem vorgenannten Beispiel relativ groß sind (32 bis 114 nm), auf einen Bereich von 5 bis 20 nm reduziert werden, weil eine größere Anzahl von PLO in derselben Spektralbreite unterschieden werden muss.

Die beiden Auswirkungen summieren sich: die größte Anzahl an PLO würde die von jedem Filter empfangene Lichtmenge ungefähr durch drei teilen; die reduzierte Breite von jedem PLO bedeutet, dass jedes Filter einen ungefähr fünfmal kleineren Bruchteil des empfangenen Lichts durchlassen würde. Um denselben Signalpegel beizubehalten, müsste die für das Gerät notwendige Beleuchtungsleistung infolgedessen von 1 auf 3 × 5 = 15 kW ansteigen. Eine solche Leistung wäre nicht realistisch (Preis, Energieaufwand, Erwärmung).
Das Schriftstück WO 99/26734 stellt ein Gerät zur ebenflächigen Sortierung bei hoher Geschwindigkeit vor, mit einer Architektur, die derjenigen des vorgenannten Schriftstücks sehr nahe ist, aber es gibt eine Erkennung von Multimaterialien bekannt.
Um dies zu schaffen, geht dieses Schriftstück das Problem der Lichtmenge auf andere Weise an: Es schlägt ein Sichtsystem auf der Transporteinrichtung stromaufwärts der Infraroterfassung vor, wobei dieses System vollkommen mit demjenigen vergleichbar ist, das in dem vorgenannten Schriftstück EP-A-0 706 838 erwähnt ist. Dieses System ermöglicht, jedes vorhandene Objekt zu lokalisieren und ermöglicht, auf der Höhe der Infraroterfassung, einen einzigen Messpunkt, der dem Objekt beim Vorbeilaufen folgt, durch eine Gruppe von positionsgesteuerten Spiegeln zu steuern. Die für die Analyse verfügbare Zeit wird relativ lang, in der Größenordnung von 3 bis 10 ms, weil nur ein einziger Punkt pro Objekt analysiert wird. Der Einsatz, obwohl nicht präzisiert, kann also eine bekannte Technologie in Anspruch nehmen, die mit dieser Analysezeit kompatibel ist. Es kann zum Beispiel ein Spektrometer mit einer Leiste von Fotodetektoren (typischerweise 256 Elemente, von denen jedes einer Wellenlänge entspricht), mit einer Auflösung von 4 bis 6 nm pro Detektor verwendet werden.
Allerdings weist auch diese Lösung mehrere Nachteile auf:

– sie erfordert eine zusätzliche Einrichtung, nämlich ein Sichtsystem;
– sie verlangt die Auswahl des spektrometrischen Messpunkts auf dem Objekt durch Sicht, was bei Anwesenheit von Etiketten oder Verschmutzungen schwierig sein kann;
– sie setzt die Unbeweglichkeit des Objekts auf dem Förderband voraus: die beiden Erfassungen erfolgen in Zonen von ungefähr 1 m × 1 m, das Objekt verschiebt sich um mindestens 1 m zwischen seiner Sichterfassung und seiner Erfassung durch Spektrometrie, dann im Durchschnitt um 0,5 Meter zwischen seiner Erfassung durch Spektrometrie und seinem endgültigen Auswurf. Nun ist die Unbeweglichkeit aber überhaupt nicht gesichert, wenn sich die Transporteinrichtung mit 2,5 m/s vorwärts bewegt, insbesondere wenn es sich bei den Objekten um Flaschen handelt, die rollen können.

Das in diesem Schriftstück beschriebene Gerät ist sicherlich flexibler, aber viel teurer und deutlich weniger leistungsfähig als das vorhergehende.
Schließlich beschreibt das Schriftstück DE-A-1 96 09 916 ein miniaturisiertes Spektrometer für ein Gerät zur ebenflächigen Sortierung, das mit einem Beugungsgitter funktioniert, um das Infrarotspektrum auf einem Ausgangsband auszubreiten, und mit einer kleinen Anzahl von Sensoren, die Wellenlängen entsprechen, welche unregelmäßig in diesem Ausgangsband verteilt sind. In diesem Schriftstück ist angegeben, dass man sich auf zehn sorgfältig ausgewählte Sensoren beschränken kann, anstatt der 256 Sensoren einer herkömmlichen Leiste mit Fotodioden. Allerdings weist jeder dieser zehn Sensoren eine Oberfläche auf, die jedem Sensor einer Leiste gleichwertig ist, nämlich typischerweise ein Rechteck von 30 × 250 μm². Eine solche Oberfläche nimmt wenig Licht auf und begrenzt die Analysegeschwindigkeit auf 200 Messungen/Sekunde. Ein solches Spektrometer kann infolgedessen nicht alle Punkte einer schnellen Transporteinrichtung mit den Geschwindigkeiten und vorstehend erwähnten Auflösungen analysieren.
Dieses letzte Schriftstück schlägt infolgedessen vor, eine Reihe von identischen parallelen Mikro-Spektrometern zu verwirklichen, um einen ebenflächigen Strom zu analysieren. Gemäß dem Erfinder sind die Kosten eines Spektrometers durch die Herstellungstechnik von Mikrosystemen minimiert, aber die notwendige -Auflösung verlangt 25 bis 50 Spektrometer in der Reihe, um die Breite des Förderbandes der Transporteinrichtung abzudecken: die Gesamtkosten als auch die Wartungszwänge sind daher sehr hoch. Darüber hinaus liefert dieses Schriftstück sehr wenige Einzelheiten über die Verwirklichung eines solchen Geräts und es scheint, dass zurzeit kein Gerät dieser Art in Betrieb ist.
Zusätzlich zu den Nachteilen und Einschränkungen, die jeder der Vorrichtungen und vorstehend erwähnten Verfahren zu eigen sind, besteht Veranlassung, auch einen Hauptnachteil zu erwähnen, der jeder dieser Vorrichtungen und Verfahren gemeinsam ist, nämlich die Unfähigkeit, auf zuverlässige Weise Objekte zu behandeln, die eine beachtliche Höhe aufweisen, zum Beispiel in der Größenordnung von 10 bis 30 cm, entweder aufgrund einer angewendeten Strahlungsintensität, die in dieser Entfernung von der Transportebene Pc der vorbeilaufenden Objekte unzureichend ist, oder aufgrund einer Nichtanpassung an die Wiedergewinnung der zu analysierenden Strahlen oder auch aufgrund der vorher genannten zwei Gründe.
Infolgedessen besteht die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Gerät und ein Verfahren zur Untersuchung und gegebenenfalls zur Sortierung vorzuschlagen, die bei hoher Geschwindigkeit funktionieren und für Objektströme, die im Wesentlichen einlagig sind, wobei dieses Gerät und dieses Verfahren auf zuverlässige Weise Objekte unterscheiden können, die bedeutende Höhen aufweisen, wobei sie gleichzeitig eine Konstruktion und Durchführung bieten, die einfach und wirtschaftlich bleiben.
Darüber hinaus soll die Erfindung ohne ein unabhängiges Sichtsystem auskommen, um die Objekte zu lokalisieren, die Anzahl von notwendigen Sensoren minimieren, eine gute Zuverlässigkeit beibehalten, insbesondere im Fall der Sortierung, wenn sich die Objekte im Verhältnis zu der Auflage bewegen, die sie transportiert, und eine optimierte Leistungsfähigkeit bei der Ausnutzung der ausgesendeten Strahlung bieten.
Zu diesem Zweck hat sie ein Gerät zur automatischen Untersuchung von Objekten zum Gegenstand, die in im Wesentlichen einlagiger Weise auf einer Transportebene einer Transporteinrichtung vorbeilaufen, welches es ermöglicht, diese Objekte gemäß ihrer chemischen Zusammensetzung zu unterscheiden, wobei dieses Gerät mindestens eine Erfassungsstelle umfasst, durch die oder unter der der Objektstrom hindurchläuft, wobei diese Erfassungsstelle insbesondere umfasst:

– Mittel zum Aufbringen von elektromagnetischen Strahlen in Richtung der Transportebene, welche die Strahlen emittieren, um eine Beleuchtungsebene festzulegen, wobei der Schnitt der Beleuchtungsebene und der Transportebene eine Erfassungslinie festlegt, die sich quer zur Vorbeilaufrichtung der Objekte für die Breite des transportierten Stroms erstreckt,
– eine Empfangsvorrichtung, die es ermöglicht, jeden Punkt der Erfassungslinie periodisch abzutasten, und ständig die Strahlen empfängt, die von einer elementaren Messzone reflektiert werden, welche sich in der Nähe des in diesem Moment abgetasteten Punkts befindet, wobei die durch die Erfassungslinie und das optische Eingangszentrum der Vorrichtung festgelegte Ebene Abtastebene genannt wird,
– Mittel zum Übertragen der Strahlen, die auf der Höhe der elementaren Abtastmesszone reflektiert werden, zu mindestens einer Analysevorrichtung,

Diese Anordnungen ermöglichen eine maximale Strahlenanwendung in der für die Gewinnung ausgenutzten Zone als auch eine systematische Entsprechung der beleuchteten Zone und der analysierten Zone, und dies unabhängig von der Höhe der Objekte in einem Höhenbereich, der durch die Abmessungen des Geräts und der Empfindlichkeit der Erfassungs- und Analysemittel festgelegt ist.
Infolgedessen verleiht die Überlagerung der Beleuchtungs- und Abtastebenen (Erfassung) eine gute Schärfentiefe und ihre Neigung im Verhältnis zu der Ebene der analysierten Objekte ermöglicht, parasitäres Licht, das spiegelnde Reflexion darstellt, wirkungsvoll auszuschalten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, umfasst die Empfangsvorrichtung eine bewegliche Reflexionseinrichtung, die das optische Eingangszentrum trägt, welches direkt die auf der Höhe der elementaren Abtastmesszone reflektierten Strahlen empfängt und Abmessungen aufweist, die im Wesentlichen in derselben Größenordnung liegen wie die Abmessungen der elementaren Messzone, deren Verschiebung es gewährleistet, vorzugsweise geringfügig größer sind.
In vorteilhafter Weise bestehen die Mittel zum Aufbringen aus Beleuchtungsmitteln mit breitem Spektrum, wobei die aufgebrachten Strahlen aus einem Gemisch von elektromagnetischen Strahlen des sichtbaren Bereichs und des Infrarotbereichs bestehen, und dass die Beleuchtungsmittel Einrichtungen umfassen, die die emittierten Strahlen auf der Höhe der Transportebene auf einen Erfassungsquerstreifen bündeln, welcher periodisch durch die elementare Messzone abgetastet wird und dessen Längsmittelachse der Erfassungslinie entspricht.
Die Verwendung einer Beleuchtung mit breitem Spektrum, beispielsweise der Art Halogen und mit Wellenlängen, die zwischen 1000 und 2000 nm (für jeden Emissionspunkt) betragen, ermöglicht die chemische Analyse von Objekten, die auf der Transporteinrichtung angeordnet sind.
Um die Beleuchtung der Erfassungszone zu homogenisieren, bestehen die Mittel zum Aufbringen von Strahlen vorzugsweise aus zwei Einheiten zum Aufbringen, die voneinander beabstandet und gemäß einer Querausrichtung bezüglich der Richtung oder der Vorbeilaufausrichtung von Objekten angeordnet sind, wobei jede Einheit eine langgestreckte Emissionseinrichtung umfasst, die einer Einrichtung in Form eines profilierten Reflektors mit elliptischem Querschnitt zugeordnet sind.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist jede langgestreckte Emissionseinrichtung im Wesentlichen auf der Höhe des nahen Brennpunkts des ihr zugeordneten elliptischen Reflektors angeordnet, wobei die Mittel zum Aufbringen von Strahlen derart angeordnet sind und die Reflektoren derart ausgebildet und bemessen sind, dass der zweite ferne Brennpunkt in einem Abstand von der Transportebene liegt, der im Wesentlichen der mittleren Höhe der zu sortierenden Objekte entspricht.
Infolgedessen kann eine Fokussierung dieser Beleuchtung in einem breitem Bereich von Tiefen (typischerweise ungefähr 200 mm) verwirklicht werden.
Um gegebenenfalls die Lichtintensität auf der Höhe der Erfassungszone, insbesondere in der Nähe ihrer äußersten Teile, noch weiter zu erhöhen, kann vorgesehen werden, dass Reflexionswände für die von den Mitteln zum Aufbringen emittierten Strahlen entlang von Seitenrändern der Transporteinrichtung (beispielsweise Förderband oder Transportband) angeordnet sind, insbesondere auf der Höhe von Enden des Erfassungsstreifens, indem sie sich horizontal und vertikal im Wesentlichen bis auf die Höhe der Mittel zum Aufbringen von Strahlung (von Strahlen) erstrecken.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung, liegt die Empfangsvorrichtung in Form eines Empfangskopfs vor, der sich beabstandet über der Transportebene befindet und einerseits eine bewegliche Reflexionseinrichtung in Form eines Planspiegels (dessen geometrisches Zentrum in vorteilhafter Weise im Wesentlichen mit dem optischen Eingangszentrum zusammenfällt) trägt, der in im Wesentlichen zentraler Weise bezüglich der Transportebene der Transporteinrichtung angeordnet ist und durch Drehung mit einer Amplitude schwingt, die ausreicht, damit die bewegliche elementare Messzone die Gesamtheit des Erfassungsstreifens während einer Halbschwingung abtasten kann, und andererseits ein Mittel zum Fokussieren, zum Beispiel in Form einer Linse, des Bruchteils der Strahlung (der Strahlen), die von einem elementaren Teil des Erfassungsstreifens reflektiert wird (werden) und vom schwingenden Spiegel in der Richtung des Mittels übertragen wird (werden), wobei der Kopf auch das Ende trägt, das die Eingangsöffnung der Mittel zur Übertragung des Bruchteils der Strahlung (der Strahlen) nach der Fokussierung durch das Mittel, in Richtung auf mindestens eine Spektralanalysevorrichtung aufweist.
Die bewegliche elementare Messzone, die auf progressive Weise die Gesamtheit der Auflagefläche der Transporteinrichtung beim Vorbeilaufen abtastet, ist als Kombination durch die Merkmale der Eingangsöffnung der Mittel zur Übertragung und der Eigenschaften der Mittel zur Fokussierung, als auch durch ihre relative Anordnung festgelegt, wobei sich das Fokussiermittel und die darauf folgenden Übertragungsmittel außerhalb des Abtastfeldes des schwingenden Spiegels (festgelegt durch sein optisches oder geometrisches Zentrum) liegen, der sich in der Abtastebene be findet, wobei die Achse der Ausrichtung von Spiegel/Fokussiermittel/Eingangsöffnung in der Ebene liegt, die das Feld enthält.
Der Bruchteil der Fläche zur Erfassung oder zur Messung, der von dem schwingenden Spiegel reflektiert wird, ist in vorteilhafter Weise mindestens von der Oberfläche her etwas größer als die elementare Messzone, und der im Verhältnis zu dieser letzteren und in derselben Form oder nicht zentriert ist.
Um zu einer kompakten Struktur zu gelangen, kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass der schwingende Planspiegel, der die bewegliche Reflexionseinrichtung bildet, zwischen den zwei Einheiten, die die Mittel zum Aufbringen von Strahlen bilden, und in einer relativen Anordnung liegt, so dass die Einheiten das Abtastfeld des Spiegels nicht behindern.
Wie schon zuvor angegeben, fallen die Abtastebene, die das Abtastfeld enthält, und die Ebene, welche die Brennpunkte der elliptischen Reflektoren enthält, zusammen und diese Übereinstimmung der beleuchteten und analysierten Zonen ermöglicht, eine optimale Berücksichtigung von Objekten, die bedeutende Höhen aufweisen.
Der Spiegel liegt bevorzugt mit einem größeren Abstand von der Transportebene entfernt als die Einheiten der Mittel zum Aufbringen, in Form von beispielsweise Halogenlampen. Auf jeden Fall kann er auch auf derselben Höhe oder sogar näher an dieser Ebene als die Einheiten angeordnet sein, ohne dass die Leistungsfähigkeit der Erfassungsstelle davon beeinflusst wird.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung bestehen die Übertragungsmittel bevorzugt aus einem Bündel von optischen Fasern 10'', von welchen die Gesamtheit oder eine Mehrheit mit einer Analysevorrichtung verbunden ist, welche die reflektierte Strahlung in ihre verschiedenen spektralen Bestandteile zerlegt und die Intensitäten von bestimmten der Bestandteile mit Wellenlängen ermittelt, die für die Materialien der zu sortierenden Objekte charakteristisch sind, und von denen eine Minderheit in vorteilhafter Weise mit einer Analysevorrichtung verbunden werden kann, welche die jeweiligen Intensitäten der drei Grundfarben erfasst, wobei die optischen Fasern auf der Höhe der Eingangsöffnung eine im Querschnitt quadratische oder rechteckige Anordnung aufweisen.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung, besteht eine erste Analysevorrichtung einerseits aus einem Spektrometer mit einem Beugungsgitter, das den multispektralen Lichtstrom, der von der elementaren Messzone empfangen wird, in seine verschiedenen wesentlichen spektralen Bestandteile zerlegt, insbesondere im Infrarotbereich, andererseits aus Mitteln zur Wiedergewinnung und zur Übertragung der elementaren Lichtströme entsprechend verschiedenen unregelmäßig beabstandeten Spektralbereichen, die die chemischen Substanzen und Verbindungen der zu unterscheidenden Objekte charakterisieren, beispielsweise in Form von getrennten Bündeln von optischen Fasern, und schließlich aus Mitteln zur photoelektrischen Umwandlung, die ein analoges Signal für jeden der elementaren Lichtströme liefern.
Der multispektrale Lichtstrom, der aus der elementaren Messzone stammt, wird in das Spektrometer auf der Höhe eines Eingangsschlitzes eingeleitet und die elementaren Lichtströme werden auf der Höhe von Ausgangsschlitzen wiedergewonnen, welche eine Form und Abmessungen identisch zu jenen des Eingangsschlitzes aufweisen und in Abhängigkeit vom Streufaktor und von den wiederzugewinnenden Spektralbereichen angeordnet sind, wobei die Ausgangsendteile der Fasern des Hauptbestandteils des Bündels von Fasern die Übertragungsmittel bilden und die Eingangsendteile der optischen Fasern der Mittel zur Wiedergewinnung und zur Übertragung lineare identische Anordnungen aufweisen und in dem Eingangsschlitz beziehungsweise den Ausgangsschlitzen montiert sind.
Um die Handhabung und Installation der Mittel zur Wiedergewinnung und zur Übertragung zu vereinfachen, ohne eine Verschlechterung der letzteren zu riskieren, sind die Eingangsendteile der optischen Fasern der Bündel, die die Mittel zur Wiedergewinnung und zur Übertragung bilden, in dünnen Scheiben montiert, die mit angepassten Aufnahmeeinbuchtungen versehen sind und vorzugsweise Gegenscheiben zum Halten und zum Sperren zugeordnet sind, um Träger zur Montage und Positionierung der optischen Fasern im Körper des Spektrometers zu bilden.
Vorzugsweise umfasst der Körper des Spektrometers eine starre Struktur zur Aufnahme und zum Halten mit Sperrung der Träger, welche ihre Anbringung durch Gleiten und ihre Installation durch Stapelung mit eventueller Zwischenschaltung von eingestellten Füllstücken gestattet, um die Träger an den Stellen entsprechend den Auftreffzonen der zu messenden elementaren Lichtströme anzuordnen.
Eine solche Anordnung gestattet eine schnelle, einfache und präzise Anpassung des Geräts zur Untersuchung, um Gruppen von verschiedenen Materialien zu erfassen, die durch Gruppen von verschiedenen spezifischen Wellenlängenbereichen gekennzeichnet sind, abhängig von der Art der Objekte und der vorzunehmenden Selektivität.
Die erste Spektralanalysevorrichtung besteht demzufolge hauptsächlich aus einem Mittel, das ermöglicht, das Licht ohne bedeutende Verluste nach seinen Wellenlängenbestandteilen zu verteilen, als auch aus einer kleinen Anzahl von Detektoren (10 bis 20) in Form von fotoelektrischen Um wandlungsmitteln mit großer Oberfläche je Einheit, wobei jeder dieser Detektoren für einen Wellenlängenbereich (PLO) spezifisch ist, wobei diese PLO in geeigneter Weise für eine robuste und gleichzeitige Identifizierung von mehreren chemischen Substanzen oder Verbindungen ausgewählt werden, die beispielsweise mehreren Materialien entsprechen.
Außerdem ist eine zweite Analysevorrichtung, welche die Erkennung der Farbe von Objekten durchführt, der vorhergehenden Vorrichtung zugeordnet, indem ein geringer Anteil des Lichtstroms des Bündels von Fasern entnommen wird, um ihn drei Sensoren zuzuführen, die jeweils auf eine der Grundfarben, das heißt Rot, Grün oder Blau, reagieren.
Um die verschiedenen Vorrichtungen, Einrichtungen und Bauteile des Geräts zu koordinieren und zu steuern, umfasst dieses letztere auch eine Einheit zur Behandlung und zur Steuerung der Funktion der Erfassungsstelle, wie beispielsweise einen Computer, der insbesondere die Bewegung der beweglichen Reflexionseinrichtung und eventuell der Transporteinrichtung steuert, die Erfassung der auf der Höhe der beweglichen elementaren Messzone reflektierten Strahlen folgesteuert und die von den Analysevorrichtungen gelieferten Signale, beispielsweise durch Vergleich mit programmierten Daten, im Hinblick auf die Ermittlung der chemischen Zusammensetzung von jedem der untersuchten Objekte oder auf die Anwesenheit einer chemischen Substanz in den Objekten verarbeitet und auswertet, indem er gleichzeitig die Ergebnisse der Ermittlung mit einer Ermittlung der räumlichen Lokalisierung der Objekte korreliert.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung, liegt der Erfassungsstreifen in Form einer rechteckigen langgestreckten Oberfläche mit geringer Breite vor, welche sich senkrecht zur Mittelachse und quer über die gesamte Breite der Transportebene der Transporteinrichtung erstreckt, beispielsweise in Form eines Förder bandes oder eines Bandes, dessen obere Fläche mit der Transportebene zusammenfällt.
Infolgedessen kann im Rahmen einer Anwendung zur Sortierung von Objekten und bei einer Transporteinrichtung in Form eines Bandes, das mit ungefähr 2,5 m/s vorbeiläuft, die Entfernung Erfassung-Unterscheidung auf ungefähr 100 mm begrenzt werden, was die Wahrscheinlichkeit minimiert, dass ein Objekt, das auf dem Förderband nicht stabilisiert ist, sich vor seiner Unterscheidung verschiebt, was beispielsweise zu seiner Aussonderung führt.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Gerät zur automatischen Sortierung von Objekten gemäß ihrer chemischen Zusammensetzung, wobei diese Objekte in im Wesentlichen einlagiger Weise auf einer Transporteinrichtung vorbeilaufen, wobei dieses Sortiergerät eine vordere Erfassungsstelle umfasst, die funktionell mit einer hinteren aktiven Stelle zur Trennung der Objekte in Abhängigkeit von den Ergebnissen der Messungen und/oder Analysen, die durch die Erfassungsstelle durchgeführt werden, gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsstelle eine Erfassungsstelle wie nachstehend beschrieben ist.
In vorteilhafter Weise liefert die Erfassungsstelle oder ihre Einheit zur Behandlung und zur Steuerung der Funktion Betätigungssignale zu einem Steuermodul der Auswurfmittel der aktiven Trennstelle in einer Querausrichtung in Abhängigkeit von den Ergebnissen der Analyse, wobei eine Reihe von Betätigungssignalen nach jeder vollständigen Abtastung eines Quererfassungsstreifens durch die bewegliche elementare Messzone emittiert wird.
Auf bevorzugte Weise und um die Fehler bei der Sortierung aufgrund einer Verschiebung der Objekte hinsichtlich der Transporteinrichtung zwischen der Erfassung und dem Auswurf maximal zu vermeiden, befindet sich die Er fassungslinie in unmittelbarer Nähe (beispielsweise weniger als 30 cm) der Auswurfmittel, beispielsweise durch Anheben, in Form einer Reihe von Düsen, die Gas-, vorzugsweise Luftstrahlen liefern.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist außerdem ein Verfahren zur automatischen Untersuchung von Objekten, die in im Wesentlichen einlagiger Weise auf einer Transportebene oder Oberfläche einer Transporteinrichtung vorbeilaufen, wobei das Verfahren es ermöglicht, diese Objekte gemäß ihrer chemischen Zusammensetzung zu unterscheiden, und aus Folgendem besteht:

– Vorbeilaufenlassen des Stroms von zu untersuchenden Objekten durch mindestens eine oder unter mindestens einer Erfassungsstelle,
– Emittieren von elektromagnetischen Strahlen zur Transportebene durch entsprechende Mittel zum Aufbringen, um eine Beleuchtungsebene festzulegen, wobei der Schnitt der Beleuchtungsebene und der Transportebene eine Erfassungslinie festlegt, die sich quer zur Vorbeilaufrichtung der Objekte erstreckt,
– periodisches Abtasten von jedem Punkt der Erfassungslinie durch eine Empfangsvorrichtung, die ständig die Strahlen empfängt, die von einer elementaren Messzone reflektiert werden, welche sich in der Nähe des in diesem Moment abgetasteten Punkts befindet, wobei die von der Erfassungslinie und vom optischen Eingangszentrum der Vorrichtung festgelegte Ebene Abtastebene genannt wird,
– Übertragen der auf der Höhe der elementaren Abtastmesszone reflektierten Strahlen zu mindestens einer Analysevorrichtung durch angepasste Übertragungsmittel,

Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung, besteht das Verfahren insbesondere daraus, dass es die Strahlen, vorzugsweise aus dem sichtbaren und Infrarotbereich, auf der Höhe der Transportebene auf einen Quererfassungsstreifen bündelt, welcher periodisch durch die elementare Messzone abgetastet wird und dessen Längsmittelachse der Erfassungslinie entspricht, um eine erhöhte und im Wesentlichen homogene Strahlungsintensität auf der gesamten Oberfläche des Erfassungsstreifens zu erhalten.
Genauer gesagt, kann das Verfahren aus dem sequentiellen Abtasten des Erfassungsstreifens mit der beweglichen elementaren Messzone durch Drehschwingung eines die Reflexionseinrichtung bildenden Planspiegels bestehen, aus dem Fokussieren des von der elementaren Messzone stammenden Lichtstroms auf die Eingangsöffnung der Übertragungsmittel in Form eines Bündels von optischen Fasern, aus dem Zuführen der Mehrheit des multispektralen Lichtstroms, der zum Eingangsschlitz eines Spektrometers hin aufgefangen wird, welches einen Teil eines ersten Analysemittels bildet, aus dem Zerlegen dieses Lichtstroms in seine verschiedenen elementaren spektralen Bestandteile, aus dem Wiedergewinnen der Lichtströme von bestimmten dieser Bestandteile entsprechend engen spezifischen Bereichen von Wellenlängen auf der Höhe von Ausgangsschlitzen und aus dem Übertragen derselben durch angepasste Mittel zu Mitteln zur photoelektrischen Umwandlung, um erste Messsignale zu liefern, aus dem gegebenenfalls gleichzeitigen Zuführen eines geringen Teils des multispektralen Lichtstroms, der zu einem zweiten Analysemittel hin aufgefangen wird, welches die je weiligen Intensitäten der drei Grundfarben ermittelt und zweite Messsignale liefert, aus dem Verarbeiten der ersten und eventuell zweiten Messsignale auf der Höhe einer Einheit zur Datenverarbeitung und -steuerung, die insbesondere die Bewegung der beweglichen Reflexionseinrichtung steuert, die Erfassung der auf der Höhe der beweglichen elementaren Messzone reflektierten Strahlen folgesteuert und die von den Analysevorrichtungen gelieferten Signale durch Vergleich mit programmierten Daten im Hinblick auf die Ermittlung der chemischen Zusammensetzung von jedem der untersuchten Objekte oder auf die Anwesenheit einer chemischen Substanz in den Objekten verarbeitet und auswertet.
Wenn das Untersuchungsverfahren mit einem wie vorstehend beschriebenen Sortiergerät eingesetzt wird, kann es außerdem aus dem Veranlassen der Einheit zur Behandlung und zum Steuern, in Abhängigkeit von den Ergebnissen der Verarbeitung der Messsignale, Betätigungssignale zu einem Modul zur Steuerung von Auswurfmitteln einer Trennstelle zu liefern bestehen, die hinter der Erfassungsstelle bezüglich des Stroms von Objekten liegt, und schließlich aus dem Auswerfen oder Nicht-Auswerfen von jedem der verschiedenen Objekte, die auf der Transportträgerebene der Transporteinrichtung vorbeilaufen, in Abhängigkeit von den gelieferten Betätigungssignalen.
Gemäß einem zusätzlichen bevorzugten Merkmal der Erfindung wird eine Reihe von Betätigungssignalen nach Beendigung jeder Abtastung des Erfassungsstreifens und Verarbeitung der entsprechenden Messsignale emittiert, gegebenenfalls unter Berücksichtigung der Messsignale der vorherigen Abtastung.
Die Erfindung wird aufgrund der nachfolgenden Beschreibung verständlicher, die sich auf eine bevorzugte Ausführungsform bezieht, welche als nicht einschränkendes Beispiel angeführt und unter Bezugnahme auf die schematisierten, beigefügten Zeichnungen erklärt wird, in denen:
1A eine schematische Darstellung eines Geräts zur automatischen Untersuchung gemäß der Erfindung ist;
1B eine schematische Teildarstellung eines Geräts zur automatischen Sortierung gemäß der Erfindung ist, das insbesondere mit einer vorderen Erfassungsstelle und einer hinteren Trennstelle ausgerüstet ist;
2 eine seitlich geschnittene schematische Ansicht ist, welche die Neigung der Beleuchtungsmittel und des Reflexionsmittels des Empfangskopfes zeigt, die Bestandteil der Erfassungsstelle sind;
3 eine durchsichtige Teilansicht gemäß einer zu der Vorbeilaufrichtung entgegengesetzten Richtung des Transportmittels von einem Teil der Geräte ist, die in den 1 dargestellt sind;
4A schematisch die Funktionseinrichtungen des Empfangskopfs darstellt, die Bestandteil des Geräts gemäß der Erfindung sind, als auch die Amplitude der Schwingungen der Reflexionseinrichtung und der Abtastung, die daraus auf der Höhe der Erfassungszone resultiert;
4B bis 4D drei Positionen der beweglichen elementaren Messzone im Verlauf einer Abtastung der Erfassungszone darstellen;
5 und 6 teilweise schematische und teilweise konstruktive Darstellungen der Wiedergewinnungs- und Übertragungsmittel und Analysevorrichtungen sind;
7 eine geschnittene vordere Teilansicht der Eingangsendteile der Wiedergewinnungs- und Übertragungsmittel ist, die in den Ausgangsschlitzen des Spektrometers angebracht sind, das Bestandteil der ersten Analysevorrichtung ist, und
8 eine Detailansicht einer besonderen Montage von zwei Eingangsendteilen ist, die an die Wiedergewinnungs- und Übertragungsmittel angrenzen.
Wie die Figuren der beigefügten Zeichnungen und insbesondere die 1 bis 4 zeigen, umfasst das Gerät zur automatischen Untersuchung von Objekten 2 mindestens eine Erfassungsstelle 4, durch welche oder unter welcher der Strom von Objekten 2 hindurchläuft, wobei diese Erfassungsstelle 4 insbesondere umfasst:

– Mittel 6 zum Aufbringen von elektromagnetischen Strahlen in der Richtung der Transportebene Pc der Transporteinrichtung 3, welche die Strahlen emittieren, um eine Beleuchtungsebene Pe festzulegen, wobei der Schnitt der Beleuchtungsebene Pe und der Transportebene Pc eine Erfassungslinie 7 festlegt, die sich quer zur Vorbeilaufrichtung der Objekte 2 erstreckt;
– eine Empfangsvorrichtung 8, die es ermöglicht, jeden Punkt der Erfassungslinie 7 periodisch abzutasten, und ständig die Strahlen empfängt, die von einer elementaren Messzone 12 reflektiert werden, welche sich in der Nähe des in diesem Moment abgetasteten Punkts befindet, wobei die durch die Erfassungslinie 7 und das optische Eingangszentrum 8'' der Vorrichtung 8 festgelegte Ebene Abtastebene Pb genannt wird,
– Mittel 10 zum Übertragen der Strahlen, die auf der Höhe der elementaren Abtastmesszone 12 reflektiert werden, zu mindestens einer Analysevorrichtung 11, 11'.

Gemäß der Erfindung werden die emittierten Strahlen in der Nähe der Beleuchtungsebene Pe gebündelt und die Beleuchtungsebene Pe und die Abtastebene Pb fallen zusammen, wobei diese gemeinsame Ebene Pe, Pb bezüglich der Senkrechten D zur Transportebene Pc geneigt ist. Diese letzte Anordnung ermöglicht insbesondere, dass die spiegelnde Reflexion wegfällt.
Unter quer in Verbindung mit der Erfassungslinie 7 ist eine Ausweitung über die gesamte Breite der Transportebene Pc zu verstehen, die durch die Transporteinrichtung 3 festgelegt ist, und dies vorzugsweise, aber nicht einschränkend, auf geradlinige Weise und senkrecht zu der Vorbeilaufrichtung der Objekte 2.
Die Transportebene Pc entspricht bei einem ebenen Transportträger der Oberfläche dieses letzteren, und bei nicht ebenen Trägern, wie beispielsweise Bechern, die an Ketten angebracht sind (bei vereinzeltem Transport, beispielsweise für Obst), einer Mittelebene, welche das Vorbeilaufen der Objekte kennzeichnet.
Es sollte verständlich sein, dass die nachfolgende Beschreibung einer praktischen, aber nicht einschränkenden Ausführungsform eines Geräts zur Sortierung entspricht, das ein Gerät zur Untersuchung gemäß der Erfindung einschließt, und in Verbindung mit den beigefügten 1 bis 8 erläutert wird.
Es sollte auch verständlich sein, dass die Erfassungsstelle 4 für diese beiden Geräte identisch ist, wobei das Gerät zur Sortierung außerdem eine Trennstelle 5 umfasst.
1 stellt den allgemeinen Aufbau des Geräts 1 zur automatischen Sortierung nach chemischer Zusammensetzung oder Material dar. Die Objekte 2 kommen auf einem Transportmittel oder einer Transporteinrichtung 3, indem sie schnell vorbeilaufen (2 bis 3 m/s), dergestalt an, dass sie im Wesentlichen in einer einzigen Lage verteilt sind. Die Oberfläche der Transporteinrichtung 3 ist dunkel und ihr Grundmaterial (im Allgemeinen matter schwarzer Kautschuk) wird unterschiedlich zu den zu erkennenden Materialien oder chemischen Verbindungen ausgewählt.
Diese Objekte 2 laufen durch einen Erfassungsbereich hindurch, der auf der Höhe einer Erfassungsstelle 4 festgelegt ist. Dieser Bereich wird im Wesentlichen durch Beleuchtungsmittel 6 mit breitem Spektrum (sichtbar und Infrarot) begrenzt, welche mittels Reflektoren 6' den Lichtstrom bündeln, um eine Zone 7' in Form eines schmalen effektiven Erfassungsstreifens stark zu beleuchten, dessen Breite von 25 bis 40 mm beträgt.
Die Zone 7' wird mit hoher Geschwindigkeit mittels eines schwingenden Spiegels 8' analysiert, der durch einen Computer 23 gesteuert wird und der auf zyklische Weise die Messung auf jede der elementaren Grundzonen 12' der Zone 7' richtet. Ein kompletter Abtastzyklus der Zone 7' dauert ungefähr 8 ms. Während dieses Zeitraums hat sich die Transporteinrichtung 3 um eine im Wesentlichen gleichwertige Entfernung zu der Breite der Zone 7' dergestalt vorwärts bewegt, dass kein „Loch" in der Erfassung entsteht: jeder Punkt der Transporteinrichtung 3 oder der vorbeilaufenden Transportebene Pc wird analysiert.
Das durch den Spiegel 8' aufgenommene Licht wird durch eine Linse, die ein Fokussierungsmittel 9 bildet, auf die Eingangsöffnung 10' eines Bündels 10 von optischen Fasern 10'' fokussiert. Das Bündel 10 ist in zwei Teile unterteilt: der erste führt den Hauptteil des Lichtstroms zu einem Spektrometer 14, das Bestandteil einer ersten Analyseeinrichtung 11 ist und diesen Stromteil in seine grundlegenden Wellenlängen in dem nahen Infrarotbereich (NIR) un terteilt. Eine kleine Anzahl n von geeignet ausgewählten PLO (Wellenlängenbereichen) wird einem Modul geschickt, das Umwandlungsmittel 16 in Form von Fotodioden NIR mit großer Oberfläche pro Einheit und eine Verstärkungsstufe einschließt. Dieses Modul wandelt die Lichtsignale in genauso viele analoge elektrische Signale um, welche anschließend durch den Computer 23 analysiert werden.
Der zweite Teil des Bündels 10 wird einer zweiten Analysevorrichtung 11' zugeführt, die einem Farberfassungsmodul entspricht. Dieses Modul ermöglicht, die Komponenten Rot, Grün und Blau durch Filtern zu isolieren, dann die Lichtsignale in elektrische Signale umzuwandeln und sie zu verstärken. Nach der Umwandlung werden die Ausgangssignale ebenfalls durch den Computer 23 analysiert.
Dieser letztere ermöglicht, alle vorhergehenden Informationen zu kombinieren, um die Kategorie von auszuwerfenden oder nicht auszuwerfenden Objekten festzulegen, und steuert so die Trennstelle 5 und jedes der Auswurfmittel 5' in Form einer Düsenreihe, mittels eines Steuermoduls 24.
Die heraus geblasenen Objekte 2' gelangen in einen Behälter 25, während die nicht heraus geblasenen Objekte 2'' direkt vor demselben Behälter herunterfallen. Selbstverständlich ist diese Anordnung nicht die einzige Lösung: die Düsen 5' könnten genauso gut über der Transporteinrichtung 3 platziert sein und somit die zu trennenden Objekte 2' nach unten blasen. Diese zweite Konfiguration weist bei gewissen Anwendungen Vorteile auf.
Ein erster entscheidender Vorteil des Geräts 1 besteht daraus, dass die Empfangsvorrichtung des reflektierten Lichts (die Einheit Spiegel 8' und Linse 9) sich physisch nicht über die gesamte Breite der Transportebene Pc ausdehnt, die beispielsweise der Oberfläche eines För derbandes einer Transporteinrichtung 3 entspricht, sondern einmalig nur im Zentrum der Mittellinie der Transporteinrichtung 3 eingebaut ist. Infolgedessen werden Ungleichmäßigkeiten zwischen verschiedenen Empfangspunkten vermieden, die der Gleichmäßigkeit des Signals durch die Erfassungszone 7' hindurch schaden würden.
Ein zweiter entscheidender Vorteil der Geometrie des Geräts 1 besteht daraus, dass die Erfassungszone so nah wie möglich an der Reihe von Auswurfdüsen 5' platziert ist. Die Entfernung Erfassung-Auswurf d kann mit angepassten Computermitteln auf ungefähr 100 mm beschränkt werden, was die Wahrscheinlichkeit minimiert, dass sich ein auf dem Förderband nicht stabilisiertes Objekt vor seinem Auswurf verschiebt. Sie ist nur durch die Verarbeitungszeit des Programms beschränkt, die sehr schnell ist, weil es sich nur um die Informationen einer einzigen Linie von Messungen handelt oder sogar zwei nur aneinandergrenzenden Linien. Diese Entfernung ist deutlich geringer als diejenige, die bei den bekannten, vorstehend beschriebenen Geräten mit ebenflächigem Strom vorhanden ist.
Dem Fachmann fällt auf, dass eine so geringe Entfernung d keine zweidimensionale Analyse von jedem Objekt vor der Entscheidung ermöglicht: bei einem langgestreckten Objekt, wie einer Flasche von 300 mm Länge, muss die Entscheidung, die Düsen 5' an der Vorderseite des Objekts zu betätigen, getroffen werden, bevor die Hinterseite desselben Objekts vollständig analysiert ist. Nichtsdestotrotz stört diese Einschränkung die Erfassung oder den Auswurf nicht wesentlich.
Unter Bezugnahme auf insbesondere die 1, 2 und 3 der beigefügten Zeichnungen wird nun eine ausführlichere Beschreibung der Beleuchtungsmittel vorgenommen.
Das angestrebte Ziel besteht daraus, ein Maximum an Licht auf die Erfassungszone 7' hinzuführen, unter der Bedingung, die Leuchtmittel von den zirkulierenden Objekten 2 ausreichend zu entfernen, um eine Zirkulation dieser Objekt ohne Störung zu ermöglichen. Es werden ungefähr 50 cm zwischen den Leuchtmitteln und dem Förderband anvisiert. Die gesamte Lichtmenge in elektrischen W/cm² wird bewertet, wobei bekannt ist, dass es sich um eine Halogenlampe mit einer Farbtemperatur von 3400 K handelt.
Aus den unterschiedlichen möglichen Beleuchtungstechnologien ist ein Satz von feststehenden Halogenlampen ausgewählt worden, eine Lösung, die gleichzeitig einfach und die am weitesten verbreitete ist. Allerdings werden bei der herkömmlichen Anwendung industrielle Punktstrahler verwendet, die sehr viel Licht streuen.
Nun benötigt aber die Verwendung von solchen Punktstrahlern aus dem Handel, selbst bei geringer Winkelöffnung, viele einzelne Leuchtmittel und führt zu einer geringen Beleuchtungsdichte.
Um die mit diesen bekannten Mitteln verbundenen Nachteile zu beseitigen, haben die Erfinder eine Beleuchtung entwickelt, die auf dünnen Halogenröhren 6' als Emissionseinrichtungen basiert, die auf derselben Höhe über dem Förderband 3 ausgerichtet und elliptischen Reflektoren 6' zugeordnet sind. Ein solcher Reflektor 6' ermöglicht, wenn die Halogenröhre 6'' in einem seiner Brennpunkte F angeordnet ist, das Licht perfekt auf den anderen Brennpunkt F' zu fokussieren. Um die zu dem Gerät 1 kompatiblen Abmessungen bei seiner praktischen Verwirklichung zu erhalten, muss die Ellipse die nachfolgenden Parameter aufweisen:

– große Halbachse a = 300 bis 400 mm
– Exzentrizitäten e ungefähr 85 bis 92%.

Die Herstellung von Reflektoren 6' muss für eine zuverlässige Funktionsweise sehr präzise sein, aber sie ist einfacher als diejenige von herkömmlichen Reflektoren mit kreisförmiger Symmetrie, wie die Parabolspiegel. Hier wird eine entwicklungsfähige Oberfläche erhalten, die durch Biegen verwirklicht werden kann.
Vorzugsweise wird die Anbringung dergestalt verwirklicht, dass F' einige Zentimeter über dem Förderband von Transporteinrichtung 3 platziert ist, in einer Höhe (H), die einer mittleren Dicke (H = 25 bis 50 mm) von vorbeilaufenden Objekten entspricht.
Bei einer Verwirklichung von Beleuchtungsmitteln 6, wie vorstehend erwähnt, haben die Erfinder bestimmt, dass die beste Aufteilung der Intensität durch Verwenden von nur zwei sehr langen Reflektoren 6' erhalten wird, die durch eine leere Stelle, wie in 3 gezeigt, getrennt sind. Um darüber hinaus die Lichtverluste an den Enden des Förderbandes 3 zu vermeiden, werden, falls erforderlich, vertikale ebene Reflektoren oder Reflexionswände 13 und 13' an diesen Enden hinzugefügt. Diese letzteren reflektieren das Licht auf das Förderband hin.
Infolgedessen wird eine einfache Anordnung mit einer kleinen Anzahl von Leuchtmitteln erhalten, die dazu noch kostengünstig sind, und die Gesamtheit des Lichts wird auf einen schmalen zu analysierenden Streifen gebündelt: 800 mm × 40 mm, der die Erfassungszone 7' einschließt und auf diese zentriert ist.
Mit zwei elektrischen Einrichtungen von 1000 W beträgt die mittlere erhaltene Dichte 2 × 10007(80 × 4) 6 W/cm², das bedeutet ungefähr 60-mal mehr als die Sonne am helllichten Tag. Eine solche Konzentration ist nur mit einem Förderband 3 kompatibel, das sich schnell bewegt, um sein Verbrennen zu vermeiden. Elektrische Sicherungen sind vorgesehen, um die Beleuchtung im Fall des Anhaltens des Förderbandes automatisch abzuschalten.
Nun werden unter Bezugnahme auf die 1, 2 und 4 der beigefügten Zeichnungen die Empfangs- und Übertragungsmittel 8, 9, 10 des reflektierten Lichts auf der Höhe der Erfassungszone 7' ausführlicher beschrieben.
Das angestrebte Ziel besteht daraus, ungefähr 40 bis 80 elementare Oberflächen innerhalb der Zone 7' mittels einer beweglichen elementaren Messzone 12 zu analysieren. Diese elementaren Oberflächen 12' weisen eine rechteckige Form mit Abmessungen von 10 × 20 mm bis 20 × 20 mm auf. Im weiteren Verlauf dieses Schriftstücks wird eine solche elementare Oberfläche 12' ein „Pixel" genannt, wobei die Gesamtheit der Pixel der Erfassungszone 7' entspricht.
Um die Anzahl von notwendigen Sensoren zu minimieren, haben die Erfinder eine bewegliche Anbringung gewählt, welche alle Pixel sequenzweise abtastet. Ein einziger Sensor ermöglicht also alle Messungen, vorausgesetzt, dass die Messung sehr schnell durchgeführt wird.
Die bevorzugte Lösung besteht aus einem schwingenden Spiegel 8' von 30 mm Durchmesser, der in einem Erfassungskopf 8 angebracht ist und mit einer winkelmäßigen Amplitude c zwischen den in 4A dargestellten Positionen schwingt. In Abhängigkeit von dem augenblicklichen Winkel Delta (4C), reflektiert er das Licht eines Pixels 12' zu der feststehenden Linse 9, die es in einem Bündel 10 von optischen Fasern 10'' fokussiert, wobei das Pixel 12' für die Lesbarkeit der 4 als Punkt dargestellt ist.
Die Anzahl von Messungen pro Sekunde wird in Abhängigkeit von der Vorbeilaufgeschwindigkeit des Förderbandes 3 und der gewählten Pixelgröße erhalten. Infolgedessen gibt es als Beispiel mit einem Pixel von 20 mm × 20 mm, 40 Messungen pro Linie bei einer Breite von 800 mm. Bei einer Vorbeilaufgeschwindigkeit von 2,5 m/s gibt es 125 Linien von 20 mm Breite pro Sekunde: es ergeben sich also 125 × 40 = 5000 Messungen/Sekunde. Darüber hinaus kann aus geometrischen Gründen nur eine Halbwelle einer Schwingung ausgenutzt werden. Die Dauer einer einzelnen Messung muss deswegen 1/(5000 × 2) = 10^–4 Sek. = 100 μs betragen.
Unter Berücksichtigung dieser Abtastung werden nicht vertikale Winkel des zurückkehrenden Lichts akzeptiert. Es muss eine Höhe des Spiegels 8' ausgewählt werden, die hoch genug ist, um den Winkel b des Abtastfelds C auf einen Wert zu beschränken, der etwas weniger als 60° beträgt. Aus Erfahrung bleiben die geometrischen Visierfehler bei diesen Winkeln akzeptabel. Da jede Veränderung des Winkels a eines Drehspiegels eine Veränderung von 2.α der Position des reflektierten Bündels zur Folge hat, kann der ebene Spiegel deswegen nur um einen halben Winkel, nämlich insgesamt 30°, schwingen.
Die Linse 9 ist so weit wie möglich unter dem Spiegel 8' angeordnet, ohne das Abtastfeld C (Winkel b) zu stören. Sie darf auch nicht zu niedrig über dem Transportförderband 3 sein.
Die Beleuchtungskonzeption mit einem Freiraum in der Mitte über dem Förderband 3 wird zum Vorteil genutzt, um die Schwingungs- oder Abtastebene Pb des Spiegels 8' (die das Abtastfeld C umfasst) mit der Beleuchtungsebene Pe (Ebene, welche die Brennpunkte F und F' enthält), zusammenfallen zu lassen und durch die Mittelachse der Erfassungszone 7' hindurch laufen zu lassen. Bei Abmessungen und einer Anordnung, die geeignet gewählt sind, stört die Messzone (Winkel b) nicht die Röhren 6'' oder die Reflektoren 6'.
Diese Konzeption ist sehr vorteilhaft, um die Objekte 2 mit bedeutender Höhe (bis zu 200 mm hoch) zu analysieren, weil unabhängig von der Höhe des Objekts die beleuchtete Zone und die analysierte Zone zusammenfallen.
Obwohl, wenn sich die Oberfläche des Objekts von dem Punkt F' entfernt, die Beleuchtung und der Messpunkt nicht mehr fokussiert sind, bleibt die Erfassung trotz einer Verringerung der Deutlichkeit des Pixels zuverlässig, weil die Leuchtkraft im Wesentlichen identisch bleibt. Tatsächlich streut die Beleuchtung selbstverständlich über eine größere Oberfläche, aber gleichzeitig nähert sich das Objekt der Halogenröhre und empfängt infolgedessen einen größeren direkten Strom, und die Entfernung Spiegel/Objekt verringert sich, wodurch die auf dem Spiegel 8' empfangene Dichte steigt.
Bei den Konzeptionen von bekannten, nicht in derselben Ebene liegenden Vorrichtungen, muss die Beleuchtung in einem großen Winkel streuen, um ein hohes Objekt wirkungsvoll zu beleuchten und die verfügbare Intensität wird dementsprechend reduziert.
Um zu vermeiden, dass die spiegelnden Strahlen, die keine Informationen tragen, in dem wiedergewonnenen reflektierten Lichtstroms berücksichtigt werden, ist die gemeinsame Ebene (Beleuchtungsebene Pe und die Abtastebene Pb) der Beleuchtungsmittel 6 und des schwingenden Spiegels 8' um einen Winkel Alpha im Verhältnis zu der Senkrechten zur Transportebene Pc geneigt. Nun ist zu sehen, dass ein Winkel Gamma zwischen dem am nächsten gelegenen spiegelnden Strahl und der Auffangachse (Spiegelachse 8'/Linse 9/Öffnung 10') existiert. Dieser Winkel Gamma muss im Hinblick auf eine zuverlässige Sicherheit (siehe 2 der beigefügten Zeichnungen) mindestens 5° und vorzugsweise mehr als 10° betragen.
Umgekehrt würde eine zu starke Alpha-Neigung die von dem Sensor gesammelte Nutzlichtmenge zu stark vermindern. Ein angemessener Kompromiss scheint ein Winkel Alpha von ungefähr 20° zu sein.
Die Linse 9 dient dazu, die Größe des analysierten Pixels 12' selbst bei einer großen Entfernung von dem Transportförderband 3 zu beschränken.
Sie gibt über der Eingangsöffnung 10' des Bündels von Fasern 10 ein deutliches Bild des analysierten Pixels 12' unter der Voraussetzung, dass das Ende des Bündels, das der Öffnung 10' entspricht, ein wenig nach der fokalen Brennweite stromaufwärts der Linse 9 angeordnet wird. Die Vergrößerung, das heißt das Verhältnis zwischen der Größe des Pixels 12' und derjenigen des Eingangs 10' des Bündels 10 ist gleichwertig zu dem Verhältnis der Entfernungen zu der Linse.
Unter diesen Bedingungen ist der eingefangene Lichtstrom optimal. Tatsächlich kann mathematisch bewiesen werden, dass er fast unabhängig von der Entfernung Spiegel-Transporteinrichtung ist, und dass er identisch zu dem Strom ist, der von einem Fasernbündel derselben Oberfläche eingefangen wird, das in der Nähe der Transporteinrichtung und bei derselben Beleuchtung und ohne irgendeine Optik angeordnet ist.
Die vorgenannten existierenden Geräte für Monomaterialien verwenden 3 bis 6 geeignet ausgewählte PLO. Ein PLO ist durch den Wert einer zentralen Wellenlänge und durch eine Spektralbreite festgelegt. Zum Beispiel ist der PLO, der bei 1420 nm zentriert ist und eine Breite von 20 nm aufweist, der Bereich von allen Wellenlängen, die zwischen 1410 und 1430 nm liegen. Die Verwendung von 3 bis 6 PLO reicht tatsächlich aus, um ein gegebenes Produkt von allen anderen zu unterscheiden. Die Erfahrung zeigt, dass dies unzureichend ist, um gleichzeitig das häufig angetroffene Materialsortiment in den Abfällen zu erkennen, nämlich:

– die hauptsächlichen Kunststoffe: PET, PVC, PE, PS, PP, PAN, PEN;
– die so genannten „technischen" Kunststoffe: ABS, PMMA, PA6, PA6.6, PU, PC; Die Lebensmittelpackungen (Tetrapacks), die Feinpappen, bei denen Zellulose erfasst wird;
– die anderen Produkte ohne spektrales Merkmal: Metall und Glas.

Um die PLO zu trennen, sind mehrere Technologien möglich:

– Interferenzfilter
– AOTF (Acousto Optic Tunable Filters – einstellbare optisch akustische Filter).
– Beugungsgitter.

Die Erfinder haben sich für die dritte Lösung entschieden, weil sie erprobt ist, keine physischen Bewegungen und eine sehr gute Lichtausbeute hat: von 60 bis 90 in dem Spektrum, das uns interessiert.
Die nachfolgende Beschreibung stützt sich auf die 5 und 6 der beigefügten Zeichnungen.
Bei einem Beugungsgitter wird das Licht durch den Ausgangschlitz hindurch in der Art eines Regenbogens entsprechend der Wellenlängen gestreut. Das Gitter ist durch eine Streuung gekennzeichnet, die aus dem Verhältnis zwischen den Änderungen von Wellenlängen, ausgedrückt in nm, und der Entfernung auf dem Ausgangschlitz, ausgedrückt in mm, besteht. Für eine gute Analyseauflösung haben die Erfinder eine Streuung ausgewählt, die zwischen 20 nm/mm und 30 nm/mm liegt.
Das Bündel von optischen Fasern 10 ermöglicht, das von dem Pixel 12' empfangene reflektierte Licht (multispektraler Lichtstrom 14') von dem Ende mit quadratischem Querschnitt, das die Öffnung 10' trägt, mit einer zu dem Pixel identischen Form, zu dem Eingangsschlitz 17 des Spektrometers 14 zu transportieren, wo die Fasern gemäß einem schmalen senkrechten Schlitz 17' neu angeordnet sind.
Das Bild des Eingangschlitzes 17 für jeden am Ausgang des Gitters 14' ausgewählten PLO besteht aus einem Schlitz 17' derselben Form und derselben Abmessungen wie am Eingang. Die verschiedenen elementaren Lichtströme 14'', die den verschiedenen PLO entsprechen, werden von Ausgangschlitzen 17' eingefangen. Es ist auf dieser Höhe ein Gitter von Bündeln von Fasern 15' vorgesehen, das Mittel zum Empfang und zur Übertragung 15 ausbildet, und diese Fasern sind an dem anderen Ende in Kreisen 15'' angeordnet, von denen jeder im Kontakt mit einer Fotodiode 16 aus InGaAs fixiert wird, die eine aktive Oberfläche von ungefähr 1 mm² aufweist.
In vorteilhafter Weise ist die spektrale Breite der PLO fest und beträgt ungefähr 5 nm, wodurch ermöglicht wird, identische Fotodioden zu verwenden. Es können allerdings auch Bündel 15 mit verschiedenen Querschnitten konstruiert werden, die Fotodioden 16 mit entsprechender Oberfläche zugeordnet werden (beispielsweise einer Spektralbreite von 10 nm mit zwei Reihen von nebeneinander liegenden optischen Fasern, für eine Oberfläche einer Fotodiode von ungefähr 2 mm²). Infolgedessen kann der empfangene Lichtstrom wahlweise erhöht oder die Auflösung verfeinert werden.
Dank des vorstehend beschriebenen Aufbaus wird die Lichtmenge nur einmal geteilt: wenn die Anzahl von Ausgangsbündeln verdoppelt wird, besitzt jedes von ihnen genauso viel Licht wie in dem ursprünglichen Aufbau.
Es ist sehr vorteilhaft, dass die Konstruktion des Geräts 1 gemäß der Erfindung ermöglicht, die Wahl der PLO einfach zu verändern, um die Suche nach neuen Produkten zu optimieren, die in Zukunft auf dem Markt auftauchen werden.
Die ausgewählte und in den 7 und 8 dargestellte Konzeption gewährleistet eine große Flexibilität, um die ausgewählten PLO zu verändern, vorausgesetzt, dass ihre Anzahl fest bleibt. Die technologischen Lösungen, welche es ermöglichen, die Montage einfach zu verändern, sind die nachfolgenden:

– Die Bündel von Fasern 15 sind mit rechteckigen präzisionsgearbeiteten Endhülsen versehen, die in zwei Teilen 18 und 19 verwirklicht sind. Infolgedessen ist es einfach, sie zu handhaben, ohne sie zu zerbrechen. Eine solche Endhülse ist aus einer ersten Platte 18 mit einer Einbuchtung 18' ausgebildet, welche die Enden der optischen Fasern 15' mit gleichzeitiger Sperrung einschließt und durch eine Gegenplatte 19 verschlossen ist.
– Der minimale Abstand der Endhülsen legt die Auflösung des Systems (8) fest, das heißt den minimalen Abstand zwischen zwei PLO: er ist durch den Platzbedarf dieser Endhülsen gegeben. Im äußersten Fall kann die Schutzplatte oder Gegenplatte 19 von einer der Endhülsen weggelassen werden, wodurch ein Abstand mit einer Wellenlänge von 10 nm (8) gegeben ist.
– Um eine beliebige Positionierung der Endhülsen in der Ausgangszone des Gitters 14' auszuwählen, wird ein Satz von Füllstücken 22 verwendet, die mit einer großen Präzision gefertigt sind (ungefähr +/– 0,15 μm Toleranz). Zum Beispiel ermöglichen ein Füllstück von 5000 ×m und ein Füllstück von 280 μm, einen Abstand von 5280 μm zu verwirklichen.
– Die Gesamtheit der Endhülsen 18, 19 und der Füllstücke 22 ist in einem Träger 20 gestapelt, der in einem rechtwinkeligen Gehäuse 21 zum Halten mit einer angepassten Form befestigt ist.

Eine neue Anordnung der PLO besteht demnach einfach daraus, die Endhülsen 18, 19 und Füllstücke 22 aus dem Gehäuse zum Halten 21 herauszuziehen, bestimmte Füllstücke durch diejenigen verschiedener Abmessungen zu ersetzen und sie schließlich wieder in das Gehäuse einzusetzen. Der Vorgang ist einfach, schnell (eine einzige Arbeitssitzung), und umkehrbar.
Die Fotodioden der Umwandlungsmittel 16 liefern eine Intensität, die proportional zu der Anzahl von Photonen ist, die auf die Gesamtheit ihrer Oberfläche während einer gegebenen Zeit einfallen. Dieser Strom wird in Spannung umgewandelt und vor seiner Lieferung an den Computer 23 verstärkt.
Die Verstärkung kann ein integrierendes Element umfassen, welches den endgültigen Signalpegel proportional zu der Expositionsdauer macht. Mehrere gleichwertige Einsätze sind möglich:

– ein einfaches RC Filter (Widerstand – Kapazität), dessen Zeitkonstante geregelt ist, um ungefähr die Hälfte der Messzeit zu betragen;
– ein ladungsgekoppeltes Bauelement (CCD), das in regelmäßigen Intervallen eine Kapazität leert, in der sich die Ladungen ansammeln;
– ein Summierungsmodul, das ein Integral berechnet, das in eine Software nach digitaler Umwandlung eingebaut ist.

Die Erfinder bevorzugen die erste Ausführung, welche die einfachste und am wenigsten einschränkende für das Informatikverarbeitungssystem 23 ist.
Die aktive Oberfläche der verwendeten Fotodioden 16 bestimmt tatsächlich die Bemessung der gesamten Konzeption der Einheit Wiedergewinnung/Übertragung/Analyse. Tatsächlich bringt es überhaupt nichts, ein Ausgangsbündel 15 des Beugungsgitters 14' zu verwirklichen, das größer ist als die Oberfläche der zugeordneten Fotodiode 16: die zusätzliche Oberfläche würde nicht ausgenutzt. Ebenso verlangen die Gesetze der Optik, dass die Abmessungen des Eingangschlitzes 17 des Gitters 14' dieselben sind wie die Abmessungen des Ausgangschlitzes 17'. Hinsichtlich des Bündels von optischen Fasern 10 bleibt offensichtlich die aktive Oberfläche unverändert, nämlich 1 mm². Schließlich, wie vorstehend ausgeführt, hängt der an dem Ende mit Eingangsöffnung 10' dieses Bündels empfangene Strom nur von seiner Oberfläche und von der Beleuchtungsintensität auf der Höhe der Transportebene Pc (beispielsweise Oberfläche des Förderbandes einer Transporteinrichtung 3) ab, unter der Voraussetzung einer geeigneten Abmessung der optischen Einheit 8' und 9.
Das Ergebnis des Vorausgehenden besteht daraus, dass der endgültige Signalpegel für die Materialanalyse nur zu den nachfolgenden Variablen proportional ist:

– die beleuchtete Oberfläche der Fotodiode;
– die Beleuchtungsintensität auf dem Transportförderband;
– die Spektralbreite des verwendeten PLO;
– die Expositionsdauer jeder Messung.

Infolgedessen wird durch Maximieren der Beleuchtungsintensität, durch Beibehalten der engen PLO und durch Verwenden von Sensoren (Fotodioden) mit großer beleuchteter Oberfläche ein viel schnelleres, aber genauso detailliertes Analysesystem erhalten, wie das, welches mit einem Spektrometer mit Fotoelementleisten verwirklicht werden könnte.
5 stellt im Zusammenhang mit den 1 eine mögliche Ausführungsform der zweiten Analysevorrichtung 11' (Farbanalyse) dar.
Diese zweite Vorrichtung 11' könnte ebenfalls mittels eines Beugungsgitters verwirklicht werden.
Allerdings muss im Sichtbaren die Selektivität von Wellenlängen nicht besonders scharf sein. Bandbreiten von 60 nm reichen vollkommen aus. Darüber hinaus geht es nicht um Flexibilität, weil die drei Grundfarben sich auf die Wahrnehmung des menschlichen Auges stützen: die PLO ändern sich infolgedessen niemals. Anstatt ein Beugungsgitter zu verwenden, ist es viel einfacher und kostengünstiger, Farbfilter zu verwenden, die vor jeder Empfangsdiode angeordnet sind. Das sind die angezeigten Filter 6R, 6G, 6B, jeweils spezifisch für Rot, Grün und Blau.
Die den vorgenannten Filtern zugeordneten Fotodioden 27 bestehen aus Silicium und decken das gesamte sichtbare Gebiet ab: dieses Material ist sehr kostengünstig und weist eine sehr gute Erfassungsfähigkeit auf, ungefähr 100-mal höher als das InGaAs im Infrarotbereich. Dank dieser erhöhten Sensibilität ist es unnötig, ein Fasernbündel vor die Diode zu bringen: eine einzige Faser mit einem Durchmesser von 200 μm liefert ein ausreichendes Signal.
Es reicht infolgedessen aus, dem Bündel 10 drei optische Fasern zu entnehmen, um sie der Farberfassung zuzuweisen. Das Ende, das die Eingangsöffnung 10' umfasst, kann infolgedessen ungefähr zwanzig Fasern umfassen, von denen sich sechzehn oder siebzehn an dem Ende befinden, das in den Eingangsschlitz 17 des Spektrometers 14 hineindringt, und von denen drei in die Analysevorrichtung 11' oder das Farbmodul hineindringen. Angesichts der verfügbaren sichtbaren Lichtmenge, kann sogar vorgesehen werden, eine einzige Faser für die Farbe zu verwenden und ihr Licht auf drei Filter aufzuteilen: infolgedessen verbleibt eine maximale empfindliche Oberfläche für den Anteil des Bündels 10, der mit dem Spektrometer 14 verbunden ist.
Nach den Silicium-Fotodioden 27 ermöglicht eine nicht dargestellte herkömmliche Verstärkungsstufe die analogen Signale auf einen ausreichenden Pegel zu bringen, um sie in dem Computer 23 zu erfassen.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebene und in den beigefügten Zeichnungen dargestellte Ausführungsform beschränkt. Veränderungen bleiben möglich, insbesondere hinsichtlich des Aufbaus von diversen Elementen oder durch Ersatz mit technischen Entsprechungen, ohne deswegen den Rahmen der Ansprüche zu verlassen.

Claims

Gerät zur automatischen Untersuchung von Objekten, die in im Wesentlichen einlagiger Weise auf einer Transportebene (Pe) einer Transporteinrichtung vorbeilaufen, welches es ermöglicht, diese Objekte gemäß ihrer chemischen Zusammensetzung zu unterscheiden, wobei dieses Gerät mindestens eine Erfassungsstelle umfasst, durch die oder unter der der Objektstrom hindurchläuft, wobei diese Erfassungsstelle (4) insbesondere umfasst: – Mittel (6) zum Aufbringen von elektromagnetischen Strahlen in der Richtung der Transportebene, welche die Strahlen emittieren, um eine Beleuchtungsebene festzulegen, wobei der Schnitt der Beleuchtungsebene und der Transportebene eine Erfassungslinie (7) festlegt, die sich quer zur Vorbeilaufrichtung der Objekte erstreckt; – eine Empfangsvorrichtung (8), die es ermöglicht, jeden Punkt der Erfassungslinie periodisch abzutasten, und ständig die Strahlen empfängt, die von einer elementaren Messzone reflektiert werden, welche sich in der Nähe des in diesem Moment abgetasteten Punkts befindet, wobei die durch die Erfassungslinie und das optische Eingangszentrum der Vorrichtung festgelegte Ebene Abtastebene (Pb) genannt wird, – Mittel (10) zum Übertragen der Strahlen, die auf der Höhe der elementaren Abtastmesszone reflektiert werden, zu mindestens einer Analysevorrichtung (11, 11'), wobei das Gerät dadurch gekennzeichnet ist, dass die emittierten Strahlen in der Nähe der Beleuchtungsebene (Pe) gebündelt werden und dass die Beleuchtungsebene (Pe) und die Abtastebene (Pb) zusammenfallen, wobei diese gemeinsame Ebene (Pe, Pb) bezüglich der Senkrechten (D) zur Transportebene (Pc) geneigt ist.
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsvorrichtung (8) eine bewegliche Reflexionseinrichtung (8') umfasst, die das optische Eingangszentrum (8'') trägt, welches direkt die auf der Höhe der elementaren Abtastmesszone (12) reflektierten Strahlen empfängt und Abmessungen aufweist, die im Wesentlichen in derselben Größenordnung liegen wie die Abmessungen der elementaren Messzone (12), deren Verschiebung es gewährleistet, vorzugsweise geringfügig größer sind.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Aufbringen (6) aus Beleuchtungsmitteln mit breitem Spektrum bestehen, wobei die aufgebrachten Strahlen aus einem Gemisch von elektromagnetischen Strahlen des sichtbaren Bereichs und des Infrarotbereichs bestehen, und dass die Beleuchtungsmittel (6) Einrichtungen (6') umfassen, die die emittierten Strahlen auf der Höhe der Transportebene (Pc) auf einen Erfassungsquerstreifen (7') bündeln, welcher periodisch durch die elementare Messzone (12) abgetastet wird und dessen Längsmittelachse der Erfassungslinie (7) entspricht.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (6) zum Aufbringen von Strahlen aus zwei voneinander beabstandeten Aufbringungseinheiten bestehen, die gemäß einer Querausrichtung bezüglich der Vorbeilaufrichtung der Objekte (2) angeordnet sind, wobei jede Einheit eine langgestreckte Emissionseinrichtung (6'') umfasst, die einer Einrichtung (6') in Form eines profilierten Reflektors mit elliptischem Querschnitt zugeordnet ist.
Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede langgestreckte Emissionseinrichtung (6'') im Wesentlichen auf der Höhe des nahen Brennpunkts (F) des ihr zugeordneten Reflektors (6') angeordnet ist, wobei die Mittel (6) zum Aufbringen von Strahlen derart angeordnet sind und die Reflektoren (6') derart ausgebildet und bemessen sind, dass der zweite ferne Brennpunkt (F') in einem Abstand von der Transportebene (3) liegt, der im Wesentlichen der mittleren Höhe (H) der zu sortierenden Objekte (2) entspricht, wobei die Brennpunkte (F, F') in der Beleuchtungsebene (Pe) liegen.
Gerät nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Reflexionswände (13, 13') der durch die Mittel zum Aufbringen (6) emittierten Strahlen entlang der Seitenränder der Transporteinrichtung (3), insbesondere auf der Höhe der Enden des Erfassungsstreifens (7'), angeordnet sind und sich horizontal und vertikal im Wesentlichen bis auf die Höhe der Aufbringungsmittel (6) erstrecken.
Gerät nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsvorrichtung (8) in Form eines Empfangskopfs vorliegt, der trägt einerseits eine bewegliche Reflexionseinrichtung (8') in Form eines Planspiegels, der in im Wesentlichen zentraler Weise bezüglich der Transportebene (Pc) der Transparteinrichtung (3) angeordnet ist und durch Drehung mit einer Amplitude schwingt, die ausreicht, damit die bewegliche elementare Messzone (12) die Gesamtheit des Erfassungsstreifens (7') während einer Halbschwingung abtasten kann, und andererseits ein Mittel (9) zum Fokussieren des Bruchteils des Strahls (der Strahlen), der (die) von einem elementaren Teil des Erfassungsstreifens (7') reflektiert wird (werden) und vom schwingenden, Spiegel (8') in der Richtung des Mittels (9) übertragen wird (werden), wobei der Kopf (8) auch das Ende trägt, das die Eingangsöffnung (10') der Mittel (10) zur Übertragung des Bruchteils des Strahls (der Strahlen) nach der Fokussierung durch das Mittel (9) zu mindestens einer Spektralanalysevorrichtung (11, 11') aufweist.
Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Fokussiermittel (9) und die nachfolgenden Übertragungsmittel (10) außerhalb des Abtastfeldes (C) des schwingenden Spiegels (8') liegen, welcher sich in der Abtastebene (Pb) befindet, wobei die Achse der Ausrichtung des Spiegels (8')/des Fokussiermittels (9)/der Eingangsöffnung (10') in der Abtastebene (Pb) liegt.
Gerät nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der schwingende Planspiegel, der die bewegliche Reflexionseinrichtung (8') bildet, zwischen den zwei Einheiten, die die Mittel zum Aufbringen von Strahlen (6) bilden, und in einer relativen Anordnung liegt, so dass die Einheiten das Abtastfeld (C) des Spiegels (8') nicht behindern.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsmittel (10) aus einem Bündel von optischen Fasern (10'') bestehen, von welchen die Gesamtheit oder eine Mehrheit mit einer Analysevorrichtung (11) verbunden ist, die die reflektierte Strahlung in ihre verschiedenen spektralen Bestandteile zerlegt und die Intensitäten von bestimmten der Bestandteile mit Wellenlängen ermittelt, die für die Materialien der zu sortierenden Objekte charakteristisch sind, wobei die optischen Fasern (10'') auf der Höhe der Eingangsöffnung (10') eine im Querschnitt quadratische oder rechteckige Anordnung aufweisen.
Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein geringerer Teil der optischen Fasern (10') des Bündels (10) mit einer Analysevorrichtung (11') verbunden ist, die die jeweiligen Intensitäten der drei Grundfarben ermittelt,
Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Analysevorrichtung (11) besteht einerseits aus einem Spektrometer (14) mit einem Beugungsgitter (14'), das den multispektralen Lichtstrom (14''), der von der elementaren Messzone (12) empfangen wird, in seine verschiedenen wesentlichen spektralen Bestandteile, insbesondere im Infrarotbereich, zerlegt, andererseits aus Mitteln (15) zur Wiedergewinnung und zur Übertragung der elementaren Lichtströme (14''') entsprechend verschiedenen unregelmäßig beabstandeten Spektralbereichen, die die chemischen Substanzen und Zusammensetzungen der zu unterscheidenden Objekte (2) charakterisieren, beispielsweise in Form von getrennten Bündeln von optischen Fasern, und schließlich aus Mitteln (16) zur photoelektrischen Umwandlung, die ein analoges Signal für jeden der elementaren Lichtströme (14''') liefern.
Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der multispektrale Lichtstrom (14'') in das Spektrometer (14) auf der Höhe eines Eingangsschlitzes (17) eingeleitet. wird und dass die elementaren Lichtströme (14''') auf der Höhe von Ausgangsschlitzen (17') wiedergewonnen werden, welche eine Form und Abmessungen identisch zu jenen des Eingangsschlitzes aufweisen und in Abhängigkeit vom Streufaktor und von den wiederzugewinnenden Spektralbereichen angeordnet sind, wobei die Ausgangsendteile der Fasern (10'') des Hauptbestandteils des Bündels von Fasern die Übertragungsmittel (10) bilden und die Eingangsendteile der optischen Fasern (15') der Mittel zur Wiedergewinnung und zur Übertragung (15) lineare identische Anordnungen aufweisen und in dem Eingangsschlitz (17) bzw. den Ausgangsschlitzen (17') montiert sind.
Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsendteile der optischen Fasern (15') der Bündel, die die Mittel zur Wiedergewinnung und zur Übertragung (15) bilden, in dünnen Scheiben (18) montiert sind, die mit angepassten Aufnahmeeinbuchtungen (18') versehen sind und vorzugsweise mit Gegenscheiben (19) zum Halten und zum Sperren verbunden sind, um Träger zur Montage und Positionierung (20) der optischen Fasern (15') im Körper des Spektrometers (14) zu bilden.
Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper des Spektrometers (14) eine starre Struktur (21) zur Aufnahme und zum Halten der Träger (20) mit Sperrung umfasst, welche ihre Anbringung durch Gleiten und ihre Installation durch Stapelung mit eventuell der Zwischenschaltung von eingestellten Füllstücken (22) gestattet, um die Träger (20) an den Stellen entsprechend den Auftreffzonen der zu messenden elementaren Lichtströme (14''') anzuordnen.
Gerät nach einem der Ansprüche 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass es auch eine Einheit (23) zur Behandlung und zur Steuerung der Funktion der Erfassungsstelle (4) umfasst, wie einen Computer, der insbesondere die Bewegung der beweglichen Reflexionseinrichtung (8') und eventuell der Transporteinrichtung (3) steuert, die Erfassung der auf der Höhe der beweglichen elementaren Messzone (12) reflektierten Strahlen folgesteuert und die von den Analysevorrichtungen (11, 11') gelieferten Signale beispielsweise durch Vergleich mit programmierten Daten im Hinblick auf die Ermittlung der chemischen Zusammensetzung von jedem der untersuchten Objekte (2) oder auf die Anwesenheit einer chemischen Substanz in den Objekten (2) verarbeitet und auswertet, indem er gegebenenfalls die Ergebnisse der Ermittlung mit einer Feststellung der räumlichen Lokalisierung der Objekte (2) korreliert.
Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Erfassungsstreifen (7') in Form einer rechteckigen langgestreckten Oberfläche mit geringer Breite vorliegt, welche sich senkrecht zur Mittelachse und quer auf der gesamten Breite der Transportebene (Pc) der Transporteinrichtung (3) erstreckt.
Gerät zur automatischen Sortierung von Objekten gemäß ihrer chemischen Zusammensetzung, wobei diese Objekte in im Wesentlichen einlagiger Weise auf einer Transporteinrichtung vorbeilaufen, wobei dieses Sortiergerät ein Gerät zur Untersuchung mit einer vorderen Erfassungsstelle umfasst, die funktionell mit einer hinteren aktiven Stelle zur Trennung der Objekte in Abhängigkeit von den Ergebnissen der Messungen und/oder Analysen, die durch die Erfassungsstelle durchgeführt werden, gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät zur Untersuchung ein Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 17 ist.
Sortiergerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsstelle (4) oder ihre Einheit (23) zur Behandlung und zur Steuerung der Funktion Betätigungssignale zu einem Steuermodul (24) der Auswurfmittel (5') der aktiven Trennstelle (5) in einer Querausrichtung in Abhängigkeit von den Ergebnissen der Analyse liefert, wobei eine Reihe von Betätigungssignalen nach jeder vollständigen Abtastung eines Quererfassungsbandes (7') durch die bewegliche elementare Messzone (12) emittiert wird.
Sortiergerät nach einem der Ansprüche 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungslinie (7) in unmittelbarer Nähe, beispielsweise in weniger als 30 cm, zu den Auswurfmitteln (5') liegt, beispielsweise durch Abheben in Form einer Reihe von Düsen, die Gas-, vorzugsweise Luftstrahlen, liefern.
Verfahren zur automatischen Untersuchung von Objekten, die in im Wesentlichen einlagiger Weise auf einer Transportebene einer Transporteinrichtung vorbeilaufen, wobei das Verfahren es ermöglicht, diese Objekte gemäß ihrer chemischen Zusammensetzung zu unterscheiden und aus folgendem besteht: – Vorbeilaufenlassen des Stroms von zu untersuchenden Objekten durch mindestens eine oder unter mindestens einer Erfassungsstelle, – Emittieren von elektromagnetischen Strahlen zur Transportebene durch Mittel zum entsprechenden Aufbringen, um eine Beleuchtungsebene festzulegen, wobei der Schnitt der Beleuchtungsebene und der Transportebene eine Erfassungslinie festlegt, die sich quer zur Vorbeilaufrichtung der Objekte erstreckt, – periodisches Abtasten von jedem Punkt der Erfassungslinie durch eine Empfangsvorrichtung, die ständig die Strahlen empfängt, die von einer elementaren Messzone reflektiert werden, welche sich in der Nähe des in diesem Moment abgetasteten Punkts befindet, wobei die von der Erfassungslinie und vom optischen Eingangszentrum der Vorrichtung festgelegte Ebene Abtastebene genannt wird, – Übertragen der auf der Höhe der elementaren Abtastmesszone reflektierten Strahlen zu mindestens einer Analysevorrichtung durch angepasste Übertragungsmittel, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass die emittierten Strahlen in der Nähe der Beleuchtungsebene (Pe) gebündelt werden und dass die Beleuchtungsebene (Pe) und die Abtastebene (Pb) zusammenfallen, wobei diese gemeinsame Ebene (Pe, Pb) bezüglich der Senkrechten (D) zur Transportebene (Pc) geneigt ist.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass es aus dem Bündeln der Strahlen, vorzugsweise aus dem sichtbaren und Infrarotbereich, auf der Höhe der Transportebene (Pc) auf einen Quererfassungsstreifen (7') besteht, welcher periodisch durch die elementare Messzone (12) abgetastet wird und dessen Längsmittelachsse der Erfassungslinie (7) entspricht, um eine erhöhte und im Wesentlichen homogene Strahlungsintensität auf der gesamten Oberfläche des Erfassungsstreifens (7') zu erhalten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 und 22, dadurch gekennzeichnet, dass es besteht aus dem sequentiellen Abtasten des Erfassungsstreifens (7') mit der beweglichen elementaren Messzone (12) durch Drehschwingung eines die Reflexionseinrichtung (8') bildenden Planspiegels, aus dem Fokussieren des von der elementaren Messzone (12) stammenden Lichtstroms auf die Eingangsöffnung (10') der Übertragungsmittel (10) in Form eines Bündels von optischen Fasern (10''), aus dem Zuführen der Mehrheit des multispektralen Lichtstroms (14''), der zum Eingangsschlitz (17) eines Spektrometers (14) hin aufgefangen wird, welches einen Teil eines ersten Analysemittels (11) bildet, aus dem Zerlegen dieses Lichtstroms (14'') in seine verschiedenen elementaren spektralen Bestandteile (14'''), aus dem Wiedergewinnen der Lichtströme von bestimmten dieser Bestandteile entsprechend engen spezifischen Bereichen von Wellenlängen auf der Höhe von Ausgangsschlitzen (17') und aus dem Übertragen derselben durch angepasste Mittel (15) zu Mitteln (16) zur photoelektrischen, Umwandlung, um erste Messsignale zu liefern, aus dem gegebenenfalls gleichzeitigen Zuführen eines geringen Teils des multispektralen Lichtstroms (14''), der zu einem zweiten Analysemittel (11') hin aufgefangen wird, welches die jeweiligen Intensitäten der drei Grundfarben ermittelt und zweite Messsignale liefert, aus dem Verarbeiten der erster. und eventuell zweiten Messsignale auf der Höhe einer Einheit (23) zur Datenverarbeitung und -steuerurig, die insbesondere die Bewegung der beweglichen Reflexionseinrichtung (8') steuert, die Erfassung der auf der Höhe der beweglichen elementaren Messzone (12) reflektierten Strahlen folgesteuert und die von den Analysevorrichtungen (11, 11') gelieferten Signale durch Vergleich mit programmierten Daten im Hinblick auf die Ermittlung der chemischen Zusammensetzung von jedem der untersuchten Objekte (2) oder auf die Anwesenheit einer chemischen Substanz in den Objekten (2) verarbeitet und auswertet.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass es besteht aus dem Veranlassen der Einheit (23), in Abhängigkeit von den Ergebnissen der Verarbeitung der Messsignale, Betätigungssignale zu einem Modul (24) zur Steuerung von Auswurfmitteln (5') einer Trennstelle (5') zu liefern, die hinter der Erfassungsstelle (4) bezüglich des Stroms von Objekten (2) liegt, und schließlich aus dem Auswerfen oder Nicht-Auswerfen von jedem der verschiedenen Objekte (2), die auf der Transportträgerebene (Pc) der Transporteinrichtung (3) vorbeilaufen, in Abhängigkeit von den gelieferten Betätigungssignalen.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reihe von Betätigungssignalen nach Beendigung jeder Abtastung des Erfassungsstreifens (7') und Verarbeitung der entsprechenden Messsignale, gegebenenfalls unter Berücksichtigung der Messsignale der vorherigen Abtastung, emittiert wird.