EP2092371A2 - Einrichtung zur überwachung eines produktstromes auf störende einschlüsse - Google Patents

Einrichtung zur überwachung eines produktstromes auf störende einschlüsse

Info

Publication number
EP2092371A2
EP2092371A2 EP07847063A EP07847063A EP2092371A2 EP 2092371 A2 EP2092371 A2 EP 2092371A2 EP 07847063 A EP07847063 A EP 07847063A EP 07847063 A EP07847063 A EP 07847063A EP 2092371 A2 EP2092371 A2 EP 2092371A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensors
sensor
signals
signal
output signals
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07847063A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Artinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mesutronic Geraetebau GmbH
Original Assignee
Mesutronic Geraetebau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mesutronic Geraetebau GmbH filed Critical Mesutronic Geraetebau GmbH
Publication of EP2092371A2 publication Critical patent/EP2092371A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • G01V3/081—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices the magnetic field is produced by the objects or geological structures

Definitions

  • the objects to be checked are generally connected to an object sensor, such as an optical sensor, e.g. Photocells sensor, a mechanical object sensor or a a- acoustically operating sensor detects that provides the clock signal triggering for the electronic device part.
  • an optical sensor e.g. Photocells sensor
  • a mechanical object sensor or a a- acoustically operating sensor detects that provides the clock signal triggering for the electronic device part.
  • the transport speed of the conveyor e.g. a conveyor belt detected and a corresponding signal also supplied to the electronic device part to allow a correlated evaluation in the sense mentioned.
  • the successive individual sensors in the transport direction form a sensor row.
  • runtime chains and memory can be used.
  • Metal detectors of this type have when using Hall elements or field plates (see Ahlers -Waldmann "microelectronic sensors, pages 137-144 / 1st edition, VEB Verlagtechnik, Berlin 1989) a very high responsiveness, which can also detect very small ferromagnetic magne tables particles, which are contained for example in an aluminum bag.
  • the high sensitivity can be disturbing insofar as external magnetic fields can cause disturbing signals in the sensors. It is usually tried in practice to solve this problem by the fact that the entire system is magnetically shielded. However, this is usually less effective, especially if such interference emanating from within the shielding parts.
  • the signal of at least one sensor of the sensor matrix is added in opposite phase to signals from other sensors and the signal resulting from this addition for the correlation evaluation is used to generate a detection signal.
  • the output signals of each two successive in the direction of the product flow sensors added in phase opposition to the compensation of disturbing external magnetic fields and added the resulting signals corresponding time correlated to generate the detection signal.
  • the invention is applicable both to a metal detector with only one sensor row and to a metal detector with a sensor matrix.
  • a magnetic shielding may additionally be provided which contains a passage for the conveyed material.
  • Figure 1 is a provided with a metal detector means for detecting disturbing inclusions in a packaged, for example, in bags of aluminum foil conveyed, which is transported on a transport hand;
  • FIG. 2 shows a matrix sensor field according to the already mentioned DE 100 1 1 230, which is used in the device shown in FIG. 1;
  • FIG. 3 shows one of the sensor strips of the matrix sensor field shown in FIG. 2, which shows the arrangement of the individual sensors and a schematic indication of the effect of the input to be detected. Conclusions in the conveyed goods and an interference field on the sensors of the sensor strip;
  • FIG. 4 shows a spatial diagram for the responsiveness of a Hall element or field plate
  • FIG. 5 shows a signal course of a bag containing an undesired inclusion under the simultaneous influence of a disturbing external field
  • FIG. 6 shows a schematic representation of the compensation process for finding a conveyed item containing an undesired inclusion
  • FIG. 7 shows an exemplary embodiment with compensation for the case of an analog evaluation
  • FIG. 9 shows another possibility for a difference between signals.
  • the device shown in Figure 1 consists of a base frame 1, which is horizontally aligned via height-adjustable support feet 2 and a transport device for the conveyed, which is formed in the embodiment as a conveyor belt 3.
  • a metal detector designed as a sensor matrix 4 is arranged in such a way that the individual sensors - see FIG. 3 - face the conveyor belt 3 and thus the conveyed material conveyed thereon.
  • the sensor matrix 4 consists of concentrated individual sensors in the form of Hall elements or field plates (see the book "Microelectronic Sensors" by Ahlers -Waldmann, 1st edition VEB Verlagtechnik Berlin, pages 137-14 and DE 100 1 1 230).
  • the sensor matrix 4 feeds an evaluation circuit 5, which is combined in a manner known per se with an operating device and a display device.
  • the transport direction of the conveyor belt 3 is by a directional arrow indicated.
  • a device 6 for ejecting such transported goods is arranged in a collecting container 7, which contains as interfering identified inclusions, such as chips made of stainless steel or the like.
  • the ejection device 6 is designed as a so-called "pusher".
  • Ejectors for this purpose are shown and described for example in the journal "Automation" of the publisher Automation, Penton Bldg., Cleveland, Ohio 441 13 / USA, September issue 1965, pages 102 to 1 12 and December issue 1965, pages 69 to 73.
  • a permanent magnet 8 for biasing the conveyed material arranged. Lying on the conveyor belt 3, as an example, two bags B are shown, which consist of an aluminized film and are to be checked for interfering inclusions.
  • Such inclusions can come from the production and bag filling machines and, for example, consist of the magnetically localizable VA steel, which is mostly used in the food industry only because of its properties.
  • the sensor matrix 4 is shown by itself. Strip-shaped rows of sensors R 1 to R 6 are arranged next to one another on a circuit board 9 designed as a multilayer printed circuit and aligned so that the individual strips run in the transport direction of the conveyor belt 3 when the sensor matrix 4 is installed.
  • the circuit board 9 is inserted in a profile frame 9 '.
  • the individual sensor row consists of a strip-shaped carrier 10, which is also designed as a multilayer printed circuit the exception of the individual sensors with the associated electronic components such as signal amplifiers, transistors, integrated circuits, capacitors, resistors and an electrical connector 1 1 for connection to a corresponding counterpart on the circuit board 9, etc. provided i
  • the mentioned e- Electronic components are not shown in FIG. 2 for reasons of clarity.
  • the individual sensor strips are firmly anchored on the circuit board 9 via plastic angles.
  • FIG 3 is shown as an example of the strip Rl with its sensor row Sl to S6.
  • the number of sensors in a row depends primarily on the required sensitivity on inclusions to be found in the conveyed material. In the exemplary embodiment, six sensors are provided. In practice, eight sensors are often arranged.
  • the individual sensors Sl to S6 are fixed at uniform intervals on the strip-shaped carrier 10 so that they are aligned with the maximum of their spatial response to the conveyor belt 3 - see Figure 1 -.
  • the sensors mentioned have, spatially considered, usually no ball characteristic but an approximately club-shaped characteristic.
  • This can be measured, for example, by firmly mounting a sensor over a base plate and at a distance from it, displacing a specimen on the base plate and measuring the sensor signal for the individual positions of the specimen.
  • FIG. 3 a bag B to be checked is shown above the carrier 10, which bag contains a disturbing inclusion E and successively passes the sensors S1 to S6 by means of the conveyor belt 3 shown in FIG.
  • the inclusion E triggers a signal in each of the sensors.
  • the individual mutually time-shifted sensor signals are then, as described in the aforementioned DE 100 1 1 230, evaluated correlated for the derivation of a detection signal. If a current-carrying conductor L runs around in the vicinity of the device, then it is surrounded by a magnetic field which more or less strongly influences the sensors S 1 to S 6 and thus causes corresponding sensor signals. The same can occur if a machine with moving parts or a drive motor M are located near the sensors.
  • the inclusion in the individual sensors triggers time-shifted signals, as shown in FIG. 5 in a diagram for the sensors S1 to S6 are shown.
  • the time is plotted on the abscissa and the amplitude of the individual sensor signal on the ordinate.
  • the interference signal which can have an arbitrary amplitude curve per se, is indicated by a square wave signal. It can be short or long lasting. If a disturbing magnetic field acts on the sensors, then the interfering signal of, for example, a rectangular shape is superimposed on each individual sensor signal which has an approximately bell-shaped amplitude characteristic. This disturbing signal can exceed the undisturbed sensor signal by a multiple in amplitude and thus make it impossible to evaluate the usually very small individual sensor signals.
  • FIG. 6 shows this compensation in a diagram for the sensors S 1 and S 2, specifically in the case where the interfering confinement E passes through the sensor 1.
  • Both the sensor Sl and the sensor S2 are influenced by the disturbing external field, and to the same extent.
  • the signal of the sensor S l, caused by the inclusion E superimposed over the interference signal extremely small, actual useful signal.
  • the actual useful signal for the evaluation remains.
  • the inclusion E to be detected reaches the sensor S2 and by subtracting either the sensor signal from S3 or S1, the information needed for the correlation evaluation can also be obtained from S2 Gain sensor signal from S2.
  • An additional adder can be used if a signal to be added is reversed before being added in polarity.
  • the signal required for the compensation of interference fields is derived from one or a few sensors.
  • a particularly good compensation can be achieved in a further development of the invention in that the signals of two sensors arranged behind one another in the transport direction of the conveyed material to be checked are subtracted from each other or added in opposite phases.
  • FIG. 7 Such a design for an analog device is shown in FIG. Of the sensors Sl to S6, the successive in the transport direction are each connected to a subtractor Sub in analog technology. The outputs of these five subtractors are - as already explained in detail in DE 100 1 1 230 - guided via delay elements, such as delay strings or the like to the adder Add performing the correlation evaluation. It is also possible to obtain a sixth signal corresponding to the six sensors by supplying the output signal of another not immediately preceding sensor from the row, for example the sensor S4, to a sixth subtractor which receives as the second signal that of the sensor S6. In the figure 7 this is indicated by dashed lines. As a result, all sensor signals can be used for the subsequent correlation and thus achieve a further increase in responsiveness.
  • FIG. 1 An embodiment in digital technology is shown in FIG.
  • the output signals of the individual sensors S 1 to S 6 are subjected after a preamplification to a high-resolution analog / digital conversion in an analog / digital converter A / D.
  • the latter scans the initially analog sensor signal and converts it into a sequence of samples, which are then converted into pulse-code-modulated signal PCM by means of a PCM converter PCM, which usually contains a buffer ZS.
  • the pulse code modulated signals are then each fed to a digitally operating subtractor Sub, whose output signals are then stored in digitally operating memories Sp become.
  • the PCM signals stored in the memories are then read out at the same time, ie correlated, and fed to the adder Add, which generates therefrom the sum signal, which then serves as the basis for a detection signal.
  • FIG. 9 schematically shows a sensor matrix consisting of the sensor rows R1 to R6 and the sensors S1 to S6 provided for each row.
  • two sensors can be used in the previously described manner with regard to their output signals.
  • the output signals of such sensors are used for subtraction, which do not go back to the same disturbing inclusion at the same time.
  • the sensor 1 of the row Rl can be combined with the sensor 2 or sensor 3 of the row R2 to form a difference.
  • Immediately adjacent sensors of adjacent rows are usually unsuitable when the sensors adjacent rows for reasons a balanced characteristic - as explained in DE 100 1 1 230 - are relatively close to each other, because then the useful signal would be weakened in the difference.
  • a shielding against external magnetic fields can also be used in the subject matter of the invention in order to force a homogenization of these fields.
  • Arranged for this purpose for example, in a device according to Figures 1 and 2 below the base GP a over the entire length of the sensor matrix 4 extending trough of magnetic shielding material, for example, MU metal, so enters an alignment of the magnetic field lines of the interference field and thus a homogenization of the same in the sensor area.
  • a trough can be provided above or even above the conveyor belt 3 in the region of the sensor matrix and achieves a similar effect.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

Einrichtung zur Überwachung eines Produktstromes auf unerwünschte Einschlüsse, bei der in einem zu überwachenden Abschnitt des Produktstromes mittels einer, mehrere in Transportrichtung des Produktstromes unter Bildung einer Sensorreihe gestaffelt angeordnete Sensoren umfassenden Sensorik und einer dieser zugeordneten Auswerteschaltung ein materialspezifisches Erkennungssignals abgeleitet wird, indem die, hinsichtlich von Metallpartikeln im zu überprüfenden Produktstrom auf Einzelprodukte zurückgehenden Ausgangs Signale der einzelnen Sensoren zeitgleich in einer Additionsschaltung korreliert addiert werden und das Ausgangssignal der Additionsschaltung als Erkennungssignal für ein festzustellendes Metallpartikel dient. Zur Kompensation störender Magnetfelder ist wenigstens ein Sensor einer Sensorreihe vorgesehen, dessen Ausgangssignale mit den Ausgangssignalen anderer Sensoren zur Differenzbildung gegenphasig addiert werden. Die daraus resultierenden Differenzsignale werden in einer zur Bildung des Erkennungssignals vorgesehenen Additionsschaltung korreliert ausgewertet.

Description

Einrichtung zur Überwachung eines Produktstromes auf störende Einschlüsse
Zum Auffinden störender Einschlüsse, wie kleinen Metallteilchen in einem Produktstrom, und gegebenenfalls und auch zu deren Entfernung ist in der DE 100 1 1 230 Al eine Lösung dargestellt und beschrieben, mit der es möglich ist auch sehr kleine metallische Einschlüsse aufzufinden, selbst wenn diese in einer Umhüllung aus einem anderen Metall enthalten sind. Bei Einrichtungen dieser Art werden mehrere Sensoren in Förderrichtung hintereinander angeordnet und deren Ausgangssignale zeitlich so korreliert, dass Signale von störenden Metallteilchen algebraisch und Geräuschsignale geometrisch addiert werden. Informationen zur Korrelation finden sich u.a. dem in der DE 100 1 1 230 Al zitierten Buch "Korrelationselektronik" von Prof. Dr. Lange (z.B. Seiten 22 ff. und Seiten 338 ff.) und in der DE 41 15 350 Al .
Bei Einrichtungen der in der DE 100 1 1 230 Al behandelten Art werden die zu überprüfenden Objekte dabei in der Regel mit einem Objekt-Sensor, wie einem optischen Sensor z.B. Lichtschranken- Sensor, einem mechanischen Objekt-Sensor oder auch einem a- kustisch arbeitenden Sensor erfasst, der die Taktsignal- Triggerung für den elektronischen Geräteteil liefert. Von einem weiteren Sensor wird die Transportgeschwindigkeit der Förderein- richtung, z.B. eines Förderbandes erfasst und ein entsprechendes Signal ebenfalls dem elektronischen Geräteteil zugeführt, um eine korrelierte Auswertung im erwähnten Sinne zu ermöglichen. Die In Transportrichtung aufeinander folgenden einzelnen Sensoren bilden eine Sensor-Reihe. Zur Verzögerung von Sensor-Signalen können Laufzeitketten und Speicher verwendet werden. Vor allem bei digitaler Auswertung der einzelnen Sensor -Signale sind auch die allgemein bekannten digital arbeitenden Speicher anwendbar, in deren einzelne Speicherbereiche Sensor-Signale in Digitalform eingelesen und anschließend hinsichtlich des Objekt-Signals kor- reliert ausgelesen werden.
Metallsuchgeräte dieser Art haben bei Verwendung von Hallelementen oder Feldplatten (siehe Ahlers -Waldmann "Mikroelektronische Sensoren, Seiten 137- 144/ 1. Auflage, VEB-Verlag Technik, Berlin 1989) eine sehr hohe Ansprechempfindlichkeit, die auch sehr kleine ferromagne tische Teilchen, die beispielsweise in einem Aluminiumbeutel enthalten sind, erkennen lassen. In der industriellen Anwendung solcher Metallsuchgeräte kann sich die hohe Ansprechempfindlichkeit jedoch insofern störend bemerkbar machen, als äußere Magnetfelder störende Signale in den Sensoren verursachen können. Es wird in der Praxis meist versucht dieses Problem dadurch zu beheben, dass die gesamte Anlage magnetisch abgeschirmt wird. Das ist allerdings meist wenig wirksam, vor allem wenn solche Störungen von innerhalb der Abschirmung befindlichen Teilen ausgehen.
Es wurde auch versucht störenden Magnetfelder dadurch zu begegnen, dass bei einer Matrix aus Einzelsensoren, die der Erken- nung störender Einschlüsse dient, eine ebensolche weitere Matrix unterhalb der erstgenannten Matrix in einem solchen Abstand angeordnet wird, dass diese zwar die störenden Magnetfelder aufnimmt, aber nicht mehr auf störende Einschlüsse im Fördergutstrom anspricht. Jedem eigentlichen Erkennungssensor ist ein e- bensolcher Sensor in der weiteren Matrix zugeordnet und die einander entsprechenden Sensoren sind in Differenz geschaltet, um so ein von äußeren Magnetfeldern bereinigtes Signal zu erhalten. Diese Methode versagt gegenüber solchen Störungen, die in der Nähe der Sensoren und gerade bei einer magnetischen Schirmung auftreten. Auch ist der schal tungs technische Aufwand sehr hoch, da ebenso viele Kompensations-Sensoren wie eigentliche Erkennungs-Sensoren benötigt werden. Auch ist eine solche Einrichtung relativ anfällig, da im Betrieb eventuell auftretende Ausfälle mehr als linear mit der Anzahl der Bauele- mente zunehmen.
Gemäß der Erfindung wird bei einer Einrichtung der einleitend beschriebenen Art das Signal wenigstens eines Sensors der Sensor-Matrix gegenphasig zu Signalen anderer Sensoren addiert und das jeweils aus dieser Addition resultierende Signal für die Korre- lationsauswertung zur Erzeugung eines Erkennungssignals vorgesehen.
Bei einer Einrichtung dieser Art werden nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Ausgangssignale von jeweils zwei in Richtung des Produktstromes aufeinander folgenden Sensoren gegenphasig zur Kompensation störender äußerer Magnetfelder addiert und die daraus resultierenden Signale entsprechend zeitlich korreliert zur Erzeugung des Erkennungssignals addiert.
Die Erfindung ist sowohl bei einem Metallsuchgerät mit nur einer Sensor-Reihe als auch bei einem Metall-Suchgerät mit einer Sensor-Matrix anwendbar. Gegen besonders starke äußere Magnetfelder kann um eine Blockierung der Sensoren zu vermeiden, zusätz- lieh eine magnetische Schirmung vorgesehen werden, die einen Durchläse für das Fördergut enthält.
Bei der Erfindung wird von der Erkenntnis ausgegangen, dass die erwähnten Störungen durch Magnetfelder weitgehend gleichzeitig und gleichphasig alle Sensoren beeinflussen, wodurch praktisch alle Sensoren im Fall störender Felder ein der Störung entsprechendes Signal abgeben. Durch eine erfindungsgemäße Ausbildung können die Ausgangssignale jedoch weitgehend frei vom Ein- fluss störender Felder gehalten werden.
Nachstehend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung und von darin dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt:
die Figur 1 eine mit einem Metalldetektor versehene Einrichtung zur Feststellung störender Einschlüsse in einem beispielsweise in Beuteln aus Aluminiumfolie verpacktem Fördergut, das auf einem Transporthand befördert wird;
die Figur 2 ein Matrix-Sensorfeld nach der bereits erwähnten DE 100 1 1 230, das in der in der Figur 1 dargestellten Einrichtung zur Anwendung kommt;
die Figur 3 einen der Sensorstreifen des in der Figur 2 dargestellten Matrix-Sensorfeldes, der die Anordnung der einzelnen Sensoren erkennen lässt und eine schematische Andeutung der Einwirkung von zu erfassenden Ein- Schlüssen im Fördergut und eines Störfeldes auf die Sensoren des Sensorstreifens;
die Figur 4 ein Raumdiagramm für die Ansprechempfindlichkeit eines als Hallelement oder Feldplatte ausgebildeten
Sensors;
die Figur 5 einen Signal-Verlauf eines einen unerwünschten Ein- schluss enthaltenden Beutels unter gleichzeitigem Ein- fluss eines störenden äußeren Feldes;
die Figur 6 eine schematische Darstellung des Kompensationsvorgangs zur Auffindung eines einen unerwünschten Ein- schluss enthaltenden Förderguts;
die Figur 7 ein Ausführungsbeispiel mit Kompensation für den Fall einer Analog-Auswertung;
die Figur 8 ein Ausführungsbeispiel mit Kompensation für den Fall einer digital arbeitenden Auswertung;
die Figur 9 eine weitere Möglichkeit für eine Differenzbildung zwischen Signalen.
Die in der Figur 1 dargestellte Einrichtung besteht aus einem Grundgestell 1 , das über höhenverstellbare Tragfüße 2 horizontal ausrichtbar ist und eine Transporteinrichtung für das Fördergut, die bei dem Ausführungsbeispiel als Förderband 3 ausgebildet ist. Unterhalb des Förderbandes 3 ist ein als Sensor-Matrix 4 ausge- bildeter Metalldetektor derart angeordnet, dass die einzelnen Sensoren - siehe Figur 3 - auf das Förderband 3 und damit auf das darauf transportierte Fördergut weisen. Die Sensor-Matrix 4 besteht aus konzentrierten Einzelsensoren in Form von Hallelementen oder Feldplatten (sh. das Buch "Mikroelektronische Sensoren" von Ahlers -Waldmann, 1. Auflage VEB-Verlag Technik Berlin, Seiten 137- 14 und DE 100 1 1 230). Die Sensor-Matrix 4 speist eine Auswerteschaltung 5, die in an sich bekannter Weise mit einem Bediengerät und einem Anzeigegerät kombiniert ist. Die Transportrichtung des Förderbandes 3 ist durch einen Richtungspfeil kenntlich gemacht. Im Endbereich des Förderbandes 3 ist eine Vorrichtung 6 zum Auswurf von solchem Transportgut in einen Sammelbehälter 7 angeordnet, das als störend festgestellte Einschlüsse, wie Späne aus VA-Stahl oder dergleichen, enthält. Die Auswurfeinrichtung 6 ist als sogenannter "pusher" ausgebildet.
Auswurfvorrichtungen für diesen Zweck sind beispielsweise in der Zeitschrift "Automation" des Verlags Automation, Penton Bldg. , Cleveland, Ohio 441 13/USA, Septemberheft 1965, Seiten 102 bis 1 12 und Dezemberheft 1965, Seiten 69 bis 73 dargestellt und beschrieben. Zur Verbesserung der Erkennung von störenden Einschlüssen ist ferner - in an sich bekannter Weise - im Anfangsbereich des Förderbandes 3 ein Permanentmagnet 8 zur Vormagnetisierung des Förderguts angeordnet. Auf dem Förderband 3 lie- gend, sind als Beispiel noch zwei Beutel B dargestellt, die aus einer aluminisierten Folie bestehen und die auf störende Einschlüsse zu überprüfen sind. Solche Einschlüsse können aus den Produktions- und Beutelfüllmaschinen kommen und beispielsweise aus dem schwer magnetisch lokalisierbaren VA-Stahl bestehen, der vor allein in der Lebensmittel-Industrie wegen seiner Eigenschaften meist verwendet wird.
In der Figur 2 ist die Sensor-Matrix 4 für sich dargestellt. Auf einer als mehrlagige gedruckte Schaltung ausgebildeten Schal- tungsplatine 9 sind streifenförmige Sensorreihen Rl bis R6 nebeneinander angeordnet und so ausgerichtet, dass die einzelnen Streifen im eingebauten Zustand der Sensor-Matrix 4 in Transportrichtung des Förderbandes 3 verlaufen Die Schaltungsplatine 9 wird in einem Profilrahmen 9' verwindungs- und biegesteif gehalten, der über Distanzstücke 9" auf der Grundplatte GP befestigt ist, die auch die Anschlüsse für die an sich bekannten weiteren Auswerteeinrichtungen trägt. Die einzelne Sensorreihe besteht aus einem streifenförmigen Träger 10, der ebenfalls als mehrlagige gedruckte Schaltung ausgebildet ist, die außer mit den einzelnen Sensoren auch mit den diesen zugeordneten elektronischen Bauteile wie Signal-Verstärker, Transistoren, Integrierten Schaltungen, Kondensatoren, Widerstanden und einem elektrischen Stecker 1 1 zur Verbindung mit einem entsprechendem Gegenstück auf der Schaltungsplatine 9, usw. versehen ist. Die erwähnten e- lektronischen Bauteile sind in der Figur 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Die einzelnen Sensorstreifen sind auf der Schaltungsplatine 9 über Kunststoffwinkel fest verankert.
In der Figur 3 ist als Beispiel der Streifen Rl mit seiner Sensorreihe Sl bis S6 dargestellt. Die Anzahl der Sensor in einer Reihe richtet sich primär nach der geforderten Ansprechempfindlichkeit auf aufzufindende Einschlüsse im Fördergut. Beim Ausführungs- beispiel sind sechs Sensoren vorgesehen. In der Praxis werden häufig auch acht Sensoren angeordnet. Die einzelnen Sensoren Sl bis S6 sind in gleichförmigen Abständen an dem streifenförmigen Träger 10 so befestigt, dass sie mit dem Maximum ihrer räumlichen Ansprechcharakteristik auf das Förderband 3 - siehe Figur 1 - ausgerichtet sind. Die erwähnten Sensoren haben, räumlich be- trachtet, meist keine Kugelcharakteristik sondern eine etwa keulenförmige Charakteristik. Man kann diese beispielsweise dadurch vermessen, dass man einen Sensor über einer Grundplatte und mit Abstand zu derselben fest montiert, auf der Grundplatte einen Probekörper verschiebt und das Sensor-Signal für die einzelnen Positionen des Probekörpers misst. Es ergibt sich dann ein Raumdiagramm, wie es in der Figur 4 schematisch in Form einer karte - sischen Abbildung wiedergegeben ist.
In der Figur 3 ist oberhalb des Trägers 10 ein zu überprüfender Beutel B dargestellt, der einen störenden Einschluss E enthält und mittels des in der Figur 1 gezeigten Förderbandes 3 nacheinander die Sensoren Sl bis S6 passiert. Der Einschluss E löst dabei in jedem der Sensoren ein Signal aus. Die einzelnen gegeneinander zeitverschobenen Sensorsignale werden dann, wie in der einleitend genannten DE 100 1 1 230 ausgeführt, korreliert für die Ableitung eines Erkennungssignals ausgewertet. Verläuft in der Umgebung der Einrichtung ein stromdurchflossener Leiter L, so wird dieser von einem Magnetfeld umgeben, das die Sensoren S l bis S6 mehr oder weniger stark beeinflusst und damit entspre- chende Sensor-Signale verursacht. Ähnliches kann auch dann eintreten wenn sich eine Maschine mit bewegten Teilen oder ein Antriebsmotor M in der Nähe der Sensoren befinden. Wird der Beutel B mit seinem störenden Einschluss E in der in der Figur 3 durch einen Pfeil angedeuteten Richtung der Richtung bewegt, so löst der Einschluss in den einzelnen Sensoren zeitverschobene Signale aus, wie sie in der Figur 5 in einem Diagramm für die Sensoren Sl bis S6 dargestellt sind. Auf der Abszisse ist die Zeit aufgetragen und auf der Ordinate jeweils die Amplitude des einzelnen Sensor-Signals. Das Störsignal, das an sich einen beliebigen Amplitudenverlauf haben kann, ist durch ein Rechtecksignal angedeutet. Es kann von kurzer oder längerer Dauer sein. Wirkt auf die Sensoren ein störendes Magnetfeld ein, so wird jedem einzelnen Sensor-Signal, das einen etwa glockenförmigen Amplitudenverlauf hat, das störende Signal von beispielsweise Rechteckform überlagert. Dieses störende Signal kann das ungestörte Sensor-Signal um ein Vielfaches in der Amplitude übertref- fen und damit eine Auswertung der demgegenüber meist geringen einzelnen Sensor-Signale unmöglich machen.
Überraschenderweise sind solche störende Signale in allen Sensoren praktisch gleich groß und zeitgleich. Wird, wie bereits er- wähnt, zu jedem zur Auswertung vorgesehenen Sensor-Signal das Ausgangssignal eines anderen Sensors gegenphasig addiert, so tritt eine fast vollkommene Unterdrückung des störenden Signals ein und die einzelnen Sensor-Signale können problemlos mittels Korrelation zu dem gewünschten Erkennungssignal zusammenge- führt werden. In der Figur 6 ist diese Kompensation in einem Diagramm für die Sensoren Sl und S2 dargestellt, und zwar für den Fall, dass der störende Einschluss E den Sensor 1 passiert. Sowohl der Sensor Sl als auch der Sensor S2 werden von dem störenden Fremdfeld beeinflusst, und zwar im praktisch gleichen Umfang. Dem Signal des Sensors S l ist, verursacht durch den Einschluss E ein gegenüber dem Störsignal extrem kleines, eigentliches Nutzsignal überlagert. Durch die Subtraktion des Sensor- Signals von S2 verbleibt resultierend das eigentliche Nutzsignal für die Auswertung. Wird der Beutel B mit dein Einschluss E in Richtung des Pfeils in der Figur 3 weiterbewegt, so erreicht der zu erkennende Einschluss E den Sensor S2 und durch Subtraktion entweder des Sensor-Signals von S3 oder Sl lässt sich auch aus S2 das für die Korrelationsauswertung benötigte Sensor-Signal von S2 gewinnen. Anstelle des in der Figur 6 angedeuteten Sub- trahierers Sub kann auch ein Addierer verwendet werden, wenn eines der zu addierenden Signale vor der Addition in der Polarität umgekehrt wird.
An sich wird es meist genügen, wenn das zur Kompensation von Störfeldern benötigte Signal aus einem oder wenigen Sensoren abgeleitet wird. Eine besonders gute Kompensation kann man in Weiterbildung der Erfindung dadurch erreichen, dass jeweils die Signale von zwei in Transportrichtung des zu überprüfenden För- derguts hintereinander angeordneten Sensoren voneinander subtrahiert beziehungsweise gegenphasig addiert werden.
Eine derartige Ausführung für eine analog arbeitende Einrichtung ist in der Figur 7 gezeigt. Von den Sensoren Sl bis S6 sind jeweils die in Transportrichtung aufeinander folgenden mit einem Subtrahierer Sub in Analogtechnik verbunden. Die Ausgänge dieser fünf Subtrahierer sind - wie bereits im DE 100 1 1 230 ausführlich erläutert - über Verzögerungsglieder, wie Laufzeitketten oder dergleichen zu dem die Korrelationsauswertung durchführenden Ad- dierer Add geführt. Man kann auch ein sechstes Signal - entsprechend den sechs Sensoren erhalten, indem das Ausgangssignal eines anderen nicht unmittelbar vorausgehenden Sensor aus der Reihe, zum Beispiel dem Sensor S4 einem sechsten Subtrahierer zugeführt, der als zweites Signal das des Sensors S6 erhält. In der Figur 7 ist dies gestrichelt angedeutet. Dadurch lassen sich alle Sensor-Signale für die nachfolgende Korrelation nutzen und somit eine weitere Steigerung der Ansprechempfindlichkeit erreichen.
Eine Ausführung in Digitaltechnik ist in der Figur 8 gezeigt. Die Ausgangssignale der einzelnen Sensoren S l bis S6 werden nach einer Vorverstärkung einer hoch auflösenden Analog/ Digital - Umsetzung in einem Analog/ Digitalwandler A/ D unterworfen. Dieser tastet das zunächst noch analoge Sensor-Signal ab und führt es in eine Folge von Abtastproben über, die dann mittels eines PCM -Wandlers PCM, der meistens einen Zwischenspeicher ZS enthält, in pulscodemoduliertes Signal PCM gewandelt werden. Die pulscodemodulierten Signale werden anschließend jeweils einem digital arbeitenden Subtrahierer Sub zugeführt, deren Ausgangssignale dann in digital arbeitenden Speichern Sp abgelegt werden. Jeweils nach dem Durchlauf eines Beutels B werden die in den Speichern abgelegten PCM-Signale dann zeitgleich, also korreliert ausgelesen und dem Addierer Add zugeführt, der daraus das Summensignal erzeugt, das dann als Grundlage für ein Er- kennungssignal dient.
In der Figur 9 ist schematisch eine Sensor-Matrix, bestehend aus den Sensorreihen Rl bis R6 und den für jede Reihe vorgesehenen Sensoren S l bis S6 dargestellt. Zur Kompensation von Störfeldern können jeweils zwei Sensoren in der vorhergehend geschilderten Weise hinsichtlich ihrer Ausgangssignale herangezogen werden. Es ist jedoch zu beachten, dass die Ausgangssignale solcher Sensoren zur Differenzbildung herangezogen werden, die nicht im gleichen Zeitpunkt auf den gleichen störenden Einschluss zurück- gehen. So kann beispielsweise der Sensor 1 der Reihe Rl mit dem Sensor 2 oder Sensor 3 der Reihe R2 zur Differenzbildung kombiniert werden. Unmittelbar nebeneinander liegende Sensoren benachbarter Reihen sind in der Regel dann ungeeignet, wenn die Sensoren benachbarter Reihen aus Gründen eine ausgeglichenen Charakteristik - wie in DE 100 1 1 230 erläutert - zueinander relativ nahe sind, weil dann bei der Differenzbildung auch das Nutzsignal geschwächt würde.
Wie vorstehend bereits ausgeführt, kann auch zusätzlich eine Schirmung gegen äußere Magnetfelder beim Gegenstand der Erfindung Anwendung finden, um eine Homogenisierung dieser Felder zu erzwingen. Ordnet man zu diesem Zweck beispielsweise bei einer Einrichtung nach den Figuren 1 und 2 unterhalb der Grundplatte GP eine über die gesamte Länge der Sensor-Matrix 4 sich erstreckende Wanne aus magnetischem Schirmungsmaterial beispielsweise MU-Metall an, so tritt eine Ausrichtung der magnetischen Feldlinien des Störfeldes und damit eine Homogenisierung desselben im Sensorbereich ein. Zusätzlich kann eine solche Wanne oberhalb, oder auch nur oberhalb des Förderbandes 3 im Bereich der Sensor-Matrix vorgesehen werden und erreicht eine ähnliche Wirkung.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Einrichtung zur Überwachung eines Produktstromes auf unerwünschte Einschlüsse, bei der in einem zu überwachenden Ab- schnitt des Produktstromes mittels einer, mehrere in Transportrichtung des Produktstromes unter Bildung einer Sensorreihe gestaffelt angeordnete Sensoren umfassenden Sensorik und einer dieser zugeordneten Auswerteschaltung ein materialspezifisches Erkennungssignals abgeleitet wird, indem die, hinsichtlich von Metallpartikeln im zu überprüfenden Produktstrom auf Einzelprodukte zurückgehenden Ausgangssignale der einzelnen Sensoren zeitgleich in einer Additionsschaltung korreliert addiert werden und das Ausgangssignal der Additionsschaltung als Erkennungs- signal für ein festzustellendes Metallpartikel dient, und bei der ferner Sensoren vorgesehen sind aus denen Signale zur Kompensation von magnetischen Störfeldern vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kompensation störender Magnetfelder wenigstens ein Sensor einer Sensorreihe vorgesehen ist und dessen Ausgangssignale mit den Ausgangssignalen anderer Sensoren zur Differenzbildung gegenphasig addiert werden, und dass die daraus resultierenden Differenzsignale in der zur Bildung des Erkennungssignals vorgesehenen Additionsschaltung korreliert werden.
2. Einrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangssignale von jeweils zwei in Transportrichtung aufeinander folgenden Sensoren gegenphasig zur Kompensation störender äußerer Magnetfelder addiert werden und die daraus resultierenden Signale zur Bildung des Erkennungssignal korre- liert werden.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangssignale von jeweils zwei in Transportrichtung aufeinander folgenden Sensoren den beiden Eingängen einer Sub- traktionsstufe zur Kompensation störender äußerer Magnetfelder zugeführt werden und deren Ausgänge mit der zur Korrelations - auswertung vorgesehenen Additionsstufe verbunden sind.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenzsignale in Speicher eingeschrieben und aus diesen für die Korrelationsauswertung nachfolgend ausgelesen werden.
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenzsignale jeweils eines Produktdurchlaufs in Form von Analogsignalen miteinander zur Bildung des Erkennungssignal korreliert werden.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Sensorsignale vor der Differenzsignal-Bildung in Digitalform umgesetzt und jeweils für einen Produktdurchlauf in Speichern abgelegt werden, aus denen sie nach dem Produktdurchlauf der für die Korrelationsauswertung vorgesehenen Additionsstufe zugeführt werden.
7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sensorreihen unter Bildung einer Sensormatrix nebeneinander angeordnet sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangssignale von Sensoren zur Kompensation störender äußerer Magnetfelder vorgesehen sind, die unterschiedlichen Sensorreihen angehören und gegeneinander in Transportrichtung versetzt sind.
9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen in Transport- richtung aufeinander folgenden Sensoren so groß gewählt ist, dass sich ihre Erfassungsbereiche in Transportrichtung nur unwesentlich überlappen.
10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass der Ausgang des in Transportrichtung letzten Sensors zur Gewinnung eines weiteren Differenzsignal mit einer weiteren Subtraktions- bzw. Additionsstufe verbunden ist, deren anderer Eingang mit dem Ausgang eines eines Sensors ver- bunden ist, der um wenigstens um zwei Sensorabstände versetzt ist.
1 1. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine magnetische Schirmung gegen störende äußere Magnetfelder vorgesehen ist, die einen Durchläse für das Fördergut enthält.
12. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Schirmung derart ausgebildet ist, dass sie störende Magnetfelder homogenisiert.
EP07847063A 2006-12-22 2007-12-12 Einrichtung zur überwachung eines produktstromes auf störende einschlüsse Withdrawn EP2092371A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006061041A DE102006061041B4 (de) 2006-12-22 2006-12-22 Einrichtung zur Überwachung eines Produktstromes auf störende Einschlüsse
PCT/EP2007/010890 WO2008077489A2 (de) 2006-12-22 2007-12-12 Einrichtung zur überwachung eines produktstromes auf störende einschlüsse

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2092371A2 true EP2092371A2 (de) 2009-08-26

Family

ID=39562989

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP07847063A Withdrawn EP2092371A2 (de) 2006-12-22 2007-12-12 Einrichtung zur überwachung eines produktstromes auf störende einschlüsse

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20100100348A1 (de)
EP (1) EP2092371A2 (de)
CN (1) CN101595400A (de)
DE (1) DE102006061041B4 (de)
WO (1) WO2008077489A2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103389516A (zh) * 2013-07-23 2013-11-13 沈阳斯达特电子科技有限公司 金属探测识别方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008009578B4 (de) * 2008-02-16 2010-07-22 Leuze Electronic Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Erfassung von Objekten mittels einer Sensoranordnung
DE102009033065A1 (de) * 2009-07-03 2011-01-27 Siemens Aktiengesellschaft Patientenlagerungs- und/oder -transportmittel und Magnetresonanzanlage
JP6777305B2 (ja) * 2015-08-11 2020-10-28 ハリコム株式会社 金属検出機
JP2020159846A (ja) * 2019-03-26 2020-10-01 株式会社イシダ 物品移動検知装置および物品移動検知方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4115350A1 (de) 1991-05-10 1992-11-12 Forschungszentrum Juelich Gmbh Vorrichtung zum nachweis von detektierbaren, in einem stofffluss mitgefuehrten fremdkoerpern
DE19615254C2 (de) * 1996-04-18 1999-03-11 Diagnostikforschung Inst Gerät zur höchstempfindlichen magnetischen Detektion von Analyten
DE19954716B4 (de) * 1999-11-13 2006-08-31 Mesutronic Gerätebau GmbH Funktionsprüfung für einen Metalldetektor
DE10011230C9 (de) * 2000-03-08 2006-05-04 Mesutronic Gerätebau GmbH Auswerteeinrichtung für ein Metallsuchgerät
US7164263B2 (en) * 2004-01-16 2007-01-16 Fieldmetrics, Inc. Current sensor
DE102004049641B4 (de) * 2004-10-11 2006-10-19 Sartorius Aachen Gmbh & Co.Kg System zur industriellen Qualitätskontrolle von Gütern
DE102005018590A1 (de) * 2005-04-21 2006-12-07 Mesutronic Gerätebau GmbH Gerät zur Erkennung von metallischen Teilchen in einem Produktstrom

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2008077489A2 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103389516A (zh) * 2013-07-23 2013-11-13 沈阳斯达特电子科技有限公司 金属探测识别方法
CN103389516B (zh) * 2013-07-23 2015-08-26 沈阳斯达特电子科技有限公司 金属探测识别方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008077489A2 (de) 2008-07-03
US20100100348A1 (en) 2010-04-22
CN101595400A (zh) 2009-12-02
DE102006061041A1 (de) 2008-08-28
DE102006061041B4 (de) 2010-05-12
WO2008077489A3 (de) 2009-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1597538B1 (de) Verfahren zur ber hrungslosen vermessung eines objekts
EP2092371A2 (de) Einrichtung zur überwachung eines produktstromes auf störende einschlüsse
DE102009058549A1 (de) Detektionseinrichtung für eine Bandfördereinrichtung und Verfahren zur Detektion von elektrischen leitfähigen Fremdkörpern im Fördergut einer Bandfördereinrichtung
DE2600154A1 (de) Verfahren und einrichtung zum messen der dicke flaechigen guts mittels schallschwingungen
DE2917013A1 (de) Vorrichtung zum messen des profils eines metallischen koerpers
DE69331349T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Diebstahldetektion mit digitaler Signalverarbeitung
DE10105082A1 (de) Vorrichtung zur Entgegennahme von Banknoten
DE69635353T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur indiktiven messung von physikalischen parametern eines gegenstandes aus metall sowie deren verwendung
DE202006020496U1 (de) Sensorvorrichtung zum Erkennen elektromagnetisch detektierbarer Fördergutteile und Sortiervorrichtung mit einer solchen Sensorvorrichtung
WO1998040849A1 (de) Verfahren und einrichtung zum überprüfen von blattmaterial auf ordnungsgemässen transport unter verwendung eines mechanischen abtastsensors
DE10245323B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Geschwindigkeit eines Kettengliederbandes
EP1347311B1 (de) Verfahren zum Detektieren von Objekten, insbesondere von Metallobjekten
DE102019113599B3 (de) Radarmessanordnung
DE1949072A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Laengsstreckung bei Metallbaendern
DE102007027822B4 (de) Induktiv arbeitende Sensoranordnung und Verfahren zum Beeinflussen des Messverhaltens einer Messspule
DE102018202868A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Justage eines Transportfahrzeugs für eine Behälterbehandlungsanlage
DE4115350A1 (de) Vorrichtung zum nachweis von detektierbaren, in einem stofffluss mitgefuehrten fremdkoerpern
DE102004049641B4 (de) System zur industriellen Qualitätskontrolle von Gütern
DE19512921A1 (de) Einrichtung zur Prüfung von Sicherheitsdokumenten
DE10213115A1 (de) Verfahren zum Aussortieren von Metallobjekten bzw. eine Sortieranlage, ein Detektor sowie eine Schaltungsanordnung hierfür
DE10233352A1 (de) Verfahren zum Aussortieren von Metallobjekten, bzw. eine Sortieranlage, ein Detektor sowie eine Schaltungsanordnung hierfür
DE112023004532B4 (de) Positionsdetektor und Linearbeförderungssystem
DE2811560C2 (de) Vorrichtung zur statischen Magnetisierung mit lokalisiertem Feld
DE1449131A1 (de) Verfahren zum UEberpruefen der Identitaet von Gegenstaenden
DE102023111691A1 (de) Sensoranordnung für induktive Sensoren

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20090619

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL PL PT RO SE SI SK TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN

18W Application withdrawn

Effective date: 20130301