ES2288479T3 - Dispositivo de inspeccion de calidad interna en linea de multiples lamparas laterales. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de inspección de calidad interna en línea del tipo de lámpara múltiple, que comprende: una cinta (1) de transporte dispuesta para transportar objetos (F) de inspección uno por uno; medios (2) de proyección de luz para proyectar haces de luz sobre el objeto (F) de inspección que está transportándose, incluyendo dichos medios (2) de proyección de luz una pluralidad de lámparas (21) de proyección de luz para proyectar de manera concentrada haces de luz de manera oblicua sobre el objeto (F) de inspección, desde diferentes posiciones y con ángulos diferentes que cubren un intervalo desde una parte delantera oblicuamente a una parte posterior oblicuamente en un lado del objeto (F) cuando el objeto (F) está en una posición de inspección sobre la trayectoria de transporte; medios (3) de recepción de luz para recibir luz transmitida a través del interior del objeto (F) de inspección con los haces de luz proyectada sobre los mismos; y medios de inspección para inspeccionar la calidad interna del objeto (F) de inspección realizando análisis espectral sobre la luz transmitida a través del interior del objeto (F) de inspección, en el que, dichos medios (2) de proyección de luz y dichos medios (3) de recepción de luz están opuestos entre sí a lo largo de la trayectoria de transporte de dicha cinta (1) de transporte; y dichos medios (3) de recepción de luz están dotados de un obturador (33) dentro de una caja oscura que contiene el paso de luz y tiene la parte circundante de la misma sellada herméticamente, estando dispuesto el obturador (33) para abrir y cerrar el paso de luz entre una lente (31) condensadora y una cara de entrada de luz de una fibra (32) óptica que está dispuesta para dirigir la luz a dichos medios de inspección.
Description
Dispositivo de inspección de calidad interna en
línea de múltiples lámparas laterales.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de inspección de calidad interna en línea para
inspeccionar de manera no destructiva y medir las cualidades
internas tales como el grado de formación de azúcar, acidez, etc.
de los objetos de inspección, tales como productos agrícolas,
proyectando haces de luz sobre cada uno de los objetos desde un
lado de los mismos y recibiendo y analizando espectralmente, por
otro lado, la luz transmitida a través del objeto mientras que
estos objetos de inspección están en proceso de ser transportados
por diversos medios de transporte.
Procedimientos conocidos para medir la calidad
interna de productos agrícolas incluyen un procedimiento de
reflexión de luz y un procedimiento de transmisión de luz. En el
procedimiento de reflexión de luz, la información sobre la calidad
interna se detecta a través de una luz de reflexión obtenida del
producto agrícola proyectando haces de luz que incluyen rayos
infrarrojos cercanos sobre el producto agrícola. En el procedimiento
de transmisión de luz, la información sobre la calidad interna se
detecta a partir de transmisión de luz a través del producto
agrícola de la luz proyectada sobre el producto agrícola.
Tal como se da a conocer, por ejemplo, en la
solicitud de patente japonesa abierta a inspección pública número
HE 6-300681, el procedimiento de reflexión de luz
está dispuesto para llevarse a cabo proyectando haces de luz que
incluyen rayos infrarrojos cercanos sobre un objeto de medición y
detectando la información sobre la calidad interna del objeto a
partir de luz reflejada por el objeto como resultado de la
proyección de luz. Por lo tanto, el procedimiento permite el uso de
bandejas de recepción tal como están dispuestas en un dispositivo de
selección convencional.
Sin embargo, la información de calidad interna
que puede obtenerse por el procedimiento de reflexión de luz está
limitada a la información sobre una parte periférica y una parte
cercana a ella del producto agrícola en la que se recibe la luz
proyectada. Por tanto, este procedimiento no es aplicable a un fruto
que tiene una piel gruesa, aunque el procedimiento es aplicable a
un fruto que tiene la piel fina, tal como melocotones y peras. En
otras palabras, ha habido un problema con este procedimiento porque,
en el caso de un fruto que tiene la piel gruesa, la luz de
reflexión obtenida da información sólo sobre la calidad de una parte
con la piel gruesa pero no da ninguna información acerca de la
parte de carne comestible del fruto.
El solicitante de la presente solicitud de
patente ha desarrollado y puesto en práctica un dispositivo de
inspección de calidad interna del procedimiento de transmisión de
luz que puede detectar información en la calidad interna de frutos
cítricos (naranjas), melones, sandías, etc. que tienen partes con
piel gruesa y las partes de formación de color miel o partes con
cicatrices marrones que existen en el interior de manzanas o
similares. El dispositivo desarrollado y puesto en práctica por el
solicitante está dispuesto, tal como se dio a conocer en las
solicitudes de patentes japonesas abiertas a inspección pública nº
HE 6-288903 y nº HE 10-202205,
para utilizar una cinta de transporte que tiene bandejas de
recepción de productos agrícolas que tienen asientos de recepción.
Cada uno de los asientos de recepción está dotado de un paso de luz
transmitida que penetra verticalmente la parte central del asiento.
El dispositivo está dispuesto de esta manera para tener su parte de
recepción de luz opuesta al lado inferior de la parte central de la
bandeja de recepción, de modo que el dispositivo pueda utilizarse
sólo por la cinta transportadora del tipo que utiliza bandejas de
recepción de este tipo. Ha sido imposible utilizar el dispositivo
en combinación con cualquier cinta transportadora que no está
utilizando las bandejas de recepción del tipo expuesto
anteriormente.
Entretanto, dispositivos conocidos de inspección
de calidad interna del procedimiento de transmisión de luz incluyen
un dispositivo dado a conocer en la solicitud de patente japonesa
abierta a inspección pública nº HEI 7-229840. En
este dispositivo, una lámpara de proyección de luz está dispuesta
como una fuente de luz en un lado de la trayectoria de transporte
de una cinta transportadora; una parte de recepción de luz está
opuesta a la lámpara de proyección de luz y dispuesta en el otro
lado de la trayectoria de transporte en una posición en la que un
trayectoria óptica se extiende horizontalmente y de manera
rectilínea a lo largo de la trayectoria de transporte; la luz se
proyecta de manera lateral sobre cada producto agrícola que está
inspeccionándose; y la luz que se transmite a través del producto
agrícola como resultado de la proyección de luz se detecta por la
parte de recepción de luz. El dispositivo está dispuesto de este
modo para detectar la luz transmitida de manera lateral a través
del producto agrícola. Sin embargo, como el dispositivo utiliza sólo
una lámpara de proyección de luz, los rayos de luz proyectados
están limitados en intensidad y cantidad. Por tanto, en el caso de
productos agrícolas que tienen pieles gruesas, la luz transmitida ha
sido demasiado débil para análisis espectral y los errores en los
resultados del análisis espectral han degradado la precisión de
la
medición.
medición.
Los productos agrícolas son productos
naturalmente cultivados. Generalmente, la calidad interna, tal como
el contenido de azúcar, la acidez, el grado de maduración, etc. de
cada producto no es uniforme y varía según sus partes en el lado
expuesto a la luz del sol o en el lado en sombra del mismo. Por lo
tanto, los valores de medición obtenidos proyectando luz desde la
única lámpara de proyección varían en gran medida y fluctúan
dependiendo de la dirección de la proyección de luz. Por tanto, ha
sido casi imposible garantizar la precisión de medición del
dispositivo de inspección de calidad interna. Otro defecto del
dispositivo dado a conocer en la solicitud de patente japonesa
abierta a inspección pública anteriormente citada ha sido que es
necesaria una carcasa grande para alojarlo ya que el dispositivo
dado a conocer está dispuesto para tener una rejilla de difracción
directamente conectada a su parte de recepción de luz.
Además, según la disposición dada a conocer, el
eje óptico de la lámpara de proyección de luz y el eje de
convergencia de luz de una lente condensadora de la parte de
recepción de luz están en una misma línea. Por tanto, los rayos
intensos de luz vienen a ser directamente incidentes en la lente
condensadora para ocasionar algún efecto adverso sobre un elemento
de recepción de luz espectral cuando el eje óptico no está
bloqueado por el producto agrícola. Para impedir que elemento de
recepción espectral se vea afectado por los intensos rayos de luz
bajo una condición de este tipo, se proporciona un obturador en una
abertura de proyección de luz. Sin embargo, el obturador está
dispuesto para dejarse abierto entre los productos agrícolas
delanteros y posteriores que están bajo la inspección de calidad
interna mientras están en proceso de transporte y no va a cerrarse
y abrirse para cada uno de ellos uno por uno. Cuando la luz no es
necesaria, tal como durante de una pausa, los rayos de luz de la
lámpara están dispuestos para bloquearse mediante un solenoide
obturador. Sin embargo, aunque la luz de la lámpara de proyección
de luz puede bloquearse de esta manera, se permite que
fluctuaciones de luz ambiental que entran en un espacio oscuro a
través del paso del producto agrícola entren tal como estén a
través de la lente condensadora para provocar el nivel cero (de una
corriente oscura) del elemento de recepción. Este es un defecto del
dispositivo.
Otro defecto del dispositivo se debe al
siguiente punto: con el fin de que la luz penetre a través de un
producto agrícola de piel gruesa tal como naranjas, melones,
sandías y similares, utilizando sólo una lámpara, la lámpara debe
disponerse para tener un alto grado de potencia de salida. Sin
embargo, el uso de una lámpara de alta potencia de salida de este
tipo necesita algún medio de refrigeración de lámparas ya que genera
una alta temperatura. Además, como la luz converge al producto
agrícola mediante un espejo reflector, la parte convergente de luz
se calienta para tener una temperatura alta tal que supere los 500
grados, lo que ha necesitado el uso de un material resistente al
calor y presentado el riesgo de incendio. Además, el filamento de la
lámpara de alta salida de potencia es grande. El filamento grande
de la lámpara no sólo hace difícil la disposición convergente de
luz sino que también tiene una vida útil corta y no puede utilizarse
durante un largo periodo de tiempo sin disminuir la iluminancia de
la lámpara.
Si se aumenta la cantidad (intensidad) de la luz
de proyección para poder obtener de manera suficiente luz de
transmisión incluso a partir de inspeccionar objetos que no
transmiten fácilmente la luz, el amplificador operacional de un
analizador espectral tiende a desbordarse para hacer el análisis
espectral imposible para inspeccionar objetos que transmiten
fácilmente luz de proyección.
Además, el estado de funcionamiento de un
dispositivo de inspección de calidad interna en línea varía con
variaciones en la temperatura del ambiente que tienen lugar en
diferentes momentos del día, incluyendo la mañana, el mediodía y el
atardecer del día, y también con el transcurso del tiempo de
funcionamiento. Por tanto, con el fin de hacer funcionar el
dispositivo de manera estable durante un largo periodo de tiempo,
el dispositivo debe calibrarse constantemente. Sin embargo, en el
caso del dispositivo anteriormente expuesto de la técnica anterior,
la lámpara de proyección de luz y la parte de recepción de luz están
dispuestas sobre un mismo eje óptico en un estado en el que están
opuestas entre sí. Con el dispositivo dispuesto de esta manera, ha
sido imposible llevar a cabo de manera estable tal trabajo de
calibración en los casos en los que el dispositivo está colocado
dentro de un espacio no totalmente oscuro.
Otro defecto adicional del dispositivo ha sido
que se tiende a provocar que una curva de calibración se desvíe por
las variaciones de la temperatura ambiente y el transcurso de tiempo
de funcionamiento.
La presente invención va dirigida a la solución
de los problemas presentados por el dispositivo de la técnica
anterior.
Es por tanto un objetivo de la presente
invención proporcionar un dispositivo de inspección que tiene una
parte de proyección de luz y una parte de recepción de luz
dispuestas para estar opuestas entre sí a lo largo de una
trayectoria de transporte de una cinta de transporte que transporta
productos agrícolas o similares y para permitir el uso de cintas
transportadoras de clases diversas sin limitar la clase de las
cintas de transporte que pueden utilizarse en combinación con el
dispositivo de inspección. En el dispositivo, la parte de
proyección de luz está dispuesta para proyectar luz sobre una zona
amplia de cada producto agrícola en una cantidad de luz aumentada a
lo largo de la trayectoria de transporte sin disminuir demasiado la
iluminancia de luz durante un periodo largo de tiempo, de modo que
la luz transmitida a la parte de recepción de luz a través del
producto puede detectarse de manera eficaz sin tener en cuenta el
grado de transmisión de luz del objeto agrícola (objeto de
inspección) que varía con el tamaño y la clase de objeto. Es otro
objeto de la presente invención proporcionar un dispositivo de
inspección que incluye medios para impedir el desbordamiento que
impiden que un amplificador operacional se desborde en el caso de
que un objeto de inspección no permita que la luz proyectada se
transmita fácilmente a través del mismo; una parte de recepción de
luz y medios de calibración dispuestos para no ser afectados
fácilmente por la luz de perturbación; y medios de corrección para
corregir las desviaciones de una curva de calibración provocadas por
el deterioro debido al envejecimiento, etc., de modo que la calidad
interna del objeto puede inspeccionarse y medirse de manera
altamente precisa y fiable.
Para lograr los objetivos anteriormente
expuestos, la presente invención se caracteriza tal como se define
en las reivindicaciones adjuntas y tal como se describe a
continuación:
\newpage
En un dispositivo de inspección de calidad
interna según la presente invención tal como se define en la
reivindicación 1 adjunta, los medios de proyección de luz están
colocados en un lado de la trayectoria de transporte de una cinta
de transporte que transporta objetos de inspección uno por uno
mientras que los medios de recepción de luz están colocados en el
otro lado de la trayectoria de transporte y opuestos a los medios de
proyección de luz a lo largo de la trayectoria de transporte. La
luz se proyecta sobre cada objeto de inspección desde un lado del
mismo mientras que el objeto está en proceso de transporte. La
calidad interna del objeto se inspecciona entonces recibiendo la
luz transmitida a través del interior del objeto y que sale desde el
otro lado del mismo y realizando un análisis espectral sobre la luz
transmitida. El dispositivo tiene los medios de proyección de luz
dispuestos para utilizar una pluralidad de lámparas de proyección de
luz y para proyectar de manera concentrada haces de luz de manera
oblicua sobre cada objeto de inspección, desde diferentes posiciones
y con ángulos diferentes que cubren un intervalo amplio de las
áreas de superficie sobre un lado del objeto desde un área
delantera oblicuamente hasta un área posterior oblicuamente cuando
el objeto está en una posición de inspección sobre la trayectoria
de transporte; y los medios de recepción de luz están dotados de un
mecanismo de apertura y cierre de paso de luz en el que se dispone
un obturador para abrir y cerrar el paso de luz entre una lente
condensadora y una cara de entrada de luz de una fibra óptica que
está dispuesta para dirigir luz a un espectroscopio.
Según este dispositivo, los haces de luz se
proyectan de manera concentrada y casi uniforme sobre la totalidad
de la superficie del objeto de inspección sobre un lado del mismo
utilizando muchas lámparas mientras que el objeto está en la
posición para inspeccionarse. Por tanto, una gran cantidad de luz
puede proyectarse desde las muchas lámparas para cubrir una gran
área sobre tanto el lado de sol del objeto en el que el objeto ha
disfrutado suficientemente de la luz del sol y el lado en sombra del
mismo en el que no ha tenido suficiente luz del sol incluso en el
caso en el que el contenido de azúcar no esté distribuido de manera
uniforme en los lados de sol y de sombra. Como resultado, la luz
transmitida a través de diversas partes internas del objeto de
inspección lleva información promediada sobre la calidad interna del
mismo cuando la luz transmitida sale por el lado de salida del
objeto. La luz transmitida se recibe y se somete a análisis
espectral realizado por los medios de recepción de luz, de modo que
la calidad interna del objeto de inspección puede inspeccionarse
adecuadamente.
El obturador dispuesto entre la lente
condensadora de recepción de luz transmitida y la cara de entrada de
luz de la fibra óptica se dispone para dejarse cerrado cuando el
objeto de inspección en movimiento llega al extremo delantero y el
extremo posterior de una parte de inspección de la trayectoria de
transporte en la dirección de desplazamiento. Con el obturador
dispuesto de esta manera, la luz transmitida puede no estar
enfrentada a los medios de recepción de luz sólo desde la parte
central del objeto. En el caso en el que no haya objeto de
inspección, el obturador permanece cerrado para no permitir que
entre luz en el analizador espectral, de modo que pueda impedirse
que el analizador se vea afectado por un aumento de la
temperatura.
En el dispositivo definido por la reivindicación
1, el obturador dispuesto entre la lente condensadora y la cara de
entrada de luz de la fibra óptica está dispuesto dentro de una caja
oscura que contiene el paso de luz y tiene su parte circundante
sellada herméticamente. El obturador está dispuesto de este modo
para abrirse y cerrarse para cada uno de los objetos de inspección
uno por uno cada vez que el objeto pasa por el dispositivo de
inspección. En otras palabras, el obturador se hace funcionar para
abrirse cuando el objeto de inspección está en la posición de
inspección y para cerrarse para no permitir que entre luz en el
espectroscopio cuando no es necesaria la inspección.
Con el dispositivo dispuesto de esta manera, el
espectroscopio (analizador espectral) se mantiene protegido de la
luz excepto cuando se permite que la luz transmitida entre en la
parte central del objeto de inspección en la posición de
inspección. Como no se permite que entre luz en el espectroscopio
para impedir que sea afectado por una subida de temperatura o
similar, el nivel cero del elemento de recepción de luz del
dispositivo permanece constante de manera estable. El elemento de
recepción de luz siempre sube desde su nivel cero para dar una
salida de inspección fiable cada vez que se inspecciona un objeto de
inspección. En el dispositivo de inspección de calidad interna
definido por la reivindicación 2, la lente condensadora de los
medios de recepción de luz está dotada de una cubierta de lente
para garantizar un campo visual delante de la lente condensadora
sobre el lado de objetivo de la misma; una ventana de recepción de
luz que tiene una estructura hermética al polvo con una parte de
vidrio transparente dispuesta delante de la cubierta de lente; y
medios para mover una placa de calibración de nivel de blanco hacia
delante y hacia atrás delante de la ventana de recepción de luz para
la calibración.
Según esta disposición, la lente condensadora
está dotada de una cubierta de lente que se abre hacia el centro
del objeto de inspección para impedir un efecto adverso de luz de
perturbación y la ventana de recepción de luz que limita un campo
visual a un tamaño que tiene sólo la luz transmitida que viene de la
parte delantera de la lente condensadora. La placa de calibración
de nivel de blanco que viene o se retira de la parte delantera de
la ventana de recepción de luz está dispuesta para permitir el
trabajo de calibración sobre el valor de salida global del
dispositivo, antes de un arranque de funcionamiento, en una pausa
de funcionamiento o después de una pausa de funcionamiento, para
evitar errores de este tipo que pueden estar provocados por
variaciones de temperatura ambiente y deterioros de lámparas y del
sistema óptico del dispositivo.
El dispositivo de inspección de calidad interna
definido por la reivindicación 3 está dotado de una placa de
orificio. La placa de orificio está dispuesta dentro de la cubierta
de lente anteriormente mencionada de la lente condensadora para
limitar y definir un área de paso de luz de modo que se tiene el eje
óptico de recepción de luz del sistema óptico en el centro de la
zona de paso de luz, de modo que puede impedirse que se produzcan
dispersión y destellos de luz.
El dispositivo de inspección expuesto
anteriormente elimina de manera efectiva todas las luces excepto la
luz transmitida a través del objeto de inspección, tal como luz de
perturbación y destellos provocados por luz dispersa que entra en
la tapa de lente desde la ventana de recepción de luz de la lente
condensadora y por reflexión de superficie irregular que tiene
lugar dentro de la cubierta de lente. La disposición por tanto
mejora la precisión y fiabilidad de los resultados del análisis
espectral.
El dispositivo de inspección de calidad interna
definido por la reivindicación 4 está dotado de medios de
refrigeración de aire. Los medios de refrigeración de aire tienen un
conducto de soplado de aire de refrigeración y una boquilla de aire
que sopla aire hacia la cubierta de lente de la lente condensadora y
la placa de calibración de nivel de blanco en su posición de
espera. Los medios de refrigeración de aire están dispuestos de este
modo para descargar un calor provocado por los rayos de luz que
vienen de las lámparas de proyección de luz a la lente condensadora
y la placa de calibración de nivel de blanco soplando aire desde un
soplador de aire al conducto de soplado de
aire.
aire.
Según la disposición anteriormente expuesta,
puede suprimirse un aumento gradual de la temperatura debido a los
haces de luz procedentes de las lámparas de proyección de luz para
impedir que varíen las características ópticas del dispositivo
debido a cambios de temperatura, de modo pueda mantenerse la
estabilidad de los resultados de análisis espectral.
En el dispositivo de inspección definido por la
reivindicación 5, cada una de la pluralidad de las lámparas de
proyección de luz está dotada de un espejo reflector que tiene una
superficie parabólica dispuesta para formar un ángulo de haz en el
que se obtiene un punto focal en el que el objeto de inspección está
en su posición de inspección. El lado delantero de cada una de las
lámparas está sellado con una parte de vidrio resistente al calor.
Estas lámparas selladas están dispuestas para tener sus ejes de
proyección de luz desviados entre sí con ángulos y posiciones tales
que los haces de luz que pasan a través del punto focal no llegan de
manera rectilínea al eje óptico de recepción de luz de la lente
condensadora de los medios de recepción de luz.
Según este dispositivo, la pluralidad de
lámparas de proyección de luz está dispuesta para proyectar haces
de luz de manera concentrada con sus puntos focales situados en la
posición de objeto. Esta disposición permite el uso eficaz de
lámparas relativamente pequeñas. Cada lámpara de proyección de luz
tiene una parte delantera sellada, que actúa para mantener la
potencia reflectora del espejo reflectante para que no disminuya.
Los ejes ópticos de las lámparas de proyección de luz están
dispuestos para desviarse entre sí con ángulos tales que provocan
que sus rayos de luz no entren de manera rectilínea en el eje óptico
de recepción de luz de la lente condensadora. Mediante esta
disposición, ninguna luz que pasa de manera recta a través del
interior del objeto de inspección afecta al dispositivo sin
difundirse dentro del objeto.
En el dispositivo de inspección definido por la
reivindicación 6, cada una de la pluralidad de lámparas de
proyección de luz está dotada de medios de refrigeración de aire.
Los medios de refrigeración de aire incluyen un conducto de soplado
de aire de refrigeración y una boquilla de aire que están dispuestos
para enviar aire a una parte sellada insertada en un casquillo en
cada una de las lámparas de proyección de luz para impedir el
sobrecalentamiento disipando el calor generado por el cuerpo de la
lámpara.
Con los medios de refrigeración dispuestos de
esta manera según este dispositivo, cada una de las lámparas que
está en un estado de tener su lado delantero sellado se refrigera
por aire aplicando aire desde la boquilla a la parte sellada. La
disposición impide eficazmente de este modo el sobrecalentamiento
para hacer las vidas útiles de las lámparas de proyección de luz
más largas.
En el dispositivo de inspección definido por la
reivindicación 7, la pluralidad de lámparas de proyección de luz
está dotada de medios de ajuste de cantidad de luz de proyección
para aumentar o disminuir el número de lámparas que van a
encenderse de modo que aumenta o disminuye la cantidad de luz que va
a proyectarse según el tamaño, artículo, clase y tasa de
transmisión de luz del objeto de inspección.
Con el dispositivo dispuesto para incluir los
medios de ajuste de cantidad de luz de proyección, tal como se
mencionó anteriormente, el número de lámparas de proyección de luz
que van a encenderse para la inspección puede cambiarse según el
artículo, clase y diferencia en la tasa de transmisión (tamaño) de
luz del objeto de inspección. La disposición hace el dispositivo
aplicable a muchos artículos de objetos de inspección que incluyen,
por ejemplo, sandías y melones que tienen la piel gruesa y no
permiten fácilmente que la luz de inspección se transmita a través
del interior de los mismos; las naranjas que tienen un espesor medio
de piel; los tomates y las peras que tienen pieles finas para
transmitir luz fácilmente; manzanas; melocotones; etcétera.
El dispositivo de inspección definido por la
reivindicación 8 está dotado de medios de elevación y descenso
mediante los que se provoca que una caja de lámparas que contiene en
su interior una pluralidad de lámparas de proyección de luz de los
medios de proyección de luz se mueva verticalmente hacia arriba o
hacia abajo mediante control remoto, de modo que la altura de
proyección de luz de las lámparas puede ajustarse mediante control
remoto según el tamaño del objeto de inspección que varía con el
artículo y clase del mismo.
Con el dispositivo de inspección de calidad
interna dispuesto para incluir los medios de elevación y descenso,
el objeto de inspección puede cambiar fácil y rápidamente de uno a
otro entre diferentes artículos y clases de objetos de inspección
que tienen diferentes tamaños. Esta disposición es una gran ventaja
en casos en los que el dispositivo deba utilizarse para muchos
artículos diferentes ya que facilita el cambio sucesivo de un
objeto a otro.
Los medios de recepción de luz del dispositivo
definido por la reivindicación 9 están dotados de medios de
inserción de cambio de filtro. Los medios de inserción de cambio de
filtro están dispuestos para hacerse funcionar para reducir la
cantidad de luz incidente sobre la fibra óptica insertando
selectivamente cualquiera de los filtros de reducción de luz de
diferentes clases en el paso de luz entre la ventana de recepción de
luz de la lente condensadora y la cara de entrada de luz de la
fibra óptica.
Con el dispositivo de inspección de calidad
interna dispuesto de la manera anteriormente expuesta, incluso
cuando el grado de amplificación del amplificador operacional del
analizador espectral se ha ajustado para un objeto de inspección de
este tipo que permite sólo la entrada de una cantidad pequeña de luz
transmitida en el medio de recepción de luz, puede impedirse que el
amplificador operacional se desborde para dificultar el análisis
espectral reduciendo y limitando la luz que entra mediante el filtro
de reducción de luz cuando el objeto que da una pequeña cantidad de
luz transmitida se cambia a un objeto que da una gran cantidad de
luz transmitida.
El dispositivo de inspección definido por la
reivindicación 10 está dotado de medios de cambio por control
remoto para hacer funcionar de manera selectiva por control remoto
una placa de soporte de filtro de reducción de luz sobre la que se
soportan una pluralidad de filtros de reducción de luz de diferentes
tasas de reducción de luz.
Con el dispositivo dispuesto de esta manera, la
acción de cambio sucesiva sobre los filtros de reducción de luz
puede llevarse a cabo fácilmente en un periodo muy corto de tiempo
cuando el objeto de inspección se cambia de una clase a otra.
En el dispositivo de inspección definido por la
reivindicación 11, el obturador dispuesto entre la lente
condensadora y la cara de entrada de luz de la fibra óptica está
dispuesto dentro de una caja oscura que contiene el paso de luz y
está protegido de su entorno. El obturador está dotado de medios de
accionamiento de obturador que están dispuestos para tener el
obturador normalmente abierto y cerrado sólo cuando se realiza una
acción de detección de nivel oscuro antes o después de que se haga
funcionar la placa de calibración de nivel de blanco. El circuito
de control de un elemento de recepción de luz de detección dispuesto
en el lado posterior del espectroscopio está dotado de un circuito
de obturador electrónico, que está dispuesto para provocar que un
obturador electrónico actúe cada vez que un objeto de inspección
pasa por el dispositivo de inspección.
El circuito de obturador electrónico que está
incluido en el circuito de control del elemento de recepción de luz
sobre el lado posterior del espectroscopio está dispuesto para
realizar eléctricamente control de tiempo sobre detección de luz
transmitida a través de cada uno de los objetos de inspección para
descargar y despejar la carga eléctrica de detección. El obturador
electrónico funciona de este modo sin estar afectado por ninguna
carga eléctrica de detección residual obtenida inmediatamente antes
de la detección. Debido a que el circuito de obturador electrónico
no necesita parte móvil mecánica, el dispositivo de inspección puede
hacerse funcionar de manera continua a una alta velocidad de modo
que la capacidad de procesamiento del dispositivo por unidad de
tiempo puede mejorarse aumentando la velocidad de la cinta de
transporte.
El dispositivo de inspección definido en la
reivindicación 13 está dotado de un mecanismo para mover un material
de referencia de calidad hacia delante y hacia atrás en lugar de la
placa de calibración de nivel de blanco, antes o después de que la
última se mueva hacia delante y hacia atrás, delante de la ventana
de recepción de luz de la lente condensadora de los medios de
recepción de luz que tienen una cubierta de lente. El mecanismo
para mover el material de referencia de calidad se utiliza como
medio para corregir fluctuaciones de envejecimiento de la curva de
calibración del analizador espectral dependiendo de las variaciones
que tienen lugar en la luz transmitida a través del material de
referencia de calidad.
En el dispositivo de inspección dispuesto tal
como se mencionó anteriormente, la luz transmitida a través del
recipiente que contiene dentro del mismo el material de referencia
de calidad, se detecta en asociación con el trabajo de calibración
realizado con la placa de calibración de nivel de blanco. Entonces,
las fluctuaciones de envejecimiento y las variaciones de la curva
de calibración debidas a iluminación continua, funcionamiento
continuo, o similares, del dispositivo de inspección de calidad
interna y cambios en la temperatura ambiente y condiciones del
entorno del dispositivo pueden corregirse adecuadamente dependiendo
de la luz transmitida obtenida de ese modo a través del recipiente
que contiene material de referencia de calidad.
En el dispositivo de inspección definido por la
reivindicación 14, el mecanismo para mover el material de
referencia de calidad hacia delante y hacia atrás está dispuesto
para mover selectivamente una pluralidad de materiales de
referencia de calidad moviéndolos lentamente uno por uno.
Al llevar a cabo el análisis de componentes para
una pluralidad de componentes con respecto al grado de formación de
azúcar, la acidez, etc. del objeto de inspección, la disposición
expuesta anteriormente según la presente invención permite la
corrección de variaciones de envejecimiento de la curva de
calibración según la situación real.
En el dispositivo de inspección definido por la
reivindicación 15, el material de referencia de calidad es un
material sólido.
Según este dispositivo, un material sólido que
tiene una característica absorbente en una banda de longitud de
onda próxima a la del objeto de inspección se emplea como el
material de referencia de calidad. El uso de un material de este
tipo permite que el trabajo de calibración se realice de manera
estable ya que se deteriora poco incluso cuando se utiliza durante
un largo periodo de tiempo.
En el dispositivo de inspección definido por la
reivindicación 16, el material de referencia de calidad es un
material líquido contenido en un recipiente.
Según este dispositivo, un material líquido que
tiene un componente de calidad igual al del objeto de inspección se
emplea como el material de referencia de calidad. Un material
líquido de este tipo puede obtenerse fácilmente, de modo que el
trabajo de calibración puede llevarse a cabo según la situación
real.
El dispositivo de inspección definido por la
reivindicación 17 está dotado de medios de elevación y descenso
para mover verticalmente una base de soporte de los medios de
recepción de luz mediante control remoto. Los medios de elevación y
descenso están dispuestos para permitir el ajuste de la altura de un
eje óptico de recepción de luz por control remoto según el tamaño
del objeto de inspección que varía con el artículo y la clase del
objeto de inspección.
Según esta disposición, el objeto de inspección
puede cambiar fácil y rápidamente de uno a otro entre diferentes
artículos y clases de objetos de inspección que tienen diferentes
tamaños, de la misma manera que el dispositivo definido por la
reivindicación 8.
La figura 1 es una vista en planta de una
realización del dispositivo de inspección de calidad interna según
la presente invención, que incluye una vista de sección de las
partes fundamentales de los medios de proyección de luz y aquéllas
de los medios de recepción de luz del dispositivo dispuesto a través
de una trayectoria de transporte.
La figura 2 es una vista lateral de una sección
vertical tomada a lo largo de la línea A-A mostrada
en la figura 1.
La figura 3 es una vista en planta que muestra
el funcionamiento de un calibrador de nivel de blanco de los medios
de recepción de luz.
La figura 4 es una vista lateral de una sección
vertical tomada a lo largo de una línea C-C mostrada
en la figura 3.
La figura 5 es una vista en planta que muestra
cómo los recipientes que contienen materiales de referencia de
calidad se hacen funcionar sobre el lado de los medios de recepción
de luz.
La figura 6 es una vista lateral de una sección
vertical tomada a lo largo de una línea D-D mostrada
en la figura 5.
La figura 7 es una sección vertical tomada a lo
largo de una línea B-B de la figura 2 que muestra un
filtro de reducción de luz tal como en un estado obtenido con el
obturador cerrado.
La figura 8 muestra la misma parte del
dispositivo como en la figura 7 tal como en un estado obtenido con
el obturador abierto.
La figura 9 es una vista en planta de una
segunda realización del dispositivo de inspección de calidad interna
de esta invención, en el que el calibrador de nivel de blanco de
los medios de recepción de luz está dispuesto para funcionar en la
dirección vertical del dispositivo de inspección.
La figura 10 es una vista lateral de una sección
vertical tomada a lo largo de una línea E-E mostrada
en la figura 9.
La figura 11 es una vista de sección que muestra
las partes fundamentales de una tercera realización de esta
invención, en la que una cinta transportadora en cadena consta de
una pluralidad de bandas de trayectoria de transporte y tiene
bandejas de recepción soportadas sobre las mismas y los medios de
proyección de luz y los medios de recepción de luz del dispositivo
están dispuestos para estar opuestos entre sí a través de cada una
de las bandas de trayectoria de transporte de la cinta
transportadora.
Según esta invención, un dispositivo de
inspección de calidad interna en línea del tipo de múltiples
lámparas laterales se dispone según lo siguiente: En el
dispositivo, medios de proyección de luz y medios de recepción de
luz están dispuestos a través de una trayectoria de transporte de
una cinta de transporte que transporta objetos de inspección uno
por uno. Los medios de proyección de luz incluyen una pluralidad de
lámparas de proyección de luz que están dispuestas en un lado de la
trayectoria de transporte para proyectar de manera concentrada
haces de luz sobre el objeto en ángulos diferentes y desde
diferentes posiciones situadas en un intervalo que se extiende
desde una parte delantera oblicuamente hasta una parte posterior
oblicuamente con respecto a la superficie del objeto en este lado.
Los medios de recepción de luz están dispuestos en el otro lado de
la trayectoria de transporte e incluyen un obturador. El obturador
está dispuesto entre una ventana de recepción de luz de una lente
condensadora que converge la luz transmitida a través del objeto de
inspección y una cara de entrada de luz de una fibra óptica que
dirige la luz transmitida convergente a un espectroscopio. El
obturador está dispuesto de este modo para abrir y cerrar un paso de
luz que se dirige al espectroscopio. La ventana de recepción de luz
está abierta hacia el objeto de inspección cuando el objeto está en
una posición para inspeccionarse. Cuando el centro del objeto de
inspección en el que el objeto va a inspeccionarse llega a una
posición de inspección, se abre el obturador para permitir que la
luz transmitida a través del centro llegue al espectroscopio a
través de la fibra óptica. En otras palabras, la parte central del
objeto es una parte de inspección del objeto de inspección y no
tiene que ser un centro dimensional del objeto.
El obturador se cierra para interrumpir el paso
de la luz transmitida para no permitir que ninguna luz transmitida
desde la lente condensadora llegue al espectroscopio a través de la
fibra óptica cuando no hay objeto de inspección o cuando la parte
de extremo delantero o la parte de extremo posterior del objeto está
en la posición de inspección. En otras palabras, no se permite que
rayos innecesarios de luz entren en el espectroscopio para impedir
de manera efectiva que cambios en el entorno tengan efectos
adversos tales como una subida de temperatura dentro del
espectroscopio.
La lente condensadora está dispuesta
preferiblemente para tener su punto focal de lado de objetivo en un
área de superficie periférica del objeto por el lado de la lente.
La lente condensadora está dotada de una cubierta de lente que está
dispuesta delante del lado de objetivo de la lente para tener un
campo visual hacia el centro del objeto y con una ventana de
recepción de luz hermética al polvo que tiene un vidrio transparente
en su lado delantero. Con la lente condensadora dispuesta de esta
manera, la luz puede convergerse de manera efectiva impidiendo el
efecto adverso de luz de perturbación.
Los objetos de inspección sobre la cinta de
transporte están alineados por un proceso realizado antes de la
posición de inspección para tener la superficie de lado periférico
de cada uno de ellos a una distancia fija desde el lado de lente de
los medios de recepción de luz, sin tener en cuenta la diferencia de
tamaño entre ellos. Con los objetos de inspección moviéndose
alineados en un lado de esta manera, la condición de convergencia
de luz transmitida se hace invariable para mejorar la fiabilidad del
análisis espectral minimizando errores.
Además se disponen medios para mover una placa
de calibración de nivel de blanco, con un brazo de soporte, hacia
delante y hacia atrás de modo que se cierra y se abre el campo
visual delante de la ventana de recepción de luz de la cubierta de
lente. El brazo de soporte está dotado preferiblemente de una parte
saliente tubular que se extiende desde una parte de soporte de
placa de calibración de nivel de blanco hacia la parte delantera de
la cubierta de lente de modo que rodea y protege el campo visual de
su entorno. Con la parte saliente tubular formada de esta manera,
puede llevarse a cabo una acción de calibración de manera adecuada
sin verse afectada por ninguna luz de perturbación. La placa de
calibración de nivel de blanco está dispuesta para estar en el
punto focal de lado de objetivo próximo a la cara de lado periférico
del objeto de inspección en el lado de lente. Las variaciones de
temperatura del entorno necesitan calibración, por ejemplo, en el
arranque o después de una pausa en el funcionamiento del
dispositivo de inspección de calidad interna. En tal caso, los
medios para mover la placa de calibración de nivel de blanco se
hacen funcionar para calibrar el dispositivo moviendo la placa de
calibración de nivel de blanco a la parte delantera de la ventana de
recepción de luz de cubierta de lente bien cuando no está
transportándose ningún objeto de inspección o bien suspendiendo la
operación de transporte de la cinta transportadora. La calibración
permite que el dispositivo de inspección se utilice de manera
estable durante un largo periodo de tiempo. Al inspeccionar la
calidad interna de cada objeto de inspección convergiendo luz
transmitida a través del objeto mientras que el objeto se mueve, la
placa de calibración de nivel de blanco se retrae a una posición de
espera fuera de un paso de transporte para impedir que dificulte el
transporte.
Una dirección óptima en la que la placa de
calibración de nivel de blanco va a retraerse a una posición de
espera se determina en relación a la disposición de la cinta de
transporte. Sin embargo, La placa de calibración de nivel de blanco
está dispuesta para retraerse a una posición que está situada fuera
del paso de transporte en la dirección de desplazamiento hacia
delante del paso de transporte o superior fuera de ella.
Una placa de orificio está dispuesta dentro de
la cubierta de lente para limitar el área de paso de la luz
transmitida. La dotación de la placa de orificio impide de manera
efectiva el destello de cualquier luz difusa que venga de la
ventana de recepción de luz o cualquier luz de reflexión perjudicial
obtenida dentro de la cubierta de lente.
Se proporciona una boquilla de aire para
refrigerar con aire la cubierta de lente y la placa de calibración
de nivel de blanco cuando está en la posición de espera fuera del
campo visual. Un soplador de aire de refrigeración está dispuesto
para soplar aire de refrigeración en la cubierta de lente y la placa
de calibración de nivel de blanco a través de la boquilla de aire.
Esta disposición disipa de manera efectiva el calor debido a rayos
de luz para minimizar fluctuaciones de características ópticas para
un funcionamiento estable.
Cada una de una pluralidad de lámparas de
proyección de luz está dotada de un espejo reflectante paraboloidal
para formar un ángulo de haz de este tipo que da un punto focal en
el centro del objeto de inspección. Las lámparas de proyección de
luz son lámparas selladas que tienen partes delanteras selladas y
están dispuestas para proyectar haces de luz de manera concentrada
sobre el objeto de inspección. La disposición permite el uso de
lámparas pequeñas ya que los haces de luz pueden proyectarse de
manera eficaz. Las partes delanteras selladas de estas lámparas
permiten que los espejos reflectantes mantengan una potencia de
reflexión suficiente impidiendo que tengan polvo sobre los mismos y
que se esmerilen.
Además, las lámparas de proyección de luz están
dispuestas para tener sus ejes ópticos de proyección de luz
desviados entre sí con ángulos y posiciones tales que sus haces de
luz no entran de manera rectilínea en el eje óptico de la lente
condensadora de los medios de recepción de luz. Según esta
disposición, la luz que se difunde y se transmite a través del
interior del objeto de inspección puede obtenerse en un estado tal
que da efectivamente una gran cantidad de información de calidad
interna.
Las lámparas de proyección de luz están dotadas
preferiblemente de una caja de lámparas que tiene partes de soporte
de lámpara dispuestas en la misma de modo que permite a las lámparas
de proyección de luz proyectar cantidades iguales de luz desde
distancias iguales dentro de un intervalo desde una parte delantera
oblicuamente hasta una parte posterior oblicuamente en un lado del
objeto de inspección cuando el objeto está en la posición de
inspección. Las lámparas de proyección de luz están dotadas además
de boquillas de soplado de aire que están dispuestas para soplar
aire de refrigeración desde un soplador de aire hasta las partes
selladas para disipar calor generado por los cuerpos de las
lámparas, de modo que las vidas útiles de las lámparas pueden
alargarse.
Un circuito de control está dispuesto para
provocar que la pluralidad de lámparas de proyección de luz se
enciendan, por ejemplo, en su totalidad, cuatro cuartos, tres
cuartos o en cualquier grado adecuado. Con el dispositivo dotado de
un circuito de control de este tipo, el grado de iluminación puede
seleccionarse según el tamaño, el artículo y la clase del objeto de
inspección. El grado de iluminación se disminuye en los casos en
los que la luz transmitida a través del objeto es demasiado intensa
y se en los casos en los que la luz transmitida es demasiado débil
cambiando fácilmente el grado de iluminación desde un grado a
otro.
La pluralidad de lámparas de proyección de luz
está dispuesta para poder moverse verticalmente junto con la caja
de lámparas hacia arriba o hacia abajo mediante una operación por
control remoto según la posición del centro del objeto de
inspección, es decir, cuando el objeto de inspección se cambia de un
objeto a otro que tiene diferente tamaño. La disposición permite
llevar a cabo rápidamente el cambio de los objetos de
inspección.
El dispositivo de inspección de calidad interna
puede estar dotado de un mecanismo de inserción selectiva de filtro
de reducción de luz como otro medio de reducción de luz. El
mecanismo de inserción está dispuesto para reducir la cantidad de
una entrada de luz transmitida al espectroscopio insertando de
manera selectiva filtros de reducción de luz de diferentes tasas de
reducción de luz en el paso de luz transmitida recibida de los
medios de recepción de luz. El mecanismo de inserción selectiva de
filtro de reducción de luz puede estar dispuesto para hacerse
funcionar por control remoto. Una disposición de este tipo acorta
adicionalmente la cantidad de tiempo necesaria para cambiar el
objeto de inspección de una clase (o artículo) a otra.
El obturador expuesto anteriormente está
dispuesto dentro de una caja oscura que está sellada incluyendo en
la misma el entorno de una trayectoria óptica dispuesta para dirigir
la luz transmitida a través del objeto desde la lente condensadora
al espectroscopio. El obturador está dispuesto de esta manera para
cerrarse normalmente para evitar luz de perturbación y para abrirse
para dirigir la luz transmitida al espectroscopio sólo cuando la
parte central del objeto esté delante de la lente condensadora cada
vez que un objeto de inspección pasa por el dispositivo de
inspección. El obturador está dispuesto de esta manera para permitir
sólo que la luz transmitida con el objeto de inspección en la
posición de inspección entre en el espectroscopio y para impedir
que otros rayos entren en el espectroscopio de tal manera que se
permite que un elemento de recepción dispuesto dentro del
espectroscopio se desarrolle desde un nivel cero.
Además, en los casos en los que se necesita que
el dispositivo tenga un rendimiento de alta velocidad de este tipo
que es difícil de lograr por medios mecánicos, el obturador que está
dispuesto dentro de la caja oscura sellada que incluye el entorno
de la trayectoria óptica desde la lente condensadora hasta el
espectroscopio está dispuesto para accionarse por medios de
accionamiento para abrirse y para cerrarse normalmente sólo al
detectar un nivel oscuro para la calibración antes o después del
funcionamiento de la placa de calibración de nivel de blanco; y el
circuito de control de un elemento de recepción de luz de detección
dispuesto detrás del espectroscopio está dispuesto para tener un
circuito de obturador electrónico. En este caso, cada uno de los
objetos de inspección se inspecciona detectando la luz transmitida
durante el tiempo de control de medios eléctricos. En otras
palabras, en casos en los que es necesario un rendimiento de alta
velocidad para control de tiempo para cada objeto, un obturador
electrónico que está dispuesto para realizar eléctricamente el
control de tiempo se utiliza en combinación con el obturador
mecánico que no tiene que hacerse funcionar frecuentemente y está
dispuesto para interrumpir mecánicamente el paso de luz sólo al
detectar el nivel oscuro.
Se dispone un brazo de soporte para sobresalir y
retraerse, en lugar de la placa de calibración de nivel de blanco,
un material (sustancia) de referencia a y desde delante de la
ventana de recepción de luz de la lente condensadora que está
dotada de una cubierta de lente hermética al polvo. El material de
referencia que va a soportarse sobre el brazo de soporte se
selecciona entre materiales que son similares o equivalentes al
objeto de inspección respecto al componente de luz transmitida. Para
soportarlo, cada material de referencia está dispuesto para tener
un elemento de sujeción, si es sólido, o para colocarse dentro de un
recipiente si es un líquido, azúcar o ácido. Con el material de
referencia así soportado, cualquier cambio debido al envejecimiento
de una curva de calibración se corrige de tal manera que el
resultado del análisis realizado por un analizador espectral sobre
la luz transmitida a través del material de referencia y dirigido al
espectroscopio es siempre el mismo que el resultado del análisis
obtenido cuando se realiza una calibración por última vez.
En el caso en el que se dispone una pluralidad
de recipientes que contienen materiales de referencia de azúcar o
ácido, el cambio de envejecimiento de la línea de calibración se
corrige desplazando lentamente los recipientes que contienen
material de referencia uno por uno y dirigiendo la luz transmitida
obtenida a través de cada uno de ellos al espectroscopio. Entonces,
cualquier cambio de envejecimiento de la curva de calibración se
corrige de tal manera que se hace el resultado del análisis
realizado por el analizador espectral siempre invariable con
respecto a uno y el mismo material de referencia.
La lente condensadora de los medios de recepción
de luz y los mecanismos para hacer sobresalir y retraer la placa de
calibración de nivel de blanco y para hacer sobresalir y retraer el
material de referencia respecto a la lente condensadora se disponen
sobre una misma base de soporte (bastidor). La base de soporte está
dotada de un mecanismo que está dispuesto para hacerse que por
control remoto mueva verticalmente la base de soporte hacia arriba
y hacia abajo. La altura de un eje óptico de recepción de luz está
dispuesta por tanto para poderse ajustar moviendo la base de
soporte hacia arriba o hacia abajo según el tamaño del objeto de
inspección que varía dependiendo del artículo y clase del objeto de
inspección.
La caja de lámparas de los medios de proyección
de luz y los medios de recepción de luz en el otro lado están
hechas preferiblemente de algún material de caucho resistente a la
vibración. El uso de un material de caucho de este tipo impide que
el dispositivo se vea afectado por las vibraciones de la cinta de
transporte para reducir adicionalmente los errores del análisis
espectral.
Realización
1
Con referencia a las figuras 1 a 8 se describe
un dispositivo de inspección de calidad interna que está dispuesto
según la presente invención, como una primera realización del mismo,
según lo siguiente:
Las figuras 1 y 2 muestran en líneas generales
las partes esenciales del dispositivo de inspección de calidad
interna en línea adaptado para la inspección de productos agrícolas.
Con referencia a las figuras 1 y 2, las ilustraciones incluyen una
cinta 1 de transporte que está dispuesta para transportar un objeto
F de inspección. Están dispuestos medios 2 de proyección de luz
para proyectar haces de luz sobre el objeto F desde un lado del
mismo. Están dispuestos medios 3 de recepción de luz para recibir
luz transmitida obtenida a través del interior del objeto F como
resultado de la proyección de luz mediante los medios 2 de
proyección de luz. La cinta 1 de transporte está dispuesta para
transportar una fila de objetos F de inspección para inspeccionar
su calidad interna uno por uno. La cinta 1 de transporte puede ser
cualquiera de las cintas transportadoras utilizadas
convencionalmente para medir el tamaño o la apariencia de productos
agrícolas, tal como una correa transportadora, un transportador de
cadena o un transportador de cadena con bandejas de recepción, con
tal de que estén dispuestas para transportar los objetos F de
inspección en una fila en la dirección de desplazamiento de los
mismos. Al inspeccionar realmente la calidad interna de cada uno de
los objetos F, las calidades por tamaño y forma se miden también
junto con la inspección de calidad interna en muchos casos. Estos
procesos de medición están dispuestos para realizarse antes o
después de la inspección de calidad interna sobre la misma cinta de
transporte. Tal como se muestra en las figuras 1 y 2, cada objeto F
de inspección transportado por la cinta 1 de transporte está en un
estado de no tener obstáculos en sus dos lados cuando pasa entre las
partes de soporte de los medios 2 de proyección de luz y los medios
3 de recepción de luz.
Los medios 2 de proyección de luz incluyen una
pluralidad de lámparas 21 de proyección de luz. Estas lámparas 21
están dispuestas y soportadas sobre una caja 22 de lámparas de tal
manera que proyectan haces de luz sobre un lado del objeto
(producto agrícola) F para cubrir su intervalo de área de superficie
desde una zona delantera oblicuamente hasta una zona posterior
oblicuamente cuando el objeto F está en una posición de inspección.
Cada una de las lámparas de proyección de luz tiene un tamaño
relativamente pequeño y está dotada de un espejo 212 de reflexión
paraboloidal que está dispuesto para formar un ángulo 211 de haz
para proporcionar un punto focal en la posición 11 de inspección.
Cada una de estas lámparas es preferiblemente una lámpara halógena
sellada y tiene su parte delantera sellada con un vidrio 213 de
sellado resistente al calor. Debido a que las lámparas pequeñas
pueden encenderse con un pequeño voltaje, el tamaño de su filamento
puede reducirse para mejorar su eficacia de convergencia de luz.
Además de esto, el uso de alambre nicromo que tiene un diámetro
relativamente grande prolonga efectivamente las vidas útiles de las
lámparas. Las lámparas 21 de proyección de luz están dispuestas,
tal como se muestra en las figuras 1 y 2, con una configuración
distribuida en arco o radialmente desde un punto delantero
oblicuamente hasta un punto posterior oblicuamente en un lado de la
posición 11 de inspección. Es preferible que las lámparas estén
igualmente espaciadas y dispuestas en una pluralidad de niveles
también en la dirección vertical de la configuración radial. Las
lámparas 21 de proyección de luz está soportadas según ángulos y
posiciones tales que los haces de luz que pasan a través del punto
focal sobre el eje óptico no entran de manera rectilínea en el eje
301 óptico de recepción de luz de una lente 31 condensadora de los
medios 3 de recepción de luz. Un conducto 23 de soplado de aire de
refrigeración para disipar calor en el lado de la lámpara está
dispuesto a lo largo de las partes 214 selladas y los casquillos de
las lámparas 21 de proyección de luz. El calor generado desde las
partes 214 selladas, los casquillos 215 y los cuerpos de las
lámparas 21 se disipa de este modo soplando aire desde un soplador
de aire para impedir un sobrecalentamiento. El aire se sopla desde
el soplador de aire, que no se muestra, conectando medios de
soplado de aire adecuados a la abertura 232 de conexión.
Las lámparas de proyección de luz se
proporcionan en un gran número necesario para proyectar luz en
cantidad suficientemente grande para obtener una cantidad
suficientemente grande de luz transmitida desde un objeto de
inspección tal que no permite fácilmente que la luz se transmita a
través del mismo. Sin embargo, el circuito eléctrico del
dispositivo de inspección incluye medios para aumentar o disminuir
el número de lámparas que han de encenderse según el objeto. El
número de lámparas, por tanto, puede reducirse al inspeccionar un
objeto a través del cual la luz se transmite fácilmente, tal como
tomates o similar.
Los medios 3 de recepción de luz incluyen, como
partes principales, una lente 31 condensadora; una fibra 32 óptica
que está dispuesta para dirigir la luz transmitida convergente a un
espectroscopio que no se muestra (en los dibujos); un obturador 33
que está dispuesto para obturar la cara de entrada de luz de la
fibra 32 óptica; una placa 34 de soporte de filtro de reducción de
luz; un calibrador 35 de nivel de blanco; y una unidad 36 de
inserción (comprobación) de material de referencia de calidad. Estas
partes principales de los medios 3 de recepción de luz están
soportadas, en combinación, sobre una base 30 de soporte. En el caso
de esta realización, estas partes principales están soportadas
sobre el lado superior de la base 30 de soporte. Sin embargo,
pueden disponerse en el lado inferior de la base 30 de soporte. La
lente 31 condensadora está dispuesta para tener un punto 311 focal
en el lado de objetivo sobre una superficie periférica del objeto F
cuando el objeto está en la posición de inspección central sobre la
cinta 1 de transporte. La lente 31 condensadora está dotada de una
cubierta 312 de lente que se extiende hasta cerca del objeto F; y
una ventana 313 de recepción de luz que tiene un vidrio
transparente dispuesto delante de ella. La cubierta 312 de lente
está dispuesta para garantizar la entrada eficaz de la luz
transmitida que procede de la parte delantera de un campo visual
que está definido por la ventana 313 de recepción de luz, de modo
que los efectos adversos de cualquier luz entrante no deseada, tal
como luz de perturbación que exista alrededor de la lente 31
condensadora, puede evitarse de manera efectiva. Una placa 314 de
orificio está dispuesta para impedir un destello dañino de luz de
difusión procedente de la ventana de recepción de luz dispuesta
entre la lente 31 condensadora y la placa 34 de soporte de filtro
dentro de la cubierta 312 de lente o la de la luz de reflexión
dentro de la cubierta 312 de lente. La fibra 32 óptica está
soportada con su cara 321 de entrada de luz ajustada a la posición
de formación de imagen de la lente 31 condensadora. La luz
transmitida que entra en la lente 31 condensadora a través de la
ventana 313 de recepción de luz se representa mediante imágenes
sobre la cara 321 de entrada de luz de la fibra 32 óptica para
dirigirse por la fibra 32 óptica al espectroscopio para análisis
espectral.
El obturador 33 está dispuesto preferiblemente
próximo a la posición de formación de imagen de la luz transmitida
convergente de la lente 31 condensadora, es decir la cara 321 de
entrada de luz de la fibra 32 óptica. El obturador 33 tiene una
pluralidad de partes 331 recortadas formadas y espaciadas
uniformemente a lo largo de la periferia de un disco, tal como se
muestra en la figura 8, y está dispuesto para abrir o cerrar una
trayectoria óptica de recepción de luz delante de la cara 321 de
entrada de luz de la fibra 32 óptica.
Más específicamente, se hace que el obturador 33
se abra cada vez que la parte central de cada objeto F pasa por la
posición 11 de inspección mediante una unidad 332 de accionamiento
paso a paso que está dispuesta para accionar el obturador 33 con un
desplazando lento para el objeto F uno por uno. Con el obturador 33
abierto de esta manera, la luz transmitida desde el objeto F se
hace pasar a través de la fibra 32 óptica. Se hace que el obturador
33 gire para cerrarse con un desplazamiento lento por la unidad 332
de accionamiento paso a paso cuando la parte de inspección (la
parte central, por ejemplo) del objeto F de inspección ha pasado
más allá de la posición 11 de inspección. En otras palabras, el
obturador 33 está dispuesto para abrirse para dejar pasar la luz
transmitida al espectroscopio con una sincronización tal que se
ajusta a la llegada a la posición de inspección de la parte de
inspección (la parte central) del objeto F que está transportándose
aleatoriamente mediante la cinta de transporte sin tener en cuenta
si se transportan una pluralidad de objetos de inspección a
intervalos regulares o a intervalos irregulares. Sin embargo, cuando
están pasando los extremos delantero y posterior del objeto F y
durante un intervalo de tiempo entre un objeto y otro, el obturador
permanece cerrado. En el caso de esta realización, el obturador 33
está por tanto dispuesto para permanecer abierto para inspeccionar
la parte central del objeto F durante un periodo fijo del tiempo de
desplazamiento de la cinta 1 de transporte y para permanecer
cerrado para otras partes del objeto F, independientemente del
tamaño del objeto F. Una orden para hacer funcionar el obturador 33
está dispuesta para proporcionarse mediante medios conocidos tales
como una señal de cambio o similar enviada en sincronización con la
cinta 1 de transporte mediante medios de detección de uno de clases
variadas tales como una cámara, que están dispuestos en el lado
aguas arriba de la cinta 1 de transporte para medir el diámetro
exterior, el color y la forma del objeto F de inspección.
Una placa 34 de soporte de filtro de reducción
de luz tiene una pluralidad de orificios 341 de soporte de filtro.
Uno de los orificios 341 se deja vacío mientras que se colocan
filtros 342 de reducción de luz de diferentes tasas de reducción de
luz respectivamente en otros orificios. La placa 34 de soporte de
filtro está soportada sobre un árbol 343 en una posición ajustada
al centro de un paso de luz a través del que pasa luz recibida
entre la lente 31 condensadora y la cara de entrada de luz de la
fibra 32 óptica. Los orificios 341 de la placa 34 de soporte de
filtro se utilizan de manera selectiva haciendo girar el árbol 343
de soporte a través de un engranaje 345 de inglete con una manivela
344 de pomo que está dispuesta en el exterior del dispositivo. La
operación de selección de filtro de reducción de luz puede
disponerse para realizarse por control remoto, con un motor paso a
paso o un dispositivo de accionamiento similar, en vez de utilizar
la manivela 433 de pomo.
El obturador 33 y la placa 34 de soporte de
filtro están dispuestos en un espacio oscuro rodeado de placas para
impedir que se vean afectados por luz de perturbación.
El calibrador 35 de nivel de blanco que tiene
una placa 351 de calibración de nivel de blanco se muestra en las
figuras 3 y 4 en una acción de calibración. El calibrador 35 de
nivel de blanco está soportado sobre un brazo 353 de soporte con un
metal 352 de retención. El brazo 353 de soporte está montado sobre
un árbol 355 de rotación que sobresale hacia arriba desde un motor
R354 paso a paso que está dispuesto debajo de la base 30 de
soporte. Para una operación de calibración, se hace que el motor
R354 paso a paso haga una rotación normal o una rotación inversa
para traer la placa 351 de calibración de nivel de blanco hacia
adelante delante de la ventana de recepción de luz que está en el
lado delantero de la lente 31 condensadora o para retraerla de la
trayectoria de transporte. La posición de la cara 3511 periférica de
la placa 351 de calibración de nivel de blanco que está en contacto
con el brazo 353 de soporte se ajusta al punto 311 focal en el lado
de objetivo de la lente condensadora. El brazo 353 de soporte está
dotado de una proyección 3531 tubular que sobresale hacia la
cubierta 312 de lente y sirve para impedir cualquier efecto adverso
de luz de perturbación que pudiera entrar en la ventana 313 de
recepción de luz desde entre la placa 351 de calibración de nivel
de blanco y la ventana 313 de recepción de luz. Un interruptor 356
de detección está dispuesto para detectar que el brazo 353 de
soporte está en su posición de espera mediante una pieza 357 de
detección.
Un interruptor 358 de detección está dispuesto
para detectar que el brazo 353 de soporte está en una posición
delante de la ventana de recepción de luz de la lente 313
condensadora para permitir una operación de calibración. El
interruptor 358 de detección está dotado de una pieza 359 de
detección que está dispuesta en el brazo 353 de soporte. Una
operación de calibración de nivel de blanco se realiza con la placa
351 de calibración de nivel de blanco que el interruptor 358 de
detección encuentra que está en una posición predeterminada delante
de la cubierta 312 de lente condensadora. El dispositivo de
inspección en línea se acciona después de que el interruptor de
detección encuentre que el brazo 353 de soporte se ha retraído de la
trayectoria de transporte. Estas operaciones se llevan a cabo de
manera automática respectivamente a través de un circuito de control
según las órdenes de funcionamiento.
Las figuras 5 y 6 muestran la unidad 36 de
comprobación de material de referencia de calidad como en un estado
obtenido al hacer una comprobación con un material 361 de referencia
de calidad. En el caso de esta realización, una pluralidad de
materiales 361 de referencia de calidad se preparan colocando
soluciones que tienen un alto grado de azúcar, un bajo grado de
azúcar, un alto grado de acidez y un bajo grado de acidez,
respectivamente, en recipientes 362 que están hechos de vidrio de
cuarzo transparente. Con estas soluciones colocadas en los mismos,
los recipientes 362 se enchufan con enchufes 3621. Cada uno de los
recipientes 362 que contienen material de referencia de calidad se
cargan sobre un brazo 363 de soporte, que está dispuesto para poder
traer cada uno de estos recipientes 362 a la posición del punto 311
focal de lado de objetivo de la lente 31 condensadora. El brazo 363
de soporte consiste en una parte 3631 de pared de bloqueo de luz
sectorial que se distribuye de manera arqueada para bloquear la luz
delante de la cubierta 312 de lente; una pluralidad de partes 3632
de carga que están dispuestas de manera horizontal unas al lado de
otras a lo largo de la parte periférica de la parte 3631 de pared
de bloqueo de luz para alojar la pluralidad de recipientes 362; un
elemento 3633 de retención superior; una mirilla 3634 que forma un
paso para la luz transmitida entre cada una de las partes 3632 de
carga y la cubierta 312 de lente; y una parte de brazo que está
dispuesta en una parte inferior del brazo 363 de soporte para
extenderse horizontalmente por debajo de la lente 31 condensadora.
La parte de brazo está soportada sobre el árbol 3641 de salida de
un motor S364 paso a paso. Cada una de las mirillas 3634 sirve para
impedir un efecto adverso de luz de perturbación que entra en la
ventana de recepción de luz cuando una luz transmitida débil se
dirige desde la lente condensadora a la fibra 32 óptica.
La unidad 36 de comprobación de material de
referencia de calidad se utiliza según sea necesario para corregir
variaciones de una curva de calibración de análisis espectral que
tiene lugar después de la calibración de nivel de blanco en casos
en los que la temperatura o la humedad ambientales han cambiado o
cuando tienen lugar cambios con el transcurso del tiempo.
Esta unidad 36 de comprobación se retrae desde
el lugar de transporte (trayectoria de transporte) de la cinta 1 de
transporte mientras que el objeto F está en proceso de inspección en
línea tal como se muestra en la figura 1. Al hacer una
comprobación, la unidad 36 de comprobación funciona como sigue: el
motor S364 paso a paso se acciona para traer la parte 3632 de carga
y la mirilla 3634 de cada uno de los recipientes 362 que contienen
material de referencia a una posición correspondiente a la ventana
313 de recepción de luz de la lente 31 condensadora uno tras otro.
La luz transmitida a través de cada material de referencia y
obtenida desde la mirilla 3634 se hace pasar a través de la fibra
32 óptica para someterla a análisis espectral. A continuación la
curva de calibración se corrige según el resultado de análisis
espectral. Una posición que confirma al detector o similar de
cualquier clase variada se dispone alrededor del motor S364 paso a
paso o su árbol 3641 de salida para averiguar si el brazo 363 de
soporte está en proceso de comprobar el material de referencia de
calidad sobre el lugar (trayectoria) de transporte o si está en su
posición retraída fuera del lugar de transporte. El material 361 de
referencia de calidad puede utilizarse en estado líquido, gel o
sólido.
Los medios de recepción de luz están dotados un
conducto 37 de soplado de aire de refrigeración. El conducto 37
está dotado con boquillas 371 de soplado de aire que están
dispuestas para soplar aire de refrigeración de un inyector de aire
en la parte superior de la cubierta 312 de lente de la lente 31
condensadora, la parte superior de la placa 351 de calibración de
nivel de blanco que está retraída sobre un lado de la cubierta 312
de lente y las partes superiores de los materiales 361 de referencia
de calidad. El calor generado por rayos de luz se dispone de esta
manera para disiparse. El conducto 37 de soplado de aire de
refrigeración puede disponerse de cualquier forma adecuada para
soplar aire en diversas partes de los medios 3 de recepción de
luz.
Realización
2
Las figuras 9 y 10 muestran una segunda
realización del dispositivo de inspección de calidad interna según
la presente invención.
\newpage
En la segunda realización, un calibrador 35A de
nivel de blanco de medios 3A de recepción de luz es diferente del
calibrador 35 de nivel de blanco de la primera realización. En el
caso de la segunda realización, un brazo 353A de soporte se dispone
para hacerse funcionar en una dirección diferente al mover una placa
351A de calibración de nivel de blanco hacia adelante y hacia atrás
y desde la parte anterior de una lente 31A condensadora.
Con la excepción del calibrador 35A de nivel de
blanco, la lente 31A condensadora, una fibra 32A óptica, un
obturador 33A, una placa 34A de soporte de filtro de reducción de
luz, etc. de la segunda realización están dispuestos de la misma
manera que en la primera realización. Los medios 2A de proyección de
luz de la segunda realización están dispuestos también de la misma
manera que los de la primera realización. Los detalles de estas
partes se omiten, por tanto, de la descripción.
En el caso de la segunda realización, la placa
351A de calibración de nivel de blanco está soportada sobre un
brazo 353A de soporte mediante un metal 352A de retención. El brazo
353A de soporte se soporta sobre el árbol 355A de rotación de un
motor T354A paso a paso. La placa 351A de calibración de nivel de
blanco está dispuesta para moverse a una posición retraída por
encima de la lente 31A condensadora como se muestra mediante líneas
discontinuas de doble punto en la figura 10 y para moverse hacia
adelante delante de la lente 31A condensadora para una acción de
calibración. En otras palabras, la placa 351A de calibración de
nivel de blanco se mueve hacia el frente de la ventana 313A de
recepción de luz de la lente 31A condensadora o a una posición
retraída que está situada por encima de la cubierta 312A de
lente.
Una proyección 3531 cilíndrica se forma para
extenderse desde el brazo 353A de soporte hacia la cubierta 312 de
lente para proteger una parte entre la placa 351A de calibración de
nivel de blanco y la ventana 313A de recepción de luz de la
cubierta 312A de lente desde el entorno, de modo que no se permite
la entrada de ninguna luz de perturbación en la ventana 313A de
recepción de luz.
Los medios 3A de recepción de luz incluyen un
conducto 37A de soplado de aire de refrigeración. El conducto 37A
de soplado de aire de refrigeración está dotado de una boquilla 371A
de soplado de aire y está dispuesto para hacer que se sople aire
desde un soplador de aire en la proyección 3531A tubular de la placa
351A de calibración de nivel de blanco. Con el conducto 37A de
soplado de aire dispuesto de esta manera, el calor generado por los
rayos de luz en la lente 31A condensadora y la placa 351A de
calibración de nivel de blanco puede disiparse efectivamente.
Una base 30A de soporte soporta la lente 31A
condensadora mediante un árbol 38 de elevación y descenso y una
guía 381 de elevación y descenso que están dispuestos para ajustar
verticalmente la altura del eje 301A óptico de recepción de luz de
la lente 31A condensadora. El árbol 38 de elevación y descenso está
dispuesto para accionarse para mover verticalmente los medios 3A de
recepción de luz mediante un cilindro accionado por motor, un
deslizador accionado por motor o un mecanismo de accionamiento de
movimiento lineal conocido que no se muestra pero que está
dispuesto para utilizar una disposición de engranaje de
cremallera.
Con la realización dispuesta de esta manera, el
eje óptico de recepción de luz se ajusta moviendo la base 30A de
soporte para hacerla más baja cuando el objeto de inspección es un
artículo de fruta pequeño y más alta cuando el objeto de inspección
es un artículo de fruta grande.
Realización
3
La figura 11 muestra una tercera realización del
dispositivo de inspección de calidad interna según la presente
invención. La tercera invención está adaptada para una cinta de
transporte con bandejas de recepción que están dispuestas para
utilizarse en el procesamiento de objetos de inspección en grandes
cantidades.
En la figura 11, un número de referencia 4
designa la cinta de transporte con bandejas de recepción. Las
cadenas 43 de cintas transportadoras se extienden sin fin en rieles
42 de cadena dispuestos en los lados interiores de un bastidor 41
de cinta transportadora. Los elementos 44 de soporte de bandeja
están dispuestos en paralelo entre las cadenas 43 de cintas
transportadoras. Los dos extremos de cada elemento 44 de soporte de
bandeja están soportados sobre la cadena 43 de cinta transportadora
en los dos lados interiores del bastidor 41 de cinta
transportadora. Una pluralidad de bandejas 45 de recepción están
soportadas sobre cada elemento 44 de soporte de bandeja de
recepción con algunos intervalos de espaciamiento previstos entre
ellos para colocar los medios 2B de proyección de luz y los medios
3B de recepción de luz. Una pluralidad de trayectorias de
transporte se forma de este modo en forma de bandas de
espaciamiento.
En cada banda de las trayectorias de transporte,
la posición de soporte de los medios 2B de proyección de luz y la
de los medios 3B de recepción de luz está dispuesta para desviarse
hacia delante y hacia atrás respecto a la dirección de
desplazamiento de la cinta 4 de transporte. Los intervalos entre las
bandas de espaciamiento están dispuestos para no ser excesivos.
Cada uno de los medios 2B de proyección de luz y
los medios 3B de recepción de luz están dotados de una parte de
soporte sobre su lado superior y están soportados en el lado
inferior de un bastidor 5 superior. De manera más específica, los
medios 2B de proyección de luz están soportados sobre el bastidor 5
superior mediante un metal 51 de soporte de caja de lámparas de
modo que se protegen los haces de luz de manera concentrada sobre
un objeto de inspección que está en una bandeja 45 de recepción. Los
medios 3B de recepción de luz están soportados sobre el bastidor 5
superior a través de una base 52 de soporte mediante metal 53 de
soporte en una postura invertida con respecto a los medios de
recepción de luz de la primera realización mostrada en las figuras 1
y 2.
La disposición estructural de los medios 2B de
proyección de luz y los medios 3B de recepción de luz de la tercera
realización es la misma que las de las realizaciones primera y
segunda descritas. Por tanto, los detalles de las mismas se omiten
de la siguiente descripción.
El bastidor 5 superior tiene un árbol 55 de
elevación y descenso que se extiende hacia abajo desde una
abrazadera 54. Un bastidor 56 inferior tiene un soporte 57
dispuesto para que el árbol 55 se extienda a través del mismo. Una
unidad de elevación y descenso que no se muestra está dispuesta
dentro del bastidor 56 inferior para mover el bastidor 5 superior
hacia arriba o hacia abajo, a través del árbol 55, para ajustar la
posición de los medios 2B de proyección de luz que proyectan luz de
manera concentrada y la de los medios 3B de recepción de luz al
tamaño del objeto sobre la bandeja 45 de recepción.
La unidad de elevación y descenso que no se
muestra está dispuesta para mover los medios 2B y 3B de proyección
de luz y de recepción de luz hacia arriba y hacia abajo mediante un
mecanismo conocido de accionamiento de movimiento lineal tal como
un cilindro accionado por motor, un elemento de deslizamiento
accionado por motor o un mecanismo de engranaje de cremallera.
Según la disposición de la tercera realización
descrita anteriormente, puede procesarse una gran cantidad de
objetos de inspección para inspeccionar la calidad interna de los
mismos utilizando una cinta de transporte que está dispuesta para
transportarlos sobre bandejas de recepción alineadas en una
pluralidad de bandas.
Tal como se ha descrito anteriormente, los haces
de luz se proyectan de manera concentrada sobre los objetos de
inspección oblicuamente desde un lado de los mismos mediante una
pluralidad de lámparas de proyección de luz mientras que se
transportan sobre una cinta transportadora de modo que cubren un
área de superficie amplia de cada uno de ellos que varía desde una
zona delantera oblicuamente hasta una zona posterior oblicuamente.
Por tanto, incluso en el caso de inspeccionar un producto agrícola
que tiene que tiene una piel gruesa, la luz proyectada puede
penetrar a través de diversas partes internas del objeto de
inspección. Incluso en casos en los que la calidad interna del
objeto en su lado de sol es diferente de su lado de sombra con
respecto a un grado de formación de azúcar, acidez o similar,
información sobre la calidad interna que cubre un intervalo amplio
se obtiene a partir de luz transmitida que llega al lado opuesto del
objeto, de modo que pueden obtenerse los datos de calidad interna
promediados para cada objeto de inspección.
Según esta disposición, una pluralidad de
lámparas de proyección de luz están dispuestas para proyectar haces
de luz de manera concentrada. Debido a que esta disposición permite
el uso de lámparas pequeñas que tienen individualmente una potencia
de salida pequeña, no generan mucho calor, de modo que la vida útil
de las lámparas puede prolongarse mientras que las otras partes
alrededor de ellas pueden salvarse de verse afectadas por un calor
excesivo.
Además, el obturador está previsto entre la
lente condensadora y la cara de entrada de luz de la fibra óptica
que dirige la luz transmitida condensada al espectroscopio. El
obturador permite que el dispositivo de inspección realice análisis
espectral permitiendo al espectroscopio recibir sólo la luz
transmitida a través de la parte central del objeto mientras que el
objeto está desplazándose sobre la cinta de transporte.
Además, no se permite que ninguna luz atraviese
la fibra óptica, de modo que el elemento de recepción de luz del
espectroscopio puede mantenerse en su nivel cero, excepto cuando la
luz transmitida obtenida desde la parte de inspección central del
objeto va a examinarse. La salida del espectroscopio, por tanto,
siempre aumenta desde cero para dar un resultado fiable de análisis
cada vez que se realiza la inspección sobre un objeto.
En el dispositivo de inspección definido por la
reivindicación 2, la lente condensadora está rodeada de la cubierta
de lente hermética al polvo, que define un campo visual sobre el
lado de objetivo de la lente. Por tanto, mientras se permite que la
luz transmitida procedente de la parte delantera de la lente
condensadora sea incidente sobre la fibra óptica, toda la luz de
perturbación que existe fuera del campo visual no se permite que
incida sobre la fibra óptica. La cubierta de lente permite por tanto
que el dispositivo de inspección lleve a cabo análisis espectral
sin verse afectado por cualquier luz de perturbación. Los medios
para mover la placa de calibración de nivel de blanco están
dispuestos para mover la placa de calibración de nivel de blanco
desde y hasta la parte delantera de la lente condensadora bajo la
condición expuesta anteriormente. Mediante esta disposición, la
calibración de nivel de blanco puede realizarse rápidamente no sólo
antes de un arranque del dispositivo de inspección sino también
cuando se producen cambios de temperatura o en las condiciones del
entorno y también cuando la operación de inspección está en pausa.
Por tanto, el análisis espectral puede siempre llevarse a cabo de
manera fiable.
Según la disposición definida por la
reivindicación 3, los efectos adversos de luz dispersa innecesaria
que entra en la cubierta de lente y luz de difusión tales como
destellos que se producen dentro de la cubierta de lente se
eliminan para permitir que sólo se dirija la luz transmitida a
través del objeto de inspección a la cara de entrada de luz de la
fibra óptica. Por tanto, la disposición mejora la precisión y
fiabilidad de los resultados del análisis espectral.
Según la disposición definida mediante la
reivindicación 4, el aire de refrigeración se sopla en la lente
condensadora y la placa de calibración de nivel de blanco que recibe
la luz de los medios de proyección de luz. Por tanto, se impide de
manera efectiva que los resultados de análisis espectral se vean
afectados por un aumento gradual de la temperatura de los medios de
recepción de luz.
Según la disposición definida por cualquiera de
las reivindicaciones 5 a 8 adjuntas, la potencia de reflexión de
las lámparas selladas pequeñas que tienen el punto focal de sus
haces en el objeto de inspección nunca disminuye. Debido a que las
lámparas pequeñas están dispuestas de esta manera para manejarse
fácilmente, los haces de luz pueden proyectarse utilizando muchas
de ellas desde un intervalo amplio de direcciones diferentes.
Las lámparas selladas nunca se sobrecalientan ya
que se sopla el aire de refrigeración en sus partes selladas. Estas
lámparas selladas están por tanto dispuestas para hacer que circule
gas halógeno dentro de ellas en un estado de no calentarse
excesivamente ni enfriarse excesivamente, de modo que las vidas
útiles pueden aumentarse por la disposición.
Además, como la disposición permite al operador
del dispositivo de inspección variar la cantidad de luz de
proyección aumentando o disminuyendo el número de lámparas de
proyección de luz que van a utilizarse para inspección, la
inspección de calidad interna puede realizarse para inspeccionar
objetos de una amplia variedad de clases diferentes incluyendo
productos agrícolas que tienen pieles gruesas tales como sandías,
melones y mandarinas de piel gruesa y que tienen pieles finas tales
como manzanas, melocotones, peras, etc.
Ya que la altura de las lámparas de proyección
de luz es ajustable según el tamaño de los objetos de inspección,
tales como melones, manzanas, mandarinas, etc. por control remoto,
la disposición para utilizar el dispositivo de inspección para una
clase de objeto pueden cambiarse fácil y rápidamente a la
disposición para utilizarlo para otra clase de objeto.
Según la disposición definida por la
reivindicación adjunta 9 ó 10, la cantidad de luz incidente sobre el
espectroscopio es ajustable insertando de manera selectiva filtros
de reducción de luz de clases variadas dentro de la trayectoria
óptica de recepción de luz transmitida de los medios de recepción de
luz incluso cuando la cantidad de luz transmitida varía con la
clase o artículo del objeto de inspección. En casos en los que el
grado de amplificación del amplificador operacional del analizador
espectral se ha ajustado con antelación a un artículo que tiene una
cantidad pequeña de luz transmitida, el análisis espectral puede
llevarse a cabo de manera estable sin desbordamiento seleccionando
y utilizando uno de los filtros de reducción de luz si el objeto de
inspección actual es de una clase que da una cantidad mayor de luz
transmitida.
Según la disposición definida por la
reivindicación 11, el obturador electrónico que está incluido en el
circuito de control del elemento de recepción de luz dispuesto tras
el espectroscopio puede hacerse funcionar continuamente a una
velocidad alta ya que el obturador no incluye ningún elemento
mecánico. Por tanto, la capacidad de procesamiento por unidad de
tiempo del dispositivo de inspección puede mejorarse aumentando la
velocidad de la cinta de transporte.
Es un defecto de los analizadores espectrales
convencionales que sus curvas de calibración se desvíen desde un
estado normal y fluctúen con los cambios de temperatura y el
transcurso de tiempo de funcionamiento en casos en los que están en
funcionamiento durante varias horas todos los días. Según la
disposición definida por las reivindicaciones 13 a 16, por otro
lado, el analizador espectral siempre utiliza una curva de
calibración en un estado óptimo sin tener en cuenta cambios de
temperatura y la longitud de tiempo de funcionamiento, ya que la
realización de la presente invención está dispuesta para realizar
calibración con una placa de calibración de nivel de blanco y
también para corregir desviaciones realizando análisis espectral
sobre luz transmitida a través de recipientes que contienen en los
mismos materiales de referencia tales como azúcar y materiales
ácidos.
El dispositivo de inspección de calidad interna
dispuesto para tener las ventajas expuestas anteriormente es el más
adecuado para utilizar en combinación con una cinta transportadora
de cribado y clasificación para clasificar productos agrícolas y
similares según la calidad.
Claims (17)
1. Dispositivo de inspección de calidad interna
en línea del tipo de lámpara múltiple, que comprende:
- una cinta (1) de transporte dispuesta para transportar objetos (F) de inspección uno por uno;
- medios (2) de proyección de luz para proyectar haces de luz sobre el objeto (F) de inspección que está transportándose, incluyendo dichos medios (2) de proyección de luz una pluralidad de lámparas (21) de proyección de luz para proyectar de manera concentrada haces de luz de manera oblicua sobre el objeto (F) de inspección, desde diferentes posiciones y con ángulos diferentes que cubren un intervalo desde una parte delantera oblicuamente a una parte posterior oblicuamente en un lado del objeto (F) cuando el objeto (F) está en una posición de inspección sobre la trayectoria de transporte;
- medios (3) de recepción de luz para recibir luz transmitida a través del interior del objeto (F) de inspección con los haces de luz proyectada sobre los mismos; y
- medios de inspección para inspeccionar la calidad interna del objeto (F) de inspección realizando análisis espectral sobre la luz transmitida a través del interior del objeto (F) de inspección,
- en el que,
- dichos medios (2) de proyección de luz y dichos medios (3) de recepción de luz están opuestos entre sí a lo largo de la trayectoria de transporte de dicha cinta (1) de transporte; y
- dichos medios (3) de recepción de luz están dotados de un obturador (33) dentro de una caja oscura que contiene el paso de luz y tiene la parte circundante de la misma sellada herméticamente, estando dispuesto el obturador (33) para abrir y cerrar el paso de luz entre una lente (31) condensadora y una cara de entrada de luz de una fibra (32) óptica que está dispuesta para dirigir la luz a dichos medios de inspección.
2. Dispositivo de inspección de calidad interna
en línea del tipo de lámpara múltiple según la reivindicación 1, en
el que
dicha lente (31) condensadora de dichos medios
de recepción de luz está dotada de una cubierta (312) de lente para
garantizar un campo visual delante de dicha lente (31) condensadora
en el lado de objetivo de la misma;
una ventana (313) de recepción de luz que tiene
una estructura a prueba de polvo con una parte de vidrio
transparente está dispuesta delante de dicha cubierta (312) de
lente; y
medios (354) de movimiento para mover una placa
(351) de calibración de nivel de blanco hacia atrás y hacia delante
están dispuestos delante de dicha ventana (13) de recepción de luz
para permitir la calibración.
3. Dispositivo de inspección de calidad interna
en línea del tipo de lámpara múltiple según la reivindicación 2, en
el que una placa (314) de orificio está dispuesta dentro de dicha
cubierta (312) de lente de dicha lente (31) condensadora para
restringir y definir una zona de paso de luz de modo que se impide
que se produzca luz dispersa.
4. Dispositivo de inspección de calidad interna
en línea del tipo de lámpara múltiple según la reivindicación 2 ó
3, que comprende además medios de refrigeración de aire que incluyen
un conducto (37) de soplado de aire de refrigeración y una boquilla
(371) de aire y dispuestos para tener aire de refrigeración
suministrado desde un soplador de aire a dicho conducto (37) de
soplado de aire y para soplar el aire de refrigeración a dicha
cubierta (312) de lente de dicha lente (31) condensadora y dicha
placa (351) de calibración de nivel de blanco en su posición de
espera de modo que disipa el calor provocado por los rayos de luz
que van a dicha lente (31) condensadora y dicha placa (351) de
calibración de nivel de blanco.
5. Dispositivo de inspección de calidad interna
en línea del tipo de lámpara múltiple según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que cada una de dicha pluralidad de
lámparas (21) de proyección de luz está dotada de un espejo (212)
reflectante que tiene una superficie parabólica dispuesta para
formar un ángulo de haz en el que un punto focal se obtiene cuando
el objeto (F) de inspección está en su posición de inspección;
el lado delantero de cada una de dichas lámparas
(21) está sellado con un vidrio (213) resistente al calor; y
dichas lámparas (21) selladas están dispuestas
para tener sus ejes de proyección de luz desviados entre sí con
tales ángulos y posiciones que los haces de luz que pasan a través
del punto focal no entran de manera rectilínea en el eje óptico de
recepción de luz de dicha lente (31) condensadora.
6. Dispositivo de inspección de calidad interna
en línea del tipo de lámpara múltiple según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en el que cada una de dicha pluralidad de
lámparas (21) de proyección de luz está dotada de medios de
refrigeración de aire que incluyen un conducto (23) de soplado de
aire de refrigeración y una boquilla (231) de aire que están
dispuestos para enviar aire a cada una de dichas lámparas (21) de
proyección de luz para impedir sobrecalentamiento disipando calor
generado por dichas lámparas (21) de proyección de luz.
7. Dispositivo de inspección de calidad interna
en línea del tipo de lámpara múltiple según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que dicha pluralidad de lámparas (21)
de proyección de luz está dispuesta en combinación con medios de
ajuste de cantidad de luz de proyección para aumentar o disminuir el
número de lámparas (21) que van a encenderse de modo que aumenta o
disminuye la cantidad de luz que va a proyectarse según el tamaño,
artículo, clase y tasa de transmisión de luz del objeto (F) que va a
inspeccionarse.
8. Dispositivo de inspección de calidad interna
en línea del tipo de lámpara múltiple según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, que comprende adicionalmente medios (55) de
elevación y descenso para provocar que una caja de lámparas sobre
la que está soportada dicha pluralidad de lámparas (21) de
proyección de luz se mueva verticalmente hacia arriba o hacia abajo
mediante control remoto, de modo que la altura de proyección de luz
de dichas lámparas (21) puede ajustarse mediante control remoto
según el tamaño del objeto (F) de inspección que varía con el
artículo y clase de objeto.
9. Dispositivo de inspección de calidad interna
en línea del tipo de lámpara múltiple según la reivindicación 2 y
cualquier reivindicación dependiente, en el que dichos medios (3) de
recepción de luz están dotados de medios de inserción de cambio de
filtro de reducción de luz que están dispuestos para accionarse para
reducir la cantidad de luz incidente sobre dicha fibra (32) óptica
insertando selectivamente filtros (342) de reducción de luz de
diferentes clases en el paso de luz entre la ventana (313) de
recepción de luz de dicha lente (31) condensadora y la cara de
entrada de luz de dicha fibra (32) óptica.
10. Dispositivo de inspección de calidad interna
en línea del tipo de lámpara múltiple según la reivindicación 9, en
el que dichos medios de inserción de cambio de filtro de reducción
de luz están dotados de medios (344) para accionar selectivamente
por control remoto una placa (34) de soporte de filtro de reducción
de luz sobre la que se soportan una pluralidad de filtros (342) de
reducción de luz de diferentes tasas de reducción de luz.
11. Dispositivo de inspección de calidad interna
en línea del tipo de lámpara múltiple según la reivindicación 2 y
cualquier reivindicación dependiente, en el que dicho obturador (33)
está dotado con medios (332) de accionamiento de obturador que
están dispuestos para tener dicho obturador (33) normalmente abierto
y cerrado sólo cuando una acción de detección de nivel oscuro se
realiza antes o después de que se accione la placa (351) de
calibración de nivel de blanco; y un circuito de obturador
electrónico está dispuesto sobre el lado de dichos medios de
inspección.
12. Dispositivo de inspección de calidad interna
en línea del tipo de lámpara múltiple según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10, en el que dicho obturador (33) está
dispuesto para abrirse y cerrarse para cada objeto (F) de
inspección uno por uno cada vez que el objeto pasa por el
dispositivo de inspección; y dicho obturador (33) se acciona para
abrirse cuando el objeto (F) de inspección está en la posición de
inspección y para cerrarse cuando la inspección no es necesaria, de
modo que no permite la entrada de luz en dichos medios de
inspección.
13. Dispositivo de inspección de calidad interna
en línea del tipo de lámpara múltiple según la reivindicación 2 y
cualquier reivindicación dependiente, que comprende además un
mecanismo (364) de movimiento de material de referencia de calidad
para mover un material (361) de referencia de calidad hacia delante
y hacia atrás en lugar de dicha placa (351) de calibración de nivel
de blanco, antes o después de que la última se mueva hacia delante
y hacia atrás, delante de la ventana (313) de recepción de luz de
dicha lente (31) condensadora, en el que dicho material (361) de
referencia de calidad se utiliza como medio para corregir
fluctuaciones de envejecimiento de la curva de calibración de un
analizador espectral sobre la base de fluctuaciones que tienen
lugar en la luz transmitida a través de dicho material (361) de
referencia de calidad.
14. Dispositivo de inspección de calidad interna
en línea del tipo de lámpara múltiple según la reivindicación 13,
en el que dicho mecanismo (364) de movimiento de material de
referencia de calidad está dispuesto para mover de manera selectiva
una pluralidad de materiales (361) de referencia de calidad
moviéndolos lentamente uno por uno.
15. Dispositivo de inspección de calidad interna
en línea del tipo de lámpara múltiple según la reivindicación 13 ó
14, en el que dichos materiales (361) de referencia de calidad son
materiales sólidos.
16. Dispositivo de inspección de calidad interna
en línea del tipo de lámpara múltiple según la reivindicación 13 ó
14, en el que dichos materiales (361) de referencia de calidad son
materiales líquidos que están contenidos respectivamente dentro de
recipientes (362).
17. Dispositivo de inspección de calidad interna
en línea del tipo de lámpara múltiple según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 16, que comprende además medios (55) de
elevación y descenso para mover verticalmente una base (52) de
soporte de dichos medios (3) de recepción de luz mediante control
remoto, en el que dichos medios (55) de elevación y descenso están
dispuestos para permitir el ajuste de la altura de un eje óptico de
recepción de luz por control remoto según el tamaño del objeto (F)
de inspección que varía con el artículo y clase de objeto de
inspección.
inspección.
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