ES2297060T3 - Procedeimiento para el funcionamiento de un sensor optico. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para el funcionamiento de un sensor (10) óptico para la medición de una magnitud (L) física de un objeto por medio de un escalón definido y sujeto a un certificado de calibrado, dependiendo la exactitud de medición alcanzable de la magnitud (L) a medir de al menos una condición externa, caracterizado porque según la exactitud de medición alcanzable se recurre a un determinado escalón calibrable para la medición de la magnitud física y cuando varía la condición externa se conmuta, se conmuta el escalón alcanzable de acuerdo con la exactitud de medida alcanzable.

Description

Procedimiento para el funcionamiento de un sensor óptico.

El invento se refiere a un procedimiento para el funcionamiento de un sensor óptico para la medición de una magnitud física así como al sensor correspondiente.

En los aparatos de medida con los que se mide un parámetro físico y que poseen un certificado de calibrado es preciso, de una manera general, que se defina un escalón. El escalón equivale a la unidad de medición más pequeña indicada. Con el escalón se define la exactitud de medición. Los resultados de la medición sólo pueden ser indicados en múltiplos del escalón. Por definición, los valores de escala sólo se pueden elegir en pasos de 1, 2 y 5 por 10^{n} (n es un número entero). La definición es establecida por organismos oficiales, por ejemplo en Alemania por la Physikalisch Technische Bundesanstalt, que se orienta en las recomendaciones de la OIML (International Organisation of Legal Metrology).

Cada aparato de medida calibrado posee un escalón de esta clase definido y se presta para aplicaciones con una exactitud de medición correspondiente a este escalón.

A través del documento US 5,850,370 se conoce un sistema óptico de medición de paquetes en el que, durante la medición de la longitud, se tiene en cuenta en un microprocesador la velocidad de transporte. En una ejecución alternativa se prevé también, según este documento, que el sensor se desplace con la cinta transportadora.

A través del documento EP 0 447 580 A1 se conoce un dispositivo de medición con el que se pueden representar en una pantalla diferentes imágenes de escala y dimensiones. Según qué medición deba ser indicada en qué representación, se puede conmutar la pantalla. También es posible ajustar según deseo el margen de medición a representar y eventualmente conmutarlo. La exactitud de la medición es independiente de la representación.

El problema surge, cuando la exactitud de medición no puede ser constante, ya que depende de condiciones externas. Este es por ejemplo el caso en la medición automática por medio de un sensor optoelectrónico, por ejemplo un escáner láser, de longitudes o de volúmenes de materiales transportados sobre un recorrido de transporte. La longitud en el sentido de transporte depende, en el caso de un sensor estacionario, de la velocidad de transporte. Cuando varía la velocidad de transporte puede ser eventualmente necesario utilizar otro sensor con otro escalón calibrado. La disposición de medición en el recorrido de transporte tiene con ello un margen de aplicación limitado o debe contener varios sensores con otros valores de escala, lo que es correspondientemente complicado y caro.

El objeto del invento es, partiendo del estado de la técnica, crear un procedimiento mejorado y un sensor mejorado, que se pueda utilizar de una manera más amplia y que pueda cubrir márgenes de medida más grandes.

En el procedimiento según el invento para la medición de una magnitud física por medio de un escalón definido y supeditado a un certificado de calibrado, en el que la exactitud de medición de la magnitud a medir depende de al menos una condición externa y en el que, según la exactitud de medición alcanzable, se recurre a un determinado escalón calibrable para la determinación de la magnitud física, se conmuta, en el caso de una variación de la condición externa, el escalón calibrable de acuerdo con la exactitud de medición alcanzable.

Con ello se puede abarcar con uno y el mismo sensor un margen de medida grande. Ya no es necesaria la utilización de diferentes sensores para, por ejemplo, distintas velocidades de transporte.

Dado que los sensores, dispuestos por ejemplo en un recorrido de transporte para la medición de volúmenes, requieren una homologación (certificación), ya no es preciso que, en la utilización del procedimiento según el invento, respectivamente del sensor según el invento, se homologuen varios sensores para distintas velocidades de transporte. Es suficiente la certificación de un sistema con un sensor optoelectrónico según el invento, cuyo escalón sea conmutable.

Se debe mencionar, que la velocidad de transporte es sólo un ejemplo de los numerosos parámetros imaginables para la condición externa para poder exponer las ventajas de una manera más sencilla. Cabe imaginar otros sistemas con magnitudes calibrables.

Así por ejemplo, la condición externa se puede derivar, en una configuración del invento, de una propiedad geométrica del objeto. Por ejemplo, cuando sobre la cinta transportadora de un aeropuerto o análogo, no sólo se deban medir desde el punto de vista del volumen maletas y paquetes con forma paralelepipédica, sino también bolsas con una forma esencialmente arbitraria. Con el invento, es decir con un solo y el mismo sensor, se pueden medir por lo tanto con una exactitud de medición grande tanto las mercancías con forma paralelepipédica como también con una exactitud de medición menor, las bolsas. Esto sólo era posible hasta ahora con sistemas de medición diferentes. Con el invento se puede solucionar este problema con un sensor, respectivamente un sistema de sensor.

Se obtienen las mismas ventajas, cuando se desea medir con una elevada exactitud de medición, por un lado, mercancías separadas y dispuestas distanciadas entre sí, por ejemplo piezas de equipaje o paquetes, y por otro, se quieren medir las mercancías con una exactitud de medición menor, cuando las mercancías se tocan o se solapan. La condición externa se deriva entonces de la posición del objeto. La posición de los objetos, es decir si se tocan, se hallan uno al lado del otro, están apilados o colocados uno encima de otro, también puede ser registrada automáticamente con el sensor, como se describe por ejemplo en la solicitud alemana DE 102 26 663 más antigua.

De manera alternativa puede ser ventajoso en determinadas disposiciones, que la condición externa no se memorice en el sensor de manera automática, sino manualmente.

Cuando la condición externa se registra en especial automáticamente, es ventajoso, que el escalón también sea conmutado automáticamente en función de la condición externa, ya que entonces no se necesita una intervención manual y la totalidad de la medición puede ser realizada automáticamente con la exactitud de medición deseada en cada caso.

En una configuración del invento se puede registrar ventajosamente, como ya se mencionó, al menos un parámetro representativo de la condición externa y el escalón puede ser conmutado automáticamente con una variación definida del parámetro. El parámetro es, en una aplicación preferida del invento, la velocidad de transporte en un recorrido de transporte y el sensor mide al menos una longitud de la mercancía transportada sobre el recorrido de transporte.

Un sensor optoelectrónico según el invento para la medición de la magnitud física posee medios para la medición en unidades de medida de un escalón calibrable y se caracteriza por medios de conmutación para conmutar el escalón.

Ventajosamente, el escalón puede ser conmutado automáticamente, de manera, que no sea necesaria una intervención manual, por ejemplo cuando varía la velocidad de transporte o con diferentes formas o posiciones de las mercancías a medir. Con independencia de la condición externa se medirá entonces el tamaño correcto con la exactitud de medición correcta.

Para que el sensor pueda derivar por sí sólo y con preferencia de manera automática, en las configuraciones descritas ya más arriba, la condición externa a partir de una propiedad geométrica del objeto o a partir de la posición del objeto se prevén medios adecuados en la configuración del sensor. Estos medios se describen en especial en el documento DE 102 26 663 ya mencionado y pueden estar formados por componentes electrónicos y/o por un Software correspondiente.

Si la condición externa puede ser representada con un parámetro, se prevén ventajosamente medios para el registro de estos parámetros.

Este parámetro es, en un ejemplo de aplicación sencillo, la velocidad de transporte de un recorrido de transporte y el sensor mide al menos una longitud de la mercancía transportada sobre el recorrido de transporte.

El invento se describirá en lo que sigue con detalle haciendo referencia al dibujo por medio de ejemplos de ejecución. En el dibujo muestran:

La figura 1, una disposición para la medición con un sensor optoelectrónico según el invento de dimensiones geométricas de mercancías transportadas sobre un recorrido de transporte.

La figura 2, un diagrama para representar la dependencia de un escalón de una velocidad de transporte del recorrido de transporte.

Las figuras 3 a 6, en una vista en planta, las posibilidades para disponer las mercancías transportadas en el recorrido de transporte.

Las figuras 7 a 9, en una vista lateral otras posibilidades para disponer las mercancías transportadas en el recorrido de transporte.

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Un sensor 10 optoelectrónico según el invento está dispuesto por encima de un recorrido 12 de transporte sobre el que se transportan en una dirección 16 cualquiera mercancías, por ejemplo paquetes 14. Los paquetes 14 son medidos con el sensor 10 automáticamente durante el transporte para determinar su volumen. Los resultados de la medición pueden ser presentados en una unidad 18 de presentación y/o pueden ser transferidos para su procesamiento ulterior a una salida de señales.

El sensor 10 optoelectrónico puede ser un escáner laser como el que comercializa la solicitante con la denominación LMS 200, que por medio de un rayo 24 laser, explora el paquete 14 de manera conocida. De las informaciones de los ángulos y de las separaciones de los rayos laser reflejados se puede determinar el volumen.

En la determinación del volumen de un paquete 14 con forma paralelepipédica es preciso determinar la altura h, el ancho y la longitud L. La exactitud de la medición de la longitud en el sentido de transporte depende, como se expuso más arriba, de la velocidad de transporte. Dado que los aparatos de medida para la determinación de volúmenes están sujetos a una homologación del calibrado, por ejemplo la ley alemana de calibrado o el Canadian Weight and Measurement, se define un escalón expuesto más arriba.

Además, se prevé un medio 20 para la medición de la velocidad de transporte, de manera, que a través del conductor 26 se aplica al sensor 10 o a una unidad de evaluación asignada al sensor una señal equivalente a la velocidad fg de transporte. El medio 20 puede ser un elemento independiente de la disposición de medición o también formar parte del sensor 10. Igualmente se prevé un medio 22 de conmutación con el que se pueda conmutar el escalón en función de la velocidad fg de transporte.

En la figura 2 se representa a título de ejemplo la dependencia del escalón de la velocidad fg de transporte. Por debajo de una velocidad fg1 de transporte se ajusta el escalón 1. Con una velocidad de transporte superior a fg1 y menor que fg2 se ajusta el escalón 2 y con una velocidad de transporte mayor que fg2 se ajusta el escalón 5. La conmutación del escalón tiene lugar de manera automática, de manera, que, con independencia de la velocidad fg de transporte, se determinan siempre con el escalón correcto la longitud L y también el volumen con la exactitud de medición necesaria.

En otros ejemplos de ejecución del invento se puede derivar la condición externa de otras circunstancias, como se expondrá en lo que sigue por medio de las figuras 3 a 6 y 7 a 9.

Sí, por ejemplo se quieren medir desde el punto de vista de su volumen los paquetes 14.1 y 14.2 transportados en el recorrido 12 de transporte, es esto siempre posible sin problemas con la misma exactitud de medición, cuando los paquetes son transportados por separado y con una separación entre sí, es decir individualmente. Pero en la realidad es frecuente, que los paquetes se toquen mutuamente, como se representa a título de ejemplo en las figuras 3 a 6. Los paquetes 14.1 y 14.2 de las figuras 3 y 4 se hallan, en el lenguaje técnico, "touching" y en las figuras 5 y 6 "side by side". Los paquetes también pueden estar uno encima de otro, como se representa en las figuras 7 y 8, denominándose las disposiciones según las figuras 7 y 8 "stacked" y según la figura 9 "leaning".

En presencia de una de estas posiciones, el sensor sólo puede identificar con dificultad y medir correspondientemente mal los diferentes paquetes 14.1 y 14.2. En la solicitud de patente alemana DE 102 26 663 mencionada más arriba se describe un procedimiento para identificar también en estas situaciones los diferentes paquetes y medirlos por separado. Sin embargo la medición no puede ser realizada en este caso con la elevada exactitud de medición, como sería el caso de paquetes individualizados.

Por ello, cuando se produce una de estas situaciones, es decir con estas condiciones externas de "touching", "stacked", etc. se conmuta según el invento el escalón en función de la condición externa.

En este caso cabe imaginar, que por ejemplo a la situación "touching" se asigne un escalón diferente del correspondiente al "stacked" y que este es a su vez distinto del asignado a la situación "leaning".

La condición externa puede ser derivada, además, de la forma de las mercancías transportadas. Así por ejemplo, las maletas con forma de paralelepípedo pueden ser medidas con una exactitud de medición mayor que las bolsas con una forma exterior irregular, de manera, que el escalón puede ser ajustado según el invento con independencia de la forma exterior de la mercancía.

Dado que el sensor según el invento posee medios con los que se puede identificar la condición externa, se puede ajustar el sensor 10 automáticamente en la exactitud de medición deseada en cada caso, es decir, que en el sistema certificado se puede ajustar el escalón correspondiente. Los medios 28 para la identificación de la condición externa se describen con detalle en la solicitud DE 102 26 663 más antigua mencionada y abarcan entre otras la identificación de la posición y/o de la forma de la mercancía transportada. El contenido esencial de estos medios 28 para la identificación es un Software inteligente con el que se pueden evaluar los rayos de luz de exploración reflejados.

Claims (16)

1. Procedimiento para el funcionamiento de un sensor (10) óptico para la medición de una magnitud (L) física de un objeto por medio de un escalón definido y sujeto a un certificado de calibrado, dependiendo la exactitud de medición alcanzable de la magnitud (L) a medir de al menos una condición externa, caracterizado porque según la exactitud de medición alcanzable se recurre a un determinado escalón calibrable para la medición de la magnitud física y cuando varía la condición externa se conmuta, se conmuta el escalón alcanzable de acuerdo con la exactitud de medida alcanzable.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la condición externa se deriva de una propiedad geométrica del objeto (14).

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la condición externa se deriva de la posición del objeto (14.1, 14.2).

4. Procedimiento según una de la reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la condición externa puede ser introducida manualmente en el sensor (10).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la condición externa es reconocida por el sensor (10).

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el escalón es conmutado automáticamente en función de la condición externa.

7. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se registra al menos un parámetro (fg) representativo de la condición externa y porque el escalón es conmutado automáticamente, cuando se produce una variación definida del parámetro (fg).

8. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque el parámetro es la velocidad (fg) de un recorrido (12) de transporte y porque el sensor (10) mide al menos una longitud (L) de la mercancía (14) transportada sobre el recorrido (12) de transporte.

9. Sensor (10) optoelectrónico para la medición de una magnitud (L) física con medios para medir la magnitud (L) física en unidades de medición de un escalón calibrable, caracterizado porque se prevé un medio (22) de conmutación para la conmutación del escalón calibrable en función de una variación de una condición externa, que influye en la exactitud de medición alcanzable.

10. Sensor según la reivindicación 9, caracterizado porque el escalón puede ser conmutado automáticamente.

11. Sensor según una de las reivindicaciones precedentes 9 o 10, caracterizado porque se prevén medios (28) para derivar la condición externa de una propiedad geométrica del objeto.

12. Sensor según una de las reivindicaciones precedentes 9 a 11, caracterizado porque se prevén medios (28) para derivar la condición externa de la posición del objeto.

13. Sensor según una de las reivindicaciones precedentes 9 a 12, caracterizado porque se prevén medios para la introducción manual de la condición externa en el sensor.

14. Sensor según una de las reivindicaciones precedentes 9 a 12, caracterizado porque se prevén medios (28) para el reconocimiento automático de la condición externa por el sensor.

15. Sensor según una de las reivindicaciones precedentes 9 o 10, caracterizado porque se prevén medios (20) para medir al menos un parámetro (fg) representativo de la condición externa.

16. Sensor según la reivindicación 15, caracterizado porque el parámetro es la velocidad (fg) de transporte de un recorrido (12) de transporte y porque el sensor (10) mide al menos una longitud (L) de la mercancía (14) transportada sobre el recorrido (12) de transporte.