MX2010006551A - Elemento sensor para un dispositivo clasificador y metodo para clasificar productos. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un dispositivo clasificador y a un método para clasificar productos (1) que se mueven en un flujo de productos (2) a través de una zona inspección (3), en donde un haz de luz (6) se mueve sobre el flujo de productos, de manera que sustancialmente todos los productos (1) son golpeados por el haz de luz (6) en dicha zona de inspección (3), con lo que la luz de este haz de luz (6) es reflejada, por un lado, directamente en e) punto de impacto del haz de luz en los productos, y por otro lado, es reflejada de una manera difundida en una zona alrededor del punto de impacto siguiendo la difusión de la luz del haz de luz en los productos, en donde la luz reflejada directamente así como la luz que es reflejada de una manera dispersa, se dirige por lo menos parcialmente a un elemento sensor (19) de un detector (15), en donde este elemento sensor (19) tiene por lo menos dos áreas de detección, en donde por cada área de detección se genera una señal de detección que corresponde a la intensidad de la luz reflejada (14) que choca contra esta área de detección.

Description

ELEMENTO SENSOR PARA DISPOSITIVO DE CLASIFICACIO METODO PARA CLASIFICAR PRODUCTOS MEMORIA DESCRIPTIVA La invención sej refiere a un dispositivo de clasificación t de inspección para detectar impurezas o productos no deseado i I de productos que se mueve por esta zona dé inspección con a fuente de luz para mover dicho haz ión con la direcció todos los productos son incididos por el haz de luz en dicha cción, por lo que la luz de dicho haz de luz sé refleja de maner e el punto de impacto del haz de luz sobre los ¡productos por un l a de manera de manera dispersa por otro ladó desde una zona a flejada por el producto a una determinada longitud de onda repre i de dicho producto a esa longitud de onda particular. Cuando de manera simultánea para varias longitudes de onda o banda I mbinación de los diferentes grados de brillo po banda de color o nda proporcionará la infprmación de color sobre el producto q i ispositivo de clasificación sea , reflejado en uno y el mismo lu ÍO tiempo por los productos a clasificar. Con los dispositivos exist I ' ficación controlados por láser, la luz utilizada tiene longitudes entes y se origina de diferentes fuentes láser. Estos disposi I I ficación incluyen un sistema óptico con espejos, lentes ponentes ópticos para combinar los haces de ¡uz láser de las di tes en un solo haz de luz coaxial que contenga todos los hace yo láser incidente en el producto, se dará por sentado que el prod ducto duro. Si el producto refleja el haz de luz de manera disper i ' a que es un producto blando. La difusión de lá luz incidente y, e ras, la reflexión dispersa de dicha luz; se deberá e pálmente a la baja opacidad del producto o a su transparencia.

Por lo tanto, es posible detectar, por ejemplo, la diferenci ! * . jol blanco y una piedra ] blanca que tiene forrna y color diferen reflejará el rayo láser en un punto en lá forma de luz r amente, mientras que el 'frijol se refleja la luz de manera dispersa baja opacidad. Este último efecto también se illama "dispersión" i , la luz reflejada por el frjijol comprenderá luz producida por el ef rsión. Este efecto es explicado con detall 'en la patente de ,659 por Billion.

La longitud de ohda empleada de la luz láser tiene una in I . ' efecto de dispersión, es|decir en la cantidad dé luz que se refleja La técnica descrita en la patente de E.U.A. No. 4,723,6 le clasificar los productos sobre la base de sus diferencias estru or ejemplo, las piedras se pueden detectar en un flujo de produ s blancos, palos y tallos en un flujo de productos de pasas, cásc jo de productos de frutos secos u objetos extraños en una m ntes verduras de color.

El documento US 6,864,970 soluciona ciertas des onadas con la clasificación de productos de acuerdo con el do ,723,659.

De acuerdo con la patente de E.U.A. No. 6,864,970, se ipos de reflexiones de producto. Con este fin, el haz de luz refl en dos. Cada una de las dos partes entra a un detector de equi vés de un diafragma separado. Un primer detector recibe tamente reflejada correspondiente al centro del haz de luz refleja ndo detector observa sustancialmente toda la luz reflejada. tores son elementos fijos en el dispositivo de clasificación, ario clasificar los diferentes tipos de productos en un disposi cación, esto implica que el arreglo óptico tendrá que ser a I i ; almente mediante el montaje de otros diafragmas en el sistema mbargo, no es aconséjable hacerlo en entornos en los q esto este tipo de dispositivos de clasificación a causa de la ncía de humedad y polvo y de las variaciones de temperatura.

Una segunda desventaja de estos conocidos disposit icación es que la luz láser reflejada debe ser dividida en dos y cuencia, la intensidad del haz de luz que entra en cada uno tores se reduce a la mitad. Esto se traduce en más ruido en las radas por el detector. En caso de que se requieran de l nales con diafragmas dé equiparación para clasificar los produc de la luz reflejada tendrá que se desviada ópticamente cada ve ado de lo cual disminu t irá cada vez más la ; intensidad de l cuando se mueve el haz de luz en el borde del producto d i [ nto de fondo hacia el producto y del producto hacia el elem ! I I , una parte de la luz quejes dispersada por el elemento de fondo vada por los detectores. Esta la luz reflejada dispersa es d ! ¦ i da en parte de la vista1 de los detectores debido a la prese I ! ¦ ! cto entre el elemento de fondo y los detectores en el momento ; ! e el haz de luz incidente sobre el borde del producto. Debido s de borde, se obtiene icada vez un contornó oscuro en los bo ! I t ; cto, lo que implica el riesgo de detectar un producto bueno co i I reza o un producto no dejseado.

Con el fin de poder clasificar los productos de la mejor j · I le, el haz de luz reflejado por los productos deberá entrar I tores de manera sustancial en el centro. Así, i con la clasificació I i ; sitivos conocidos, el dispositivo de clasificación debe ser parc t ¡ I antelado en puntos regulares en el tiempo y la dirección del ha i 1 ncialmente ningún producto adecuado en absoluto que se detect i ' t impureza o un producto no deseado, con lo cual el disposi i * icación es además capaz de clasificar los diferentes tipos de pr I ! ner que ser reajustados manualmente a tal fin. Por otra p I 1 ' sitivo de clasificación de cuerdo con la invención permite comp ión del haz de luz y j rectificarla automáticamente si es ne pos e a etecc n e mpurezas o productos no deseados en oductos, sino también m t edir la madurez o la ¡ dureza de deterr ctos de manera no destrjuctiva.

Para ello, el dete I ctor del dispositivo de clasificación cons I 1 nto sensor que se divide en al menos dos áreas de detección ! I el detector genera una señal de detección para cada área de d cación de acuerdo a la invención, el elemento 'sensor de dicho I cación de acuerdo con la invención, dicha unidad de control tra nto con medios para ajustar la dirección de dicho haz de luz en has señales del sector procedentes de zonas de detección idén ntes sectores del elemento sensor del detector; De acuerdo con una modalidad interesante de este ; i 1 señal de control se utiliza para controlar un dispositivo de eli eliminar impurezas o productos no deseados de| dicho flujo del pr 1 ' De manera ventajosa, una desviación) de la posición d pal del haz de luz reflejado en relación con una posición predete dicho elemento sensor se determina sobre la base de al me De acuerdo con una modalidad importante del méto o con la invención, se seleccionan áreas concéntricas de detec de anillo sobre dicho elemento sensor, con lo cual se hace entra lejada dispersa a dichas áreas de detección en forma de anillo.

Además, dicho elemento sensor está dividido preferiblem de detección que forman un sector de círculo.

Otras particularidades y ventajas de la invención res tes a partir de la siguiente descripción de algunas moda íficas del dispositivo de clasificación y el método de acuerdo ión. Se presenta esta descripción sólo a título de ejemplo y no r anee de la protección reclamada de manera alguna; las sig s de referencia se refieren a los dibujos adjuntos.

La figura 1 representa de manera esquemática los prin ntos ópticos de una primera modalidad del dispositivo de clasi uerdo con la invención.

La figura 5 representa de manera esquemática los pri ntos ópticos de una segunda modalidad del dispositivo de c!asi uerdo con la invención.

En las diferentes figuras, las mismas figuras de refere en a elementos idénticos o análogos.

La invención se refiere en general a un disposit icación para clasificar de preferencia productos granulares, tale jemplo chícharos, nueces, pasas, productos congelados, etc. po I n haz de luz concentrado incidente en el flujo de product icación se entiende en la presente descripción la elimina ntos extraños, impurezas, productos que no cumplen con las exi lidad impuestas, etc. de; un flujo de productos. Dicho haz de ituido en el presente documento, por ejemplo, de uno o vario concéntricos.

La figura 1 describe una primera modalidad de tal dispo ; ¦ . i libre a través de dicha zona de inspección 3 de acuerdo con la d flecha 4.

En la zona de inspección 3, el dispositivo de clasificaci ¡ j emento de fondo 5 de la forma de un tubo cuyo color y otras cu s son de preferencia sustancialmente idénticos a los de los prod icar 1. Los productos 1 ¿el flujo de productos |2 son escanead de inspección 3 por un haz de luz 6 concentrado en movimien I osiciones extremas 7 y 8 de acuerdo con la dirección de la flec Í ! e luz 6 se mueve en dirección sustancialmente transversal en I a dirección de movimiento 4 del flujo del productos 2, de tal m i ncialmente todos los productos 1 son incididos por el haz de l zona de inspección 3.

El haz de luz 6 es generado por una fuente de luz plo por una fuente de láser, y entra en las superficies de espejo 1 I t jo poligonal 13 que gira alrededor de su eje central 12 desde est rsa desde una zona alrededor del punto de impacto despué í ! ' t i ión de la luz del haz de luz 6 en el producto 1 por otro lado.

Si el haz de luz 6 incide en una impureza o un produ ado, entonces la dis ada será diferen í, tamente reflejada per guir las impurez los uctos. ! La luz directamente reflejada y dispersada y reflejada f ! i j ; de luz reflejado 14 que es guiado a un elemento sensor de un dét as trayectorias del haz de luz incidente 6 y la del haz de luz refl ciden asi sustancialmente hasta un separador de haces 16 previ ente de luz 10 y el espejo polígona! 13. El separador de hac ura de que el haz de II!JZ reflejado 14 se separe sustancialm t I pleto del haz de luz 6 incidente sobre los productos 1 . Tal sepa ? lo, si el separador de haces 16 está formado por un espejo c ura central.

La figura 2 muestra un elemento sensor 19 del detector 1 ntó sensor 19 tiene varias áreas de detección 20, 21 , 22, .... 27, al el detector 15 genera una señal de detecpión para cada ción que corresponde a la intensidad de la parte del haz de luz r e entra en la zona de detección en cuestión. Estas señales de d i ! I ecibidas por una unidad de control del dispositivo de clasificación I se de las señales de detección, por lo menos una señal de cont i ? rada por la unidad de control.

Dicho elemento sensor 19 tiene preferiblemente un ¡ i ción 20 sustancialmente de forma circular en su centro, cuyo ta r o sustancialmente igual a la sección transversal del haz de luz r ue corresponde al punto ele impacto del haz de luz 6 incident i f cto 1 en el flujo de productos 2. Así, sustancialmente tod tección 20. Por cada una de las áreas de detección en forma de ra una señal de dete al que es pr 'oporcional a la in luz de la parte de la incidente. Por lo tanto, la sum I les generadas por la estas áreas ;de detección en f es proporcional a la la luz que se refleja en los pro , j el detector 15.

Las señales de detección generadas por las diferentes i ! . cción se comparan, por ejemplo de manera individual o combin i ! es de referencia preestablecidos en \a unidad de I ¦ spondientes a las señales de detección de ¡un buen produ rar dicha señal de control.; También es posible determinar la relación entre, por ejé i ¡ les de detección de las áreas de detección en forma de anillo ral de detección 20 o com Iparar entre sí las señ 1ales de detecció i I s de detección en forma ide anillo con el fin de generar una e circulación de producto t s 2. Dicho dispositivo de eliminación c jemplo, en una fila de válvulas de aire; comprimido m tamente a dicho flujo de' productos y sobre toda la anchura del l manera que, mediante la apertura de una válvula de aire com mpureza o un producto no deseado puede ser expulsado del f ctos. Las válvulas de aire comprimido del dispositivo de eliminac das por la unidad de control en función de la señal de control gen A fin de obtener una clasificación óptimai de los productos e productos 2, la parte dél haz de luz reflejado 14 que correspo ue es reflejada directamente por los productos sustancialment ad incide en la zona de detección central 20 en el centro.

De acuerdo con una modalidad interesante del dispos icación de acuerdo a la invención, esto también permite cont I ión del haz de luz reflejado 14 con el fin de verificar si dicho ha ide en el elemento sensor 19 del detector 15 en el centro . ma de anillo por lo tantó corresponderá a la señal de detección e detección.

Si se encuentra así que las diferentes señales de de se la misma área de detección en forma de anillo no son iguales en nos no del mismo orden ^de magnitud, se puede concluir que el lejado 14 no incidió en el elemento sensor 19 en el centro. En es eñal de control será generada por la unidad de control que indic i ión del haz de luz reflejado 14 no es óptima.

La figura 4 muestra un elemento sensor 19 con un ha do 14 incidente, que es tal que la luz directamente reflejada 29 d e luz 14 no incide en el área central de deteccjón 20 en el cent muestra claramente que la señal de sector que se genera tos sectores a, b, c y d es diferente.

De acuerdo con 1 una modalidad preferida del disposi icación de acuerdo a la invención, el mismo comprende medi r 19 en el centro, de tal manera que la luz directamente reflejad ? J ncialmente en su totalidad en el área central de ;detección 20. ¦ l ' De acuerdo con una modalidad variante del disposi icación, dichos medios hacen posible ajustar la posición del el r 19 en relación con el haz de luz reflejado 14. , Aparte de eso, e uso de un elemento 'sensor 19, que s ferentes sectores, también permite detectar la presencia de c de borde. Tan pronto como uno se ha asegurado de que el ha I do 14 entra en el elemento sensor 19 en el centro y si se en ! . ! ces que las señales de sector procedentes dé las áreas de d cas de diferentes sectore 1s del elemento sensor I son diferentes 1 ¦ i o orden de magnitud, uno puede decidir que no hay un efecto d ¦ I e caso, una señal de control será generada por, la unidad de co i 1 por ejemplo que no se debe tomar en cuenta dicha detección. ¦ í Con el fin de generar una señal de cóntrol que sea t ? i Tal elemento sensor 19 permite ajustar dinámicam I 1 ño y la forma de las área ls de detección por medio de dicha un ol en función de la naturaleza de la detección o las señales de e desee generar. ! La figura 5 muestra una segunda modalidad del dispo I : icación de acuerdo con lá invención. Este dispositivo de clasific i nte del de la figura 1 , en el sentido de que comprende tres fuente 0, rán tas pa I spondiente detector 15, 32 ó 33.

Como se desprende de la descripción anterior, el e or se divide preferiblemente en áreas de detección de tal man barca un ángulo de 1201, mientras que si el elémento sensor tie i r de detección en forma de anillo, por ejemplo junto a dicha ción central, entonces n será infinitamente grande. i En consecuencia:, tal simetría rotacional implica por ejem mento sensor comprenda un área de detección ¡central rodeada d I ntricas de detección en forma de anillo, o que el elemento sens i reas de detección que forman sectores de círculo, o que el el I r está formado de una combinación de áreas de detección en f l y áreas de detección e i forma de sectores de círculo. Tal el r puede consistir posiblerjnente también en áreas de detección e ¡ I illo, que se dividen en sectores de círculo. t Además, el área de detección central 20 no es preferibl de las áreas de detección en forma de anillo o de las áreas de d ¦ ! . ienen la forma del sector de círculo. Por sector de círculo se enti ¡ caso la parte del sector! de círculo situado fuera del área ce ector de círculo. Las sedales de detección corresponden por lo ñales de sector.

I I Aunque las áreas de detección son circulares o en f ¡ : en la descripción anterior, es posible desdé luego que teng I s, ya sea regulares o noJ Por lo tanto, el ¡ elemento sensor sólo puede tener á ción en forma de sectores de círculo, cuando se utiliza s I ? minar la dirección del haz de luz reflejado 14 para establecer la p I I alquier efecto de borde, por ejemplo. i i I I I I

Claims (4)

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1 Un dispositivo de clasificación con una zona de inspe la detección de impurezas o productos no deseados en un uctos (1 ) que se mueve a través de dicha inspección de zona ( os una fuente de luz (10) para generar un haz de luz (6), con lo een medios para mover dicho haz de luz (6) en dirección sustanc versal en relación con la dirección del movimiento (4) del ucto (2), de tal manera que lo esencial que todos los productos idos por el haz de luz (6) en dicha zona de inspección (3), con l e este haz de luz (6) se refleja, por una parte, de manera directa o de impacto del haz de luz sobré los productos, y se refleja, , de manera dispersa desde una zona alrededor del punto de área de detección que corresponde a la intensidad de la luz r ue incide sobre dicha área de detección, con lo cual dicho dete ja en conjunto con una unidad de control que recibe dichas señ ción y que genera por lo menos una señal de control sobre la señales de detección.

2 - El dispositivo de conformidad con la reivindica terizado además porque dicho detector (15) comprende un área tección (20) cuyo tamaño es menor o sustanciálmente igual a la versal de la parte del haz de luz reflejado (14) que corresponde de impacto y que incide en el detector (15).

3. - El dispositivo de conformidad con la reivindicación terizado además porque ¡ dicho elemento sensor (19) comprend éntricas de detección en forma de anillo (21 .... , 27, 28).

4. - El dispositivo de conformidad con cualquiera dicaciones 1 a 3, caracterizado además porque dicho element i 6. - El dispositivo de conformidad con cualquiera dicaciones 1 a 5, caracterizado además porque compre sitivo de eliminación que trabaja en conjunto con dicha unidad d l fin de eliminar impurezas o productos no deseados de dicho I cto (2) sobre la base.de dicha señal de control. 7. - El dispositivo de conformidad con cualquiera í dicaciones 1 a 6, caracterizado además porque dicha unidad d I I ara las señales de detección con valores de referencia preestabl generar dicha señal de control. 8. - El dispositivo de conformidad con cualquiera dicaciones 1 a 7, caracterizado además porqué el elemento sen I icho detector (15) está dividido en diferentes sectores de círculo ' . i e tienen preferiblemente| el mismo tamaño, con lo cual el dete ra una señal del sector para al menos unas cuantas áreas de d corresponde a la intensidad de la luz de la parte de dicho haz de i ! I 1 ces (16) para separar el ¡haz de luz incidente (6) sobre los produ | ! az de íuz (14) reflejado por los productos (1). ? ! I ¡ 11. - El dispositivo de conformidad I cón cualquiera dicaciones 1 a 10, caracterizado además porque dicho elemento stá formado por un fotodiodo semiconductor dejvarios píxeles. i ¡ 12. - El disposit vo de conformidad con cualquiera i dicaciones 1 a 11 , caracterizado además porque dicho element I ' omprende un fotomultiplicador de silicio (SiPM)J I ¡ I 13. - El dispositivo de conformidad ,con cualquiera dicaciones 1 a 12, caracterizado además porque dichas á i : ción están formadas de un grupo de fotodiodos cié avalancha (AP 14. - El dispositivo de conformidad con cualquiera dicaciones 1 a 13, caracterizado además porque dichas á j i ción están conectadas sustancialmente una con! otra. I i 15. - El dispositivo de conformidad icón cualquiera ! i tección. \ 17.- El método ¡ de conformidad con la reivindica I 27 19.- El método de conformidad con cualquiera icaciones 16 a 18, caracterizado además porqúe se selecciona i l de detección (20), cuyo tamaño es menor o sústancialmente ig I I n transversal de la parte del haz de luz reflejado (14) que corres j punto de impacto y que entra en el elemento sensor (19), con lo incidir dicha luz directamente reflejada (29) sobre dicha área ce ción (20). 20. - El método de conformidad con cualquiera I icaciones 16 a 19, caracterizado además porque se selecciona I ntricas de detección en dicho elemento con lo cual dicha luz reflejada dispersa se hace incidir en estas á ción en forma de anillo. ! I 21. - El método 1 de conformidad con cualquiera I i ' dicaciones 16 a 20, caracterizado además porque se divid nto sensor en áreas de detección que forman un sector de circu 28 s de detección con valores de referencia preestablecidos a ar dicha señal de control. 24. - El método de conformidad con cualquiera icaciones 16 a 23, caracterizado además porque se divid nto sensor (19) de dicho detector (15) en diferéntes sectores de c, d) que tienen preferiblemente el mismo tamaño, con lo cual sé eñal del sector para al menos unas cuantas áreas de detecc ponde a la intensidad de la luz de la parte de dicho haz de luz ( en uno de dichos sectores de círculo. 25. - El método de conformidad con cualquiera dicaciones 16 a 24, caracterizado además porque se aj ación de dicho haz de luz (14) se ajusta en función de dichas se r procedentes de áreas de detección idénticas de diferentes sect ) del sensor elemento (19) del detector (15) con el fin de hacer i del haz de luz reflejada (14) que corresponde a dicho punto de 27. - El método de conformidad con cualquiera dicaciones 16 a 26, caracterizado además porque se usa un f I conductor de varios píxeles para dicho elemento sensor (19). 28. - El método de conformidad con cualquiera dicaciones 16 a 27, caractenzado además ¡porque se form ento sensor (19) por lo menos en parte de un fotomultiplicador ) 29. - El método de conformidad con cualquiera dicaciones 16 a 28, caracterizado además porque se forma I de detección de un grupo de fotodiodos de avalancha (APD). 30. - El método de conformidad con cualquiera dicaciones 16 a 29, caracterizado además porque se selecciona t s de detección, de tal manera que estén conectadas sustancialm tra. 31. - El métodoi de conformidad con cualquiera 33.- El uso de unjfotodiodo semiconductor de varios píx ular un fotomultiplicador de silicio (SiPM), para un elemento sens I ¡ sitivo de clasificación para la clasificación de productos (1) en en un flujo de productos (2) con el fin de eliminar impu \ i ¦ ctos no deseados del flujo de productos (2), con lo cual un haz d ueve en dirección susta I ncialmente transversal en relación I I ión del movimiento (4) de los productos (1) sobre el flujo del pr í i | manera que sustancialrrjiente todos los productos (1) son incidi de luz (6), con lo cual la luz de este rayo de luz (6) es reflejado ¡ ctos y es guiado por lo menos en parte a dicho elemento sens 1 · ; o cual este elemento sensor se divide en áreas de detección f n grupo de fotodiodos de avalancha (APD), situados uno junto a o