NL8420058A - Optische werkwijze en inrichting voor het sorteren van fruit aan de hand van de kwaliteit. - Google Patents

Description

ö 4 l ü u^rö N.0. 33413 1

Optische werkwijze en inrichting voor het sorteren van fruit aan de hand van de kwaliteit.

Technisch terrein

De uitvinding heeft betrekking op werkwijzen voor het sorteren van fruit aan de hand van de kwaliteit, en heeft in het bijzonder betrekking op een optische werkwijze en inrichting voor het sorteren van 5 fruit aan de hand van de kwaliteit ten gebruike in verwerkingslijnen voor het na afloop van de oogst of voorafgaand aan het planten sorteren van fruit, groenten, bieten en knolplanten, bij voorkeur aardappels aan de hand van de kwaliteit, alsmede op opslagfaciliteiten voor fruit en groenten teneinde de productie te kunnen opslaan voorafgaand aan de le-10 vering en de detailhandel.

Stand der techniek

Uit de techniek is een optische werkwijze bekend voor het sorteren van fruit aan de hand van de kwaliteit, omvattende het lineair aanstra-15 len van bewegend fruit met licht met een complexe centrale samenstelling, het meten van de gereflecteerde lichtflux in spectrale gebieden, het identificeren van signalen in overeenstemming met de vergelijkings-resultaten, en het toevoeren van een instructie aan actuatormiddelen voor "het dirigeren van fruit naar verschillende houders in overeenstem-20 ming met hun kwaliteit.

Het US octrooischrift 3.854.586 beschrijft dus een werkwijze voor het sorteren van tabaksbladen, omvattende het toevoeren van tabaksbladeren via een transportband, het meten van de reflectie van een lichtflux op het moment van de lineaire beweging onder een opto-elektroni-25 sche transducent, en het identificeren van de signalen. Signalen worden geïdentificeerd door in identificatie-eenheden lineaire scheidingsbe-grenzingen te verschaffen gebruikmakend van het eerste conversieniveau van de fotosignalen. Deze werkwijze is echter weinig gevoelig vanuit het gezichtspunt van het gedifferentieerd sorteren van fruit aan de 30 hand van de kwaliteit.

Het US octrooischrift 4.095.696 beschrijft een inrichting waarin fruit via een transportband wordt toegevoerd aan een controlegebied en vandaar onder invloed van de zwaartekracht langs een zwaartekrachtval-weg beweegt, waarbij de fruitkwaliteit wordt getest tijdens de val door 35 middel van een opto-elektronisch systeem waarmee de gereflecteerde lichtflux wordt gemeten op golflengten van 660, 800 en 990 nm door middel van fotogevoelige ontvangers, de te vergelijken meetsignalen paars- 8420058 2 gewijze met elkaar worden vergeleken en het een instructie wordt toegevoerd aan actuatormiddelen.

Het apparaat is ontworpen voor het sorteren van tomaten aan de hand van de kleur, en is niet gevoelig voor veranderingen in de biolo-5 gische structuur van fruit, indien dit is aangestoken door ziekten, vanwege de werkzame golflengten die het zichtbare spectrale gebied bestrijken.

Het fruitoppervlak wordt alleen gecontroleerd aan de zijde die toegekeerd is naar het opto-elektronische controlesysteem waarmee de 10 van het gehele zichtbare gebied gereflecteerde flux wordt gemeten. Als resultaat daarvan wordt geen indruk verkregen van de kwaliteit van het gehele fruit, en bovendien zal het spectrum van de gereflecteerde flux van een klein gedimensioneerd effect op het oppervlak worden vermengd met het spectrum dat wordt verkregen van het gehele oppervlak, dat van 15 een andere kwaliteit is, en daardoor worden gemodificeerd.

Het identificeren van fruit met een gereflecteerde lichtflux wordt uitgevoerd door dit te herleiden naar een spectrum in het zichtbare gebied van het optische spectrum waardoor de mogelijkheid tot het schatten van de kwaliteit van fruit dat een verandering heeft ondergaan als 20 gevolg van ziekten wordt uitgesloten; bovendien maakt het gebruik van het omvormingsalgoritme van de meetsignalen van het spectrum van de gereflecteerde flux, dat is gebaseerd op een paarsgewijze vergelijking van de signalen in een logische eenheid teneinde beslissingen te nemen, het alleen mogelijk om het fruit per keer te klassificeren in twee 25 klassen "geschikt" en "niet geschikt". Met een meer geavanceerd klassi-ficatieprogramma zou een serieëel systeem van soortgelijke opto-elektronische systemen en actuators kunnen worden gebruikt waardoor het sorteerproces wordt gecompliceerd.

30 Beschrijving van de uitvinding

De uitvinding is gebaseerd op het probleem een optische werkwijze en inrichting te verschaffen voor het sorteren van fruit aan de hand van de kwaliteit, waarin de controle wordt uitgevoerd over het gehele oppervlak van het fruit teneinde een defect op ieder willekeurig punt 35 op het oppervlak van het fruit op te sporen alsmede de afmeting en het type van het defect te bepalen waarbij het sorteren met een hoge door-voercapaciteit en hoge nauwkeurigheid wordt uitgevoerd.

Dit probleem wordt opgelost doordat in een optische werkwijze voor het sorteren van fruit aan de hand van de kwaliteit, omvattende het 40 aanstralen van het lineair bewegende fruit met een lichtflux van een 8420058 3 complexe spectrale samenstelling, het meten van de gereflecteerde lichtflux in spectrale gebieden, het identificeren van signalen in overeenstemming met vergelijkingsresultaten, en het toevoeren van een instructiesignaal aan actuatormiddelen voor het dirigeren van fruit 5 naar verschillende houders in overeenstemming met hun kwaliteit, volgens de uitvinding tijdens het aanstralen van het fruit een n-voudige inspectie van het fruit opeenvolgend en parallel wordt uitgevoerd door simultaan het fruit in rotatie te brengen en de gereflecteerde lichtflux te ontvangen in richtingen onder rechte hoeken ten opzichte van de 10 beweging en in een tijdsrelatie die afhankelijk is van de beweging van het fruit, waarbij de gereflecteerde lichtflux wordt gemeten door deze te ontbinden in een spectrum in een cofaserelatie ten opzichte van de inspectie, waarbij de identificatie wordt uitgevoerd op twee of meer niveau’s rekening houdend met de waarde van het verkregen signaal bij 15 het meten van de lichtflux en het teken van de eerste orde afgeleide met betrekking tot het spectrum, en het sorteren wordt uitgevoerd uitmondend in de complete identificatie van het fruit.

Bij voorkeur wordt de lichtflux simultaan ontbonden in een spectrum met gebieden met golflengten van 890 nm, 990 nm, 1100 nm, 1200 nm 20 met een bandbreedte van maximaal +200 nm, welke gebieden zijn gekozen in het gebied met een wisselend verschil van integrale lichtfluxen gereflecteerd door de van elkaar te scheiden fruitklassen.

Als resultaat van de n-voudige, opeenvolgend en parallel uitgevoerde inspectie van het fruit door het fruit simultaan te laten rote-25 ren en de gereflecteerde lichtflux in richtingen onder rechte hoeken ten opzichte van de beweging ervan te ontvangen in een tijdsrelatie ten opzichte van deze beweging wordt een nauwkeurige en productieve kwaliteitscontrole over het gehele oppervlak van het fruit verzekert zonder dat enig deel van het oppervlak wordt overgeslagen.

30 Het meten van de lichtflux door deze te ontbinden in een spectrum in cofaserelatie met de inspectie verschaft de determinatie van het gebied van enig defect met een en dezelfde nauwkeurigheid over het gehele oppervlak.

Het identificeren van signalen van de gemeten gereflecteerde flux 35 op twee of meer niveau's, rekening houdend met de waarde van het verkregen signaal en met de eerste orde afgeleide met betrekking tot het spectrum ervan achtereenvolgens tot aan het moment van volledige identificatie van het fruit maakt het mogelijk om simultaan fruit te sorteren in meer dan twee klassen.

40 Door gebruik te maken van de resolutie van de lichtflux in een 8420058 4 spectrum simultaan in gebieden met golflengten van 880, 990, 1100, 1200 nm met een bandbreedte van maximaal +200 nm, gekozen binnen het gebied met een wisselend verschil van integrale lichtfluxen gereflecteerd van de te onderscheiden fruitklassen, is het mogelijk om het fruit onder-5 ling te onderscheiden aan de hand van eventuele erop inwerkende ziekten.

De werkwijze volgens de uitvinding wordt uitgevoerd met behulp van een inrichting omvattende een voorraadreservoir, een eenheid voor het bewegen van het fruit, een actuatormiddel, een bron van licht met een 10 complexe centrale samenstelling, en een opto-elektronische eenheid voorzien van een eenheid voor het ontvangen en distribueren van de gereflecteerde lichtflux, eenheden voor het omvormen van de gereflecteerde lichtflux in een elektrisch signaal voorzien van foto-ontvangers en versterkers, een identificatie-eenheid omvattende algoritmische eenhe-15 den voor het vergelijken van signalen, en drempelwaarde-organen die elektrisch gekoppeld zijn met de actuatormiddelen, waarbij de eenheid voor het ontvangen en distribueren van de gereflecteerde lichtflux voorzien is van een fotografische lens, een aftastmiddel, een licht-fluxdistributeur, en lichtfilters, waarbij volgens de uitvinding de 20 versterkers van de omvormeenheid elektrisch zijn verbonden met de drem-pelwaarde-organen van de identificatie-eenheid zowel direct als via twee of meer algoritmische signaalvergelijkingseenheden, waarbij het aftastmiddel voorzien is van een lichtgeleider, een elektromagnetische spoel, en een metalen plaat waarvan het onderuiteinde is voorzien van 25 magnetische eindstukken aangebracht in de opening van de elektromagnetische spoel, terwijl het bovenuiteinde van de plaat vast bevestigd is aan een scharnierpen die voor de werking ervan gekoppeld is met een aandrijfeenheid van de inrichting voor het bewegen van het fruit welke voorzien is van middelen voor het doen roteren van het fruit, waarbij 30 het onderste deel van de lichtgeleider in lijn is met het afbeeldings-vlak van de lens en bevestigd is aan de metalen plaat, terwijl het bovenuiteinde ervan verdeeld is in uitgangsbundels die elk een gelijk aantal vezels bevatten gerangschikt in overeenstemming met het schaakbordpatroon ervan in het onderste gedeelte van de lichtgeleider waarbij 35 ze zijn gesuperponeerd in de drie dimensies op foto-ontvangers, waarbij het oppervlak van elke uitgangsdoorsnede van de bundel en van de gevoelige laag van de foto-ontvanger aan elkaar gelijk is.

Deze schakeling van de eenheden van de inrichting maakt het mogelijk om de drie dimensionale resolutie te verbeteren bij een hoge ge-40 bruiksgraad van de lichtflux welke op zijn beurt de detectie van defec- 8420058 5 ten met kleine afmetingen toelaat. Er wordt op gewezen dat door het gebruik van beweegbare aftastmiddelen een complete inspectie van het gehele fruitoppervlak kan worden gerealiseerd, en dat de toepassing in de inrichting van algoritmische vergelijkingseenheden voor identificatie 5 op meerdere niveau's een simultane klassificatie van het fruit mogelijk maakt door middel van één enkele opto elektronische inrichting in twee of meer ziekteklassen.

De eenheid voor het ontvangen en distribueren van de gereflecteerde lichtflux is voorzien van een middel voor het beschermen van de fo-10 tografische lens tegen stof, welk middel voorzien is van een luchtfilter, een luchtkanaal, en een oevrdrukkamer aangebracht onder het in-gangsvenster van de fotografische lens.

Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding is de inrichting voor het bewegen van het fruit voorzien van een rollentransporteur met 15 laterale geleidingselementen die in contact staan met de transporteur-rollen, waarbij het oppervlak van de rollen dat in contact staat met de laterale geleidingselementen voorzien is van delen met verschillende diameter, en de geleidingselementen in reeksen achter elkaar zijn gemonteerd in een verschoven relatie ten opzichte van elkaar langs de as 20 van de rollen zodanig dat ze met de rollen een middel definiëren voor het doen roteren van het fruit.

De opto-elektronische eenheid is voorzien van hulpeenheden voor het ontvangen en distribueren van de gereflecteerde lichtflux, waarbij het aantal hulpeenheden gelijk is aan of een veelvoud is van het aantal 25 stuks fruit in het controlegebied, een middel voor het omvormen van de parallel lopende signalen in opeenvolgende signalen, voorzien van elektrisch met elkaar gekoppelde schuifregisters en een decodeereenheid en verbonden met de eenheden voor het ontvangen en distribueren van de gereflecteerde lichtflux, en een beeldteller bestaande uit een optische 30 component en een pulsvormer waarvan de ingang verbonden is met de aftastmiddelen en de uitgang verbonden is met het middel voor het omvormen van de parallel lopende signalen in opeenvolgende signalen. Deze faciliteit verbetert de detectienauwkeurigheid van defecten met kleine afmetingen bij een hoge doorstroomhoeveelheid.

35 De aftastmiddelen zijn bij voorkeur voorzien van een microschake- laar en een kam die operationeel gekoppeld is met de aandrijving van de inrichting voor het bewegen van het fruit en die in contact kan komen met de microschakelaar voor het sluiten van de contacten ervan op het moment waarop de transporteurrol zich in het gebied van de fotografi-40 sche lens bevindt, een elektrische schakeling waarmee de drempelwaarde- 8420058 6 organen verbonden zijn met de actuatormiddelen voorzien van in serie geschakelde geheugencellen die gekoppeld zijn met de microschakelaar via een signaaltransmissieeenheid, waarbij het aantal cellen een veelvoud is van de verhouding van de tijdsduur, waarin het fruit beweegt 5 tussen de controlezone en de actuatormiddelen en de tijdsduur van de fruitcontrole.

Toepassing van deze elementen resulteert in een opvolgeden actua-tie van de actuatormiddelen als een instructie wordt toegevoerd voor het verwijderen van fruit in een tijdsafhankelijke relatie ten opzichte 10 van de inspectie, waardoor fruit kan worden geselecteerd in diverse klassen gebruikmakend van een enkele inrichting.

Volgens de uitvinding zijn de actuatormiddelen voorzien van twee schijven gemonteerd op de aandrijfas van de rollentransporteur, onder veerspanning staande plunjers met aanslagen gemonteerd om binnen te 15 gaan in de ruimte tussen de transporteurrollen, een roteerbaar schakel-element, een middel voor het roteren van het schakelelement, welk middel voor de werking ervan gekoppeld is met het schakelelement en elektrisch verbonden is met de drempelwaardeorganen, waarbij een schijf roteerbaar is en voorzien is van radiale openingen met groeven voor het 20 geleiden van de plunjers, en de andere schijf stationair is en voorzien is van twee geleidingselementen die in contact komen met de aanslagen van de plunjers, waarvan de een, het binnenste geleidingselement, is vervaardigd in de vorm van een open cirkel, en de ander, het buitenste geleidingselement, is vervaardigd in de vorm van spiraaldelen met ver-25 schillende straal en voorzien van actuatiedrempelmiddelen gedefinieerd door aangrenzende secties van deze delen bij het neerwaarts verlopende deel van de transporteur, waarbij het roteerbare schakelelement zich bevindt op een afstand vanaf het neerwaarts verlopende deel van de transporteur gelijk aan de som van de tussenafstanden van de transpor-30 teurrollen tussen het actuatiedrempelmiddel en het gebied van de af-tastmiddelen.

Deze structurele uitvoeringsvorm van de actuatormiddelen verzekert een acurate verwijdering van fruit met defecten en verbetert de nauwkeurigheid van het sorteren.

35 De transporteurrollen zijn bij voorkeur geprofileerd met een groef die een diepte heeft van 0,1-0,3 maal de roldiameter, en gemonteerd zijn onder geleidingsmiddelen die een weg (definiëren die tenminste een zigzagdeel bezit over een lengte van 1,5-2 maal de tussenafstand van de transporteurrollen, waarbij het zigzaggedeelte wordt gevormd door elas-40 tisch plastic dat schuin staat met betrekking tot het eindgedeelte van 842 0 0 58 7 de weg. Dit zorgt voor een nauwkeurige stuk voor stuk toevoer van het fruit naar het controlegebied, een hoge vulgraad van de cellen van de rollentransporteur en verbeterde doorstroomcapaciteit, en elimineert fouten bij het sorteren.

5 Een scharnierpen van een schuin staand bodemgedeelte van het voor- raadreservoir staat parallel staat met de transporteurrollen, waarbij het bodemgedeelte is gevormd door tenminste twee onder veerspanning staande platen waarvan de ene plaat met de helft van de tussenruimte van de transporteurrollen langer is dan de ander, en de ten opzichte 10 van elkaar verschoven uiteinden van de platen worden gesteund door de transporteurrollen. Deze konstruktie verzekert een uniformiteit in de fruittoevoer aan de rollentransporteur, d.w.z. een toename van de vulgraad van de transporteur met fruit en derhalve een verbetering in de doorstroomcapaciteit.

15 Korte beschrijving van de tekeningen.

De uitvinding zal nu worden beschreven met verwijzing naar een gedetailleerde beschrijving van een optische werkwijze en inrichting voor het sorteren van fruit aan de hand van de kwaliteit, welke is geïllustreerd in de bijgaande tekeningen, waarin 20 figuur 1 een schematisch aanzicht is van een inrichting voor het uitvoeren van een optische sorteerwerkwijze; figuur 2 een diagram is waarin de beweging wordt getoond van een aftastmiddel ten opzichte van de driedimensionale coördinaten; figuur 3 een inspectieweg toont op het oppervlak van het te con-25 troleren fruit; figuur 4 een structureel diagram toont van een opto elektronisch systeem van de inrichting; figuur 5 gemiddelde statistische eigenschappen toont van reflec-tiespectra van fruit dat wordt gecontroleerd; 30 figuur 6 een diagrammatisch aanzicht is van een opto elektronisch systeem van de inrichting; figuur 7 een uitvoeringsvorm van een opto elektronisch systeem is; de figuren 8, 9, 10, 11, 12 diagrammen zijn voor het tonen van 35 conventionele waarschljnlijkheidsdichtheden voor correcte identificatie van fruit dat wordt gecontroleerd; figuur 13 een structurele uitvoeringsvorm is van een opto elektronisch systeem met een parallel aftastmiddel; figuur 14 een elektrisch schema is van middelen voor het omvormen 40 van parallel lopende signalen in opeenvolgende signalen; 8420058 8 figuur 15 een elektrisch schema is van een schakeling voor het bepalen van de werktijdstippen van een actuatormiddel door het opto elektronische systeem; figuur 16 een longitudinale doorsnede is van schijven van de ac-5 tuatormiddelen; figuur 17 een doorsnede is volgens de lijn XVII-XVII in figuur 16; figuur 18 een bovenaanzicht op de transporteurrollen is; figuur 19 een doorsnede is volgens de lijn XIX-XIX in figuur 18; 10 figuur 20 de positie toont van de transporteurrollen ten opzichte van een reservoir op het moment dat contact met het fruit wordt gemaakt ; de figuren 21, 22 een uitvoeringsvorm tonen van de middelen vopor het doen roteren van het fruit in zij-aanzicht resp. in bovenaanzicht; 15 figuur 23 een uitvoeringsvorm is van een bodem voor het reservoir volgens de uitvinding.

Voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding.

Een optische werkwijze voor het sorteren van fruit aan de hand van de kwaliteit in overeenstemming met de uitvinding omvat het toevoeren 20 van fruit 1 (figuur 1) zoals een aardappel vanaf een voorraadreservoir 2 naar een controlegebied L = + L2 door een inrichting 3 voor het bewegen van het fruit.

In het controlegebied L wordt het fruit 1 bestraald met een licht-flux met een complexe centrale samenstelling afkomstig van bron 4.

25 Gedurende de bestraling van het fruit wordt een n-voudige inspec tie van het fruit uitgevoerd op opeenvolgende en parallelle wijze door het simultaan het fruit te roteren en de gereflecteerde lichtflux in richtingen onder rechte hoeken ten opzichte van de bewegingsrichting te ontvangen met behulp van aftastmiddelen in een bepaalde tijdsrelatie 30 ten opzichte van de beweging (zoals getoond in de figuren 2 en 3), waarbij de gereflecteerde lichtflux wordt gemeten door deze te ontbinden in een spectrum in cofase-relatie met de inspectie.

De gereflecteerde lichtflux wordt ontvangen door de aftastmiddelen door deze laatste te bewegen in twee onderling loodrechte richtingen 35 waarvan de ene richting samenvalt met de richting van de lineaire beweging van het fruit en waarvan de ander verloopt volgens de rotatie-as van het fruit. Er wordt op gewezen dat, voor het verzekeren van een hoge detectiewaarschijnlijkheid voor defecten met kleine afmetingen aan de volgende voorwaarden moet worden voldaan: de complete inspectie van 40 het fruitoppervlak en de superpositie van een waarneemveld van de af- 8420058 9 tastmiddelen D op een defect oppervlak D^, d.w.z. de detectiewaar-schijnlijkheid P is gelijk aan het product van de waarschijnlijkheden van een complete inspectie P^ met de superpositiewaarschijnlijkheid *2* 5 P = Pl . P2

Si L.Vo Di —D

Ρχ~ — = -—-— ; p2=— (A)

1 S2 27TR.V! z F

waarin Si en S2 de gebieden zijn van het geïnspecteerde oppervlak en het volledige oppervlak van het fruit; 10 L de lengte is van het controlegebied;

Vi en V2 de snelheden zijn van de lineaire resp. rotationele beweging van het fruit; R de draaiingsstraal van het fruit is;

Di en D de diameters zijn van resp. het defecte gebied en het waar-15 neemgebied van de aftastmiddelen; F de aftaststap is.

Er wordt op gewezen dat aan de volgende voorwaarden moet worden voldaan: v9 v9 f,V -t~i f2>—*-= n; Dn > D (B) 20 1^D1-D 2 7Γ R 1 waarin n de hoeksnelheid is van het fruit; fl, f2 resp. de lijn- en frameherhalingsfrequenties van de aftas-25 ting zijn.

De analytische relaties bepalen de omstandigheden voor de implementatie van de inspectie, welke de hoge detectiewaarschijnlijkheid moeten verzekeren bij het uitvoeren van een gecombineerde inspectie met lineaire en rotationele beweging van het fruit en een onafhankelijke 30 beweging van de aftastmiddelen in twee onderling loodrechte richtingen met aftastfrequenties die in een bepaalde tijdsrelatie ten opzichte van de rotationele hoeksnelheid van het fruit en de snelheid van de lineaire beweging ervan optreden. Er wordt op gewezen dat, om P2 = 1 te maken, de afmetingen van het waarneemveld van de aftastmiddelen niet gro-35 ter mogen zijn dan het defecte gebied, waarbij de aftasting langs de rotatie-as van het fruit het effect van vervorming van geometrische afmetingen van de defecte gebieden, gelokaliseerd op verschillende punten op het fruitoppervlak, elimineert.

Om een hoge nauwkeurigheiddetectie van defecten op de eindgedeel-40 ten van het fruit te verzekeren is het noodzakelijk om herhaaldelijk de 8420058 10 inspectie P3 > 1 - [1 - P]n (C) uit te voeren, waarin n het aantal herhaalde inspecties is; P3 de detectiewaarschijnlijkheid is voor een defect met kleine 5 afmetingen tijdens een herhaalde inspectie.

Defecten aan fruit worden geïdentificeerd op twee of meer niveau*s rekening houdend met de waarde van een meetsignaal van de lichtflux en het teken van de eerste orde afgeleide met betrekking tot het spectrum, en het sorteren wordt vervolgens uitgevoerd tot aan de complete identi-10 ficatie van het fruit.

Algoritmische vergelijkingseenheden 5 (figuur 4) worden gebruikt voor het identificeren van het fruit. Om de waarschijnlijkheid van correcte identificatie te verhogen wordt de analyse uitgevoerd gebruikmakend van diverse algoritmen. De informatie gaat vanaf het fruit naar 15 het eerste (I) niveau waar identificatie wordt uitgevoerd in overeenstemming met algoritmen voor dit niveau met de waarschijnlijkheid Ρχ. Een beslissing met betrekking tot het geïdentificeerde fruit wordt toegevoerd aan actuatormiddelen die een instructie "ja” of "nee" genereren.

20 Informatie van fruit dat niet op het eerste niveau is geïdentifi ceerd wordt overgedragen naar het tweede (II) niveau waar het wordt gemeten in overeenstemming met algoritmen voor het tweede niveau met een waarschijnlijkheid Ρχχ· Een beslissing met betrekking tot het geïdentificeerde fruit wordt toegevoerd naar actuatormiddelen.

25 Informatie omtrent het meest moeilijk te identificeren fruit, dat nog niet is geïdentificeerd aan de hand van de algoritmen van de niveau' s I en II wordt overgedragen naar het derde identificatieniveau (III) met een waarschijnlijkheid Ρχιχ» Een beslissing omtrent het geïdentificeerde fruit wordt ook toegevoerd aan actuatormiddelen.

30 De lichtflux wordt ontbonden in een spectrum simultaan in gebieden met golflengten 890 nm, 990 nm, 1100 nm, 1200 nm met een bandbreedte van maximaal +200 nm welke worden gekozen binnen het gebied met een wisselend verschil van integrale lichtfluxen gereflecteerd van de fruitklassen die gescheiden moeten worden.

35 Zoals blijkt uit figuur 5 vertoont fruit van normale kwaliteit (lijn Κχ) twee absorptiepieken in de gereflecteerde lichtflux bij golflengten )\ 2 = 990 nm en ^4 = 1200 nm; rot fruit (lijn K3) geeft slechts een piek = 1200 nm, en vaste stoffen (bijvoegsels) (lijn K3) hebben geen pieken. De absorptieresonantiepieken treden op 40 als resultaat van frequentiesuperpositie van fundamentele oscillaties 8420058 11 van atomaire en moleculaire fruitstructuren op frequenties (golflengten) van lichtoscillaties. Opgemerkt moet worden dat het spectrale gebied op de gekozen punten niet groter mag zijn dan +200 nm omdat anders de meetresultaten elkaar zullen overlappen als gevolg van een grote 5 bandbreedte, en karakteristieke punten in het spectrogram onidentifi-ceerbaar zullen worden.

De meting van de lichtflux, gereflecteerd van het fruit in smalle gebieden van het spectrum maakt het mogelijk om een meer nauwkeurige bepaling te verzekeren van de kwaliteit van het gecontroleerde fruit en 10 rot fruit, vuil fruit van normale kwaliteit en vaste bijvoegsels te identificeren.

Als fruit wordt aangestraald met een lichtflux met een complexe spectrale samenstelling, dan wordt de van het fruit gereflecteerde flux gemeten door een optisch controlesysteem (figuur 6) binnen de golfleng-15 tegebieden Λ l = 890 nm, 7)2 = 990 nm, ^3 = 1100 nm, 4 - 1200 nm en wordt omgevormd in fotosignalen V/\i> V"?t2» V λ $y V))4· Vervolgens begint in de identificatie-eenheid een paarsgewijze aftrekking van de fotosignalen V Άχ - V)>2> V?l3 " v)>4·

De positieve waarde van signalen zal iets vertellen over de aanwe-20 zigheid van een piek in de resonantie-absorptie, en de negatieve waarde omtrent de afwezigheid ervan. De aanwezigheid van twee positieve signalen getuigd van fruit van normale kwaliteit - zie lijn Κχ (figuur 5), en twee negatieve signalen zullen vaste bijvoegsels aantonen - zie K2j terwijl een positief en een negatief signaal getuigd van rot 25 fruit - zie K3, enz.

Nadat de signalen zijn geïdentificeerd wordt een instructie toegevoerd aan een actuatormiddel 6 (figuur 1) voor het toevoeren van fruit naar verschillende houders 7 of 8 in overeenstemming met de kwaliteit.

De werkwijze voor het sorteren van fruit aan de hand van de kwali-30 teit volgens de uitvinding wordt uitgevoerd door middel van een inrichting die voorzien is van een voorraadeenheid 2, een inrichting 3 voor het bewegen van het fruit, een actuatormiddel 6, een bron 4 van licht met een complexe spectrale samenstelling, en een opto-elektronische eenheid die voorzien is van een eenheid 9 (figuur 6) voor het ontvangen 35 en distribueren van de gereflecteerde lichtflux, eenheden 10 voor het omvormen van de gereflecteerde lichtflux in elektrische signalen, een identificatie-eenheid voorzien van algoritmische vergelijkingseenheden 5 voor het vergelijken van de signalen, en drempelelementen 11 die elektrisch gekoppeld zijn met de actuatomiddelen 6, de eenheid 9 voor 40 het ontvangen en distribueren van de gereflecteerde lichtflux voorzien 8420058 12 van een behuizing ter ondersteuning van een fotografische lens 12, een aftastmiddel 13, een lichtfluxverdeler 14, en lichtfilters 15.

De inrichting 3 voor het bewegen van het fruit bestaat uit een rollentransporteur en heeft middelen voor het in rotatie brengen van 5 het fruit.

De eenheid 10 voor het omvormen van de ontvangen lichtflux omvat foto-ontvangers 16 en versterkers 17.

De versterkers 17 van de eenheid 10 voor het omvormen van de lichtflux zijn elektrisch gekoppeld met drempelorganen 11, zowel direct 10 als via twee of meer algoritmische eenheden 5 voor het vergelijken van de signalen (zoals getoond in figuur 6).

De aftastmiddelen 13 omvatten een lichtgeleider 18 (figuur 7) een elektromagnetische spoel 19, en een metalen plaat 20, van welke plaat 20 het boveneinde vast bevestigd is aan een scharnierpen 21 die functi-15 oneel gekoppeld is met een aandrijfeenheid 22 (figuur 1) van de eenheid voor het bewegen van het fruit. Het onderuiteinde van de plaat 20 (figuur 7) is voorzien van magnetische eindstukken 23 en is ingebracht in de opening van de elektromagnetische spoel 19.

Het onderuiteinde van de lichtgeleider 18 is gepositioneerd ter 20 plaatse van een afbeeldingsvlak 24 van de fotografische lens 12 en is bevestigd aan de metalen plaat 20. Het boveneinde van de lichtgeleider 18 is verdeeld in uitgangsbundels 25 die een gelijk aantal vezels bevatten in overeenstemming met het schaakbord-configuratiepatroon in het onderste uiteinde van de lichtgeleider 19. De uitgangsbundels 25 zijn 25 driedimensionaal in lijn gebracht met de foto-ontvangers 16, waarbij de oppervlakte van elke uitgangsopening van de bundel 25 en van de gevoelige laag van de foto-ontvanger 16 aan elkaar gelijk zijn.

Een behuizing 26 van de eenheid voor het ontvangen en distribueren van de gereflecteerde lichtflux is voorzien van middelen voor het be-30 schermen van de fotografische lens tegen stof, welke middelen voorzien zijn van een luchtfilter 27, een luchtkanaal 28, en een op atmosferische druk staande kamer 29 positioneert onder het ingangsvenster van de fotografische lens 12.

Als tijdens de werking van de inrichting lucht wordt ingevoerd 35 vanaf de omgeving dan wordt deze lucht van stof ontdaan in het filter 27. De van stof gereinigde lucht wordt onder druk toegevoerd via de luchtkanalen 28 naar de drukkamer 29. Als resultaat daarvan wordt een schone luchtstroom gevormd in de uitlaatpoort van de kamer 29, waarmee de fotografische lens 12 wordt beschermd tegen de inwerking van de met 40 stof geladen lucht in de omgeving.

8420058 13

De fotografische lens 12 is aangebracht hoven de inrichting 3 voor het bewegen van het fruit, op een afstand gelijk aan de brandpuntsafstand van de fotografische lens 12.

Het fruit 1, dat aanwezig is op de eenheid 3, wordt geprojecteerd 5 op het afbeeldingsvlak 24 van de fotografische lens 12 en afgetast door middel van de lichtgeleidervezels 18, die onafhankelijke heen en weer gaande bewegingen uitvoert in twee onderling loodrechte richtingen volgens een weg die getoond is in de figuren 2 en 3, waarbij de belangrijkste karakteristieken van de weg worden bepaald in overeenstemming 10 met de boven gegeven formules (A, B, C).

Oscillaties van de lichtgeleider 18 in een richting onder een rechte hoek ten opzichte van de beweging van het fruit worden uitgevoerd onder invloed van de oscillatiebeweging van de magnetische eindstukken 23 die bevestigd zijn aan de metalen plaat 20 in een magnetisch 15 wisselveld van de elektromagnetische spoel 19. Het boveneinde van de metalen plaat 20, dat vast bevestigd is aan de scharnieras 21, voert heen en weer gaande bewegingen uit in de bewegingsrichting van het fruit onder invloed van de aandrijving van de eenheid 3.

Als gevolg van de aanwezigheid van de aftastmiddelen 13 voorzien 20 van een oscillerende lichtgeleider die verdeeld is in twee bundels die elk een gelijk aantal vezels bevatten in overeenstemming met hun schaakbordconfiguratie in het onderste deel van de lichtgeleider worden derhalve verliezen van de lichtflux op de weg tussen de fotografische lens en de foto-ontvangers gereduceerd, hetgeen het op zijn beurt moge-25 lijk maakt om lichtgeleiders te gebruiken met een kleine ingangsopening teneinde bijvoorbeeld de resolutie te verbeteren. De mogelijkheid van complete superpositie van de uitgangsbundels van de lichtgeleider op de gevoelige laag van de foto-ontvangers verbetert de signaal/ruis-verhou-ding met een factor 1,5 hetgeen resulteert in een verbeterde nauwkeu-30 righeid van de controle van defecten met kleine afmetingen.

De door het fruit gereflecteerde lichtflux wordt ontvangen door de eenheid 9 (figuur 4) en wordt als volgt omgevormd in de eenheid 10.

De optische stralingsflux wordt ontvangen door de fotografische lens 12 (figuur 7), door de lichtgeleider 11 gesplitst naar diverse 35 richtingen, door het lichtfilter 15 gestuurd en door de foto-ontvanger 16 omgevormd tot een elektrisch signaal dat in de versterker 17 wordt versterkt. De resulterende signalen worden simultaan toegevoerd aan drempelwaarde-organen 11 (figuur 4), die geactueerd worden indien voldoende informatie over het fruit beschikbaar is, bijvoorbeeld hoge re-40 flectiecoëfficiënten p\t karakteristiek voor witte stenen en be- 8420058 14 paalde grijze aarde (figuur 8), of lage reflectiecoëfficiënten die karakteristiek zijn voor aardkluiten en zwarte stenen (figuur 9). Anderzijds gaat informatie omtrent niet geïdentificeerde objecten naar de algoritmische eenheden 5 op het tweede niveau, waar ze wordt gemeten 5 in overeenstemming met algebraïsche algoritmen zoals ; Λ-T ί Λ«·Άτ*.

/Jit, 'tv 10 en dergelijke. De meetresultaten worden toegevoerd naar de drempelwaar-de-organen 11 die geactueerd worden indien voldoende informatie omtrent het object beschikbaar is, d.w.z. bij hoge waarden van JL I karakteristiek voor droge aardklonten, droge rulle aarde, schurft of loodglansziekte (figuur 10) en hoge waarden van karakteristiek voor 15 natte rulle aarde en natte aardkluiten (figuur 11).

Informatie omtrent niet geïdentificeerde objecten gaat naar de eenheden 5 (figuur 4) op het derde niveau waarin ze wordt gemeten in overeenstemming met algebrïsche algoritmen zoals zo m = A. A_ die het mogelijk maken om nauwelijks identificeerbaar fruit van te lage kwaliteit en bijmengsels te detecteren (figuur 12). De meetresultaten 25 worden ook toegevoerd aan de drempelorganen 11, die een beslissing "ja” of "nee" nemen en signalen zenden naar de acruatormiddelen voor het geleiden van het fruit naar de respectievelijke houders.

In overeenstemming met de figuren 1 en 13 omvat de opto-elektroni-sche eenheid hulpeenheden 30 voor het ontvangen en distribueren van de 30 gereflecteerde lichtflux, waarbij het aantal van deze eenheden gelijk is aan of een veelvoud is van het aantal stuks fruit in het controlege-bied; een middel 31 (figuur 14) voor het omvormen van parallel verlopende signalen in achtereenvolgende signalen, bestaande uit elektrisch onderling gekoppelde schuifregisters 32 en een decodeereenheid 33, en 35 een beeldteller 34.

De middelen 31 zijn verbonden met de eenheden 9 en 30 voor het ontvangen en distribueren van de lichtflux via een eenheid 35 voor het identificeren van de gereflecteerde lichtflux. De beeldteller 36 bestaat uit een optische component 36 en een pulsvormer 37 waarvan de in-40 gang verbonden is met de aftastmiddelen van de eenheden 9 en 30 en de 8420058 15 uitgang verbonden is met de middelen voor het omvormen van parallel verlopende signalen in opeenvolgende signalen.

De hulpeenheden 30 (figuur 1) voor het ontvangen en distribueren van de lichtflux zijn structureel soortgelijk aan de eenheid 9 doordat 5 ze voorzien zijn van een lichtgeleider 38 (figuren 13 en 14) bevestigd aan de plaat 20 zodanig dat ze parallel verlopen met de lichtgeleider 18 zoals getoond is in figuur 13, de lichtfilters 15, de foto-ontvan-gers 16 en de versterkers 17.

Met de boven beschreven structurele uitvoeringsvorm van de opto 10 elektronische eenheid functioneert de inrichting op de volgende wijze.

Het te controleren fruit 1 (figuur 1) wordt door de eenheid 3 toegevoerd aan het controlegebied met een lengte L = Li + L2, en een parallelle- en -opeenvolgende inspectie van het oppervlak van het bewegende fruit wordt uitgevoerd door de aftastmiddelen van de eenheden 9 15 en 30 met de lichtgeleiders 18 en 38 (figuur 13) waarvan het aantal gelijk is aan het aantal stuks fruit in het controlegebied.

De lichtgeleider 38 wordt gebruikt voor het inspecteren van een stuk fruit dat voortbeweegt over de afstand en de lichtgeleider 38 wordt gebruikt voor het inspecteren van een stuk fruit dat voortbeweegt 20 over de afstand L2. Als resultaat daarvan wordt een en hetzelfde stuk fruit twee maal geïnspecteerd. Teneinde de doorstroomcapaciteit van de enkelvoudige inspectie te verbeteren wordt de eerste helft van het fruit geïnspecteerd in het gebied L]^ en de tweede helft in het gebied L2· Dan worden de stuks fruit geïdentificeerd in de eenheid 35 (fi-25 guur 14) en, volgend op een instructie van de beeldteller 34, wordt een verschuiving en decodering van identificatiesignalen van het fruit gerealiseerd in de middelen 31 aangesloten tussen de identificatie-een-heid 35 en de actuatormiddelen 6. De optische signalen van de lichtgeleiders 18 en 38 zijn gesplitst in twee kanalen, gemeten door middel 30 van de foto-ontvangers 16, versterkt in de versterkers 17, en vergeleken in de eenheden 5. In het geval dat een defect aanwezig is wordt op bekende wijze een instructiesignaal gevormd, dat naar een multivibrator 39 gaat en wordt overgedragen naar de flip-flops 40 die het signaal inbrengen in de schuifregisters 32, die de signalen zullen bewegen naar 35 de hogere posities volgend op de instructie van de beeldteller 34. Er wordt op gewezen dat een signaal van het eerste schuifregister een beeld later wordt genomen dan het signaal van het tweede schuifregister in de inspectiesequentie, zodat signalen van een en hetzelfde stuk fruit worden toegevoerd aan de decodeereenheid 33. Dan wordt het in-40 structiesignaal toegevoerd aan de actuatormiddelen 6 die de stukken 8420058 16 fruit met te weinig kwaliteit in de houder 8 duwen (figuur 1) terwijl fruit van normale kwaliteit wordt toegevoerd aan de andere houder 7.

De detectiewaarschijnlijkheid van defecten bij het maken van een herhaalde inspectie is 5 P3 = 1 - (I-P4) (I-P5) - 1 - (1-0,8)2 = 0,96 waarin P4, P5 de detectiewaarschijnlijkheden van een defect in de respectievelijke gebieden en Ιι£ zijn.

De doorstroomcapaciteit bij de inspectie is

Vi . L

Vi =-waarin L = Li + Lo 10 1 2 -ff- R 11

Door gebruik te maken van de uitvinding wordt derhalve de nauwkeurigheid bij het sorteren en de doorstroomcapaciteit ervan verbeterd.

Om het fruit synchroon met de inspectie te verwijderen zijn de af-15 tastmiddelen van de eenheden 9 of 30 (figuur 15) voorzien van een micro schakelaar 41 van een bekend type en een kam 42 die operationeel gekoppeld is via een flexibele aandrijfeenheid 43 en een reducerende overbrenging 44 met de aandrijfeenheid 22 van de eenheid 3 voor het bewegen van het fruit die voorzien is van de boven beschreven rollen-20 transporteur. De koppeling tussen de kam 42 en de aandrijfeenheid 22 verschaft een tijdbepaalde rotatie van de kam 42 met de beweging van de transporteur.

De kam 42 kan met de microschakelaar 41 samenwerken om de contacten ervan te sluiten op het moment dat de transporteurrol zich bevindt 25 in het gebied van de fotografische lens 12. De elektrische schakeling waarmee de drempelwaarde-organen 11 zijn gekoppeld met de actruatormid-delen 6 zijn voorzien van een serieschakeling omvattende de geheugen-cellen 45, 46, 47 die verbonden zijn met de microschakelaar 41 via een signaaltransmissie-eenheid 48 van een bekend type, waarbij het aantal 30 cellen 45 tot en met 47 een veelvoud is van de verhouding van de reistijd van het stuk fruit tussen het controlegebied en de actuatormidde-len 6 en de controletijd van het fruit. De laatste cel 47 is verbonden met de actuatormiddelen, en de eerste cel 45 is elektrisch gekoppeld met de identificatie-eenheid 35 via de omvormende middelen 31.

35 Tijdens de inspectie van het fruit ontvangt de geheugencel 45 een signaal van het defect en bergt dit op totdat het fruit het controlegebied van de opto-elektronische eenheid heeft verlaten. Op het moment dat de transporteurrol verschijnt in het controlegebied wordt de microschakelaar 41 geactueerd volgend op de rotatie van de kam 42 over een 40 bepaalde hoek. Het signaal van de microschakelaar 41 gaat naar de een- 8420058 17 heid 48 die signalen zendt vanaf de cel 45 naar de cel 46, enz., vanaf de voorgaande cellen naar de opvolgende cellen, gedurende het interval tussen twee aangrenzende rollen van de transporteur. Het signaal van de laatste cel 47 wordt toegevoerd aan het actuatormiddel 6 dat geactueerd 5 wordt als een signaal waarmee een fruitdefect wordt geïndiceerd, is ontvangen door de cel 45. Op het moment dat het volgende stuk fruit het controlegebied van de opto-elektronische eenheid binnenkomt zal de cel 45 leeg zijn, en als een defect wordt gedetecteerd op een knol dan zal de cyclus worden herhaald.

10 De actuatormiddelen 6 (figuren 1 en 15) bestaan uit twee schijven 49, 50 (figuren 16 en 17) gemonteerd op een aandrijfas 51 van de rol-lentransporteur, onder veerspanning staande plunjers 52 met aanslagele-menten 53 die zodanig gemonteerd zijn dat ze kunnen binnengaan in de ruimte tussen de transporteurrollen, een roteerbaar schakelelement 54, 15 een middel 55 voor het doen roteren van het schakelelement 54 welk middel functioneel gekoppeld is met het schakelelement 54 en elektrisch verbonden is met de drempelwaarde-organen 11. De schijf 50 is roteerbaar gemonteerd en heeft radiale openingen met groeven voor het ontvangen van de plunjers 52. De schijf 49 is gemonteerd op de as 51 in een 20 vaste positie en heeft twee geleidingselementen 56, 57 die in aanraking kunnen komen met de aanslagelementen 53 van de plunjers 52. Het binnen-geleidingselement 56 is vervaardigd in de vorm van een open cirkel. Het buitengeleidingselement 57 bestaat uit delen 57a en 57b van een spiraal met verschillende stralen, waarbij een plunjeractuatiedrempelmiddel 58 25 is gedefinieerd door aangrenzende secties van de delen 57a en 57b in het dalende traject van de transporteur. Het roteerbare schakelelement 54 is gepositioneerd op ene afstand van de transporteur gelijk aan de som van de tussenafstanden van de rollen 59 van de transporteur tussen het actuatiedrempelmiddel en het inwerkingsgebied van de aftastmiddelen 30 ofwel het controlegebied L.

Tijdens de inspectie wordt een signaal uitgezonden vanaf een stuk fruit met defecten via de eenheden 9, 30 en de drempelwaarde-organen 11 teneinde in te werken op de middelen 55 voor het schakelen van het schakelelement 54. Het schakelelement 54 roteert zodanig dat de aanslag 35 53 van de plunjer 52 kan bewegen vanaf het binnenste geleidingselement 56 naar het buitengeleidingselement 57, naar het eindgedeelte ervan. Zodra de aanslag 53 van de plunjer 52 het buitengeleidingselement 57 bereikt keert het schakelelement 54 terug in zijn initiële positie. Nadat de geschakelde plunjer heeft bewogen over een afstand gelijk aan 40 het aantal tussenafstanden tussen het schakelelement 54 en de actuatie- 8420058 18 drempelmiddelen ofwel tussen het controlegebied en de actuatiedrempel-middelen wordt het stuk fruit met de defecten van de transporteur afgeduwd in de houder 8 door de plunjer, die ingestoken is in de tussenruimte tussen de transporteurrollen onder invloed van de veer.

5 Als een stuk fruit van normale kwaliteit over de transporteur door het controlegebied beweegt dan zal er geen signaal verschijnen en zullen de schakelmiddelen 55 niet zorgen voor een rotatie van het schakel-element dat in zijn initiële positie blijft. Als resultaat daarvan zal de aanslag 53 van de plunjer 52 bewegen langs het binnengeleidingsele-10 ment 56 en vindt er geen wegduwen van fruit plaats tijdens de verdere beweging. Fruit van normale kwaliteit zal terecht komen in de houder 7 (figuur 1).

Om een accurate stuk voor stuk toevoer van het fruit te verkrijgen zijn de rollen 59 van de transporteur van de in eenheid 3 geprofileerd 15 (figuren 18 tot en met 20) met een groef 65 waarvan de diepte gelijk is aan 0,1-0,3 maal de roldiameter, en de rollen zijn roteerbaar in de richting tegengesteld aan de bewegingsrichting van de transporteur. Boven de rollen 59 zijn geleidingselementen 60 aangebracht. De gelei-dingselementen 60 definiëren een weg die voorzien is van tenminste een 20 zigzagdeel 61 met een lengte die gelijk is aan 1,5-2 maal de lengte van de tussenafstand tussen de transporteurrollen 59. De geleidingselementen 60 worden gevormd door elastische platen 62 die schuin staan met betrekking tot het eindgedeelte van de weg. De platen 62 zijn vervaardigd uit rubber of een ander elastisch materiaal.

25 De weg kan verschillende zigzagdelen 61 hebben, waarbij het aantal van dergelijke delen toeneemt in het geval fruit wordt getransporteerd dat niet in grootte is geklassificeerd, en deze faciliteit verzekert een tamelijk uniforme beweging van het fruit en een hoge doorstroomca-paciteit.

30 Het verschaffen van het zigzaggedeelte met een lengte korter dan 1,5 maal de afstand tussen de middens van de rollen zal resulteren in een verlies aan stabiliteit en een niet uniformiteit in de fruitbewe-ging en een lengte langer dan 2,0 zal resulteren in een ongerechtvaardigde toename in de afmetingen van de inrichting en een lagere door-35 stroomcapaciteit.

Tijdens de werking van de inrichting wordt fruit 1, zoals aardap-pelknollen, toegevoerd vanaf de voorraadeenheid 2 naar de transporteurrollen 59 bewegend tussen de geleidingselementen 60 die de weg definiëren. Het aantal wegen hangt af van de gewenste doorstroomcapaciteit. De 40 werking van de inrichting is beschreven met toepassing van één enkele 8420058 19 weg, maar het zal duidelijk zijn dat de resterende wegen op dezelfde wijze zullen functioneren. Wanneer fruit wordt bewogen vanaf de voor-raadeenheid 2 langs de rollentransporteur dan heeft dit de neiging om de uitsparingen gedefinieerd door de groeven 65 van de aangrenzende 5 rollen 59 in beslag te nemen. De diepte van de groeven 65 is zodanig gekozen dat de meest stabiele beweging van het fruit wordt verkregen in de uitsparingen en is gelijk aan 0,1-0,3 maal de roldiameter. De rollen roteren op zodanige wijze dat hun werkzame oppervlakken tegengesteld bewegen aan de transporteurbeweging. Bij experimenten met meer dan 0,3 10 maal de roldiameter werd de stabiliteit verstoord omdat de vorm van het fruit dat wordt getransporteerd niet congruent is met de vorm van een bol. Bovendien zullen bij grote groefdiepten de stukken fruit indalen tussen de rollen zodat ze kunnen gaan slippen over het roloppervlak.

Het verlies aan stabiliteit en de slip zullen het proces van het een 15 voor een transporteren van het fruit over de weg verstoren en daarmee wordt niet de uniformiteit in de beweging ervan verkregen.

Als niet gekalibreerde stukken fruit het voorraadreservoir verlaten kan meer dan een knol terecht komen in elke uitsparing. De "overtollige" stukken fruit die in de zigzaggedeelten terecht komen zullen 20 botsen tegen de uitstekende sectie van het deel en vertraagd worden, ze zullen hun lineaire snelheid verlagen en in de volgende uitsparing worden geduwd.

Elke rol 59 heeft delen 63 van verschillende diameter (figuren 21, 22). Er zijn laterale geleidingselementen 64 aangebracht onder deze de-25 len in serie met elkaar teneinde de delen met andere diameter met elkaar te koppelen. Elk geleidingselement koppelt delen met een en dezelfde diameter. De laterale geleidingselementen 64 zijn in een verschoven relatie ten opzichte van de rolas vastgezet en definiëren tezamen met de rollen 59 een middel voor het doen roteren van het fruit.

30 Tijdens de lineaire beweging van de rollen door een kettingtrans- porteur 66 zullen de rollen die in contact staan met het laterale geleidingselement 64 worden geroteerd. Hoe kleiner de straal van het contact makende oppervlak (de straal van het deel 63) in vergelijking met de hoofdwerkstraal van de rol, hoe hoger de lineaire snelheid is in het 35 contactgebied tussen de rollen en het fruit en resp. hoe intenser de rotatie is van het fruit.

Teneinde abrupte snelheidsveranderingen te vermijden wordt de straal van de roldelen niet in een keer veranderd naar een waarde die voor de inspectie wenselijk is maar in plaats daarvan geleidelijk, 40 d.w.z. er zijn diverse delen met afnemende diameter aanwezig (zie figu- 8420058 20 ren 21, 22), de laterale geleidingselementen zijn op een'respectievelijke wijze gemonteerd.

De wijze waarop de snelheid verandert kan dus van ieder gewenst type zijn; een geleidelijke afname, een geleidelijke toename, en een 5 opeenvolgende afwisseling daarvan.

De verbeterde stabiliteit van de fruitbeweging vergemakkelijkt de inspectie, in het bijzonder in een automatische kwaliteitscontrolelijn en maakt het mogelijk om de kwealiteit van de controle te verbeteren.

In de inrichting voor het controleren van fruit verloopt een 10 scharnierpen 67 van een schuin staand bodemdeel van het reservoir 2 parallel aan de transporteurrollen 59 (figuur 23). De modem wordt gevormd door tenminste twee onder veerspanning staande platen 68 waarvan de ene plaat met een lengte gelijk aan de halve tussenafstand tussen de trans-porteurrollen langer is dan de ander. De uiteinden van de platen, die 15 ten opzichte van elkaar zijn verplaatst, worden gesteund door de trans-porteurrollen 59. De bodem kan bestaan uit drie platen en in dat geval zullen de langere platen worden geplaatst ter weerszijden van de middelste kortere plaat, zodat ze dienst doen als geleidingselementen voor het te transporteren fruit.

20 Fruit wordt toegevord vanaf het voorraadreservoir 2 naar de rol- lentransporteur op de volgende wijze.

Fruit (zoals aardappels) wordt ingebracht in het voorraadreservoir 2 en de rollentransporteur wordt ingeschakeld. Tijdens de beweging van de transporteurrollen 59 zullen de onder veerspanning staande platen 25 68, die bevestigd zijn aan de scharnierpen 67 een voor een loskomen van een en dezelfde rol; allereerst de kortere plaat en daarna, nadat de rol over een halve tussenafstand is bewogen, zal de langere plaats loskomen van de rol.

Als resultaat van de samenwerking tussen de bodemplaten met ver-30 schillende lengte en de transporteurrollen zal het fruit, dat geladen is in het voorraadreservoir 2 op uniforme wijze worden geschud waardoor verstopping wordt vermeden.

De inrichting volgens de uitvinding heeft geen hulp nodig van trillingseenheden. Daarnaast is de beweging van het fruit vanaf de bo-35 dem van het voorraadreservoir stabiel en uniform. Deze konstruktie van het voorraadreservoir vergemakkelijkt het invoeren van het fruit in de vorm van een eenlaagsstroming waardoor de inspectie-omstandigheden worden verbeterd.

Het zal duidelijk zijn dat andere bekende middelen en eenheden 40 worden gebruikt in de inrichting, welke op bekende wijze met elkaar 8420058 21 zijn verbonden om de automatische werking van de inrichting te verzekeren· De eenheden 10, 5, 35, 31, 34, 33 en anderen zijn opgebouwd rond conventionele geïntegreerde schakelingen die voor de deskundige op dit terrein bekend zijn.

5 Industriële toepasbaarheid

De werkwijze en de inrichting voor het optisch sorteren van fruit kan alom toepassing vinden voor het controleren van de kwaliteit van fruit en groenten zowel in landbouwondernemingen als in detailhandel-systemen.

8420058

Claims (10)

1. Optische werkwijze voor het sorteren van fruit aan de hand van de kwaliteit, omvattende het aanstralen van het lineair bewegende fruit met een lichtflux van een complexe spectrale samenstelling, het meten 5 van de gereflecteerde lichtflux in spectrale gebieden, het identificeren van signalen in overeenstemming met vergelijkingsresultaten, en het toevoeren van een instructiesignaal aan actuatormiddelen voor het dirigeren van fruit naar verschillende houders in overeenstemming met hun kwaliteit, met het kenmerk, dat tijdens het aanstralen van het fruit 10 een n-voudige inspectie van het fruit opeenvolgend en parallel wordt uitgevoerd door simultaan het fruit in rotatie te brengen en de gereflecteerde lichtflux te ontvangen in richtingen onder rechte hoeken ten opzichte van de beweging en in een tijdsrelatie die afhankelijk is van de beweging van het fruit, waarbij de gereflecteerde lichtflux wordt 15 gemeten door deze te ontbinden in een spectrum in een cofaserelatie ten opzichte van de inspectie, waarbij de identificatie wordt uitgevoerd op twee of meer niveau’s rekening houdend met de waarde van het verkregen signaal bij het meten van de lichtflux en het teken van de eerste orde afgeleide met betrekking tot het spectrum, en het sorteren wordt uitge-20 voerd uitmondend in de complete identificatie van het fruit.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de licht-25 flux simultaan wordt ontbonden in een spectrum met gebieden met golflengten van 890 nm, 990 nm, 1100 nm, 1200 nm met een bandbreedte van maximaal +200 nm, welke gebieden zijn gekozen in het gebied met een wisselend verschil van integrale lichtfluxen gereflecteerd door de van elkaar te scheiden fruitklassen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de lichtflux simultaan wordt ontbonden in een spectrum met gebieden met golflengten van 890 nm, 990 nm, 1100 nm, 1200 nm met een bandbreedte van maximaal +200 nm, welke gebieden zijn gekozen in het gebied met een 25 wisselend verschil van integrale lichtfluxen gereflecteerd door de van elkaar te scheiden fruitklassen.

3. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens conclu sie 1, 2, omvattende een voorraadreservoir, een eenheid voor het bewegen van het fruit, een actuatormiddel, een bron van licht met een complexe centrale samenstelling, en een opto-elektronische eenheid voorzien van een eenheid voor het ontvangen en distribueren van de gere-35 flecteerde lichtflux, eenheden voor het omvormen van de gereflecteerde lichtflux in een elektrisch signaal, voorzien van foto-ontvangers en versterkers, een identificatie-eenheid omvattende algoritmische eenheden voor het vergelijken van signalen, en drempelwaarde-organen die elektrisch gekoppeld zijn met de actuatormiddelen, waarbij de eenheid 40 voor het ontvangen en distribueren van de gereflecteerde lichtflux 8420058 voorzien is van een fotografische lens, een aftastmiddel, een licht-fluxdistributeur, en lichtfilters, met het kenmerk, dat de versterkers (17) van de omvormeenheid (10) elektrisch zijn verbonden met de drempelwaard e-organen (11) van de identificatie-eenheid zowel direct als 5 via twee of meer algoritmische signaalvergelijkingseenheden (5), waarbij het aftastmiddel (13) voorzien is van een lichtgeleider (18), een elektromagnetische spoel (19), en een metalen plaat (20) waarvan het onderuiteinde is voorzien van magnetische eindstukken (23) aangebracht in de opening van de elektromagnetische spoel (19), terwijl het boven-10 uiteinde van de plaat vast bevestigd is aan een scharnierpen (21) die voor de werking ervan gekoppeld is met een aandrijfeenheid (22) van de inrichting (3) voor het bewegen van het fruit welke voorzien is van middelen voor het doen roteren van het fruit, waarbij het onderste deel van de lichtgeleider (18) in lijn is met het afbeeldingsvlak van de 15 lens en bevestigd is aan de metalen plaat (20), terwijl het bovenuiteinde ervan verdeeld is in uitgangsbundels (25) die elk een gelijk aantal vezels bevatten gerangschikt in overeenstemming met het schaakbordpatroon ervan in het onderste gedeelte van de lichtgeleider (1() waarbij ze zijn gesuperponeerd in de drie dimensies op foto-ontvangers 20 (16), waarbij het oppervlak van elke uitgangsdoorsnede van de bundel en van de gevoelige laag van de foto-ontvanger (16) aan elkaar gelijk is.

3. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens conclusie 1, 2, omvattende een voorraadreservoir, een eenheid voor het bewegen van het fruit, een actuatormiddel, een bron van licht met een com- 30 plexe centrale samenstelling, en een opto-elektronische eenheid voorzien van een eenheid voor het ontvangen en distribueren van de gereflecteerde lichtflux, eenheden voor het omvormen van de gereflecteerde lichtflux in een elektrisch signaal voorzien van foto-ontvangers en versterkers, een identificatie-eenheid omvattende algoritmische eenhe-35 den voor het vergelijken van signalen, en drempelwaarde-organen die elektrisch gekoppeld zijn met de actuatormiddelen, waarbij de eenheid voor het ontvangen en distribueren van de gereflecteerde lichtflux voorzien is van een fotografische lens, een aftastmiddel, een licht-fluxdistributeur, en lichtfilters, met het kenmerk, dat de versterkers 40 (17) van de omvormeenheid (10) elektrisch zijn verbonden met de drem- 8420058 pelwaarde-organen (11) van de identificatie-eenheid zowel direct als via twee of meer algoritmische signaalvergelijkingseenheden (5), waarbij het aftastmiddel (13) voorzien is van een lichtgeleider (18), een elektromagnetische spoel (19), en een metalen plaat (20) waarvan het 5 onderuiteinde is voorzien van magnetische eindstukken (23) aangehracht in de opening van de elektromagnetische spoel (19), terwijl het bovenuiteinde van de plaat vast bevestigd is aan een scharnierpen (21) die voor de werking ervan gekoppeld is met een aandrijfeenheid (22) van de inrichting (3) voor het bewegen van het fruit welke voorzien is van 10 middelen voor het doen roteren van het fruit, waarbij het onderste deel van de lichtgeleider (18) in lijn is met het afbeeldingsvlak van de lens en bevestigd is aan de metalen plaat (20), terwijl het bovenuiteinde ervan verdeeld is in uitgangsbundels (25) die elk een gelijk aantal vezels bevatten gerangschikt in overeenstemming met het schaakbord-15 patroon ervan in het onderste gedeelte van de lichtgeleider (1() waarbij ze zijn gesuperponeerd in de drie dimensies op foto-ontvangers (16), waarbij het oppervlak van elke uitgangsdoorsnede van de bundel en van de gevoelige laag van de foto-ontvanger (16) aan elkaar gelijk is.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de eenheid (9) voor het ontvangen en distribueren van de gereflecteerde lichtflux voorzien is van een middel voor het beschermen van de fotografische 25 lens tegen stof, welk middel voorzien is van een luchtfilter (27), een luchtkanaal (28), en een oevrdrukkamer (29) aangebracht onder het in-gangsvenster van de fotografische lens (12). 5. (Gemodificeerd) Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de inrichting (3) voor het bewegen van het fruit voorzien is 30 van een rollentransporteur met laterale geleidingselementen (64) die in contact staan met de transporteurrollen (59) van de transporteur, waarbij het oppervlak van de rollen dat in contact staat met de laterale geleidingselementen (64) voorzien is van delen (63) met verschillende diameter kleiner dan de roldiameter, en de geleidingselementen (64) in 35 reeksen achter elkaar zijn gemonteerd in een verschoven relatie ten opzichte van elkaar langs de as van de rollen zodanig dat ze met de rollen (59) een middel definiëren voor het doen roteren van het fruit.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de eenheid 20 (9) voor het ontvangen en distribueren van de gereflecteerde lichtflux voorzien is van een middel voor het beschermen van de fotografische lens (12) tegen stof, welk middel voorzien is van een luchtfilter (27), een luchtkanaal (28), en een oevrdrukkamer (29) aangebracht onder het ingangsvenster van de fotografische lens (12).

5. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de inrich ting (3) voor het bewegen van het fruit voorzien is van een rollen-transporteur met laterale geleidingselementen (64) die in contact staan met de transporteurrollen (59), waarbij het oppervlak van de rollen dat in contact staat met de laterale geleidingselementen (64) voorzien is 30 van delen (63) met verschillende diameter, en de geleidingselementen (64) in reeksen achter elkaar zijn gemonteerd in een verschoven relatie ten opzichte van elkaar langs de as van de rollen zodanig dat ze met de rollen (59) een middel definiëren voor het doen roteren van het fruit.

6. Inrichting volgens conclusie 3 en 4, met het kenmerk, dat de opto-elektronische eenheid voorzien is van hulpeenheden (30) voor het 40 ontvangen en distribueren van de gereflecteerde lichtflux, waarbij het 8420058 aantal hulpeenheden gelijk is aan of een veelvoud is van het aantal stuks fruit in het controlegebied, een middel (31) voor het omvormen van de parallel lopende signalen in opeenvolgende signalen, voorzien van elektrisch met elkaar gekoppelde schuifregisters (32) en een deco-5 deereenheid (33) en verbonden met de eenheden voor het ontvangen en distribueren van de gereflecteerde lichtflux, en een beeldteller (35) bestaande uit een optische component en een pulsvormer waarvan de ingang verbonden is met de aftastmiddelen en de uitgang verbonden is met het middel (31) voor het omvormen van de parallel lopende signalen in 10 opeenvolgende signalen.

6. Inrichting volgens conclusie 3 en 4, met het kenmerk, dat de 35 opto-elektronische eenheid voorzien is van hulpeenheden (30) voor het ontvangen en distribueren van de gereflecteerde lichtflux, waarbij het aantal hulpeenheden gelijk is aan of een veelvoud is van het aantal stuks fruit in het controlegebied, een middel (31) voor het omvormen van de parallel lopende signalen in opeenvolgende signalen, voorzien 40 van elektrisch met elkaar gekoppelde schuifregisters (32) en een deco- 8420058 deereenheid (33) en verbonden met de eenheden voor het ontvangen en distribueren van de gereflecteerde lichtflux, en een beeldteller (35) bestaande uit een optische component en een pulsvormer waarvan de ingang verbonden is met de aftastmiddelen en de uitgang verbonden is met 5 het middel (31) voor het omvormen van de parallel lopende signalen in opeenvolgende signalen.

7. Inrichting volgens de conclusies 3 tot en met 6, met het kenmerk, dat de aftastmiddelen (13) voorzien zijn van een microschakelaar en een kam (42) die operationeel gekoppeld is het met de aandrijving (22) van de inrichting (3) voor het bewegen van fruit en die in contact 15 kan komen met de microschakelaar (41) voor het sluiten van de contacten ervan op het moment waarop de transporteurrol (59) zich in het gebied van de fotografische lens bevindt, een elektrische schakeling waarmee de drempelwaarde-organen (11) verbonden zijn met de actuatormiddelen (6) voorzien van in serie geschakelde geheugencellen (45, 46, 47) die 20 gekoppeld zijn met de microschakelaar (41) via een signaaltransmissie-eenheid (48), waarbij het aantal cellen (45, 46, 47) een veelvoud is van de verhouding van de tijdsduur, waarin het fruit beweegt tussen de controlezone en de actuatormiddelen (6) en de tijdsduur van de fruit-

7. Inrichting volgens de conclusies 3 tot en met 6, met het kenmerk, dat de aftastmiddelen (13) voorzien zijn van een microschakelaar en een kam (42) die operationeel gekoppeld is met de aandrijving (22) 10 van de inrichting (3) voor het bewegen van het fruit en die in contact kan komen met de microschakelaar (41) voor het sluiten van de contacten ervan op het moment waarop de transporteurrol (59) zich in het gebied van de fotografische lens bevindt, een elektrische schakeling waarmee de drempelwaarde-organen (11) verbonden zijn met de actuatormiddelen 15 (6) voorzien van in serie geschakelde geheugencellen (45, 46, 47) die gekoppeld zijn met de microschakelaar (41) via een signaaltransmissie-eenheid (48), waarbij het aantal cellen (45, 46, 47) een veelvoud is van de verhouding van de tijdsduur, waarin het fruit beweegt tussen de controlezone en de actuatormiddelen (6) en de tijdsduur van de 20 fruitcontrole. controle.

8. Inrichting volgens de conclusies 3 tot en met 7, met het ken-25 merk, dat de actuatormiddelen (6) voorzien zijn van twee schijven (49, 50. gemonteerd op de aandrijfas (51) van de rollentransporteur, onder veerspanning staande plunjers (52) met aanslagen (53) gemonteerd om binnen te gaan in de ruimte tussen de transporteurrollen, een roteerbaar schakelelement (54), een middel (55) voor het roteren van het 30 schakelelement (54), welk middel voor de werking ervan gekoppeld is met het schakelelement (54) en elektrisch verbonden is met de drempelwaar-deorganen (11), waarbij een schijf (50) roteerbaar is en voorzien is van radiale openingen met groeven voor het geleiden van de plunjers, en de andere schijf (49) stationair is en voorzien is van twee geleidings-35 elementen (56, 57) die in contact komen met de aanslagen (53) van de plunjers (52), waarvan de een, het binnenste geleidingselement (56), is vervaardigd in de vorm van een open cirkel, en de ander, het buitenste geleidingselement (57), is vervaardigd in de vorm van spiraaldelen met verschillende straal en voorzien van actuatiedrempelmiddelen (58) gede-40 finieerd door aangrenzende secties van deze delen bij het neerwaarts 8420058 verlopende deel van de transporteur, waarbij het roteerbare schakelele-ment (54) zich bevindt op een afstand vanaf het neerwaarts verlopende deel van de transporteur gelijk aan de som van de tussenafstanden van de transporteurrollen tussen het actuatiedrempelmiddel en het gebied 5 van de aftastmiddelen.

8. Inrichting volgens de conclusies 3 tot en met 7, met het kenmerk, dat de actuatormiddelen (6) voorzien zijn van twee schijven (49, 50) gemonteerd op de aandrijfas (51) van de rollentransporteur, onder 25 veerspanning staande plunjers (52) met aanslagen (53) gemonteerd om binnen te gaan in de ruimte tussen de transporteurrollen, een roteerbaar schakelelement (54), een middel (55) voor het roteren van het schakelelement (54), welk middel voor de werking ervan gekoppeld is met het schakelelement (54) en elektrisch verbonden is met de drempelwaar-30 deorganen (11), waarbij een schijf (50) roteerbaar is en voorzien is van radiale openingen met groeven voor het geleiden van de plunjers, en de andere schijf (49) stationair is en voorzien is van twee geleidings-elementen (56, 57) die in contact komen met de aanslagen (53) van de plunjers (52), waarvan de een, het binnenste geleidingselement (56), is 35 vervaardigd in de vorm van een open cirkel, en de ander, het buitenste geleidingselement (57), is vervaardigd in de vorm van spiraaldelen met verschillende straal en voorzien van actuatiedrempelmiddelen (58) gedefinieerd door aangrenzende secties van deze delen bij het neerwaarts verlopende deel van de transporteur, waarbij het roteerbare schakelele-40 ment (54) zich bevindt op een afstand vanaf het neerwaarts verlopende 8420058 deel van de transporteur gelijk aan de som van de tussenafstanden van de transporteurrollen tussen het actuatiedrempelmiddel en het gebied van de aftastmiddelen.

9. Inrichting volgens de conclusies 5 tot en met 8, met het kenmerk, dat de transporteurrollen zijn geprofileerd met een groef die een diepte heeft van 0,1-0,3 maal de roldiameter, en gemonteerd zijn onder geleidingsmiddelen die een weg (60) definiëren die tenminste een zig- 10 zagdeel (61) bezit over een lengte van 1,5-2 maal de tussenafstand van de transporteurrollen, waarbij het zigzaggedeelte wordt gevormd door elastisch plastic dat schuin staat met betrekking tot het eindgedeelte van de weg.

9. Inrichting volgens de conclusies 5 tot en met 8, met het ken-5 merk, dat de transporteurrollen zijn geprofileerd met een groef die een diepte heeft van 0,1-0,3 maal de roldiameter, en gemonteerd zijn onder geleidingsmiddelen die een weg (60) definiëren die tenminste een zig-zagdeel (61) bezit over een lengte van 1,5-2 maal de tussenafstand van de transporteurrollen, waarbij het zigzaggedeelte wordt gevormd door 10 elastisch plastic dat schuin staat met betrekking tot het eindgedeelte van de weg.

10. Inrichting volgens de conclusies 5 en 9, met het kenmerk, dat een scharnierpen van een schuin staand bodemgedeelte van het voorraad-reservoir (2) parallel staat met de transporteurrollen (59), waarbij 15 het bodemgedeelte is gevormd door tenminste twee onder veerspanning staande platen (67) waarvan de ene plaat met de helft van de tussenruimte van de transporteurrollen langer is dan de ander, en de ten opzichte van elkaar verschoven uiteinden van de platen worden gesteund door de transporteurrollen. ********** 8420058 GEMODIFICEERDE CONCLUSIES VAN INTERNATIONALE AANVRAGE PTC/SU 84/00006. 1. (gemodificeerd) Optische werkwijze voor het sorteren van fruit aan de hand van de kwaliteit, omvattende het aanstralen van het lineair 5 bewegende fruit met een lichtflux van een complexe spectrale samenstelling, het meten van de gereflecteerde lichtflux in spectrale gebieden, het identificeren van signalen in overeenstemming met vergelijkingsre-suitaten, en het toevoeren van een instructiesignaal aan actuatormidde-len voor het dirigeren van fruit naar verschillende houders in overeen-10 stemming met hun kwaliteit, met het kenmerk, dat tijdens het aanstralen van het fruit een n-voudige inspectie van het fruit opeenvolgend en parallel wordt uitgevoerd door simultaan het fruit in rotatie te brengen en de gereflecteerde lichtflux te ontvangen in richtingen onder rechte hoeken ten opzichte van de beweging en in een tijdsrelatie die afhanke-15 lijk is van de beweging van het fruit, waarbij de gereflecteerde lichtflux wordt gemeten door deze te ontbinden in een spectrum in een cofa-serelatie ten opzichte van de inspectie, waarbij de identificatie wordt uitgevoerd op twee of meer logische niveau’s afhankelijk van het aantal klassen dat gesorteerd wordt rekening houdend met de waarde van het 20 verkregen signaal bij het meten van de lichtflux en het teken van de eerste orde afgeleide met betrekking tot het spectrum, en het sorteren wordt uitgevoerd in overeenstemming met de ziektebeelden en het gebied van de defecten uitmondend in de complete identificatie van het fruit.

10. Inrichting volgens de conclusies 5 en 9, met het kenmerk, dat 15 een scharnierpen van een schuin staand bodemgedeelte van het voorraad- reservoir (2) parallel staat met de transporteurrollen (59), waarbij het bodemgedeelte is gevormd door tenminste twee onder veerspanning staande platen (67) waarvan de ene plaat met de helft van de tussenruimte van de transporteurrollen langer is dan de ander, en de ten op-20 zichte van elkaar verschoven uiteinden van de platen worden gesteund door de transporteurrollen. ********** 8420058