NL9300755A

NL9300755A - Detectiesysteem voor het detecteren van mede uit een vel of stapels van vellen gevormde voorwerpen en een werkwijze voor het detecteren van dergelijke voorwerpen.

Info

Publication number: NL9300755A
Application number: NL9300755A
Authority: NL
Original assignee: Hadewe Bv
Priority date: 1993-05-04
Filing date: 1993-05-04
Publication date: 1994-12-01
Also published as: EP0623894A1; DE69423927D1; EP0623894B1; DE69423927T2

Description

Titel: Detectiesysteem voor het detecteren van mede uit een vel of stapels van vellen gevormde voorwerpen en een werkwijze voor het detecteren van dergelijke voorwerpen.

De uitvinding heeft betrekking op een detectiesysteem voor het detecteren van de aanwezigheid van een mede uit een vel of stapels van vellen gevormd voorwerp in een detectiegebied, voorzien van een zendereenheid voor het uitzenden van electromagnetische golven in het detectiegebied en een ontvangereenheid voor het ontvangen van door de zendereenheid uitgezonden electromagnetische golven en voor het detecteren van een door het voorwerp veroorzaakte verstoring van deze electromagnetische golven wanneer het voorwerp zich in het detectiegebied bevindt. De uitvinding heeft eveneens betrekking op een werkwijze voor het detecteren van de aanwezigheid van voorwerpen in een detectiegebied.

Deze op zich bekende detectiesystemen worden veelal gebruikt in postbewerkende en -verwerkende machines.

Dergelijke machines zijn bijvoorbeeld geschikt voor het automatisch vullen en sluiten van enveloppen. Hiertoe wordt de machine voorzien van een stapel enveloppen en één of meer stapels van vellen. Deze vellen kunnen van papier zijn maar ook van bijvoorbeeld een ander materiaal, zoals kunststof. Wanneer hierna gesproken wordt over een vel papier of stapels van vellen papier wordt hiermee eveneens vellen of stapels van vellen van een ander materiaal bedoeld. Tevens wordt met een stapel van vellen een boek, folder, kalender of ander mede uit vellen samengesteld voorwerp bedoeld.

De machine neemt een eerste enveloppe van de stapel met enveloppen en vervolgens van elke stapel van vellen papier een vel papier. De geselecteerde vellen worden door de machine samengesteld tot een brief, gevouwen en in de enveloppe gebracht. De enveloppe wordt hierna gesloten en op een stapel enveloppen geplaatst die nu gereed is voor verzending.

Een machine als hiervoor omschreven is voorzien van verschillende transportbanen, waarlangs onderling in afstand gescheiden enveloppen, vellen papier, of stapels van vellen papier worden getransporteerd. Een stroom van losse vellen papier, die onderling langs hun transportbaan in afstand zijn gescheiden, wordt bijvoorbeeld gevormd door vellen papier, die achtereenvolgens van een eerste stapel papier worden genomen en naar een onderdeel van de machine worden getransporteerd waar zij met andere vellen papier worden samengesteld tot een serie brieven.

De stroom stapels vellen papier wordt bijvoorbeeld gevormd door verschillende met elkaar in dekking gebrachte vellen papier, die zijn samengesteld tot een te verzenden brief. Deze te verzenden brieven worden vervolgens langs een transportbaan en met een onderlinge tussenruimte naar een onderdeel van de machine getransporteerd die de brieven vouwt en in een enveloppe brengt. De enveloppen worden uiteraard eveneens naar dit onderdeel van de machine getransporteerd. De enveloppen zijn op hun transportweg in de machine eveneens onderling in afstand gescheiden, zodat een kleine tussenruimte aanwezig is tussen de enveloppen. Een enveloppe kan in dit verband worden opgevat als een stapel van vellen papier.

Daar de verschillende papierstromen in de machine met elkaar moeten worden gesynchroniseerd, is de machine op verschillende plaatsen langs de transportbanen voorzien van de hiervoor omschreven detectiemiddelen die de aanwezigheid en daarmee ook de afwezigheid van een vel papier of een stapel van vellen papier in een althans gedeeltelijk met de transportbaan samenvallend detectiegebied registreren. Hiertoe wordt het vel papier of de stapels van vellen papier tussen de onderling in afstand gescheiden zendereenheid en de ontvanger-eenheid doorgevoerd. De ontvangereenheid kan hiertoe bijvoorbeeld deel uitmaken van de transportbaan waarlangs het papier wordt gevoerd, waarbij de zendereenheid boven de transportbaan is geplaatst. Het detectiegébied strekt zich dan uit langs een gedeelte van de transportbaan en tussen de zender- en de ontvangereenheid.

Het effect van een enkel vel papier op de uitgezonden electromagnetische golven is veelal gering, zodat de intensiteit van de ontvangen electromagnetische golven bijvoorbeeld slechts met zeventig procent afneemt. Toch dient dit door de detectie-eenheid te worden herkend als een voorwerp of vel papier dat zich in het detectiegebied bevindt.

Een probleem bij de huidige detectiesystemen is dat de electrische spreiding tussen zendereenheid en ontvangereenheid vrij groot is. Een dergelijke spreiding kan wel oplopen tot een verschil in rendement tussen zender- en ontvangereenheid van vierhonderd procent. Daar het systeem in staat moet zijn om een signaalafname van slechts zeventig procent te kunnen detecteren, geeft deze spreiding grote problemen. Alleen door zeer nauwkeurige en hiermee dure electrische componenten te gebruiken kan aan dit probleem enige weerstand worden geboden. Ook een onnauwkeurigheid in de afstand tussen zendereenheid en ontvangereenheid introduceert een ongewenste spreiding in het detectiesysteem die kwadratische verloopt met de afstand.

Veelal wordt voor de zendereenheid voorzien van een led voor het uitzenden van licht en de ontvangereenheid voorzien van een fototransistor voor het ontvangen van licht. Dit introduceert een optische spreiding in het detectiesysteem ten gevolge van afwijking in de optische as van de LED en fototransistor. Veelal bedraagt deze spreiding een factor twee. Ook de niet-lineariteit van een fototransistor geeft een bijdrage in de spreiding van veel meer dan vijftig procent.

Ten gevolge van het transport van papier in de machine wordt in de loop van de tijd vrij veel papier-stof in de machine gébracht. Deze stofdeeltjes strijken neer op de LED en de fototransistor en hébben tot gevolg dat minder licht door de ontvangereenheid wordt gedetecteerd. Ook wanneer geen papier in het detectiegébied aanwezig is kan hierdoor ten onrechte een vel papier worden gedetecteerd.

Daarnaast kan invallend omgevingslicht een nadelige invloed op het detectiesysteem hebben.

De uitvinding beoogt een oplossing te bieden voor al bovengenoemde problemen zonder dat het systeem economisch gezien onaantrekkelijk wordt. Hiertoe wordt het detectiesysteem overeenkomstig de uitvinding gekenmerkt in dat het systeem verder is voorzien van een controle-eenheid welke de zendereenheid dusdanig stuurt dat een door de ontvangereenheid gegenereerd ontvangsignaal, welke de ontvangen electromagnet!-sche golven representeert, binnen bepaalde grenzen ligt.

Doordat het ontvangsignaal te allen tijde binnen zekere grenzen wordt gehouden worden al bovengenoemde spreidingen gecompenseerd en wordt zeker gesteld dat een enkel vel minimaal zeventig procent afname geeft.

Overeenkomstig een bijzondere uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt het door de ontvangereenheid gegenereerde ontvangsignaal, althans nagenoeg, binnen de genoemde grenzen geregeld gedurende een moment dat zich geen voorwerp in het detectiegebied bevindt. Daar het ontvangsignaal bij geen voorwerp nu binnen het optimale werkingsgebied van het detectiesysteem ligt, kan goed worden gedetecteerd dat een voorwerp het detectiegebied binnenkomt, ook wanneer dit slechts een afname van het ontvangsignaal van bijvoorbeeld zeventig procent tot gevolg heeft.

Een werkwijze overeenkomstig de uitvinding wordt gekenmerkt in dat de zendereenheid dusdanig wordt gestuurd dat een door de ontvangereenheid gegenereerd ontvangsignaal, welke de ontvangen electromagnetische golven representeert, althans nagenoeg binnen gepredetemineerde grenzen ligt.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de volgende figuren waarin figuur 1 een schematische uitvoeringsvorm van een detectiesysteem overeenkomstig de uitvinding weergeeft, toegepast in een postverwerkende machine; en figuur 2 een bijzondere uitvoeringsvorm van het detectiesysteem van figuur 1 weergeeft.

In figuur 1 is met referentienummer 1 een transportinrichting weergegeven, waarmee vellen papier 2 worden getransporteerd langs een transportbaan 4 die in de figuur gestippeld is weergegeven. Opgemerkt wordt, dat onder de aanduiding vel papier eveneens een vel van een ander materiaal wordt verstaan, zoals bijvoorbeeld een vel kunststof. De transportinrichting 1 kan bijvoorbeeld deel uitmaken van een machine voor het bewerken van te verzenden post. Andere toepassingen zijn echter eveneens denkbaar. De transportinrichting 1 is voorzien van een eerste paar van twee boven elkaar geplaatste lopende banden 6,8, waarmee de vellen papier worden getransporteerd. De vellen papier bevinden zich hiertoe tussen de lopende banden 6 en 8. De lopende banden worden met gelijke snelheid aangedreven en wel dusdanig, dat de vellen papier van links naar rechts bewegen.

De lopende band 8 is in dit geval met behulp van niet getoonde middelen in verticale richting beweegbaar opgehangen, een en ander dusdanig, dat een vel papier wordt ingeklemd tussen de onderste band 6 en de bovenste band 8. Dit maakt het eveneens mogelijk om stapels van vellen papier te transporteren. De band 8 wordt door de dikkere stapels dan omhoog bewogen, zodat voldoende ruimte aanwezig is om ook de stapels van vellen papier te transporteren.Het maakt voor het principe van de uitvinding echter geen verschil of stapels van vellen papier, losse vellen papier, of enveloppen worden getransporteerd.

De transportinrichting 1 is verder voorzien van een tweede paar lopende banden 10,12, die zich op enige afstand doch in het verlengde van het eerste paar lopende banden 6,8 bevindt. Ook het tweede paar lopende banden 10,12 is dusdanig aangedreven, dat vellen papier 2 van links naar rechts worden getransporteerd, waarbij ook de bovenste band 12 met niet getoonde middelen in verticale richting beweegbaar is opgehangen.

De afstand tussen het eerste paar lopende banden 6,8 en tweede paar lopende banden 10,12 is kleiner dan de lengte van een vel papier, zodat het tweede paar lopende banden 10,12 een vel papier grijpt voordat dit vel papier het eerste paar lopende banden 6,8 geheel heeft verlaten.

Tussen de onderste lopende band 6 van het eerste paar en de onderste lopende band 10 van het tweede paar is een zender-eenheid 14 geplaatst. Evenzo is tussen de bovenste lopende band 8 van het eerste paar en de bovenste lopende band 12 van het tweede paar een ontvangereenheid 16 geplaatst. Het bovenoppervlak 18 van de zendereenheid 14 is vlak en bevindt zich op nagenoeg dezelfde hoogte als de bovenzijden van de onderste lopende banden 6 en 8.

De ontvangereenheid 14 en zendereenheid 16 maken deel uit van een detectiesysteem 20 dat geschikt is voor het detecteren van de aanwezigheid van voorwerpen in een detectiegebied, in dit uitvoeringsvoorbeeld vellen papier in een detectiegebied 22. Het detectiegebied 22 is in figuur 1 schematisch schuin gearceerd weergegeven.

De zendereenheid 14 zendt electromagnetische golven uit in het detectiegebied 22 en die door de ontvangereenheid 16 worden gedetecteerd.

Het detectiesysteem is verder voorzien van een controle-eenheid 24 die via leiding 26 de zendereenheid 14 stuurt. In dit uitvoeringsvoorbeeld regelt de controle-eenheid 24 het vermogen waarmee de zendereenheid 14 electromagnetische golven uitzendt in het detectiegebied 22. De frequentie waarmee wordt uitgezonden hangt sterk van het te detecteren voorwerp af. In het geval dat relatief dunne voorwerpen moeten worden gedetecteerd die gemakkelijk electromagnetische golven doorlaten en deze derhalve maar gedeeltelijk absorberen en/of reflecteren, wordt voor electromagnetische golven met een hoge frequentie gekozen, in het bijzonder voor licht.

De controle-eenheid 24 is via leiding 28 tevens verbonden met een uitgang van de ontvangereenheid 16. De ontvangereenheid 16 is gevoelig voor electromagnetische golven met een frequentie die gelijk is aan de frequentie van de door de zendereenheid 14 uitgezonden golven. Het door de ontvanger- eenheid 16 via leiding 28 aan de controle-eenheid 24 toegevoerde ontvangsignaal representeert in dit uitvoeringsvoor-beeld de intensiteit van de ontvangen electromagnetische golven.

Het zal duidelijk zijn dat het ontvangsignaal ook andere fysische grootheden kan representeren, zoals de energiedicht-heid of het frequentiespectrum van de ontvangen golven. Zodra een vel papier het detectiegebied 22 binnen treedt, zal de intensiteit van de ontvangen electromagnetische golven afnemen daar het vel papier een gedeelte van de uitgezonden electromagnetische golven zal reflecteren en/of absorberen en daarmee slechts een gedeelte zal doorlaten in de richting van de ontvangereenheid 16. De controle-eenheid 24 zal de afname in de intensiteit registreren en, wanneer aan nog nader te omschrijven voorwaarden is voldaan, aangeven dat een vel papier zich in het detectiegebied bevindt. Hiertoe wordt via leiding 30 de status ’papier in detectiegebied' naar niet nader omschreven delen van het apparaat gevoerd voor verdere verwerking. Zodra het vel papier het detectiegebied 22 weer verlaat zal de intensiteit van de ontvangen electromagnetische golven weer toe nemen en zal de controle-eenheid 24, wanneer aan nog nader te omschrijven voorwaarden is voldaan, op leiding 30 de status 'geen papier in detectiegebied’ aangeven.

Aan de hand van deze status informatie kunnen andere papierverwerkende onderdelen van het apparaat worden gesynchroniseerd met de papierstroom langs transportbaan 4. Tevens kunnen, met behulp van de detectie-inrichting 20 vellen papier worden geteld.

In figuur 2 is een bijzondere uitvoeringsvorm van het detectiesysteem 20 van figuur 1 weergegeven. De zender-eenheid 14 is voorzien van een licht emitterende diode (LED) 32, een transistor 34 en een weerstand 36. De anode van de LED 32 is met een positieve klem V+ van een voeding verbonden en de kathode is met de collector van de transistor 34 verbonden. De emitter van de transistor 34 is via weerstand 36 met aarde verbonden.

De ontvangereenheid 16 is voorzien van een fototransis-tor 38 en een weerstand 40. De collector van de fototransis-tor 38 is met een positieve voedingskiem v+ van de voeding verbonden en de emitter is via weerstand 40 met aarde verbonden.

De controle-eenheid 24 is voorzien van een processoreen-heid 42, een D/A-converter 44 en een A/D-converter 46. De processoreenheid 42 genereert digitale signalen die de D/A-converter 44 worden toegevoerd. Deze signalen worden door de D/A-converter 44 omgezet in analoge signalen waarmee de basis van transistor 34 wordt gestuurd. De A/D-converter 46 meet de spanning op de emitter van fototransistor 38, bemonstert en digitaliseert deze gemeten spanning en voert de aldus verkregen digitale signalen naar de processoreenheid 42 voor verdere verwerking.

De werking van het detectiesysteem komt er in het algemeen op neer, dat de stroom If door de LED 32 dusdanig wordt geregeld dat de collectorstroom Ic van de fototransistor 38 binnen bepaalde grenzen ligt. Deze grenzen zijn dusdanig bepaald, dat een verandering van de hoeveelheid invallend licht op de fototransistor resulteert in een goed te meten verandering die in de stroom Ic. Indien de verandering die gering is doordat Ic niet binnen genoemde grenzen is ingesteld, is dlc niet langer nauwkeurig meetbaar. Dit wordt met name veroorzaakt door de hoeveelheid ruis die groot is ten opzicht van dlf. Het gevolg is dat vellen die slechts een geringe verandering teweegbrengen op de hoeveelheid invallend licht op de fototransistor niet zullen worden gedetecteerd. Er zijn vele oorzaken die er toe bijdragen dat vellen niet langer worden gedetecteerd.

Het neerstrijken van stof, meer in het bijzonder papier-stof op de LED 32 en de fototransistor 38 heeft tot gevolg dat de hoeveelheid door de fototransistor 38 gedetecteerd licht zal afnemen. Dit wordt gecorrigeerd door de stroom If van de LED 32 dusdanig bij te regelen, in dit geval opvoeren, dat de stroom Ic door de fototransistor binnen genoemde grenzen blijft. Daar de stroom ic binnen genoemde grenzen ligt, zal een verandering van de hoeveelheid opvallend licht ten gevolge van een vel dat het detectiegebied binnentreedt resulteren in een goed te detecteren verandering van de stroom ic.

Een electrische spreiding tussen de zendereenheid 14 en de ontvangereenheid 16 wordt ook volledig gecompenseerd. Een dergelijke spreiding kan oplopen tot een verschil in rendement tussen zender- en ontvangereenheid van vierhonderd procent. Dankzij genoemde regeling kunnen relatief goedkope elementen worden toegepast met een grote spreiding.

Ook een onnauwkeurigheid in de afstand tussen zendereenheid en ontvangereenheid introduceert een ongewenste spreiding in het detectiesysteem die kwadratisch verloopt met de genoemde afstand en wordt eveneens gecompenseerd door de regeling van de stroom Ic. Een afwijking in de optische as van de LED en fototransistor, alsmede de niet-lineariteit van de fototransistor 38, wordt eveneens gecorrigeerd. Zonder correctie kunnen deze afwijking de stroom Ic door de fototransistor met meer dan een factor 2 beïnvloeden. Bovendien wordt de invloed van invallend omgevingslicht gecompenseerd, doordat de stroom Ic dienovereenkomstig wordt aangepast om het effect te compenseren, zodat veranderingen in Ic ten gevolge van veranderingen van invallend licht op de fototransistor goed meetbaar blijven. Bovendien worden temperatuursinvloeden eveneens gecompenseerd zodat het detectiesysteem bij wisselende temperaturen goed zal blijven werken.

De stroom Ic wordt bij voorkeur binnen genoemde grenzen geregeld wanneer er geen vel in het detectiegebied aanwezig is, daar dit garandeert dat de afregeling altijd optimaal wordt uitgevoerd. Indien Ic geregeld wordt wanneer een vel in het detectiegebied aanwezig is dat slechts een geringe afname van de stroom Ic tot gevolg heeft, zal de transistor goed worden ingesteld. Indien het vel echter een groot deel van het invallende licht reflecteert of absorbeert, zodat bijvoorbeeld de hoeveelheid invallend licht met meer dan 80% procent afneemt, kan de stroom Ic niet worden ingesteld binnen genoemde grenzen op het moment dat het vel in het detectie-gébied aanwezig is. Doet men dit toch, dan is de kans groot dat de stroom If dermate veel toeneemt wanneer het voorwerp het detectiegebied weer verlaat, dat de stroom If in een ongunstig deel van de karakteristiek terecht komt. Met andere woorden, een verandering van het invallende licht met bijvoorbeeld 70% resulteert dan slechts in een zeer kleine verandering in de stroom Ic die niet goed meetbaar is.

In het bijzonder worden de grenzen dusdanig bepaald, dat de hoeveelheid invallend licht op de fototransistor de transistor 38 zich binnen zijn althans nagenoeg lineaire deel van zijn karakteristiek bevindt. Met dit laatste wordt eveneens bedoeld dat de karakteristiek binnen gegeven toleranties lineair is. Onder karakteristiek wordt hier verstaan het verband tussen ic en de hoeveelheid licht, dat wil zeggen de energiedichtheid (mW/cm2) van het invallende licht op de fototransistor 38.

Hierna zal een mogelijke dimensionering van het detectiesysteem van figuur 2 worden gegeven, welke het systeem bijzonder geschikt maakt voor het detecteren van vellen papier. De dimensionering betreft echter slechts een voorbeeld en is geenszins een beperking van de uitvinding.

De LED 32 betreft een PN-junctie GaAs infrarood diode waardoor bij een maximale omgevingstemperatuur van 40 C maximaal een stroom If van 41 mA kan lopen. Bij een grotere stroom is de kans aanwezig dat de LED doorbrandt. De voedingsspanning V+ wordt gelijk aan 5 Volt gekozen. Met inachtneming van de drempelspanning van de LED 32 betekent dit dat de collector-spanning van transistor 34 ongeveer 3,8 Volt zal bedragen. De verzadigingsspanning van de transistor 34 bedraagt ongeveer 0,5 Volt, zodat de emitterspanning ongeveer 3,3 Volt zal bedragen. De weerstand 36 wordt dan ongeveer gelijk gekozen aan 3,3 Volt/41mA, bijvoorbeeld 82 Ohm.

Proefondervindelijk is vastgesteld dat geldt:

Ic=If*Kv/d*d (1)

Hierbij is Ic de collectorstroom van fototransistor 38,

If de stroom van LED 32, d de afstand tussen LED 32 en fototransistor 38 in cm en Kv een constante, die van het type LED 32 en fototransistor 38 afhangt.In het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld wordt voor Kv een waarde l,l genomen.

Om de het detectiesysteem een zo groot mogelijk regel-bereik te geven, wordt de beginwaarde van de stroom If 10% van zijn maximale waarde gekozen. In dit geval geldt derhalve als beginwaarde If=4,imA. Hiermee wordt het mogelijk gemaakt de stroom If met een factor 10 te vergroten om bijvoorbeeld een verstoffing van het optische systeem, dat wil zeggen papier-stofdeeltjes of andere stofdeeltjes die op LED 32 en fototransistor 38 neerstrijken, te compenseren.

Daar de fototransistor 38 in zijn lineaire gebied behoort te werken moet de spanning over de fototransistor zo hoog mogelijk zijn. Uitgaande van de voedingsspanning van 5 Volt wordt de collector-emitter spanning van de fototransistor in dit geval 4 Volt gekozen. Dit betekent dat de emitterspanning van fototransistor 38 ongeveer 1 Volt zal bedragen. Indien de afstand d gelijk is aan lcm, volgt met formule 1 dat Ic ongeveer gelijk is aan 4,5mA. De grootte van weerstand 40 wordt derhalve gelijk gekozen aan 1 Volt/4,5mA = 220 Ohm. De grootte van Ic representeert de grootte van de intensiteit of energie-dichtheid van het door de fototransistor 38 ontvangen licht. Indien de hoeveelheid licht af neemt, zal de stroom Ic eveneens af nemen. Hiermee zal tevens de emitterspanning van de transistor 38 dalen.

De emitterspanning is dus eveneens representatief voor de intensiteit of energiedichtheid van de door de fototransistor ontvangen hoeveelheid licht.

De spanning op de basis van transistor 34 zal ongeveer 0,5 Volt hoger moeten zijn dan de emitterspanning en komt daarmee uit op ongeveer 3,8 Volt. De maximale spanning Umax van de D/A-converter wordt daarom op 3,8 Volt ingesteld. Umax kan bijvoorbeeld met een op zich bekende weerstandsdeler worden ingesteld op 3,8 Volt. Indien D/A-converter 44 een 8-bits converter is, komt een enkele stap van de converter ongeveer overeen met 41,1/256 mA.

De A/D-converter 46 geeft een digitaal signaal af dat een maat is voor de emitterspanning van transistor 38. Dit digitale signaal wordt aan de processoreenheid 42 toegevoerd voor verdere verwerking.

De processoreenheid 42 zal via D/A-converter 44 en transistor 34 de stroom If dusdanig regelen, dat de collectorspan-ning van de fototransistor 38 zich binnen een bepaald gebied bevindt.

Overeenkomstig een bijzondere uitvoeringsvorm wordt onderscheid gemaakt tussen het afregelen en het bijregelen van de stroom Ic. De stroom Ic wordt afgeregeld alvorens de papierstroom op gang wordt gebracht, daar het afregelen in het algemeen enige tijd in beslag neemt. Het afregelen kan bijvoorbeeld met successieve approximatie worden gedaan, zodat de benodigde LED-stroom If toch nog vrij snel kan worden bepaald. Uiteraard zijn eveneens andere methoden mogelijk om de stroom Ic af te regelen. In dit geval wordt de stroom Ic door de processoreenheid 42 dusdanig ingesteld dat de emitterspanning Ue van transistor 38 zo dicht mogelijk juist boven een gepre-determineerde eerste waarde van 0,9 volt ligt. Het betreft hier de emitterspanning wanneer geen papier aanwezig is in het detectiegebied. Gegeven het type fototransistor (bijvoorbeeld type SDP 8405) zal de stroom Ic nu althans nagenoeg rechtevenredig met de hoeveelheid opgevangen licht zijn.

Hierna zal de papierstroom zoals bij figuur 1 omschreven worden gestart. De processoreenheid 42 zal in bedrijf eveneens de grootte van Uc blijven controleren wanneer zich geen papier in het detectiegebied bevindt. Vereist wordt dat Uc tussen een gepredetermineerde tweede en derde waarde van respectievelijk 0,9 en 1,3 Volt ligt. Hier is een vrij groot gebied genomen, omdat bij gevoelige combinaties de variaties in de stroom Ic bij een variërende stroom If groot kan zijn. indien Uc niet langer tussen 0,9 en 1,3 Volt ligt, zal de processoreenheid 42 de stroom If gaan bijregelen. Dit bijregelen gaat met 1 stap van de D/A-converter per keer, dat wil zeggen met een stap van 0,16 mA.

Het bijregelen zelf kan op principieel twee manieren gebeuren en wel tijdens papier of tijdens geen papier. Het meten van Uc geschiedt echter tijdens geen papier. Indien Uc wordt gemeten en zonodig wordt bijgeregeld gedurende de periode dat er zich geen papier in het detectiegebied bevindt, dat wil zeggen tussen twee vellen papier in, heeft dit als nadeel dat er veel tijd nodig is om dit proces uit te voeren. Allereerst moet door de processoreenheid 42 op nog nader te omschrijven wijze worden vastgesteld dat er zich geen papier in het detectiegebied bevindt. Vervolgens moet worden gecontroleerd of Uc tussen 0,9 en 1,3 Volt ligt, waarna zonodig de stroom If met 0,16 mA moet worden verhoogd of verlaagd. Hierna moet wederom Uc worden gemeten en zonodig moet If nogmaals worden bij geregeld wanneer Uc nog niet binnen de gewenste grenzen ligt. Om voldoende tijd te creëren voor bovengeschetste meet- en regelprocedure, zal bij gegeven transport-snelheid van de vellen papier een grote afstand tussen opeenvolgende vellen papier nodig zijn.

Een tweede meer voordelige manier om Uc bij te regelen bestaat hierin, dat de waarde van Uc wederom wordt bepaald wanneer geen papier aanwezig is. Indien blijkt dat Uc moet worden bijgeregeld, wordt dit echter gedaan vlak nadat een vel papier in het detectiegebied is gedetecteerd. Hiermee kan de afstand tussen opeenvolgende vellen papier verder worden verkleind. De meting van Uc wordt herhaald wanneer er zich weer geen papier in het detectie gebied bevindt, waarna If zonodig opnieuw wordt bijgeregeld met een stap van 0,16mA als hiervoor omschreven. De grootte van een stap waarmee If wordt bij geregeld is dusdanig gedimensioneerd dat een stap correspondeert met een verandering in Uc die kleiner is dan 1,3-0,9=0,4 Volt.

Overeenkomstig een alternatieve uitvoeringsvorm wordt de gemiddelde waarde Urn van Uc gemeten gedurende de periode dat een spleet tussen twee opeenvolgende vellen papier zich in het detectiegebied bevindt. De processoreenheid 42 bekijkt of Um binnen of buiten het gebied tussen de tweede en derde waarde liggen. Pas wanneer en groot aantal keren bij opeenvolgende spleten is gebleken dat Um beneden 0,9 Volt of boven 1,3 Volt ligt zal If met een van stap van 0,16mA worden verhoogd, respectievelijk verlaagd.

Het zal duidelijk zijn dat de tweede en derde waarde geen gepredetermineerde waarden behoeven te zijn zoals hiervoor omschreven maar tevens een functie kunnen zijn van bijvoorbeeld de afstand d, de factor Kv en eerder bepaalde waarden van Uc.

De processoreeriheid 42 detecteert een vel papier wanneer Uc daalt beneden een gepredetermineerde vierde waarde van 0,5 Volt. De processoreenheid 42 detecteert de status geen papier wanneer de spanning Uc vervolgens weer stijgt tot boven een gepredetermineerde vijfde waarde van 0,6 Volt. Het systeem is derhalve voorzien van een hysteresis.

Het meest dunne vel papier wat het detectiesysteem nog dient te kunnen detecteren reduceert de door de fototransis-tor 38 ontvangen hoeveelheid licht bijvoorbeeld met slechts 70%. Dit betekent dat zo'n vel papier niet langer te registreren is wanneer de spanning Uc de waarde 1,66 Volt overschrijdt. Immers, 70% reductie van 1,66 Volt is 0,5 Volt en dit valt niet beneden de vierde waarde van 0,5 Volt. Indien de waarde van Uc groter is dan een zesde waarde van 1.5 Volt, genereert de processoreenheid 42 dan ook een foutmelding.

Deze situatie kan zich voordoen wanneer plotseling veel meer licht wordt gedetecteerd, omdat stof van de fototransis-tor 38 is verdwenen. Hiervoor was de fototransistor langzaam verstoft geraakt met als gevolg dat de processoreenheid 42 de stroom If voortdurend heeft vergroot om voor het ingevallen stof te compenseren. Wanneer plotseling, bijvoorbeeld door een windvlaag, een groot gedeelte van de ingevallen stof is verdwenen, zal de spanning Uc omhoog schieten. Dit betekent dat Uc opnieuw zal moeten bij geregeld of opnieuw moet worden ingeregeld als hiervoor ontschreven. Dit laatste kan bijvoorbeeld door de gebruiker door middel van een druk op de knop worden geinitialiseerd wanneer de processoreenheid 42 bijvoorbeeld op een display de genoemde foutmelding heeft gegeven.

Ook de vierde, vijfde en zesde waarde behoeven niet gepredetermineerd te zijn. Zo kunnen in een alternatieve uitvoeringsvorm de vierde en vijfde waarden worden gekozen aan de hand van de gemiddelde waarde üm van een aantal in het verleden bepaalde waarden van Uc bij geen papier. De vierde waarde wordt door de processsoreenheid dan gelijk gesteld aan 0,66*Um en de vijfde waarde wordt door de processoreenheid 42 gelijk gesteld aan 0.75*Um. Evenzo kan de zesde waarde gelijk worden gesteld aan 2*Um. In het bijzonder kunnen de vierde en vijfde waarde gelijk aan 0,66*Um worden gekozen, zodat de hysteresis vervalt.

De processoreenheid 42 kan overeenkomstig een alternatieve uitvoeringsvorm eveneens een foutmelding 'stof afgevallen' genereren wanneer de waarde Uc bij geen papier verdubbeld is ten opzichte van de voorlaatste bepaalde waarde van Uc bij geen papier. Ook in dat geval verdient het de voorkeur dat het detectiesysteem opnieuw wordt afgeregeld.

Wanneer de processoreenheid 42 in de loop van de tijd de stroom If tot bijvoorbeeld 80 % van zijn maximale waarde heeft opgevoerd, zal deze bijvoorbeeld via een niet weergegeven display een waarschuwing 'schoonmaken gewenst' geven. Indien de waarde van If zijn maximale waarde heeft bereikt, zal de processoreenheid 42 een foutmelding 'teveel verstoft' geven. Een gebruiker kan er dan toe overgaan het detectiesysteem te reinigen. In beide gevallen heeft het vermogen of de intensiteit van het uitgezonden licht een gepredetermineerde waarde overschreden.

In een alternatieve uitvoeringsvorm wordt de waarschuwing 'schoonmaken gewenst' gegenereerd wanneer Uc beneden een gepredetermineerde zevende waarde komt. Evenzo wordt de waarschuwing 'teveel verstoft' gegenereerd wanneer de waarde van

Uc beneden een gepredetermineerde achtste waarde komt waarbij de achtste waarde kleiner is dan de zevende waarde.

De waarschuwing 'schoonmaken gewenst' zal weer vervallen wanneer Uc boven een gepredetermineerde negende waarde komt, waarbij de negende waarde groter is dan de zevende waarde voor het verkrijgen van een hysteresis. Evenzo zal de waarschuwing 'teveel verstoft' vervallen wanneer uc boven een gepredetermineerde tiende waarde komt, waarbij de tiende waarde groter is dan de achtste waarde en kleiner dan de negende waarde. Bij voorkeur is de negende waarde kleiner dan de vierde waarde.

De stroom Ic kan na verloop van tijd lager zijn dan direct na inschakelen, doordat de fototransistor 38 langzaam zal opwarmen. In de praktijk is gebleken dat de waarde van Uc bij een koude opstart 25% groter kan zijn. De spanning Uc bij detectie van het dunste vel papier (30% doorlaat) zal dan maximaal 0,3*1,25*1,3=0,49 Volt bedragen. Omdat dit zeer dicht ligt bij de vierde waarde van 0,5 Volt, kan een dergelijk vel papier nauwelijks worden gedetecteerd. De controle-eenheid 42 compenseert dit thermische verschijnsel door bij een koude start de stroom If met een bepaald percentage te verlagen.

Het zal duidelijk zijn dat bovengenoemde waarden alle worden geïnverteerd wanneer de voedingsklem -5 Volt is, transistor 34 wordt vervangen door een PNP-transistor, fototransistor 38 eveneens wordt vervangen door een PNP-fototransistor en de richting van LED 32 wordt omgekeerd. De bovenomschreven relaties tussen de tweede tot en met de tiende waarde blijven onveranderd. Zo zal bijvoorbeeld de spanning Um tussen -1.3 Volt en -0.9 Volt worden bijgeregeld, met andere woorden, de grootte van Um (absolute waarde van Um) zal tussen de tweede en derde waarde van 0,9 respectievelijk 1,3 Volt worden bijgeregeld. Met andere woorden, de grootte van het ontvangsignaal of in dit geval een hiervan afgeleide grootheid -Um wordt tussen 0,9 en 1,3 Volt bijgeregeld.

Claims

1. Detectiesysteem voor het detecteren van de aanwezigheid van een mede uit een vel of stapels van vellen gevormd voorwerp in een detectiegebied, voorzien van een zendereenheid voor het uitzenden van electromagnetische golven in het detectiegebied en een ontvangereenheid voor het ontvangen van door de zendereenheid uitgezonden electromagnetische golven en voor het detecteren van een door het voorwerp veroorzaakte verstoring van deze electromagnetische golven wanneer het voorwerp zich in het detectiegebied bevindt, met het kenmerk, dat het systeem verder is voorzien van een controle-eenheid welke de zendereenheid dusdanig stuurt dat een door de ontvangereenheid gegenereerd ontvangsignaal, welke de ontvangen electromagnetische golven representeert, binnen bepaalde grenzen ligt.

2. Detectiesysteem volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat het door de ontvangereenheid gegenereerde ontvangsignaal binnen de genoemde grenzen ligt wanneer zich geen voorwerp in het detectiegebied bevindt.

3. Detectiesysteem volgens conclusies 1 of 2, met het kenmerk, dat de ontvangereenheid is ingericht voor het detecteren van de intensiteit of energiedichtheid van de ontvangen electromagnetische golven en waarbij de controle-eenheid is ingericht voor het sturen van het vermogen of de intensiteit van de door de zendereenheid uitgezonden electromagnetische golven.

4. Detectiesysteem volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de genoemde grenzen dusdanig zijn bepaald dat de grootte van het door de ontvangereenheid gegenereerde ontvangsignaal althans nagenoeg rechtevenredig is met de intensiteit van de ontvangen electromagnetische golven.

5. Detectiesysteem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de zendereenheid is voorzien van middelen voor het uitzenden van licht.

6. Detectiesysteem volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de zendereenheid is voorzien van een LED.

7. Detectiesysteem volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de ontvangereenheid is voorzien van middelen voor het ontvangen van licht

8. Detectiesysteem volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de ontvangereenheid is voorzien van een fototransistor.of fotodiode.

9. Detectiesysteem volgens conclusies 4 en 8, met het kenmerk, dat de grootte van de stroom door de fototransistor, althans nagenoeg, rechtevenredig is met de intensiteit van het door de fototransistor ontvangen licht.

10. Detectiesysteem volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de controle-eenheid de grootte van de stroom door de LED stuurt voor het regelen van de intensiteit van het uitgezonden licht.

11. Detectiesysteem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de controle-eenheid is voorzien van een A/D-converter waaraan de door de ontvangereenheid gegenereerde ontvangsignalen worden toegevoerd, een processoreenheid waaraan door de A/D-converter bemonsterde en gedigitaliseerde ontvangsignalen worden toegevoerd en een D/A- converter welke door de processor gegenereerde digitale stuursignalen omzet in aan de zendereenheid toegevoerde analoge stuursignalen voor het sturen van de zendereenheid.

12. Detectiesysteem volgens een der voorgaande conclusies 3-11, met het kenmerk, dat de controle-eenheid tijdens een initialisatie van het detectie systeem, wanneer geen voorwerp zich in het detectiegébied bevindt, de intensiteit of het vermogen van de uitgezonden electromagnetische golven dusdanig afregelt dat de grootte van het ontvangsignaal, althans nagenoeg, gelijk is aan een gepredetermineerde eerste waarde.

13. Detectiesysteem volgens een der voorgaande conclusies 3-12, met het kenmerk, dat de controle-eenheid de intensiteit of energiedichtheid van de uitgezonden electromagnetische golven verhoogt wanneer bij ten minste één meting waarbij geen voorwerp in het detectiegebied aanwezig is, de grootte van het ontvang signaal of een door de controle-eenheid hiervan afgeleide grootheid beneden een tweede waarde ligt

14. Detectiesysteem volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de controle-eenheid de intensiteit of energiedichtheid van de uitgezonden electromagnetische golven verlaagt als bij ten minste één meting waarbij geen voorwerp in het detectiegébied aanwezig is, de grootte van het ontvangsignaal of een door de controle-eenheid hiervan afgeleide grootheid boven een derde waarde ligt waarbij de derde waarde groter is dan de tweede waarde.

15. Detectiesysteem volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de controle-eenheid de intensiteit of energiedichtheid van de uitgezonden electromagnetische golven met een gepredetermi-neerde waarde verhoogt of verlaagt en dit herhaalt tot dat de grootte van het ontvangsignaal of een door de controle-eenheid hiervan afgeleide grootheid tussen de tweede en derde waarde ligt.

16. Detectiesysteem volgens een der voorgaande conclusies 3-15, met het kenmerk, dat de controle-eenheid een voorwerp in het detectiegebied detecteert wanneer de grootte van het ontvangsignaal beneden een vierde waarde komt doordat ten gevolge van de aanwezigheid van het voorwerp in het detectiegebied de intensiteit of energiedichtheid van de ontvangen electromagnetische golven afneemt.

17. Detectiesysteem volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de controle-eenheid aangeeft dat een voorwerp zich niet langer in het detectiegebied bevindt wanneer de grootte van het ontvangsignaal boven een vijfde waarde komt doordat ten gevolge van het verdwijnen van het voorwerp uit het detectiegebied de intensiteit of energiedichtheid van de ontvangen electromagnetische golven toeneemt waarbij de vijfde waarde groter is dan de vierde waarde.

18. Detectiesysteem volgens een der voorgaande conclusies 3-17, met het kenmerk, dat de controle-eenheid een foutmelding genereert wanneer de grootte van het ontvangsignaal of een hiervan afgeleide grootheid ten minste één maal een zesde waarde overschrijdt.

19. Detectiesysteem volgens een der voorgaande conclusies 3-18, met het kenmerk, dat de controle-eenheid een foutmelding genereert wanneer het vermogen of de intensiteit van de uitgezonden electromagnetische golven een gepredetermineerde waarde overschrijdt.

20. Detectiesysteem volgens conclusies 15-18, met het kenmerk, dat de tweede, derde, vierde, vijfde en zesde waarde gepredetermineerde waarden zijn, waarbij de tweede waarde groter is dan de vijfde waarde en de zesde waarde groter is dan de derde waarde.

21. Detectiesysteem volgens conclusies 15-18, met het kenmerk, dat de tweede, derde, vierde, vijfde en zesde waarde zijn bepaald aan de hand van eerder verkregen waarden van het ontvangsignaal wanneer in het detectiegebied geen voorwerp aanwezig was.

22. Detectiesysteem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de voorwerpen achtereenvolgens en met een onderlinge tussenruimte door het detectie gebied worden gevoerd.

23. Detectiesysteem volgens conclusies 16 of 17 en 22, met het kenmerk, dat de detectie-eenheid de genoemde verlaging of verhoging van de intensiteit of energiedichtheid van de uitgezonden electromagnetische golven uitvoert vlak nadat de aanwezigheid van een nieuw voorwerp is gedetecteerd.

24. Werkwijze voor het detecteren van de aanwezigheid van een mede uit een vel of stapels van vellen gevormd voorwerp in een detectiegebied, waarbij met behulp van een zendereeriheid electromagnetische golven worden uitgezonden in het detectiegebied en met behulp van een ontvangereenheid de door de zendereenheid uitgezonden electromagnetische golven worden ontvangen en waarbij een door het voorwerp veroorzaakte verstoring van deze electromagnetische golven wordt gedetecteerd wanneer het voorwerp zich in het detectiegebied bevindt, met het kenmerk, dat de zendereenheid dusdanig wordt gestuurd dat een door de ontvangereenheid gegenereerd ontvangsignaal, welke de ontvangen electromagnetische golven representeert, binnen bepaalde grenzen.ligt.

25. Werkwijze volgens conclusie 24 met het kenmerk, dat het door de ontvangereenheid gegenereerde ontvangsignaal, althans nagenoeg, binnen genoemde grenzen wordt geregeld wanneer zich geen voorwerp in het detectiegébied bevindt.

26. Werkwijze volgens conclusie 24 of 25, met het kenmerk, dat de ontvangereenheid is ingericht voor het detecteren van de intensiteit of energiedichtheid van de ontvangen electromagnetische golven en waarbij het vermogen of de intensiteit van de door de zendereenheid uitgezonden electromagnetische golven wordt gestuurd dusdanig dat het ontvangsignaal binnen de genoemde grenzen ligt.

27. Werkwijze volgens conclusie 26, met het kenmerk, dat de genoemde grenzen dusdanig worden bepaald dat de grootte van het door de ontvangereenheid gegenereerde ontvangsignaal, althans nagenoeg, rechtevenredig is met de intensiteit van de ontvangen electromagnetische golven.

28. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 23-27, met het kenmerk, dat de zendereenheid wordt voorzien van middelen voor het uitzenden van licht en de ontvangereenheid wordt voorzien van middelen voor het ontvangen van licht.

29. Werkwijze volgens conclusie 28, met het kenmerk, dat de ontvangereenheid wordt voorzien van een fototransistor waarbij de zendereenheid dusdanig wordt gestuurd dat de grootte van de stroom door de fototransistor, althans nagenoeg, rechtevenredig is met de intensiteit van het door de fototransistor ontvangen licht.

30. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 24-29, met het kenmerk, dat tijdens een initialisatie, wanneer geen voorwerp zich in het detectiegébied bevindt de intensiteit of het vermogen van de uitgezonden electromagnetische golven dusdanig wordt afgeregeld dat de grootte van het ontvangsignaal, althans nagenoeg, gelijk is aan een gepredetermineerde eerste waarde.

31. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 24-30, met het kenmerk, dat de intensiteit of energiedichtheid van de uitgezonden electromagnetische golven wordt verhoogd als bij ten minste een meting, wanneer geen voorwerp aanwezig is in het detectiegebied, de grootte van het ontvangsignaal of een hiervan afgeleide grootheid beneden een tweede waarde ligt en de intensiteit of energiedichtheid van de uitgezonden electromagnetische golven wordt verlaagd als bij ten minste een meting, wanneer geen voorwerp aanwezig is in het detectiegebied, de grootte van het ontvangsignaal of een hiervan afgeleide grootheid boven een derde waarde ligt waarbij de derde waarde groter is dan de tweede waarde.

32. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 24-31, met het kenmerk, dat een voorwerp in het detectiegebied wordt bevonden wanneer de grootte van het ontvangsignaal beneden een vierde waarde komt doordat ten gevolge van de aanwezigheid van het voorwerp in het detectiegebied de intensiteit of energiedichtheid van de ontvangen electromagnetische golven afneemt en het voorwerp niet langer in het detectiegebied wordt bevonden wanneer de grootte van het ontvangsignaal boven een vijfde waarde komt doordat tengevolge van het verdwijnen van het voorwerp uit het detectiegebied de intensiteit of energiedichtheid van de ontvangen golven toeneemt, waarbij de vijfde waarde groter is dan de vierde waarde.

33. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 24-32, met het kenmerk, dat een foutmelding wordt gegenereerd wanneer de grootte van het ontvangsignaal ten minste een maal een zesde waarde overschrijdt.

34. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 24-33, met het kenmerk, dat een foutmelding wordt gegenereerd wanneer het vermogen of de intensiteit van de uitgezonden electromagnetische golven een gepredetermineerde waarde overschrijdt.

35. Werkwijze volgens conclusies 32 en 33, met het kenmerk, dat voor de tweede, derde, vierde, vijfde en zesde waarde gepredetermineerde waarden worden gekozen waarbij de tweede waarde groter is dan de vijfde waarde en de zesde waarde groter is dan de derde waarde, of dat de tweede, derde vierde, vijfde en zesde waarde worden bepaald aan de hand van eerder verkregen waarden van het ontvangsignaal wanneer in het detectiegebied geen voorwerp aanwezig was.

36. Werkwijze volgens conclusie 32, waarbij voorwerpen achtereenvolgens en met een onderlinge tussenruimte door het detectiegebied worden getransporteerd, met het kenmerk, dat de genoemde verhoging of verlaging van de intensiteit of energie-dichtheid van de uitgezonden electromagnetische golven wordt uitgevoerd vlak nadat de aanwezigheid van een nieuw voorwerp wordt gedetecteerd.