SE519299C2 - Sätt och anordning för mätning av volymen av en bageriprodukt - Google Patents

Description

25 30 35 519 299 ál ultraljudsgivaren och föremålet som skall reflektera ultraljudssignalen, för att undvika effekterna av ultraljudsgivarens egensvängning. I sättet och anordningen enligt WO 95/22744 skapas en relativrörelse mellan brödet och ultraljudsgivaren så att väsentligen hela brödets yta successivt under relativrörelsen träffas av mätsignalen från ultraljuds- givaren. Detta innebär att hela anordningen måste dimensioneras så att sagda minsta avstånd mellan ultraljudsgivaren och brödet eller bageriprodukten upprätthålles under hela relativrörelsen. Anordningen blir härigenom onödigt stor och klumpig.

KORT REDoGöRELsE ÖVER UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning syftar till att erbjuda ett sätt och en anordning för att medelst ultraljud mäta volymen av en bageriprodukt, noggrant, repeterbart och väl anpassat för industriella behov. Speciellt syfiar uppfinningen till att erbjuda en anordning och ett sätt för utnyttjande av anordningen, vilken anordning är dimensionsmässigt anpassad att vara liten och nätt samtidigt som ett visst minsta nödvändigt avstånd kan upprätthållas mellan ultralj udsgivaren och bageriprodukten som skall reflektera ultraljudssignalen.

Dessa syfien uppnås medelst sättet enligt patentkrav 1 och anordningen enligt patent- krav 6.

Enligt uppfinningen löses således problemet genom att avståndet för mätsignalens väg mellan ultraljudsgivaren och bageriproduktens yta är anordnat att vara längre än det kortaste avståndet mellan ultraljudsgivaren och bageriproduktens yta i varje givet läge av relativrörelsen, varvid sagda avstånd för mätsignalens väg är förlängt genom medel för omriktning av mätsignalen, vilket medel utgöres av en eller flera reflektorer och än mer föredraget av ett eller flera vinkelbleck, vilken reflektor är anordnad eller vilka reflektorer är anordnade så att den eller de bibehåller samma position och riktning i förhållande till ultraljudsgivaren under hela relativrörelsen. Tack vare att mätsignalens väg omriktas så att den blir längre än det kortaste avståndet mellan ultraljudsgivaren och bageriproduktens yta så kan vägen förläggas på ett sådant sätt att dess utsträckning ligger inom anordningen utan att extra utrymme måste tas till för mätsignalens väg, som således måste uppvisa ett visst minsta avstånd.

Enligt en aspekt av uppfinningen är sagda avstånd för mätsignalens väg anordnat att vara 4-15 cm, företrädesvis 5-12 cm och än mer föredraget 5-10 cm längre än det kortaste avståndet mellan ultraljudsgivaren och bageriproduktens yta. 10 15 20 25 30 35 519 299 3 Övriga aspekter för sättet och anordningen enligt uppfinningen motsvarar helt det som beskrivs i WO 95/22744, varför denna skrifi härmed inkorporeras i föreliggande be- skrivning genom referens.

DETALJERAD REDOGÖRELSE ÖVER UPPFINNINGEN Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas med hänvisning till figurema, av vilka: Fig. 1 visar en schematisk sidovy av en utföringsforrn av en anordning för mätning av volymen hos en bageriprodukt enligt uppfinningen, Fig. 2 visar en schematisk sidovy, som delvis är i blockschemaforrn och som visar anordningen i Fig. l sedd från ett annat håll, Fig. 3 visar, sett i sidovy, en ultraljudsgivare som tillsammans med ett medel för omriktning av ultraljudssignalen är monterad på en arm, Fig. 4 visar Fig. 3 sett från ett armat håll.

I den detaljerade redogörelsen över uppfinningen exemplifieras uppfinningen, för enkelhets skull, med volymmätning av bröd. Det skall dock förstås att uppfinningen är lika tillämpbar för andra bageriprodukter.

Den i Fig. 1 visade brödvolymmätaren innefattar en hållare 1 för uppbäming av ett bröd 2, som visas med streckade linjer i Fig. 2. Hållaren 1 är monterad i ett fäste 3, som är roterbart lagrat i ett fundament 4. På fundamentet 4 är en första motor 5 monterad, vilken har en utgående axel 6, vilken via en rem 7 kan bringa fästet 3 att rotera. På fundamentet 4 finns vidare ett stativ 8, på vilket en armkonstruktion 9 med en första vertikal arm 9a och en andra transversell arm 9b är rörligt monterad. Med ”vertika ” arm 9a avses här en arm som kan vridas i ett vertikalplan. I ena änden av den transver- sella armen 9b är en ultraljudsgivare 10 monterad samt ett vinkelbleck 22. Ultraljuds- givaren 10 innehåller en sändare och en mottagare. Sändaren avger en väl fokuserad stråle med ett fokalavstånd av exempelvis 10 cm. Driftsfrekvensen kan med fördel ligga tex. i intervallet 100 kI-Iz till 1000 kHz, men även andra frekvenser är tänkbara. Vinkel- blecket 22 utgör en reflektor för en mätsignal som sänds ut från ultraljudsgivaren l0.

Den transversella armen 9b kan fästas i olika lägen utmed den vertikala armens längd, t.ex. med utnyttjande av en fästskåra ll i den vertikala armen 9a eller på ekvivalent sätt.

Härigenom kan en anpassning av armkonstruktionen 9 till olika storlek på bageri- produkter göras. 10 15 20 25 30 35 519 299 I fundamentet 4 är vidare en andra motor 12 monterad. Denna motor 12 har en utgående axel 13, vilken driver en rem 14 som i sin tur driver en axel 15, vilken är lagrad i stativet 8 och på vilken armkonstruktionen 9 är monterad. Armkonstruktionen 9 är anordnad att föra givaren 10 i en halvcirkelformad rörelse kring en referenspunkt R, som utgörs av skärningspunkten mellan den geometriska längdaxeln L1 och L2 kring vilken hållaren 1 respektive amikonstruktionen 9 vrids. Givaren 10 befinner sig sålunda på konstant avstånd från referenspunkten R under hela rörelsen.

Anordningen innefattar vidare vinkelgivare 16 och 17 fór mätning av hållarens 1 vrid- ningsvinkel respektive armkonstruktionens 9 vridningsvinkel. De båda vinkelgivarna 16 och 17 är, liksom ultraljudsgivaren 10, anslutna till ett beräkningsorgan 18, företrädes- vis en persondator, med tangentbord 19 och skärm 20. Företrädesvis är även en tempe- raturgivare 21, för mätning av den temperatur vid vilken volymmätningen utförs, an- sluten till beräkningsorganet 18.

I Fig. 3 och 4 visas en tänkt utföringsform av den transversella armen 9b samt ultra- ljudsgivaren 10 och vinkelblecket 22. Den transversella armen 9b innefattar här även en skänkelformad fästdel 23 för infästning vid den vertikala armen 9a i Fig. 1 och 2.

Vinkelblecket 22 är lämpligen utformat i metall, företrädesvis stål och lämpligen rostfritt stål. Vinkelblecket 22 kan vara fast anordnat vid den transversella armen 9b.

Vinkelbleckets 22 utsträckning följ er initialt, i en första del 22b, riktningen för en ultraljudspuls som sänds ut fiån givaren 10. Efier ett visst avstånd från ultraljuds- givaren, vinklas vinkelblecket 22 av i en andra del 22a som uppvisar en vinkel ot i förhållande till den första delen 22b. I den föredragna uttöringsformen är vinkeln ot 135°. Om ultraljudsgivaren 10 har en annan initial riktning eller om två eller flera reflektorer utnyttjas så kan dock andra vinklar vara aktuella. I den visade utförings- formen utgör avståndet från ultraljudsgivaren till en träffpunkt för mätsignalen på den andra, vinklade delen 22a av vinkelblecket 22, det avstånd som mätsignalens väg förlängs enligt uppfinningen. Eventuellt kan den vinklade delen 22a vara förskjutbar i förhållande till den första delen 22b, eller också kan hela vinkelblecket 22 eller den transversella armen 9b vara förskjutbar i förhållande till den vertikala armen 9a, så att den vinklade delens 22a position kan ställas in exakt över referenspunkten R.

I det följande skall den visade volymmätarens fimktion beskrivas. Ett bröd 2, vars volym skall mätas, placeras på hållaren 1 och dennas höjd ställs in så att brödets centrum ungefärligen ligger i referenspunkten R. Vidare placeras den transversella 10 15 20 25 30 35 ' 519 299 5 armen 9b i ett för det aktuella brödet lämpligt läge på den vertikala armen 9a. Tack vare vinkelblecket 22 kan armen 9b placeras mycket nära brödets 2 yta. Nu bestäms avståndet från givaren 10 till referenspunkten R. Motorema 5 och 12 startas så att brödet 2 bringas att rotera runt längdaxeln L1 med konstant vinkelhastighet och arm- konstruktionen 9 med givaren 10 och vinkelblecket 22 bringas att svänga kring längd- axeln L2 med konstant vinkelhastighet. I den föredragna utföringsforrnen är hållarens 1 och därmed brödets 2 vinkelhastighet betydligt högre än armkonstruktionens 9 vinkel- hastighet.

Beräkningsorganet 18 styr ultraljudsgivaren 10 till att sampla avståndet till brödets 2 yta med konstant frekvens: Lämpligen är ultraljudsgivaren 10 och vinkelblecket 22 anord- nade så att en mätsignal, dvs en ultraljudspuls, fi'ån ultraljudsgivaren 10 initialt sänds ut vinkelrätt i förhållande till vertikalplanet i vilket den vertikala armen 9a rör sig, for att sedan omriktas 90° med hjälp av vinkelblecket 22 så att mätsignalen efter det att den lämnat vinkelblecket 22 löper parallellt med vertikalplanet i vilket den vertikala armen 9a rör sig, i riktning mot referenspunkten R. Mätsignalen reflekteras dock mot ytan av brödet 2 och vänder tillbaka via vinkelblecket 22 till ultraljudsgivaren 10. Avståndet bestäms utifrån tiden mellan utsändningen av mätsignalen och mottagandet av densam- ma i ultraljudsgivaren 10, med hänsyn till temperaturen som ges av temperaturgivaren 21.

Under en mätning vrids givaren 10 ca 170° kring referenspunkten K medan hållaren 1 roterar ett stort antal varv. På detta sätt kommer väsentligen hela brödets yta att successivt avsökas av pulser från givaren 10 under en mätning och ett stort antal avståndsvärden erhålls. Vid varje sampling av avståndet till brödets yta bestäms även hållarens 1 samt armkonstruktionens vridningsvinklar, med hjälp av vinkelgivarna 16 respektive 17, Vinkelvärdena matas tillsammans med avståndssignalen från ultraljuds- givaren 10 som insignaler till beräkningsorganet 18.

Beräkningen av volymen sker på följande sätt i beräkningsorganet 18. För varje samp- ling av ultraljudsgivaren 10 bestäms ett motsvarande avstånd till brödytan. Varje av- stånd svarar mot en mätpunkt vars koordinater ges av vinkelgivamas 16 och 17 vinkel- värden. Varje sålunda bestämt avstånd till brödytan subtraheras från det kända avståndet mellan givaren 10 och referenspunkten R, varvid en brödradie erhålles för varje mät- punkt. Därefter beräknas för varje mätpunkt en delvolym som är baserad på motsva- rande brödradie, ultraljudspulsernas utbredning och hållarens rotationsvinkel. Brödets 10 15 20 519 299 Ca totala volym erhålles genom summering av de beräknade delvolymema. Resultatet presenteras på skärmen 20.

Eftersom brödet roterar med konstant vinkelhastighet och avståndssamlingen sker med konstant frekvens kommer den relativa ytvinkelhastigheten mellan givaren 10 och brödet 2 att variera i beroende av armkonstruktionens 9 vridningsvinkel, vilket kom- penseras genom att varje delvolym viktas med hjälp av motsvarande vridningsvinkel för hållaren 1.

Uppfmningen är ej begränsad till ovan beskrivna utföringsformer utan kan varieras inom ramen för de efiertölj ande patentkraven. Givaren och bageriprodukten behöver t.ex. inte förflyttas på ovan angivna sätt i förhållande till varandra. Som en variant kan givaren vara fast och brödet roteras på samma sätt som ovan beskrivna utföringsform men samtidigt förflyttas i vertikalled. Även andra varianter är tänkbara. Det viktiga är att givaren och brödet förflyttas på så sätt i förhållande till varandra att väsentligen hela bageriproduktens yta avsöks med hjälp av en mätsignal från givaren och att avståndet mellan givaren och en referenspunkt i bageriprodukten är känt. Vid utnyttjande av flera omriktare/reflektorer för mätsignalen så kan mätsignalens initiala riktning vara en annan än den som visas i figurerna. Det väsentliga är att mätsignalen, efter oinrilctningarna, är riktad mot referenspunkten R. Företrädesvis löper den, efter omriktningarna, parallellt med planet i vilket den vertikala armen 9a rör sig, eller sett på ett annat sätt parallellt med planet i vilket givaren 10 rör sig.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 35 519 299 2 PATENTKRAV . Sätt att mäta volymen av en bageriprodukt (2), innefattande stegen att: - en ultraljudsgivare (10) för avståndsmätning hålls på ett känt avstånd från en referenspunkt (R) i bageriprodukten under hela mätningen, - en relativrörelse skapas mellan bageriprodukten (2) och ultraljudsgivaren (10) så att väsentligen hela bageriproduktens yta successivt under relativrörelsen träffas av en mätsignal från ultraljudsgivaren, - avståndet för mätsignalens väg från ultraljudsgivaren (10) till bageriproduktens (2) yta mäts upprepade gånger under relativrörelsen, - bageriproduktens volym beräknas med hjälp av de uppmätta avstånden och avståndet från ultraljudsgivaren till referenspunkten i bageriprodukten, k ä. n n e t e c k n a t a v att avståndet för mätsignalens väg mellan ultraljudsgivaren (10) och bageriproduktens (2) yta är anordnat att vara längre än det kortaste avståndet mellan ultraljudsgivaren och bageriproduktens yta i varje givet läge av relativrörelsen, varvid sagda avstånd för mätsignalens väg är förlängt genom medel (22) för omriktning av mätsignalen, vilket medel utgöres av en eller flera reflektorer, vilken reflektor är anordnad eller vilka reflektorer (22) är anordnade så att den eller de bibehåller samma position och riktning i förhållande till ultraljudsgivaren (10) under hela relativrörelsen. . Sätt enligt krav 1, k ä n n et e c k n a t a v att sagda medel (22) för omriktning av mätsignalen utgöres av ett eller flera vinkelbleck. . Sätt enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n at a v att sagda avstånd för mätsignalens väg är anordnat att vara 4-15 cm, företrädesvis 5-12 cm och än mer föredraget 5-10 cm längre än sagda kortaste avståndet mellan ultraljudsgivaren (10) och bageriproduktens (2) yta. . Sätt enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t a v att endast ett vinkelbleck (22) utnyttjas och att detta uppvisar en första del (22b) och en andra, reflekterande del (22a) som är vinklad l35° i förhållande till den första delen (22b). . Anordning för mätning av volymen av en bageriprodukt (2), innefattande organ (1) för uppbärning av bageriprodukten, en ultraljudsgivare ( 10) för mätning av avståndet för en mätsignal mellan ultraljudsgivaren och bageriproduktens yta, vilken ultraljudsgivare är så anordnad att den under hela mätningen befinner sig på ett känt 10 15 20 25 30 519 299 avstånd från en referenspunkt (R) på eller i närheten av uppbärningsorganen (1), så att referenspunkten ligger i bageriprodukten, drivorgan (5, 12) for åstadkommande av en relativrörelse mellan ultraljudsgivaren (10) och uppbärningsorganen (1), vilken relativrörelse är sådan att väsentligen hela ytan av bageriprodukten (2) successivt träffas av sagda avståndsmätsignal från ultraljudsgivaren (10) under relativrörelsen, och ett beräkningsorgan (18), vilket är anordnat att som insignaler mottaga information om relativrörelsen och av ultraljudsgivaren (10) uppmätta avstånd och vilket är anordnat att beräkna bageriproduktens volym med hjälp av insignalema och sagda kända avstånd från ultraljudsgivaren (10) till referenspunkten (R), k ä n n e t e c k n a d a v att avståndet för mätsignalens väg mellan ultraljudsgivaren (10) och bageriproduktens (2) yta, då bageriprodukten beñnner sig på uppbärnings- organen (1), är anordnat att vara längre än det kortaste avståndet mellan ultraljuds- givaren ( 10) och bageriproduktens (2) yta i varje givet läge av relativrörelsen, varvid sagda avstånd för mätsignalens väg förlängs genom medel (22) för omriktning av mätsignalen, vilket medel utgöres av en eller flera reflektorer, vilken reflektor eller vilka reflektorer (22) bibehåller samma position och riktning i förhållande till ultraljudsgivaren (10) under hela relativrörelsen. . Anordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d a v att sagda medel (22) för omriktning av mätsignalen utgöres av ett eller flera vinkelbleck. . Anordning enligt något av kraven 5-6, k ä n n e t e c k n at a v att sagda avstånd fór mätsignalens väg är anordnat att vara 4-15 cm, företrädesvis 5-12 cm och än mer föredraget 5-10 cm längre än sagda kortaste avståndet mellan ultraljudsgivaren (10) och bageriproduktens (2) yta. . Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n at a v att endast ett vinkelbleck (22) är anordnat och att detta uppvisar en första del (22b) och en andra, reflekterande del (22a) som är vinklad l35° i förhållande till den första delen (22b).