SE522755C2 - Anordning och metod för bestrålning av små partiklar för analys av partiklarnas kvalitet - Google Patents

Description

20 25 30 35 Q e Q ; »e nu u- - . - . . - . . ~ « . u 2 sätt. Det första alternativet är att ett nytt mätobjekt matas fram framför sensorn för varje del av mätningen.

Det andra alternativet är att sensorn flyttas till ett nytt mätobjekt för varje del av mätningen och det tredje alternativet är att flera objekt mätes vid en upptagning.

Beroende pà mätsvårigheter och hanteringsorsaker är det första alternativet normalt att föredra. Sensorn är normalt ansluten till analysutrustning för analys av mät- resultaten och till en strömkälla. Detta gör förflyttning av sensorn enligt det andra alternativet komplicerad och oönskvärd. Om flera objekt mätes vid en upptagning enligt det tredje alternativet är det ofta svårt att registrera variationer bland objekten. Vidare är vissa uppställ- ningar för bestrålningen omöjliga att åstadkomma för detta alternativ.

Det första alternativet kräver någon form av provframmatningsmekanism, där mätobjektet placeras i en provhàllare, vilken sedan matas fram till en korrekt mät- position för analysen. I syfte att påskynda provframmat- ningen används ofta flera provhàllare så att placeringen av provet i provhàllare, mätningen av provet och avlägs- nandet av provet från provhàllaren kan utföras samtidigt vid olika positioner.

Det är ofta viktigt att proven bestràlas pà ett spe- cifikt sätt. Det är önskvärt att en fixerad ljuskälla är anordnad vid mätpositionen, men för vissa bestràlnings- uppställningar skulle detta kunna vara svårt att åstad- komma. I vissa typer av analyser bestràlas exempelvis varje partikel från en sida av partikeln, d v s strålning används som har en stor infallsvinkel i förhållande till en mätriktning från partikeln mot en sensor. En sådan analys är att föredra vid bestämning av förekomsten av sprickor i riskorn. Belysning från en sida av partikeln skulle också kunna vara av intresse när skuggor skall av- lägsnas i olika typer av bildanalys.

För sådana bestràlningsuppställningar skulle stràlkällorna kunna vara anordnade att följa frammat- 10 15 20 25 30 35 5 22 755 3 ningen av partikelproven så att proven bestrålas på rätt sätt. Detta innebär emellertid att en strålkälla måste vara anordnad i anslutning till varje provhållare. Dessa strålkällor skulle kunna ha varierande egenskaper, vilket skulle påverka mätningarna och försämra pålitligheten hos mätningarna. Vidare måste en strömkälla tillhandahållas till en strålkälla som rör sig, vilket gör uppställningen komplicerad.

Sammanfattning av uppfinningen Det är ett ändamål med uppfinningen att lösa de pro- blem med provbestrålning som beskrivs ovan. Det är ett ytterligare ändamål med uppfinningen att tillhandahålla ett enkelt sätt att bestråla partikelprov som rör sig. Ändamålen med uppfinningen åstadkommes med en anord- ning enligt krav l, en provframmatande bärare enligt krav 9 och en metod enligt krav 10. Föredragna utföringsformer av uppfinningen definieras av underkraven 2-8. Ändamålen med uppfinningen åstadkommes således med en anordning för bestrålning av små partiklar, såsom korn från spannmål och liknande grödor, för analys av partik- larnas kvalitet. Anordningen innefattar en provframma- tande bärare, vilken har provhållare och är anordnad att ta upp partikelprov, som vart och ett innefattar minst en partikel, i provhållarna och transportera partikelproven till en plats för bestrålning. Anordningen innefattar vi- dare en strålningsanordning, som utsänder elektromagne- tisk strålning för bestrålning av partikelproven, och strålningsledare. Strålningsledarna är fästa på den prov- frammatande bäraren för ledning av strålningen som utsän- des från strålningsanordningen till ett partikelprov i en provhållare, när partikelprovet har matats till platsen för bestrålning. Ändamálen med uppfinningen åstadkommes också med en provframmatande bärare för transport av små partiklar till en plats för analys av partiklarnas kvalitet. Bära- ren innefattar provhållare, vilka är anordnade att ta upp 10 15 20 25 30 35 E : | § u; . . - | u a a | u - | a n u n n nu 522 75 5ä 4 partikelprov, som vart och ett innefattar åtminstone en partikel, och strålningsledare, vilka var och en innefat- tar en utgång, som är anordnad nära en provhållare, vil- ket sàledes möjliggör ledning av elektromagnetisk strål- ning till ett partikelprov i en provhållare. Ãndamålen med uppfinningen åstadkommes vidare med en metod för bestrålning av små partiklar för analys av par- tiklarnas kvalitet. Metoden innefattar stegen att mata fram ett partikelprov, som innefattar minst en partikel, till tisk strålning från en strålningsanordning för bestràl- en plats för bestrålning och utstråla elektromagne- ning av partikelproven. Metoden innefattar vidare steget att leda strålningen i en strålningsledare, som följer frammatningen av partikelproven, från strålningsanord- ningen till partikelprovet, när partikelprovet är på platsen för bestrålning.

Uppfinningen tillåter en strålningsanordning att vara anordnad på en fix del av anordningen. En elektrisk konstruktion som är ansluten till strålningsanordningen behöver således inte några rörliga delar. Bestrålningen av partikelproven uppnås genom ledningen av strålningen i strålningsledarna. Eftersom strålningsledarna är fästa på den provframmatande bäraren kommer de att följa bärarens rörelse för bäraren och frammatningen av partikelproven.

Således skulle strålningsledare kunna vara anordnade att leda strålning till områden hos proven som annars skulle vara svåra att nå p g a provens rörelse. Detta innebär också att strålningen skulle kunna ledas till ställen där anordnandet av en strålkälla är komplicerat. Samma strål- ningskälla kommer vidare att användas för samma mätning för varje partikelprov. Som ett resultat kan en stabili- tet säkerställas hos mätningen och problem med varierande egenskaper hos olika strålkällor för olika provhållare undviks.

Strålningsledarna skulle också kunna användas för ledning av strålning från olika strålkällor till ett prov under frammatningen av provet och således skulle flera 10 15 20 25 30 35 c = 1 - en n ø n o u oo bestrålningar av ett partikelprov enkelt kunna utföras med strålkällor med olika strålningsegenskaper. Flera mätningar skulle således kunna utföras på samma prov.

I denna uppfinnings sammanhang definieras en strål- ningsledare som en anordning av ett material som är ge- nomskinligt för strålningen av den våglängd som utsändes av strålningsanordningen, varvid strålningsledaren bildar en kanal för transport av strålningen från en första till en andra position med mycket liten eller ingen dämpning av strålningen under transporten.

Varje provhållare har företrädesvis en form som mot- svarar en partikels form för styrning av partikelns ori- entering i provhållaren. Detta är av särskilt intresse när riskorn analyseras, eftersom sprickor i riskornen vanligtvis förekommer tvärs över kornet. Om orienteringen av partikeln eller kornet är styrd skulle sprickor mera enkelt kunna detekteras, eftersom riktningen i vilken sprickor bör hittas är känd.

Enligt en föredragen utföringsform är varje prov- hållare långsträckt och har en kortsida och leder en mot- svarande strålningsledare strålningen som utsänds av strålningsanordningen mot provhållarens kortsida så att strålningen infaller mot en kortsida hos en partikel i provhållaren. Detta är av ytterligare intresse för ris- korn, eftersom sprickor i riskornen skulle kunna detekte- ras genom bestrålning från kornets sidor. Denna upp- ställning skulle också kunna användas för eliminering av skuggor i ett partikelprov. Skuggor bildas typiskt när ett objekt bestrålas uppifrån. Dessa skuggor skulle kunna radera konturer hos närliggande objekt och skulle därför kunna misstolkas av en detektor. Således skulle ett fel- aktigt mätresultat kunna returneras om skuggor före- kommer.

Varje stràlningsledare har företrädesvis en utgång, som är anordnad i sådant förhållande till provhållaren att den strålning som utsänds från utgången kommer att bestråla en partikel i provhållaren med strykande infall. lO 15 20 25 30 35 : : ; : as a n | . » | n ø | | | : u nu Om en partikel bestrålas med strålning av strykande in- fall, d v s om strålningen infaller på partikeln med en stor infallsvinkel, kommer det mesta av den direkt reflekterade strålningen inte att nå detektorn. Således kommer den diffust reflekterade strålningen att utgöra en mycket stor del av den detekterade strålningen och till- handahålla information om partikelns kvalitet. Om det finns en spricka i partikeln kommer strålningen inte att transmitteras över sprickan, vilket innebär att en spricka enkelt kan detekteras.

Enligt en annan föredragen utföringsform har varje strålningsledare en ingång, som är anordnad att ta upp strålning från strålningsanordningen och som utsträcker sig längs en riktning för bärarens transport. Detta inne- bär att strålningsledaren under rörelse skulle kunna in- samla strålning från stràlkällan. Stràlningsledaren in- samlar strålning som kommer in genom ingången och trans- porterar den insamlade strålningen till utgången utan att den utmatade strålningen påverkas av platsen för insam- ling av strålningen. Eftersom ingången utsträcker sig längs en riktning för bärarens transport kommer strål- ningsledaren att ge en konstant strålningsmängd till par- tikelprovet under en rörelse av ingången förbi strål- ningsanordningen. Partikelprovet skulle således kunna be- strålas under en tidsperiod utan att transporten av partikelprovet behöver stoppas vid platsen för bestrål- ning. När mätningen av provet utförs på ett prov i rö- relse påskyndas mätningarna avsevärt.

Strålningsanordningen innefattar företrädesvis två ljuskällor, vilka är anordnade att utsända ljus i olika väglängdsområden. Detta innebär att partikelproven skulle kunna bestrålas med olika våglängder för erhållande av mer information om provens kvalitet.

Ljuskällorna är företrädesvis anordnade att utsända rött respektive blått ljus. Detta skulle kunna användas för samtidig detektering av olika bestrålningar, eftersom 10 15 20 25 30 35 en konventionell CCD-kamera registrerar rött och blått ljus i olika kanaler.

Enligt en ytterligare annan föredragen utföringsform innefattar varje strålningsledare en första och en andra utgång för ledning av ljuset. Den första utgången är an- ordnad vid en första provhållare och den andra utgången är anordnad vid en andra provhållare intill den första provhållaren. Stràlningsledaren skulle således kunna leda ljuset till intilliggande provhållare och ett prov skulle kunna belysas med strålning som infaller från olika rikt- ningar från två intilliggande stràlningsledare. Detta innebär att ett partikelprov samtidigt skulle kunna be- stràlas med rött ljus från ena sidan och med blått ljus från motsatta sidan. Detektering i olika kanaler skulle då kunna förbättras genom jämförelse av bilderna av par- tikeln under röd bestrålning och av partikeln under blå bestrålning för enklare detektering av sprickor.

Strålningsledarna utsträcker sig företrädesvis i samma plan som bäraren. Detta gör anordningen kompakt och enkel att hantera.

Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen kommer nu att beskrivas mer i detalj under hänvisning till bifogade ritningar, vilka i exemplifierande syfte visar en föredragen utföringsform av uppfinningen.

Fig 1 är en schematisk vy uppifrån av en provhållare enligt uppfinningen.

Fig 2 är en sektionsvy längs II-II av provhållaren i fig 1.

Fig 3 är en perspektivvy av en anordning enligt upp- finningen.

Fig 4 är ett flödesschema för en metod enligt upp- finningen. 10 15 20 25 30 35 522 7ss HH, . ~ ø u ø n 8 Detaljerad beskrivning av en för tillfället föredragen utföringsform I fig 1 och 2 visas en provhållare 1 för transport Partikelprovet 2 innefattar ett korn Provhållaren 1 av partikelprov 2. av en jordbruksprodukt som ska analyseras. bildar en kavitet 4, vilken ett partikelprov 2 faller ner i. Kaviteten 4 är väsentligen formad som en partikel för styrning av partikelns orientering. En partikel som fal- ler ner i provhållarens 1 kavitet 4 orienteras således på ett särskilt sätt. Detta skulle kunna användas i analysen av partikeln för enkel upptagning av information om par- tikelns kvalitet.

Provhållarens 1 kavitet 4 har en övre öppning 6, ge- nom vilken partiklarna kan falla ner i kaviteten 4. Kavi- teten 4 har vidare en botten 8 för uppbärande av vilka be- gränsar rörelserna och orienteringen för provet 2 i kavi- teten 4. långsträckt partikel har kaviteten 4 två kortsidoväggar partikelprovet 2 och sidoväggar 10, 12, 14, 16, I syfte att styra orienteringen för en 10, 12 och två långsidoväggar 14, 16. 12 hos kaviteten 4 är ett hål 18, för tillåtande att strålning infaller på partikeln från I varje kortsido- vägg 10, 20 anordnat sidan av partikeln.

Två stràlningsledare 22 är anordnade vid hålen 18, 20 i provhållaren 1. Stràlningsledarna 22 är anordnade så att en utgång 26 hos strålningsledarna 22 kommer att släppa ut ljus mot hålen 18, 20 och partikelprovet 2 i provhållaren 1. Strålningsledaren 22 kommer således att möjliggöra att en stràlkälla är anordnad i en lämplig po- sition med hänsyn till provhållarnas 1 rörelser och an- ordningens allmänna konstruktion. Stràlningsledarens 2 form är mycket flexibel. Den skulle därför kunna vara ut- formad, så att en ingång 28 hos stràlningsledaren 22 tar upp strålning från den lämpligt placerade strålkällan, när stràlningsledaren 22 passerar strålkällan, och över- för strålningen från strålkällan till partikelprovet 2. 10 15 20 25 30 35 szz 755 9 9 I den särskilda tillämpningen när sprickor i riskorn ska detekteras är det önskvärt att ett korn eller en par- tikel bestrålas från sin kortsida. Ovan ges en beskriv- ning av en anordning som är lämpad för denna tillämpning.

Såsom förstås av en fackman är emellertid vilken upp- ställning som helst av provhållaren 1 möjlig och strål- ningsledarna 22 skulle kunna vara formade i enlighet därmed så att de överför strålning till partikelprovet 2.

Vidare kan partiklar av vilken form som helst analyseras.

I fig 3 visas en provframmatande bärare 30. Den provframmatande bäraren 30 innefattar en roterbar skiva 32. Kaviteter 4 för bildande av provhållare l är anord- nade vid skivans 32 omkretskant. Skivan 32 roterar för frammatning av proven 2. I en första position (ej visad) av rotationen tar skivan 32 upp prov 2, i en andra posi- tion 34 bestrålas proven 2 för analys och i en tredje position (ej visad) töms provhållarna 1.

En strålningsanordning 36 för bestrålning av partikelproven 2 är anordnad i en fix del av anordningen.

En provhållare l på skivan 32 passerar strålnings- anordningen 36 i den andra positionen 34 för att bestrå- las av strålningsanordningen 36. Strålningsanordningen 36 innefattar två ljuskällor 38, 40, vilka utsänder rött respektive blått ljus.

Mellan två intilliggande provhållare 1 är en strålningsledare 22 anordnad. Strålningsledaren 22 har två utgångar 26, 27 för utsläppning av strålning till båda provhållarna l på var sida om strålningsledaren 22.

Samma strålningsledare 22 skulle således kunna användas för bestrålning med rött ljus av en provhållare l och be- strålning med blått ljus av den intilliggande prov- hållaren l. Strålningsledarens 22 ingång 28 utsträcker sig längs riktningen för skivans 32 rörelse. Strålnings- ledaren 22 kommer således att ta upp strålning från strålningsanordningen 36 över en sträcka när strålnings- ledaren 22 passerar strålningsanordningen 36. Detta inne- 10 15 20 25 30 i \ ' v. ~ n. . . .. u . .. . u.. . 7 . .. .. . . .. . .. . . .. . .. .. . . . . . . . . . . . . . . . ... ... .. . . . . . _ . , , , . . . .. . . . . , _ _ _ . . . . . . . . . . . . - . . . . . . . .. . lO bär att provet 2 kommer att bestràlas under en tidsperiod medan det passerar stràlningsanordningen 36.

Med hänvisning till fig 4 kommer nu en metod enligt uppfinningen att beskrivas. Först anskaffas ett partikel- prov i en provhàllare, steg 50. Sedan transporteras pro- vet till en plats för bestràlning, steg 52, med hjälp av en provframmatande bärare, på vilken provhållaren är an- ordnad. En stràlningsledare är fäst till den prov- frammatande bäraren i anslutning till provhàllaren.

Stràlningsledaren kommer därför att följa provhàllarens rörelse, steg 54. Pà platsen för bestràlning är en strälningsanordning anordnad. Stràlningsanordningen ut- sänder strålning för bestràlning av provet, steg 56. När provet har transporterats till platsen för bestràlning kommer stràlningsledaren att ta emot strålning från stràlningsanordningen. Stràlningsledaren överför då strålningen till provhållaren för bestràlning av partikelprovet, steg 58.

Det bör understrykas att de utföringsformer som be- skrivs häri inte på något sätt är begränsande och att många alternativa utföringsformer är möjliga inom det skyddsomfång som definieras av bifogade krav. Stràlnings- ledarna skulle exempelvis kunna vara anordnade på vilket sätt som helst relativt provhàllarna, beroende på den önskade betsrålningsuppställningen_ Alternativt skulle optiska fibrer kunna användas som stràlningsledare. I Stràlningsanordningen skulle kunna vara vilken an- ordning som helst som kan utsända önskad elektromagnetisk strålning. Således skulle stràlningsanordningen kunna vara en LED (lysdiod, Light Emitting Diode) eller vilken annan sorts lampa som helst.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 ,.. nu ll NYA PATENTKRAV

1. Anordning för bestràlning av små partiklar, såsom korn från spannmål och liknande grödor, för analys av partiklarnas kvalitet, vilken innefattar en provframmatande bärare (30), vilken har provhàl- lare (1) och är anordnad att ta upp partikelprov (2), som vart och ett innefattar minst en partikel, i provhàllarna (l) och transportera partikelproven (2) till en plats för bestràlning (34), _ en strålningsanordning (36), som utsänder elektro- magnetisk strålning för bestràlning av partikelproven (2), och strålningsledare (22), vilka är fästa på den prov- frammatande bàraren (30) för ledning av den strålning som utsänds av stràlningsanordningen (36) till ett partikel- prov (2) i en provhållare (1) när partikelprovet (2) har matats fram till platsen för bestràlning (34), varvid åtminstone en stràlningsledare (22) innefattar en första och en andra utgång (26, 27) för riktning av strålningen ut ur stràlningsledaren (22) och varvid den första utgången är anordnad vid en första provhållare och den andra utgången är anordnad vid en andra provhållare intill den första provhållaren.

2. Anordning enligt krav 1, vid vilken varje prov- hållare (1) har en form som motsvarar en partikels form för styrning av partikelns orientering i provhållaren (1).

3. Anordning enligt krav 2, vid vilken varje prov- hållare (l) är làngsträckt och har en kortsida (lO; 12) och en motsvarande strålningsledare (22) leder den stràl- ning som utsänds av stràlningsanordningen (36) mot kort- sidan (lO; 12) hos provhållaren (1) så att strålningen infaller mot en kortsida hos en partikel i provhållaren (1). /Z 10 15 20 25 30 35 I . . I ll | | < | - - Q . ~ ~ . 1 - H 755 12

4. Anordning enligt något av föregående krav, vid vilken den första och den andra utgången (26, 27) hos nämnda åtminstone en stràlningsledare (22) är anordnade i sådant förhållande till den första respektive den andra provhållaren att den strålning som utsänds från den första och den andra utgången (26, 27) kommer att bestråla en partikel i den första respektive den andra provhållaren med strykande infall.

5. Anordning enligt något av föregående krav, vid vilken varje strålningsledare (22) har en ingång (28), vilken är anordnad att ta upp strålning från strålnings- anordningen (36) och vilken utsträcker sig längs en rikt- ning för bärarens (30) transport.

6. Anordning enligt något av föregående krav, vid vilken strålningsanordningen (36) innefattar två ljuskäl- lor (38, 40), vilka är anordnade att utsända ljus i olika våglängdsområden.

7. Anordning enligt krav 6, vid vilken ljuskällorna (38, 40) är anordnade att utsända rött respektive blått ljus.

8. Anordning enligt något av föregående krav, vid vilken strålningsledaren (22) utsträcker sig i samma plan som bäraren (30).

9. Provframmatande bärare för transport av små par- tiklar, såsom korn från spannmål och liknande grödor, till en plats för analys av partiklarnas kvalitet, vilken innefattar provhållare (1), vilka är anordnade att ta upp par- tikelprov (2), som vart och ett innefattar minst en par- tikel, och 10 15 20 25 nu nu a. n nu a I ' q v ca I o 0 f ' ' , , ,. .. :nu vn nu 13 strålningsledare (22) för ledning av elektromagnetisk strålning till ett partikelprov (2) i en provhållare, varvid åtminstone en strålningsledare (22) innefattar en första och en andra utgång (26, 27) för riktning av strålningen ut ur strålningsledaren (22), vilken första utgång är anordnad vid en första provhållare och vilken andra utgång är anordnad vid en andra provhållare intill den första provhållaren.

10. Metod för bestràlning av små partiklar, såsom korn från spannmål eller liknande grödor) för analys av partiklarnas kvalitet, vilken metod innefattar stegen att: mata fram ett partikelprov (52), som innefattar minst en partikel, till en plats för bestràlning, utsända elektromagnetisk strålning (56) från en strålningsanordning för bestràlning av partikelproven, leda strålningen i en strålningsledare (58), vilken följer frammatningen av partikelprovet, från strålnings- anordningen till partikelprovet när partikelprovet är vid platsen för bestràlning och använda samma strålningsledare för riktning av strålningen mot två olika intilliggande provhållare genom att strålningsledaren släpper ut ljus i två olika riktningar.