CH673601A5

CH673601A5 -

Info

Publication number: CH673601A5
Application number: CH4531/87A
Authority: CH
Inventors: Bertil Larsson; Tommy Andersson; Reinhold Hakansson
Original assignee: Agec Ab
Priority date: 1986-05-21
Filing date: 1987-11-20
Publication date: 1990-03-30
Also published as: EP0247016A2; EP0247016A3; EP0247016B1; SE8602298D0; US4812644A; DE3775273D1

Description

BESCHREIBUNG 10 Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sortieren von Gegenständen, z. B. Abtrennen unerwünschter Gegenstände aus einem Strom von Produkten. Bei diesem Verfahren wird ein emittiertes breitbandiges Licht in verschiedener Weise auf der Oberfläche der Gegenstände absor-15 biert. Der Unterschied in der Absorption entscheidet, welcher Typ von Gegenständen nachgewiesen wird. Das Verfahren ist im Patentanspruch 1 und die Vorrichtung im Patentanspruch 10 definiert.

Z. B. in der Landwirtschaft und im Gartenbau besteht ein 20 grosser Bedarf für die Abtrennung von Verunreinigungen, wie Steinen und Erdklumpen, z. B. in Kartoffeln und Zwiebeln. Heutzutage gibt es das manuelle Sortieren und mechanische Systeme mit mit Nägeln versehenen Matten und Bürsten. Steine in Kartoffeln und Zwiebeln stellten immer ein grosses Problem 25 dar. In den letzten beiden Jahrzehnten wurde eine grosse Zahl von verschiedenen mechanischen Steinabtrennungsvorrichtun-gen entwickelt. Die beiden Hauptprobleme derselben bestehen darin, dass die mechanische Abtrennung, z.B. mit Hilfe von Bürsten, den Kartoffeln grossen Schaden zufügt und dass es 30 schwierig ist, ein mechanisches System zu erhalten, das unter variierenden Erdbedingungen in befriedigender Weise funktioniert. Bei der elektronischen Abtrennung von Steinen und Erde werden die Verunreinigungen entfernt, während sie frei fallen, wodurch die Schädigung der Kartoffeln vollständig beseitigt 35 wird. Das manuelle Sortieren ist teuer und im Hinblick auf die Arbeitsumgebung nicht ganz befriedigend. Bei einer anderen heutzutage angewandten Methode werden alle Steine abgesiebt und zwischen die Reihen der Kartoffeln gelegt. Der Nachteil davon besteht darin, dass die Steine die Erdfeuchtigkeit und die 40 Wärme in der Erde zurückhalten. Bei feuchtem Wetter trocknet die Erde ohne den Steingehalt langsamer, wodurch die Ernte verzögert wird.

Beim Unterdachsortieren von Kartoffeln besteht auch Bedarf für eine wirksame Sortierung. Kartoffeln mit grünen Flecken 45 werden heutzutage ganz manuell auf Walzentischen aussortiert, eine Methode, die kein vollständig befriedigendes Resultat liefert. Ein besseres Ergebnis kann mit der oben beschriebenen Methode und der oben beschriebenen Vorrichtung mit einem Sehfeld aus zwei Richtungen erhalten werden. International gibt 50 es viele landwirtschaftliche Produkte, die gemäss der Farbe sortiert werden können. Die vorliegende Methode und die vorliegende Vorrichtung, die mit geeigneten Filtern und Detektoren versehen ist, können auf diesem Gebiet von grossem Nutzen sein.

55 Wenn Kartoffeln gehoben werden, müssen drei bis vier Personen das mechanische Sortieren ergänzen. Mittels dieser Vorrichtung kann die Kapazität der Maschine erhöht und das Arbeitspersonal auf eine Person verringert werden.

Die Erfindung wird weiter unten mehr im einzelnen in bezug 60 auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen

Fig. 1 ein Blockschema der Funktion der Vorrichtung zeigt; Fig. 2 schematisch eine Anwendung der Erfindung zeigt, und Fig. 3 das Reflexionsspektrum von Steinen und Kartoffeln zeigt.

65 Die erfindungsgemässe Methode und die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Sortieren von Gegenständen beruhen auf Unterschieden in der Absorption, das heisst, das reflektierte Licht erhält in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Gegen

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standes einen verschiedenartigen Spektralgehalt. Im Falle von Steinen/Kartoffeln ist die Absorption von Licht mit Wellenlängen, die 1 um übersteigen, gross für Kartoffeln, aber nicht für Steine. Dieser Unterschied wird als Kriterium für das Vorhandensein von Steinen ausgenützt.

Wie schematisch in Fig. 1 dargestellt, ist das allgemein mit 1 bezeichnete Nachweisgerät in einem staub- und feuchtigkeitsdichten Gehäuse 2 eingeschlossen. In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform hat das Nachweisgerät eine Lichtquelle 3, die ein breitbandiges Licht emittiert, das auf der Oberfläche 4 eines Drehspiegels 5 reflektiert wird. Das Licht tastet die zu untersuchende Fläche 6 ab. Das von den Gegenständen 7 reflektierte Licht wird über die Oberfläche 8 mit Hilfe einer optischen Einheit 9 in Richtung auf eine Detektoreinheit 10 gesammelt. Die Detektoreinheit 10 führt verschiedene Wellenlängen von Licht in elektrische Signale über, die bei 11 verstärkt und bei 12 miteinander verglichen werden. Ein Mikroprozessor 13 steuert Mittel 14 zur Abtrennung von unerwünschten Gegenständen 15 und steuert die Lichtquelle 3 und einen Motor 16, auf dessen Welle der Drehspiegel 5 angeordnet ist. In Fig. 2 ist eine der vielen Anwendungen der Erfindung dargestellt. In diesem Falle wird die Vorrichtung zum Abtrennen von Steinen 15 und Erdklumpen 15 von Kartoffeln 17 verwendet. Der Strom von Gegenständen (Kartoffeln, Steine und Erdklumpen) kommt auf einem

Förderband 18 an. Das Nachweisgerät 1 tastet die Gegenstände 15,17 im freien Fall ab, unmittelbar nachdem sie das Förderband 18 verlassen haben. Der Abtastbereich des Nachweisgerätes 1 ist über einen Computer in verschiedene Felder aufgeteilt, die 5 jeweils ihre Abtrennmittel 14 haben. Nach Verarbeitung des Detektorsignals, Kartoffel/Nichtkartoffel, wird ein Druckluftventil 19 betätigt und wirkt auf einen Zylinder 20 ein, der seinerseits einen mit Kautschuk bedeckten Finger 21 steuert. Bei einem Kartoffelsignal bleibt der Finger 21 geschlossen, und die io Kartoffel 17 prallt auf dem Finger 21 zurück und landet auf einem Förderband 22. Bei einem Ausgangssignal von Erdklumpen oder Steinen öffnet sich der Finger 21 in eine Stellung 23, und Steine und Erdklumpen fallen auf ein Förderband 24 hinab. Der Vorteil davon ist, dass die Beanspruchungen der Abtrennmittel 14, die 15 durch grosse Steine 15 verursacht werden, vollständig beseitigt werden.

Wie in Fig. la dargestellt, wird der Lichtstrom aus der Lichtquelle 3 nach dem Passieren der optischen Einheit 9 mittels eines Prismas aufgeteilt und durch zwei oder mehr Detektoren 10 20 nachgewiesen. Der Lichtstrom aus der Lichtquelle 3 kann aber auch, wie in Fig. lb dargestellt, nach dem auch, wie in Fig. lb dargestellt, nach dem Passieren der optischen Einheit 9 dazu veranlasst werden, zwei oder mehr Detektoren 10 zu treffen, vor denen Filter 25 im Bereich von 0,4 bis 7 Jim angeordnet sind.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Sortieren von Gegenständen, wobei ein breitbandiges Licht emittiert und das reflektierte Licht in verschiedene Wellenlängenbereiche aufgeteilt und in elektrische Signale übergeführt wird, die verstärkt und miteinander verglichen werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand mit Hilfe von Unterschieden in der Absorption des emittierten Lichtes identifiziert wird.
2. Verfahrennach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Abtrennung von anorganischen Gegenständen von organischen Gegenständen das reflektierte Licht filtert und innerhalb von zwei breiten Bändern um die Wellenlänge 1 um herum nachweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zum Sortieren gemäss der Farbe des Gegenstandes das reflektierte Licht mit Hilfe von zwei oder mehr Filtern im Bereich von 0,4 bis 0,7 |xm filtert.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zum Sortieren gemäss der Farbe des Gegenstandes das reflektierte Licht mittels eines Prismas aufteilt und mit Hilfe von zwei oder mehr Detektoren, die im Bereich von 0,4 bis 0,7 um empfindlich sind, nachweist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man das emittierte und reflektierte Licht gegen die obere und die untere Hälfte der gleichen Seite eines Drehspiegels, die durch eine Trennwand geteilt ist, bricht.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehspiegel drei bis acht Oberflächen hat, von denen eine oder mehrere reflektierend sein können und die anderen nicht reflektierend sind.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man die Gegenstände im freien Fall, unmittelbar nachdem sie ein Förderband verlassen haben, abtastet.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass man die Breite des Stroms von Gegenständen mit Hilfe von reflektierenden Lageanzeigen markiert.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass man das Ausgangssignal als Steuersignal verwendet, um Mittel, die die Gegenstände mechanisch trennen, zu steuern.
10. Vorrichtung zum Sortieren von Gegenständen nach Anspruch 1, die eine Lichtquelle (3) hat, die breitbandiges Licht über eine Oberfläche (4) auf einen Drehspiegel (5) emittiert, der die Gegenstände (15,17) im freien Fall abtastet, nachdem sie ein Förderband (18) verlassen haben, wobei das reflektierte Licht den anderen Teil (8) dergleichen Oberfläche des Drehspiegels (5) trifft, wobei der Lichtstrom zu einer optischen Einheit (9) reflektiert und gegen einen Detektor (10) gebrochen wird, der den Lichtstrom in zwei breite Bänder um die Wellenlänge 1 |im herum trennt und diese gleichzeitig nachweist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtstrom nach dem Passieren der optischen Einheit (9) mittels eines Prismas aufgeteilt und durch zwei oder mehr Detektoren (10) nachgewiesen wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtstrom nach dem Passieren der optischen Einheit (9) dazu veranlasst wird, zwei oder mehr Detektoren (10) zutreffen, vor denen Filter (25) im Bereich von 0,4 bis 0,7 [im angeordnet sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Beginn des Abtastbereiches und sein Ende mit Hilfe von Reflektoren (26) angezeigt werden, die ein stärker reflektiertes Licht geben als irgendein Gegenstand (15, 17).
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (14) zur Abtrennung von unerwünschten Gegenständen mit der Detektorvorrichtung funktionell verbunden und durch diese steuerbar sind.