ES3055663T3 - Material identification apparatus and method - Google Patents

Material identification apparatus and method

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ES3055663T3 ES22830554T ES22830554T ES3055663T3 ES 3055663 T3 ES3055663 T3 ES 3055663T3 ES 22830554 T ES22830554 T ES 22830554T ES 22830554 T ES22830554 T ES 22830554T ES 3055663 T3 ES3055663 T3 ES 3055663T3
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Abstract

La presente invención se refiere a un aparato (100) para la clasificación de materia (102) que comprende: un elemento de escaneo configurado para redirigir al menos un haz de iluminación y desplazar varias zonas de inspección y un área irradiada con respecto a dicha materia en la primera dirección. Un circuito de procesamiento configurado para ejecutar: una segunda función de recopilación de zona, configurada para recopilar datos de la segunda zona, correspondientes a la radiación óptica emitida por dicha materia en la segunda zona de inspección; una tercera función de recopilación de zona, configurada para recopilar datos de la tercera zona, correspondientes a la radiación óptica emitida por dicha materia en la tercera zona de inspección; y una función de clasificación, configurada para clasificar dicha materia basándose en los datos de la segunda zona y de la tercera zona. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Aparato y método de identificación de materiales
[0003] Campo de la invención
[0004] La presente invención se refiere a un aparato para detectar materia y, más específicamente, a un aparato que comprende un sistema de espectroscopia para detectar y analizar un evento fotosensible a partir de la materia.
[0005] Técnica antecedente
[0006] En una amplia gama de industrias, con frecuencia se requiere y desea la identificación, detección, clasificación y ordenación de diversos objetos.
[0007] El documento US 5984474 A se refiere a un dispositivo para la adquisición con resolución espacial de un objeto que está iluminado por una disposición de iluminación, en donde se genera un movimiento relativo entre la disposición de iluminación y el objeto al mover el objeto y/o la disposición de iluminación.
[0008] El documento US 2010/198397 A1 se refiere a un sistema que comprende una fuente de luz óptica de banda ancha y un dispositivo de ordenación por láser. El objetivo es proporcionar un sistema que comprende un dispositivo de ordenación con una fuente de luz que ofrece todas las longitudes de onda para el proceso de clasificación. Esto se soluciona utilizando una fuente de luz supercontinua hecha totalmente de fibra.
[0009] En su forma más simple, la identificación manual de objetos por parte de una persona puede emplearse ventajosamente cuando se debe identificar, clasificar y ordenar un número limitado de objetos. La persona en cuestión podrá entonces, basándose en sus conocimientos, identificar y clasificar los objetos en cuestión. Sin embargo, este tipo de identificación manual es monótona y propensa a errores. Además, el nivel de experiencia del operario influirá significativamente en los resultados de la operación realizada por el mismo. Además, la identificación manual del tipo mencionado anteriormente adolece de velocidades de identificación bajas.
[0010] En la industria, la identificación, clasificación y ordenación de objetos a granel se realiza a menudo mediante máquinas en las que se suministran los objetos a granel en forma de un flujo continuo de objetos. Tales máquinas generalmente son más rápidas que un operario y pueden funcionar durante períodos de tiempo más largos, lo que ofrece un rendimiento general mejorado. Las máquinas de este tipo se utilizan, por ejemplo, en la agricultura para frutas y verduras, y en el reciclaje para identificar y ordenar objetos y materiales que se deben reciclar.
[0011] Las máquinas del tipo mencionado generalmente tienen algún tipo de disposición de sensores que se utilizan para identificar los objetos de interés. Por ejemplo, pueden emplearse las lecturas de un espectrómetro VIS, es decir, un espectrómetro sensible a la luz visible, para determinar el color de los objetos. De manera similar, pueden emplearse las lecturas de un espectrómetro NIR, es decir, un espectrómetro sensible a la radiación electromagnética del infrarrojo cercano, para determinar de qué materiales están hechos los objetos que p. ej. se van a reciclar.
[0012] Sin embargo, es necesario determinar aún más propiedades de los objetos.
[0013] Sumario de la invención
[0014] En vista de lo expuesto anteriormente, un objetivo de la presente invención es proporcionar un aparato de clasificación de materia que permita determinar otras propiedades además del color y/o los espectros NIR de los objetos en el flujo.
[0015] Otro objetivo es proporcionar tal aparato de clasificación de materia que permita determinar no solo el color y/o los espectros NIR de los objetos en el flujo sino también otras propiedades de los mismos.
[0016] Otro objetivo es proporcionar un aparato que permita una mejor ordenación de la materia.
[0017] Para lograr al menos uno de los objetivos anteriores, y también otros objetivos que serán evidentes a partir de la siguiente descripción, se proporciona un aparato que tiene las características definidas en la reivindicación 1 de acuerdo con la presente invención. Las variantes preferidas del aparato serán evidentes a partir de las reivindicaciones dependientes.
[0018] Más específicamente, de acuerdo con un primer aspecto, se proporciona un aparato para la clasificación de materia en una de al menos una primera y una segunda clases como se define en la reivindicación independiente adjunta 1, comprendiendo el aparato:
[0019] una disposición de irradiación,
[0020] un elemento de escaneo y
[0021] un sistema de espectroscopia,
[0022] en donde la disposición de irradiación está adaptada para emitir al menos un haz de iluminación que comprende radiación óptica, cuyo haz de iluminación está configurado para provocar un evento de fotoexcitación en una porción fotosensible de dicha materia tras la irradiación de dicha porción fotosensible de dicha materia con dicho al menos un haz de iluminación,
[0023] en donde la disposición de irradiación comprende además una primera disposición óptica adaptada para dirigir y opcionalmente hacer converger el al menos un haz de iluminación hacia el elemento de escaneo durante al menos un primer período de tiempo,
[0024] en donde el elemento de escaneo está configurado para redirigir el al menos un haz de iluminación a lo largo de una dirección de iluminación hacia una zona de paso de objetos, de tal manera que dicha materia, cuando es transportada sobre una cinta transportadora, por ejemplo a una velocidad de entre 0,4 m/s y 20 m/s o en caída libre a través de dicha zona de paso de objetos, sea irradiada al menos durante un primer período de tiempo por dicho al menos un haz de iluminación en un área irradiada,
[0025] en donde la primera disposición óptica está configurada además opcionalmente para enfocar dicho al menos un haz de iluminación en o en la proximidad de dicha zona de paso de objetos,
[0026] en donde el sistema de espectroscopia comprende una disposición de sensores que comprende uno o más sensores, cuya disposición de sensores está adaptada para recibir y analizar la radiación óptica que es reflejada, dispersada y/o emitida por dicha materia en al menos una de una pluralidad de zonas de inspección dispuestas secuencialmente en una primera dirección,
[0027] en donde una primera zona de inspección de la pluralidad de zonas de inspección coincide sustancialmente con el área irradiada durante dicho primer período de tiempo,
[0028] una segunda zona de inspección de la pluralidad de zonas de inspección está dispuesta a continuación de la primera zona de inspección con respecto a la primera dirección, y
[0029] una tercera zona de inspección de la pluralidad de zonas de inspección está dispuesta a continuación de la segunda zona de inspección con respecto a la primera dirección,
[0030] y
[0031] en donde el elemento de escaneo está adaptado además para desplazar dicha pluralidad de zonas de inspección y dicha dirección de iluminación con respecto a dicha materia en la primera dirección, de tal manera que la segunda zona de inspección durante un segundo período de tiempo después de dicho primer período de tiempo coincida sustancialmente con la primera zona de inspección anterior a dicho desplazamiento, y
[0032] en donde el elemento de escaneo está adaptado además para desplazar dicha pluralidad de zonas de inspección y dicha área irradiada con respecto a dicha materia en la primera dirección, de tal manera que la tercera zona de inspección durante un tercer período de tiempo después de dicho segundo período de tiempo coincida sustancialmente con la segunda zona de inspección anterior a dicho desplazamiento,
[0033] en donde dicho sistema de espectroscopia comprende además elementos ópticos, elementos ópticos que están configurados para recibir, a través de dicho elemento de escaneo:
[0034]  durante dicho segundo período de tiempo, radiación óptica emitida por dicha materia en la segunda zona de inspección, cuya radiación óptica pertenece a un evento de fosforescencia resultante del evento de fotoexcitación en la primera zona de inspección durante dicho primer período de tiempo,  durante dicho tercer período de tiempo, radiación óptica emitida por dicha materia en la tercera zona de inspección, cuya radiación óptica pertenece a un evento de fosforescencia resultante del evento de fotoexcitación en la primera zona de inspección durante dicho primer período de tiempo, y están configurados para redirigir dicha radiación óptica recibida a al menos uno de dichos uno o más sensores, en donde la disposición de sensores comprende además un circuito de procesamiento configurado para ejecutar: una función de recopilación de segunda zona configurada para recopilar datos de la segunda zona basándose en al menos una señal de sensor de dichos uno o más sensores, cuya al menos una señal de sensor pertenece a dicha radiación óptica emitida por dicha materia en la segunda zona de inspección,
[0035] una función de recopilación de tercera zona configurada para recopilar datos de la tercera zona basándose en al menos una señal de sensor de dichos uno o más sensores, cuya al menos una señal de sensor pertenece a dicha radiación óptica emitida por dicha materia en la tercera zona de inspección,
[0036] una función de clasificación configurada para clasificar dicha materia en función de los datos de segunda zona y de los datos de tercera zona,
[0037] una función de salida configurada para emitir una señal de clasificación que asigna dicha una clase de al menos una primera y una segunda clases a dicha materia basándose en la salida de dicha función de clasificación. De acuerdo con un segundo aspecto, se proporciona un método para la clasificación de materia en una de al menos una primera y una segunda clases de acuerdo con la reivindicación independiente adjunta 13, siendo dicha materia transportada a granel, comprendiendo el método:
[0038] emitir y dirigir al menos un haz de iluminación que comprende radiación óptica hacia una zona de paso de objetos, irradiar un área irradiada de dicha materia con dicho al menos un haz de iluminación en al menos un primer instante en el tiempo y durante al menos un primer período de tiempo, siendo dicha materia transportada sobre una cinta transportadora a una velocidad de entre 0,4 m/s y 20 m/s o en caída libre en la zona de paso de objetos, provocando de este modo un evento de fotoexcitación en una porción fotosensible de dicha materia,
[0039] dirigir radiación óptica a través de dicho elemento de escaneo hacia uno o más sensores de una disposición de sensores, cuya radiación óptica es dispersada y/o emitida por dicha materia en al menos una de una pluralidad de zonas de inspección, cuyas zonas de inspección están dispuestas secuencialmente en una primera dirección, en donde una primera zona de inspección de la pluralidad de zonas de inspección coincide sustancialmente con el área irradiada, y en donde una segunda zona de inspección de la pluralidad de zonas de inspección está dispuesta posteriormente a la primera zona de inspección con respecto a la primera dirección,
[0040] desplazar, mediante dicho elemento de escaneo, dicha pluralidad de zonas de inspección y dicha área irradiada con respecto a dicha materia en la primera dirección, de tal manera que la segunda zona de inspección en un segundo instante en el tiempo después de dicho primer período de tiempo coincida sustancialmente con la primera zona de inspección en dicho primer instante en el tiempo,
[0041] recibir, posteriormente mediante la disposición de sensores, radiación óptica emitida por dicha materia en la segunda zona de inspección durante un segundo periodo de tiempo, perteneciendo dicha radiación óptica emitida por dicha materia en la segunda zona de inspección a un evento de fosforescencia resultante del evento de fotoexcitación,
[0042] recopilar unos primeros datos de fosforescencia asociados a la luz recibida emitida por dicha materia en la segunda zona de inspección durante dicho segundo periodo de tiempo,
[0043] desplazar, mediante dicho elemento de escaneo, dicha pluralidad de zonas de inspección y dicha área irradiada con respecto a dicha materia en la primera dirección, de manera que la tercera zona de inspección en un tercer instante en el tiempo después de dicho segundo período de tiempo coincida sustancialmente con la segunda zona de inspección en dicho segundo instante en el tiempo,
[0044] recibir, posteriormente mediante la disposición de sensores, radiación óptica emitida por dicha materia en la tercera zona de inspección durante un tercer periodo de tiempo, perteneciendo dicha radiación óptica emitida por dicha materia en la tercera zona de inspección a un evento de fosforescencia resultante del evento de fotoexcitación, recopilar unos segundos datos de fosforescencia asociados a la luz recibida emitida por dicha materia en la tercera zona de inspección durante dicho tercer periodo de tiempo,
[0045] clasificar, mediante un circuito de procesamiento, dicha materia en función de los datos de segunda zona y de los datos de tercera zona,
[0046] emitir, mediante el circuito de procesamiento, una señal de clasificación que asigna una de dichas al menos una primera y una segunda clases a dicha materia basándose en el resultado de dicha clasificación.
[0047] La información que se proporciona a continuación es aplicable tanto al primer como al segundo aspectos.
[0048] El primer y segundo aspectos proporcionan la detección combinada de fluorescencia y fosforescencia. Se pueden determinar características del espectro de fluorescencia y/o fosforescencia, tales como el tiempo de subida, el tiempo de decaimiento, el tiempo de reacción de p. ej. pigmentos de color, una o más pendientes del respectivo espectro, o el tiempo entre las mismas; una o más de estas características se pueden utilizar para determinar características de la materia que pasa.
[0049] De acuerdo con una realización ilustrativa, el aparato comprende una iluminación puntual que se escanea a través de la primera zona de paso de objetos. En comparación con una solución sin escaneo, esto supone menores costos ya que la iluminación se extiende por toda la superficie y, por lo tanto, se necesita una intensidad total menor, así como un menor número de fuentes de iluminación. Cuando la iluminación emite radiación óptica dentro del intervalo de longitud de onda UV, el menor número de fuentes de iluminación también resulta ventajoso, ya que proporciona un sistema más seguro con un menor requisito de protección o con ninguno.
[0050] De acuerdo con una realización ilustrativa, el número de zonas de inspección es al menos n, y cada superficie reflectante del elemento de escaneo desplaza las zonas de inspección exactamente o al menos n veces antes de redirigir la dirección de iluminación a la primera dirección de iluminación; siendo n un entero positivo. Después de redirigir la dirección de iluminación a la primera dirección de iluminación, se repiten preferiblemente los n desplazamientos y se recopilan datos adicionales.
[0051] De acuerdo con una realización ilustrativa, dicho elemento de escaneo es un espejo poligonal configurado para girar en una primera dirección alrededor de un eje de rotación, cuyo espejo poligonal comprende un conjunto de superficies reflectantes dispuestas una tras otra alrededor de dicho eje de rotación. La rotación de dicho espejo poligonal es preferiblemente continua y con una velocidad preferiblemente sustancialmente constante. Además, cada superficie reflectante de dicho conjunto de superficies reflectantes está preferiblemente configurada para recibir radiación óptica desde dichas primera, segunda y tercera zonas de inspección al menos durante un respectivo período de tres períodos de tiempo consecutivos. Adicionalmente o alternativamente, cada superficie reflectante de dicho conjunto de superficies reflectantes está configurada preferiblemente para recibir radiación óptica desde la 2ª hasta la n-ésima zonas de inspección al menos durante un respectivo período de los n-ésimos períodos de tiempo consecutivos.
[0052] Después de ser redirigido por dicho elemento de escaneo, cada uno de dicho al menos un haz de iluminación puede ser un haz de rayos paralelos, un haz de rayos no paralelos, como un haz divergente o convergente, y/o la sección transversal de dicho haz de iluminación puede ser circular, redonda o en forma de banda por ofrecer algunos ejemplos no limitativos.
[0053] Una redirección del haz de iluminación por parte del elemento de escaneo desde la primera a la n-ésima posición se denomina un escaneo por parte del elemento de escaneo. En consecuencia, para un espejo poligonal con m superficies reflectantes, una revolución del espejo poligonal corresponde preferiblemente a m ejecuciones de la segunda y tercera funciones de recolección, una ejecución para cada superficie reflectante.
[0054] La función de clasificación se puede ejecutar una vez por cada escaneo del elemento de escaneo, una vez por revolución del espejo poligonal o en un intervalo de tiempo constante o variable predeterminado. Puede ejecutarse, por ejemplo, basándose en datos de dicha primera zona de inspección, y/o basándose en datos de la 2ª a la nésima zonas de inspección, y/o desde cualquier otra entrada de sensor, tal como basándose en el procesamiento de imágenes del flujo de materia, cuyo procesamiento de imágenes se realiza p. ej. basándose en una imagen de cámara o una imagen de espectrómetro de dicho flujo de materia.
[0055] Los datos de segunda zona, los datos de tercera zona y, preferiblemente, otros datos de zona (por ejemplo, los datos de 4ª zona a los datos de n-ésima zona) y, opcionalmente, los datos de primera zona se recopilan preferiblemente de forma repetida, a medida que el elemento de escaneo redirige repetidamente la dirección de iluminación desde la primera posición a la n-ésima posición. A modo de ejemplo, los datos de la segunda zona de inspección pueden recopilarse repetidamente a medida que el elemento de escaneo escanea repetidamente la zona de paso de objetos; y pueden recopilarse una, dos o varias veces por escaneo.
[0056] De acuerdo con una realización ilustrativa, una zona de inspección que precede a la primera zona de inspección en dicha primera dirección puede usarse como área de referencia para calibración de luz ambiental o calibración de luz ambiental. De acuerdo con esta realización, la primera zona de inspección está dispuesta entre dicha zona de inspección anterior y dicha segunda zona de inspección en dicha primera dirección.
[0057] De acuerdo con una realización ilustrativa, la reflexión especular del haz de iluminación y el evento de fluorescencia son medidos únicamente por dicha primera zona de inspección, y opcionalmente la radiación óptica recibida desde esta zona de inspección puede convertirse en una representación digital del espectro asociado. Sin embargo, también se pueden utilizar zonas de inspección adicionales para medir la reflexión especular y/o el evento de fluorescencia y, opcionalmente, convertirlos en un espectro digital, por ejemplo, ambas zonas de inspección primera y segunda.
[0058] De acuerdo con una realización ilustrativa, se miden uno o más eventos de fósforo utilizando dichas zonas de inspección primera a n-ésima, o segunda a n-ésima, y opcionalmente la radiación óptica recibida desde estas zonas puede convertirse en una representación digital del espectro de evento de fósforo asociado.
[0059] Adicional o alternativamente, se puede utilizar la intensidad de la reflexión especular del haz de iluminación tras ser recibido por el elemento de escaneo para hacer una representación de los objetos que pasan como una imagen en escala de grises.
[0060] En relación con la presente invención,el término"materia" debe entenderse como objetos, por ejemplo, manzanas, granos de arroz, rocas, minerales y objetos de desecho, p. ej. residuos plásticos incluidos recipientes usados. La materia también puede comprender escamas de objetos, tales como partes o escamas de objetos, p. ej. objetos de desecho incluidos recipientes usados. La materia también puede incluir etiquetas o marcadores proporcionados en dichos objetos, p. ej. durante o después de la fabricación de un objeto, o proporcionados en una porción de dicho objeto si el objeto ha sido dividido en al menos dos piezas. El flujo de materia comprende piezas individuales de materia que deben inspeccionarse y, preferiblemente, clasificarse.
[0061] La huella de dicha materia, es decir, el área ocupada por cada pieza de dicha materia cuando está dispuesta sobre una cinta transportadora horizontal, puede estar dentro del intervalo de 1-10 mm2 y/o 10-100 mm2 y/o 1-100 mm2 y/o 10-1000 mm2 y/o 1-100 cm2 y/o 40-400 cm2 y/o 10-1000 cm2 y/o 1-100 dm2. De acuerdo con un ejemplo, las distintas piezas de dicha materia están separadas entre sí o solo parcialmente superpuestas al menos en un plano paralelo a la dirección de transporte (o de caída libre).
[0062] En relación con la presente invenciónel término "clasificar" o "clasificación"debe entenderse como la asignación, en base a al menos una respuesta espectral de dicha materia, de al menos una clase a dicha materia. Esta clase se utiliza p. ej. en un sistema de ordenación al dirigir la pieza de materia hacia uno de al menos dos destinos disponibles, en función de propiedades tales como el color, el material, la calidad, la etiqueta de la pieza de materia y/o combinaciones de estas propiedades. La clase puede ser un número que represente el valor de esta propiedad, tal como rojo, verde, amarillo; aceite, plástico, vidrio, textil, madera; maduro, podrido, degradado; recipiente de alimentos, recipiente no alimentario. También puede ser una clase de ordenación: a rechazar, posiblemente a rechazar (se requiere inspección adicional), posiblemente (se requiere inspección adicional), aceptable.
[0063] De acuerdo con un ejemplo, el sistema está configurado para clasificar las piezas presentes en dicho flujo de materia en función de su respuesta de fósforo individual o de la característica de su respuesta de fósforo. En relación con la presente invención, el términocaracterística de la respuesta de fósforoes una propiedad, por ejemplo, la duración, el tiempo de subida, el tiempo de decaimiento y/o la intensidad del espectro de fósforo emitido o un intervalo de la longitud de onda predeterminada del espectro de fósforo emitido.
[0064] Lafluorescenciaes la emisión de luz por una sustancia que ha absorbido luz u otra radiación electromagnética. Es una forma de luminiscencia. En la mayoría de los casos, la luz emitida tiene una longitud de onda más larga y, por lo tanto, una energía fotónica menor que la radiación absorbida. Un ejemplo perceptible de fluorescencia se produce cuando la radiación absorbida está en la región ultravioleta del espectro (invisible para el ojo humano), mientras que la luz emitida está en la región visible. Los materiales fluorescentes dejan de brillar casi inmediatamente cuando la fuente de radiación se detiene, a diferencia de los materiales fosforescentes, que continúan emitiendo luz durante cierto tiempo después.
[0065] Lafosforescenciaes un tipo de fotoluminiscencia relacionada con la fluorescencia. Cuando se expone a una luz (radiación) con una longitud de onda más corta, una sustancia fosforescente brillará, absorbiendo la luz y reemitiéndola con una longitud de onda más larga. A diferencia de la fluorescencia, un material fosforescente no reemite inmediatamente la radiación que absorbe. En cambio, un material fosforescente absorbe parte de la energía de radiación y la reemite durante mucho más tiempo después de que se haya retirado la fuente de radiación.
[0066] Hay dos mecanismos separados que pueden producir fosforescencia, denominados fosforescencia en estado triplete y fosforescencia persistente. La fosforescencia persistente ocurre cuando un fotón de alta energía es absorbido por un átomo y su electrón queda atrapado en un defecto en la red del material cristalino o amorfo. Un defecto tal como un átomo faltante (defecto de vacante) puede atrapar un electrón a modo de trampa, almacenando la energía de ese electrón hasta que sea liberada por un pico aleatorio de energía térmica (vibratoria). Dicha sustancia emitirá entonces una luz cuya intensidad disminuirá gradualmente, durante un período que va desde unos pocos segundos hasta varias horas después de la excitación original.
[0067] En el caso de la fosforescencia en estado triplete, el electrón que absorbió el fotón (energía) experimenta un cruce inusual en medio del sistema hacia un estado energético con una multiplicidad de espín diferente (generalmente mayor), normalmente un estado triplete. Como resultado, el electrón excitado puede quedar atrapado en el estado triplete donde solo podrá regresar al estado singlete de menor energía mediante transiciones "prohibidas". Estas transiciones, aunque "prohibidas", todavía se producirán en la mecánica cuántica, pero son cinéticamente desfavorecidas y, por lo tanto, progresan en escalas de tiempo significativamente más lentas. La mayoría de los compuestos fosforescentes siguen siendo emisores relativamente rápidos, con tiempos de desintegración del orden de milisegundos en el estado triplete.
[0068] La materia a clasificar se proporciona como un flujo de materia y el aparato irradia la materia a clasificar con radiación óptica, p. ej. dentro del intervalo de longitud de onda UV, diseñada para provocar una respuesta de fósforo por parte de la materia irradiada. Como el flujo de materia está en movimiento y hay un retardo hasta que se produce la fosforescencia, es difícil determinar el espectro, especialmente el tiempo de subida y de decaimiento, con alta precisión.
[0069] La materia a clasificar se proporciona como un flujo de materia, que contiene parcialmente o solo contiene materia que presenta una característica conocida de la respuesta de fósforo. Cuando el flujo de materia solo contiene materia que tiene una característica conocida de la respuesta de fósforo, cada una de las piezas individuales de materia tiene una característica conocida de la respuesta de fósforo, o una característica conocida de la respuesta de fósforo que está por encima o por debajo de uno o más umbrales dados. Cuando el flujo de materia contiene parcialmente materia que tiene una característica conocida de la respuesta de fósforo, la corriente también puede comprender materia sin ninguna respuesta de fósforo o comprender materia que tiene una característica desconocida de la respuesta de fósforo a la radiación óptica con la que va a ser irradiado. La parte del flujo que tiene una respuesta de fósforo a la radiación óptica con la que será irradiado puede denominarseporción fotosensible de dicha materia.
[0070] La invención se basa en una idea de los inventores sobre cómo debe diseñarse un sistema para provocar y detectar la respuesta de fósforo, y opcionalmente también la respuesta de fluorescencia y/o los espectros de color y/o los espectros NIR de la materia en el flujo, cuando el flujo de materia se mueve en caída libre o es transportado mediante un transportador.
[0071] De acuerdo con una realización ilustrativa, dicho aparato o método comprende además recibir, en dichos uno o más sensores de dicha disposición de sensores durante al menos dicho primer período de tiempo, radiación óptica reflejada, dispersada y/o emitida por dicha materia en la primera zona de inspección, perteneciendo dicha radiación óptica reflejada y/o dispersada por dicha materia en la primera zona de inspección a dicho al menos un haz de iluminación, y perteneciendo dicha radiación óptica emitida por dicha materia en la primera zona de inspección a un evento de fluorescencia resultante de dicho evento de fotoexcitación, y
[0072] recopilar datos de primera zona asociados con la radiación óptica recibida reflejada, dispersada y/o emitida por dicha materia en la primera área de inspección al menos durante dicho primer período de tiempo.
[0073] Al detectar y recopilar la radiación de dicha primera zona de detección durante uno, dos o todos de dichos primer, segundo y tercer intervalos de tiempo y posiblemente incluso más intervalos de tiempo, se puede recopilar información óptica sobre la materia una vez o repetidamente.
[0074] De acuerdo con una realización ilustrativa, se recopilan datos de dicha primera zona de inspección durante uno o varios escaneos realizados por dicho elemento de escaneo, y estos datos de primera zona son una representación de al menos un primer espectro, y en donde la clasificación de dicha materia comprende determinar una distribución de longitud de onda del primer espectro y, opcionalmente, determinar al menos una propiedad relacionada con la forma de dicho primer espectro, tal como la altura de pico, el ancho de pico y/o el área de pico para uno o más picos.
[0075] De acuerdo con una realización ilustrativa, se recopilan secuencialmente datos de dichas zonas de inspección segunda y tercera y opcionalmente dichas zonas de inspección cuarta a n-ésima, preferiblemente mediante dichas funciones de recopilación segunda y tercera y opcionalmente dichas funciones de recopilación cuarta a n-ésima, durante uno o varios escaneos mediante dicho elemento de escaneo, y estos datos de zona segunda a tercera o datos de zona segunda a n-ésima son una representación de al menos un espectro de evento de fósforo, y en donde la clasificación de dicha materia comprende determinar una distribución de longitud de onda de dicho espectro de evento de fósforo basándose en dichos datos recopilados y opcionalmente determinar al menos una propiedad relacionada con la forma de dicho espectro de evento de fósforo, tal como la altura de pico, el ancho de pico y/o el área de pico para uno o más picos basándose en dichos datos recopilados.
[0076] De acuerdo con una realización ilustrativa, dichas funciones de recopilación segunda y tercera y opcionalmente también dichas funciones de recopilación cuarta a n-ésima están configuradas para formar datos de fósforo basándose en al menos dichos datos de segunda zona y dichos datos de tercera zona, cuyos datos de fósforo son una representación de al menos un espectro de fosforescencia, y en donde la clasificación de dicha materia comprende determinar una distribución de longitud de onda del espectro de fosforescencia y opcionalmente determinar al menos una propiedad relacionada con la forma de dicho segundo espectro, tal como la altura de pico, el ancho de pico y/o el área de pico para uno o más picos.
[0077] De acuerdo con una realización ilustrativa, la clasificación de dicha materia comprende determinar un tiempo de subida y/o un tiempo de decaimiento de uno o ambos del evento de fosforescencia y el evento de fluorescencia. Al analizar las propiedades relacionadas con uno o ambos del evento de fosforescencia y el evento de fluorescencia, se puede determinar el tipo de materia. Las propiedades pueden compararse, por ejemplo, con uno, dos o todos de: un umbral, una tabla de consulta y una referencia.
[0078] De acuerdo con una realización ilustrativa, la clasificación de dicha materia puede comprender clasificar dicha materia basándose en:
[0079] al menos una propiedad relacionada con el evento de fosforescencia de dicha materia, y
[0080] al menos una propiedad relativa a un respectivo color, transmisión, reflectividad y fluorescencia de dicha materia. De acuerdo con una realización ilustrativa, la clasificación de dicha materia comprende además comparar al menos una propiedad relacionada con la fosforescencia de dicha materia, y dichas una o más otras propiedades relacionadas con un respectivo color, transmisión, reflectividad y fluorescencia de dicha materia, con datos almacenados en una base de datos local o centralizada.
[0081] De acuerdo con una realización ilustrativa, la clasificación comprende:
[0082] determinar mediante al menos uno de procesamiento de imágenes y procesamiento de espectro si dicha materia está provista de un marcador de fósforo; y/o
[0083] identificar uno o varios materiales que componen dicha materia, por ejemplo mediante procesamiento de espectro; y/o
[0084] al determinar una pluralidad de materiales que forman una pieza de materia, determinar si la combinación de estos materiales es aceptable o no aceptable.
[0085] El marcador de fósforo puede identificarse, por ejemplo, por su forma, cuyo perfil puede identificarse mediante procesamiento de imágenes. Adicional o alternativamente, el marcador de fósforo puede identificarse, por ejemplo, basándose en su espectro o firma espectral emitida en respuesta a la iluminación de dicho haz de iluminación. Una firma espectral puede identificarse mediante procesamiento de espectro.
[0086] De acuerdo con una realización ilustrativa, el al menos un haz de iluminación que provoca el evento de fotoexcitación comprende radiación óptica dentro del intervalo de longitud de onda ultravioleta y/o visible. El al menos un haz de iluminación puede comprender radiación óptica dentro de uno o una combinación de los intervalos de longitud de onda ultravioleta, visible, infrarrojo cercano e infrarrojo.
[0087] De acuerdo con una realización ilustrativa, dicha recepción de radiación óptica reflejada, dispersada y/o emitida por dicha materia en la primera zona de inspección comprende recibir radiación óptica dentro de uno o una combinación de los intervalos de longitud de onda ultravioleta, visible, infrarrojo cercano e infrarrojo.
[0088] De acuerdo con una realización ilustrativa, la disposición de sensores comprende al menos un primer sensor configurado para detectar radiación óptica dentro del intervalo de longitud de onda ultravioleta y/o visible; y un segundo sensor configurado para detectar radiación óptica dentro del intervalo de longitud de onda de luz infrarroja y/o infrarroja cercana.
[0089] De acuerdo con una realización ilustrativa, dicho elemento de escaneo y dichos elementos ópticos están configurados además para recibir y redirigir radiación óptica desde al menos dichas zonas de inspección segunda y tercera hacia dicha disposición de sensores simultáneamente al menos durante dichos intervalos de tiempo segundo y tercero,
[0090] y en donde dicha disposición de sensores comprende preferiblemente al menos una matriz de sensores, en donde cada una de dichas matrices de sensores tiene una pluralidad de píxeles de sensor, en donde dicha matriz de sensores está dispuesta de manera que la radiación óptica reflejada, dispersada y/o emitida por dicha materia en una respectiva zona de inspección se reciba sobre un respectivo conjunto de píxeles de sensor de dicha matriz de sensores, en donde los píxeles de dichos conjuntos de píxeles de sensor son diferentes o solo se superponen parcialmente.
[0091] Los inventores se han dado cuenta de que mediante una lectura intercalada del sensor, donde se utiliza un conjunto de píxeles diferentes para detectar la respuesta de fosforescencia de la misma parte del objeto en diferentes puntos del tiempo, y se utilizan píxeles adyacentes para detectar la respuesta de fosforescencia de la parte adyacente del objeto en el mismo punto del tiempo, se puede determinar un espectro de fosforescencia de alta precisión con sus tiempos de subida y decaimiento, a pesar de que la materia se esté moviendo en caída libre o sea transportada por un transportador a alta velocidad.
[0092] La lectura del sensor mencionado anteriormente corresponde a la recolección de datos de zona por parte de dichas funciones de recolección de zonas segunda a n-ésima.
[0093] De acuerdo con una realización ilustrativa, los elementos ópticos están configurados además para recibir, a través de dicho elemento de escaneo:
[0094]  durante dicho primer período de tiempo, radiación óptica perteneciente a dicho al menos un haz de iluminación, reflejada y/o dispersada por dicha materia en dicha primera zona de inspección, y/o  durante dicho primer período de tiempo, radiación óptica emitida por dicha materia perteneciente a un evento de fluorescencia resultante del evento de fotoexcitación en la primera zona de inspección; y en donde dicho circuito de procesamiento está configurado además para ejecutar:
[0095]  una función de recopilación de primera zona configurada para recopilar datos de primera zona basándose en al menos una señal de sensor de dichos uno o más sensores, cuya señal de sensor pertenece a dicha radiación óptica reflejada, dispersada y/o emitida por dicha materia en la primera zona de inspección; y
[0096]  dicha función de clasificación está configurada además para clasificar dicha materia basándose también en los datos de primera zona.
[0097] El flujo de materia puede comprender fragmentos de materia que no exhiban un evento de fluorescencia ni un evento de fósforo al ser irradiados con dicho al menos un haz de iluminación. En relación con esta invención, se considera que dichas piezas de materia no son fotosensibles. El flujo de materia puede comprender fragmentos de materia que exhiban un evento de fluorescencia y/o un evento de fósforo al ser irradiados con dicho al menos un haz de iluminación, cuyo evento de fluorescencia y/o evento de fósforo es preferiblemente lo suficientemente fuerte para ser detectado y determinado por dicho al menos un sensor. En relación con esta invención, se considera que dichas piezas de materia son fotosensibles. Una porción de dicha materia que exhibe un evento de fluorescencia detectable al ser irradiada con dicho al menos un haz de iluminación se denomina porción fluorescente. Una porción de dicha materia que exhibe un evento de fósforo detectable al ser irradiada con dicho al menos un haz de iluminación se denomina porción de fósforo.
[0098] De acuerdo con una realización ilustrativa, una porción fluorescente de dicha porción fotosensible de dicha materia emite radiación óptica tras la irradiación con dicho al menos un haz de iluminación en dicha primera zona, perteneciendo dicha radiación óptica a un evento de fluorescencia y comprendiendo radiación óptica dentro de una o más bandas de longitud de onda, y en donde cada pieza de materia en dicha porción fluorescente de la porción fotosensible de dicha materia emite radiación dentro de al menos una banda de longitud de onda de dichas una o más bandas de longitud de onda tras la irradiación con dicho al menos un haz de iluminación, y en donde dicho al menos un haz de iluminación está sustancialmente libre de radiación óptica dentro de dichas una o más bandas de longitud de onda, y en donde opcionalmente dicho al menos un haz de iluminación consiste en radiación óptica dentro de al menos un intervalo de longitud de onda baja y al menos un intervalo de longitud de onda alta, y cada una de dichas una o más bandas de longitud de onda consiste opcionalmente en radiación óptica dentro de un intervalo de longitud de onda que es diferente tanto de dicho intervalo de longitud de onda baja como de dicho intervalo de longitud de onda alta.
[0099] Como se analiza más adelante en el presente documento, la realización mencionada anteriormente facilita la detección de la radiación relacionada con el evento de fluorescencia, ya que permite detectar la radiación sin ahogarse en la radiación reflejada o dispersa. Esto es posible porque el evento de fluorescencia comprende una o más longitudes de onda únicas que no están presentes en dicho al menos un haz de iluminación.
[0100] De acuerdo con una realización ilustrativa, la disposición de sensores comprende un primer sensor, un primer elemento de difracción, un segundo sensor y un segundo elemento de difracción, y los elementos ópticos están configurados para:
[0101]  dirigir la radiación óptica dentro de un primer intervalo de longitud de onda a únicamente dicha primera rejilla de difracción y únicamente dicho primer sensor de dichas primera y segunda rejillas de difracción y dichos primer y segundo sensores, y
[0102]  dirigir dicha radiación óptica dentro de un segundo intervalo de longitud de onda únicamente a dicha segunda rejilla de difracción y únicamente a dicho segundo sensor de dichas primera y segunda rejillas de difracción y dichos primer y segundo sensores,
[0103] en donde dichos intervalos de longitud de onda primero y segundo son iguales, diferentes o solo se superponen parcialmente.
[0104] Cuando el primer y segundo intervalos de longitud de onda son iguales, la radiación se divide, por ejemplo, mediante un divisor de haz que permite que la mitad de la intensidad de todas las longitudes de onda vaya en una dirección y la otra mitad de la intensidad de todas las longitudes de onda vaya en otra dirección.
[0105] Cuando los intervalos de longitud de onda primero y segundo son diferentes, la radiación se divide, por ejemplo, mediante un divisor de haz que permite que prácticamente toda la intensidad de la luz UV y VIS vaya en una dirección, y que la luzNIRvaya en otra dirección.
[0106] Cuando los intervalos de longitud de onda primero y segundo se superponen parcialmente, la radiación se divide, por ejemplo, mediante un divisor de haz que permite que prácticamente toda la intensidad de la luz UV y la mitad de la intensidad de la luz VIS vayan en una dirección, y que la otra mitad de la intensidad de la luz VIS y toda la intensidad de la luzNIRvayan en otra dirección.
[0107] De acuerdo con una realización ilustrativa, en donde la disposición de sensores comprende un primer sensor, los elementos ópticos están configurados para:
[0108]  dirigir la radiación óptica dentro de un primer intervalo de longitud de onda a dicho primer sensor durante un instante en el tiempo, y
[0109]  dirigir dicha radiación óptica dentro de un segundo intervalo de longitud de onda a dicho segundo sensor durante un instante en el tiempo,
[0110] en donde dichos intervalos de longitud de onda primero y segundo son diferentes o solo se superponen parcialmente.
[0111] De acuerdo con una realización ilustrativa, en donde la disposición de irradiación comprende al menos dos disposiciones de irradiación cuyo eje óptico incide sobre dicho elemento de escaneo desde diferentes direcciones, en donde cada una de las al menos dos disposiciones de irradiación están adaptadas para emitir radiación óptica en intervalos de longitud de onda diferentes o solo parcialmente superpuestos, en donde la radiación óptica en intervalos de longitud de onda diferentes o solo parcialmente superpuestos se emite de manera simultánea o secuencial. Dichas diferentes direcciones son preferiblemente no paralelas.
[0112] De acuerdo con una realización ilustrativa, en donde la disposición de irradiación comprende al menos una disposición de irradiación que está adaptada para emitir radiación óptica en intervalos de longitud de onda diferentes o solo parcialmente superpuestos en diferentes puntos del tiempo.
[0113] Al proporcionar al menos dos disposiciones de irradiación, se puede proporcionar una iluminación más intensa en la primera zona de detección. Además, la iluminación de la primera zona de detección se puede adaptar fácilmente usando diferentes tipos de fuentes de iluminación o fuentes de luz que tengan características diferentes como la primera y segunda disposiciones de irradiación. Además se podrá conseguir un aparato más robusto. Es posible que no sea necesario detener el funcionamiento del aparato si falla una de las fuentes de iluminación primera y segunda y, en consecuencia, todavía podrá utilizarse durante el reemplazo de una de las fuentes de iluminación. La disposición de enfoque puede incluir un primer elemento de enfoque, adaptado para dirigir y enfocar el primer conjunto de haces de iluminación sobre el elemento de escaneo, y un segundo elemento de enfoque, adaptado para dirigir y enfocar el segundo conjunto de haces de iluminación sobre el elemento de escaneo, lo que resulta ventajoso porque el primer y segundo conjuntos de haces de iluminación pueden dirigirse y enfocarse individualmente sobre el elemento de escaneo. Los elementos de enfoque pueden ser cualquier elemento óptico capaz de enfocar y dirigir el primer y/o segundo conjuntos de haces de iluminación. Los elementos de enfoque pueden ser una combinación de una pluralidad de elementos ópticos que actúan conjuntamente. Los elementos de enfoque pueden dirigir el primer y/o segundo conjuntos de haces de iluminación a lo largo de una dirección de iluminación entrante del primer y/o segundo conjuntos de haces de iluminación. El primer elemento de enfoque puede ser una lente o un espejo. El primer elemento de enfoque puede ser una combinación de una lente y un espejo. El segundo elemento de enfoque puede ser una lente o un espejo. El segundo elemento de enfoque puede ser una combinación de una lente y un espejo.
[0114] La disposición de fuente de iluminación puede incluir una única fuente de iluminación o fuente de luz adaptada para emitir el primer conjunto de haces de iluminación y el segundo conjunto de haces de iluminación, lo que resulta ventajoso porque puede hacerse que la disposición de fuente de iluminación sea más eficiente energéticamente. Además, la disposición de fuente de luz puede hacerse más compacta, al ser necesario asignar espacio únicamente para una única fuente de iluminación.
[0115] De acuerdo con una realización ilustrativa, cada uno de dichos uno o más sensores comprende una matriz de sensores, la cual tiene una pluralidad de píxeles de sensor, la cual está dispuesta de manera que la radiación óptica reflejada, dispersada y/o emitida por dicha materia en la segunda zona de inspección se recibe en un segundo conjunto de píxeles de sensor de dicha matriz de sensores, y la radiación óptica emitida por dicha materia en la tercera zona de inspección se recibe simultáneamente en un tercer conjunto de píxeles de sensor de dicha matriz de sensores, en donde los píxeles de dicho primer y segundo conjuntos de píxeles de sensor son diferentes o solo parcialmente iguales.
[0116] Opcionalmente, dicha pluralidad de píxeles de sensor están dispuestos de manera que la radiación óptica emitida por dicha materia en la primera zona de inspección es recibida en un primer conjunto de píxeles de sensor de dicha matriz de sensores, siendo los píxeles de dicho primer conjunto de píxeles diferentes dichos primer y segundo conjuntos de píxeles de sensor, o superponiéndose solo parcialmente a los mismos.
[0117] De acuerdo con una realización ilustrativa, dicho aparato comprende una disposición de sensores adicionales adaptados para recibir y analizar la radiación óptica que es reflejada y/o dispersada por dicha materia en el área irradiada, y el circuito de procesamiento está opcionalmente configurado además para ejecutar una función de recopilación adicional configurada para recopilar datos adicionales basados en una señal de sensor adicional de la disposición de sensores adicionales, cuya señal de sensor adicional pertenece a la radiación óptica reflejada y/o dispersada por dicha materia en el área irradiada.
[0118] El dispositivo de escaneo se calibra preferiblemente utilizando una referencia blanca o luz blanca. El aparato comprende opcionalmente una disposición de referencia que comprende un elemento de referencia blanco, cuyo dispositivo de referencia está adaptado para recibir radiación óptica desde la disposición de irradiación y para dirigir dicha radiación óptica recibida hacia dicho sistema detector a través de dicho elemento de referencia blanco. Un elemento de referencia blanco es una referencia que refleja o transmite un espectro sustancialmente uniforme dentro de uno o más intervalos de longitud de onda predeterminados de interés. Por ejemplo, si todas las longitudes de onda dentro del espectro visible son de interés, un elemento de referencia blanco reflejará o transmitirá luz que se percibe como blanca cuando es irradiada por una fuente de luz que emite un espectro uniforme en todo el intervalo de longitud de onda visible. Sin embargo, si son de interés solo o adicionalmente longitudes de onda en el espectro NIR, un elemento de referencia blanco reflejará o transmitirá radiación óptica con una intensidad sustancialmente uniforme cuando sea irradiado por una fuente de luz que emite un espectro uniforme en el intervalo de longitud de onda NIR de interés.
[0119] Además o en lugar de un espectrómetro, se podría utilizar un sistema de sensores con cámara, es decir, un sistema de sensores sin el elemento de difracción que divide la radiación óptica en diferentes bandas de longitud de onda. El sistema de sensores con cámara puede comprender una cámara CCD o CMOS con una o varias matrices de sensores o conjuntos de sensores para detectar toda la radiación o, por ejemplo, detectar rojo, verde y azul por separado. La matriz de sensores o conjunto de sensores del sistema de sensores con cámara puede utilizarse para detectar la intensidad de la radiación reflejada, dispersada o emitida desde las zonas de inspección 1 a nésima, como se ha descrito anteriormente. La adquisición del sistema de cámara puede sincronizarse con el espejo poligonal utilizado para la proyección de luz.
[0120] Adicional o alternativamente, se puede utilizar un sistema de sensores con cámara como parte de un sistema de triangulación láser. De acuerdo con una realización ilustrativa, el aparato comprende un sistema de triangulación láser. El sistema de triangulación láser incluye un dispositivo láser adaptado para emitir una línea de luz láser hacia una segunda zona de detección a través de la cual se proporciona la materia. El dispositivo láser normalmente incluye una o más fuentes de luz láser y, opcionalmente, elementos ópticos para formar con la luz láser emitida una línea de luz láser.
[0121] Cabe señalar que, en el contexto de esta solicitud, el término línea de luz láser puede ser cualquier tipo de luz láser, visible o no visible, que tenga una extensión alargada, de modo que la luz forme una línea o un perfil similar a una línea cuando incide sobre una superficie.
[0122] El sistema de triangulación láser incluye una disposición de sensores con cámara configurada para recibir y analizar la luz que es reflejada y/o dispersada por la materia en la primera zona de paso de objetos o en una segunda zona de paso de objetos.
[0123] La primera zona de detección y la segunda zona de detección pueden superponerse, lo que resulta ventajoso porque puede resultar más fácil correlacionar la materia en la primera zona de detección con la materia correspondiente en la segunda zona de detección. En otras palabras, puede resultar más fácil determinar cuándo una pieza particular de materia que ha pasado por la primera zona de detección pasa por la segunda zona de detección. Esta configuración resulta ventajosa cuando la materia se desplaza a través de la primera zona de detección y/o la segunda zona de detección de manera aleatoria, como suele ser el caso cuando la materia cae libremente o se desliza a través de la primera zona de detección y/o la segunda zona de detección.
[0124] La primera zona de detección y la segunda zona de detección pueden superponerse parcialmente. La primera zona de detección y la segunda zona de detección pueden superponerse casi por completo. Por lo tanto, la primera zona de detección y la segunda zona de detección pueden estar ubicadas sustancialmente en la misma ubicación física.
[0125] De acuerdo con una realización, la luz recibida del sistema de espectroscopia intersecta total o parcialmente la luz recibida del conjunto de sensores con cámara y/o la línea de luz láser. La disposición particular del sistema de espectroscopia en relación con la disposición de sensores con cámara y/o la disposición de láser permite un sistema compacto que requiere significativamente menos espacio.
[0126] De acuerdo con un ejemplo, la radiación óptica recibida por el sistema de espectroscopia desde la primera zona de paso de objetos, intersectará o cruzará total o parcialmente la luz recibida por el conjunto de sensores con cámara, es decir, la luz que se origina en la línea de luz láser y que ha sido reflejada y/o dispersada por la materia en la primera o segunda zonas de detección.
[0127] De acuerdo con un ejemplo, la materia transportada a través de la primera zona de paso de objetos también se transporta a través de la segunda zona de paso de objetos. Esto permite que la materia específica proporcionada en la primera zona de paso de objetos pueda correlacionarse posterior o paralelamente para que sea la misma materia cuando se proporciona a través de la segunda zona de paso de objetos. En la práctica, esto significa que la misma materia normalmente será analizada tanto por el sistema de espectroscopia como por el sistema de triangulación láser, ya sea en secuencia o en paralelo. De este modo se proporciona un aparato compacto con capacidades de detección mejoradas.
[0128] De acuerdo con un ejemplo, el aparato incluye además uno, dos o una pluralidad de filtros ópticos dispuestos dentro de la trayectoria óptica desde una o más fuentes de iluminación, a través de la primera zona de detección y hasta el al menos un sensor del sistema de espectrómetro. El uno, dos o una pluralidad de filtros ópticos contrarrestan la luz que se origina en el primer conjunto de haces de luz y el segundo conjunto de haces de luz para evitar que llegue a la disposición de sensores con cámara. Con esta disposición de uno, dos o una pluralidad de filtros ópticos puede evitarse que la luz no deseada llegue al sistema de sensores con cámara o al sistema de espectrómetro, para evitar el riesgo de perturbar el mismo. La provisión de uno, dos o una pluralidad resulta especialmente relevante y por tanto ventajosa cuando la primera zona de detección y la segunda zona de detección se superponen. De acuerdo con un ejemplo, al menos uno de los filtros ópticos contrarresta el paso de la luz originada en el primer conjunto de haces de luz, el segundo conjunto de haces de luz y la luz ambiental, pero permite el paso de la luz originada en la luz láser.
[0129] El aparato puede comprender además una unidad de procesamiento acoplada al sistema de espectroscopia y al conjunto de sensores con cámara, en donde la unidad de procesamiento está configurada para determinar un primer conjunto de propiedades pertenecientes a la materia en la primera zona de detección basándose en una señal emitida por el sistema de espectroscopia, y en donde la unidad de procesamiento está configurada para determinar un segundo conjunto de propiedades pertenecientes a la materia en la segunda zona de detección basándose en una señal emitida por el conjunto de sensores con cámara. La provisión de una unidad de procesamiento acoplada al sistema de espectroscopia y al conjunto de sensores con cámara hace que la unidad de procesamiento pueda determinar propiedades o una propiedad de la materia en la primera y segunda zonas de detección respectivas. La unidad de procesamiento puede así recibir señales desde el sistema de espectroscopia y el conjunto de sensores con cámara, respectivamente. Las señales recibidas pueden basarse en el análisis de la luz recibida por el sistema de espectroscopia y la disposición de sensores con cámara, respectivamente. Cabe señalar que, en el contexto de esta solicitud, la expresión unidad de procesamiento puede ser cualquier unidad, sistema o dispositivo capaz de recibir una señal o señales o datos desde otras entidades y procesar las señales o datos recibidos. El procesamiento puede incluir, por ejemplo, el cálculo de propiedades o de una propiedad basándose en las señales o datos recibidos, el reenvío de las señales o datos recibidos y la alteración de las señales o datos recibidos. La unidad de procesamiento puede ser una sola unidad o puede estar distribuida en una pluralidad de dispositivos, tales como una pluralidad de ordenadores personales, cada uno con capacidades de procesamiento. La unidad de procesamiento puede implementarse en hardware o en software.
[0130] Cabe señalar que, en el contexto de esta solicitud, la expresión conjunto de propiedades puede ser cualquier conjunto de datos, incluido cualquier tipo de datos. El conjunto de propiedades puede incluir cualquier número de propiedades, incluido 0. Por tanto, el conjunto de propiedades puede ser un conjunto vacío, que, por ejemplo, puede indicar la ausencia de materia.
[0131] El primer conjunto de propiedades puede ser indicativo de al menos uno de los siguientes: una respuesta espectral de la materia, un tipo de material de la materia, un color de la materia, una fluorescencia de la materia, una fosforescencia de la materia, una madurez de la materia, un contenido de materia seca en la materia, un contenido de agua en la materia, un contenido de grasa en la materia, un contenido de aceite en la materia, un valor calorífico de la materia, una presencia de espinas o espinas de pescado en la materia, la presencia de plagas, un tipo de mineral en la materia, un tipo de mena en la materia, un nivel de defecto de la materia, una detección de materiales biológicos peligrosos en la materia, la presencia de materia, la ausencia de materia, la detección de materiales multicapa en la materia, la detección de un marcador fluorescente y/o fosforescente en la materia, marcadores de color en la materia, un grado de calidad de la materia, una estructura física de la superficie de la materia y una estructura molecular de la materia.
[0132] Un ejemplo de material biológico peligroso relevante que puede detectarse es la micotoxina.
[0133] Las características anteriores del primer conjunto de propiedades se pueden determinar en combinaciones específicas que pueden resultar útiles para detectar materia en la primera zona de detección. Ejemplos de aplicaciones en las que tales combinaciones resultan útiles son la ordenación de alimentos para mascotas, la detección de espinas de pescado en filetes, la ordenación de papel mediante espectroscopia visible yNIR, la retirada de materiales extraños y cáscaras en pistachos, el reciclaje de polímeros, por dar algunos ejemplos no limitativos.
[0134] El segundo conjunto de propiedades puede ser indicativo de al menos uno de los siguientes: una altura de la materia, un perfil de altura de la materia, un mapa 3D de la materia, un perfil de intensidad de luz reflejada y/o dispersada, un centro de volumen de la materia, un centro de masa estimado de la materia, un peso estimado de la materia, un material estimado de la materia, la presencia de materia, la ausencia de materia, la detección de dispersión de luz isótropa y anisotrópica en la materia, una estructura y calidad de la madera, una rugosidad y textura de la superficie de la materia y una indicación de presencia de fluidos en la materia.
[0135] Ejemplos de fluidos relevantes son el aceite y el agua en productos alimenticios.
[0136] Las características anteriores del segundo conjunto de propiedades se pueden determinar en combinaciones específicas que pueden resultar útiles para detectar materia en la segundo zona de detección. Ejemplos de aplicaciones en las que tales combinaciones resultan útiles son la clasificación de vidrio y de cuarzo, por dar algunos ejemplos no limitativos.
[0137] La unidad de procesamiento puede estar configurada además para recibir una entrada indicativa de un ángulo de visión de la disposición de sensores con cámara con respecto a la segunda zona de detección, y para compensar el ángulo de visión de la disposición de sensores con cámara al determinar el segundo conjunto de propiedades, lo que resulta ventajoso ya que se puede lograr una ordenación o eyección posterior más precisa de la materia. En la práctica, la altura de la materia en la segunda zona de detección puede compensarse de cara a determinar la posición de la materia en la segunda zona de detección. De esta manera, una operación de ordenación o eyección posterior puede afectar o influir en la materia en una ubicación, contrarrestando una ordenación o eyección incorrecta. Por ejemplo, un dispositivo de ordenación o eyector puede incidir sobre la materia en su centro de masa estimado, reduciendo así el riesgo de que, por ejemplo, la materia se resbale o caiga. Un eyector puede configurarse con etapas de procesamiento de imágenes mediante válvulas para reducir o minimizar el consumo de aire comprimido y el consumo de energía mientras se mantiene un rendimiento de ordenación y una pérdida en la ordenación óptimos.
[0138] La unidad de procesamiento puede estar configurada para recibir una entrada indicativa de una geometría de la disposición de láseres y la disposición de sensores con cámara con respecto a la segunda zona de detección. La unidad de procesamiento puede configurarse para compensar la geometría de la disposición de láseres y la disposición de sensores con cámara con respecto a la segunda zona de detección al determinar el segundo conjunto de propiedades.
[0139] El aparato puede comprender además un dispositivo de eyección acoplado a la unidad de procesamiento, en donde el dispositivo de eyección está adaptado para eyectar y ordenar la materia en una pluralidad de fracciones en respuesta a la recepción de una señal de la unidad de procesamiento, basándose en el primer conjunto de propiedades determinado y/o el segundo conjunto de propiedades determinado, estando el dispositivo de eyección adaptado para eyectar y ordenar dicha materia por medio de al menos uno de un chorro de aire comprimido, un chorro de agua a presión, una pieza separadora mecánica, una barra de chorros de aire comprimido, una barra de chorros de agua a presión, una barra de piezas separadoras mecánicas, un brazo robótico y un desviador mecánico.
[0140] Mediante la provisión de una disposición de eyección acoplada a la unidad de procesamiento, el aparato puede eyectar y así ordenar la materia en una pluralidad de fracciones basándose en el primer conjunto de propiedades determinado y/o el segundo conjunto de propiedades determinado. De esta forma, la materia puede ordenarse basándose en el análisis realizado por el sistema de espectroscopia y/o el sistema de triangulación láser. La pluralidad de fracciones puede basarse en cualquiera de las propiedades determinadas. Las fracciones pueden basarse, por ejemplo, en el material o el color. Una facción puede corresponder a una materia que deba descartarse o desecharse.
[0141] La eyección y ordenación puede realizarse mediante un chorro de aire comprimido, un chorro de agua a presión, una pieza separadora mecánica, una barra de chorros de aire comprimido, una barra de chorros de agua a presión, una barra de piezas separadoras mecánicas, un brazo robótico o un desviador mecánico.
[0142] Como alternativa a la eyección y ordenación, la materia puede analizarse en línea, por ejemplo, mediante un servicio en la nube. La materia así analizada puede entonces clasificarse, por ejemplo, en términos de pureza, nivel de defectos, color promedio, etc.
[0143] El aparato puede comprender además un transportador para transportar materia a través de la primera zona de detección y la segunda zona de detección, o una tolva, que opcionalmente incluye un alimentador por vibración, para el deslizamiento o caída libre de la materia a través de la primera zona de detección y/o la segunda zona de detección.
[0144] Mediante la provisión de un transportador, la materia puede ser transportada a través de la primera zona de detección y la segunda zona de detección de manera controlada. La materia transportada y analizada en la primera zona de detección puede luego transportarse y analizarse en la segunda zona de detección. Mediante el transporte controlado de materia a través de la primera zona de detección y la segunda zona de detección, se puede realizar un seguimiento de la materia. Por lo tanto, la materia en la primera zona de detección puede correlacionarse o identificarse como la misma materia en la segunda zona de detección.
[0145] Mediante la disposición de una tolva, que opcionalmente incluye un alimentador por vibración, la materia puede deslizarse o hacerse caer libremente a través de la primera zona de detección y/o la segunda zona de detección. La materia puede deslizarse a través de la primera zona de detección y la segunda zona de detección. La materia puede caer libremente a través de la primera zona de detección y la segunda zona de detección. La materia puede deslizarse a través de la primera zona de detección y caer libremente a través de la segunda zona de detección. La disposición de una tolva, que opcionalmente incluye un alimentador vibratorio, resulta ventajosa para objetos a granel de pequeño tamaño, tales como granos de distintos tipos.
[0146] Un ámbito de aplicabilidad adicional de la presente invención se hará evidente a partir de la descripción detallada que se ofrece a continuación. Sin embargo, debe entenderse que la descripción detallada y los ejemplos específicos, si bien indican variantes preferidas del presente concepto inventivo, se ofrecen solo a modo de ilustración, ya que a partir de esta descripción detallada serán evidentes para los expertos en la materia varios cambios y modificaciones dentro del alcance del concepto de la invención.
[0147] Por tanto, debe entenderse que este concepto de la invención no está limitado a los componentes particulares del dispositivo descrito, ya que tal dispositivo puede variar. También debe entenderse que la terminología utilizada en el presente documento tiene el propósito de describir variantes particulares únicamente y no pretende ser limitante. Se debe tener en cuenta que, tal como se utilizan en la memoria técnica y en las reivindicaciones adjuntas, los artículos "un", "uno/a", "el/la" y "dicho/a" tienen la intención de significar que hay uno o más de los elementos a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Así, por ejemplo, la referencia a "una unidad" o "la unidad" puede incluir varios dispositivos y similares. Además, las expresiones "que comprende", "que incluye", "que contiene" y expresiones similares no excluyen otros elementos. Además, un elemento o disposición que se haya descrito como parte de un todo también puede utilizarse de forma independiente.
[0148] Breve descripción de los dibujos
[0149] La Fig.1 muestra una vista esquemática de un aparato 100 para la clasificación de materia 102 de acuerdo con la presente divulgación.
[0150] La Fig.2 muestra una vista esquemática de algunos de los componentes dentro de la carcasa 110 mostrada en la Fig.1.
[0151] La Fig.3 muestra una vista esquemática de algunos de los componentes dentro de la carcasa 110 mostrada en la Fig.1.
[0152] La Fig. 4 muestra una vista esquemática de algunos de los componentes del sistema de espectroscopia 120 del aparato.
[0153] Las Figs.5a-5c son vistas desde arriba de una pieza de materia sobre la cinta transportadora (no se muestra). La Fig. 6 muestra una representación esquemática de los datos de intensidad de un material que emite luz tanto fluorescente como fosforescente.
[0154] Las Figs.7a,b muestran datos de intensidad de la radiación detectada donde la materia iluminada es papel blanco.
[0155] Las Figs. 8a,b muestran datos de intensidad de la radiación detectada donde la materia iluminada es una botella amarilla brillante.
[0156] Las Figs.9a,b muestran datos de intensidad de la radiación detectada donde la materia iluminada es un marcador azul.
[0157] Las Figs.10a,b muestran datos de intensidad de la radiación detectada donde la materia iluminada es un marcador rojo.
[0158] La Fig.11 muestra datos de intensidad de radiación detectada para cuatro materiales diferentes.
[0159] La Fig.12 muestra datos de intensidad promedio en varios experimentos para el papel blanco.
[0160] La Fig.13 muestra datos de intensidad promedio en varios experimentos para la botella amarilla brillante.
[0161] La Fig.14 muestra datos de intensidad promedio en varios experimentos para el marcador azul.
[0162] La Fig.15 muestra datos de intensidad promedio en varios experimentos para el marcador rojo.
[0163] La Fig.16 muestra la intensidad máxima registrada en todas las longitudes de onda en función del tiempo para el papel blanco.
[0164] La Fig.17 muestra la intensidad máxima registrada en todas las longitudes de onda en función del tiempo para el marcador rojo.
[0165] La Fig.18 es un diagrama de proceso de un método de acuerdo con la presente invención.
[0166] Descripción detallada
[0167] Se describirá ahora con más detalle el concepto de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos, en los que se muestran variantes actualmente preferidas del concepto de la invención. Sin embargo, este concepto de la invención puede implementarse en muchas formas diferentes y no debe interpretarse como limitado a las variantes establecidas en el presente documento; más bien, estas variantes se proporcionan para una mayor minuciosidad y completitud, y transmiten completamente a la persona experta el alcance del concepto de la presente invención.
[0168] La Fig. 1 ilustra esquemáticamente un aparato 100 para compilar información sobre materia y/o para clasificar materia en al menos una primera y una segunda clases. La materia 102 se proporciona a través de una primera zona de paso de objetos 104.
[0169] En el aparato 100 representado en la Fig. 1, la materia 102 es transportada a través de la primera zona de paso de objetos 104 por medio de un transportador 108. Sin embargo, la materia 102 puede proporcionarse a través de la primera zona de paso de objetos 104 a través de cualquier medio adecuado, p. ej. mediante deslizamiento o caída libre. Para este fin, el aparato 100 puede estar provisto de una tolva. Por lo tanto, el transportador de la Fig. 1 es opcional. Más detalladamente, esto implica que la materia es irradiada al menos durante un primer período de tiempo por dicho al menos un haz de iluminación en un área irradiada 118 cuando dicha materia es transportada por dicho transportador 108 a través de dicha zona de paso de objetos, a una velocidad de entre 0,4 m/s y 20 m/s, o es deslizada por dicha tolva a través de dicha zona de paso de objetos o cae libremente a través de dicha zona de paso de objetos.
[0170] El aparato 100 representado en la Fig. 1 incluye además una carcasa 110 opcional dispuesta en el lateral y preferiblemente por encima de la primera zona de paso de objetos 104. En otras palabras, la carcasa 110 está dispuesta encima del transportador 108. Nos referimos ahora también a la Fig.2, que divulga esquemáticamente una selección de componentes dispuestos preferentemente en la carcasa 110 opcional.
[0171] En el interior de la carcasa 110 se proporciona una disposición de irradiación 114, también denominada disposición de irradiación 114, adaptada para emitir al menos un haz de iluminación que comprende radiación óptica dentro de un primer intervalo de longitud de onda hacia un elemento de escaneo 136, cuyo elemento de escaneo está configurado para redirigir el al menos un haz de iluminación 116 hacia la primera zona de paso de objetos 104. Si en la zona de paso del primer objeto está presente materia, una porción superficial de esta materia será irradiada por al menos un haz de iluminación. En relación con esta invención, esta porción superficial irradiada por dicho al menos un haz de iluminación se denomina área irradiada 118.
[0172] De acuerdo con una realización ilustrativa, se prevé que al menos algunas piezas de materia en dicho flujo de materia sean fluorescentes (es decir, que emitan radiación óptica perteneciente a un evento de fluorescencia tras la irradiación con dicho al menos un haz de iluminación en dicha primera zona), cuya detección resulta de interés.
[0173] Para facilitar la detección de radiación óptica perteneciente a un evento de fluorescencia, cuyo evento de fluorescencia comprende radiación en una o más bandas de longitud de onda predeterminadas, se prefiere que el al menos un haz de iluminación no tenga ninguna radiación o al menos ninguna radiación significativa en dichas una o más bandas de longitud de onda predeterminadas. Los intervalos de longitud de onda de la radiación óptica pertenecientes a dicho(s) evento(s) de fluorescencia pueden ser más amplios que una o más bandas de longitud de onda predeterminadas, pero una o más bandas de longitud de onda predeterminadas permiten detectar al menos una porción suficiente de la radiación óptica perteneciente a dicho(s) evento(s) de fluorescencia para determinar la información de interés; por ejemplo, que se ha producido un evento de fluorescencia. Si el al menos un haz de iluminación no está sustancialmente libre de radiación óptica dentro de dichas una o más bandas de longitud de onda, existe un riesgo en al menos algunas aplicaciones de que la radiación fluorescente no sea discernible de la radiación reflejada o dispersada.
[0174] En el interior de la carcasa 110 se proporciona un sistema de espectroscopia 120 adaptado para recibir y analizar la radiación óptica 122 que es reflejada, dispersada y/o emitida por la materia 102 en la primera zona de detección 104.
[0175] El aparato 100 representado en la Fig.1 incluye además una disposición de eyección 112 dispuesto aguas abajo de la primera zona de paso de objetos 104. La disposición de eyección 112 está adaptada para expulsar y ordenar la materia 102 hacia al menos dos destinos diferentes. Sin embargo, la disposición de eyección 112 de la Fig.1 es opcional.
[0176] El aparato 100 representado en la Fig. 1 incluye además un armario de control 111 dispuesto encima del transportador 108. El armario de control 111 incluye equipos utilizados para controlar el aparato 100. El equipo normalmente incluye una unidad de procesamiento 113 o unidad de control para controlar el transportador 108, la disposición de eyección 112 y el equipo en la carcasa 110. La unidad de procesamiento 113 se utiliza normalmente para determinar propiedades o una propiedad de la materia 102 basándose en una medición realizada por el equipo en la carcasa 110.
[0177] Haciendo referencia ahora en particular a la Fig. 2, en ella se representan conceptualmente los componentes en el interior de la carcasa 110 de la Fig.1. La Fig.2 también ilustra una porción del transportador 108 que incluye la primera zona de paso de objetos 104.
[0178] En la Fig. 2, una de las flechas pequeñas en el área irradiada 118 indica la dirección de escaneo. Como puede observarse en la Fig.2, el haz de iluminación intersecta la zona de paso de objetos en un ángulo no ortogonal, es decir, en este ejemplo el haz de iluminación no es ortogonal a la cinta transportadora en al menos un plano geométrico. De acuerdo con una realización alternativa, el haz de iluminación intersecta la zona de paso de objetos ortogonalmente, es decir, en este ejemplo el haz de iluminación es ortogonal a la cinta transportadora en al menos dos planos geométricos ortogonales.
[0179] La materia 102 se suministra a través de la primera zona de paso de objetos por medio del transportador 108. La materia 102 normalmente se transporta de manera continua a través de la primera zona de paso de objetos 104. Además, en conjunción con la disposición de irradiación 114 representada, se proporciona una primera disposición óptica 134. La primera disposición óptica 134 está adaptada para dirigir y opcionalmente hacer converger el al menos un haz de iluminación 116 hacia el elemento de escaneo 136. El elemento de escaneo 136 está adaptado para redirigir el al menos un haz de iluminación 116 a lo largo de una dirección de iluminación hacia la primera zona de paso de objetos 104 y un área irradiada 118 de una pieza de materia que pasa, cuando está presente. La primera disposición óptica 134 está configurada para enfocar al menos un haz de iluminación en o en la proximidad de la primera zona de paso de objetos 104, como se ilustra en la Fig.2. El elemento de escaneo 136 representado en la Fig. 2 tiene forma de un espejo poligonal rotacional. De este modo, al girar el espejo poligonal se producirá una redirección del al menos un haz de iluminación 116 en la primera zona de paso de objetos 104 y un desplazamiento de la dirección de iluminación. El al menos un haz de iluminación 116 se redirigirá entonces repetidamente a través de la primera zona de paso de objetos 104 por cada revolución del espejo poligonal, donde el número de repeticiones es igual al número de superficies reflectantes en el espejo poligonal, es decir, 10 para el espejo poligonal mostrado en la Fig.2.
[0180] Se pueden utilizar otros tipos de elementos de escaneo de manera ventajosa. Por ejemplo, se puede utilizar un elemento de escaneo que tenga solo una superficie reflectante que esté articulada alrededor de un eje de pivote. Como se ha descrito anteriormente, el sistema de espectroscopia 120 está adaptado para recibir y analizar la radiación óptica 122 que es reflejada, dispersada y/o emitida por la materia 102 en la primera zona de paso de objetos 104. La radiación 122 que es reflejada, dispersada y/o emitida por la materia 102 en la primera zona de paso de objetos 104, antes de entrar en el sistema de espectroscopia 120, incidirá en el elemento de escaneo 136, es decir el espejo poligonal, desde donde la radiación óptica 122 es recibida por los elementos ópticos 121 del sistema de espectroscopia 120. Opcionalmente, la ruta óptica desde el espejo poligonal 136 hasta el sistema de espectroscopia 120 comprende elementos ópticos adicionales tales como por ejemplo un espejo plegable fijo, que redirige la radiación reflejada por dicho espejo poligonal hacia una carcasa 121 opcional del sistema de espectrómetro. El espejo plegable fijo puede estar ubicado en la proximidad de la ubicación donde el al menos un haz de iluminación 116 sale de la primera disposición óptica 134.
[0181] El sistema de espectroscopia 120 puede estar fabricado por Tomra y ser capaz de hacer frente a la tasa de repetición requerida. Cada espectrómetro del sistema de espectrómetro puede configurarse para analizar la radiación óptica en el intervalo de longitud de onda de 400 a 1000 nm o la radiación óptica en el intervalo de longitud de onda de 500 a 1000 nm o en el intervalo de longitud de onda de 1000 a 1900 nm. Adicional o alternativamente, un espectrómetro en el sistema de espectrómetro puede configurarse para analizar radiación óptica que tenga una longitud de onda superior a 900 nm. El espectrómetro puede configurarse, por ejemplo, para analizar la radiación óptica en el intervalo de longitud de onda de 1900 a 2500 nm, o puede configurarse para analizar la radiación óptica en el intervalo de longitud de onda de 2700 a 5300 nm. Además, el espectrómetro puede configurarse para analizar la radiación óptica en el intervalo de longitud de onda de 900 a 1700 nm. Adicional o alternativamente, un espectrómetro del sistema de espectrómetro puede configurarse para analizar la radiación óptica en el intervalo de longitud de onda de 700 a 1400 nm. El espectrómetro puede analizar la luz visible. El espectrómetro puede analizar la luz NIR. El espectrómetro puede analizar la luz IR. Se pueden utilizar diferentes tipos de espectrómetros dependiendo de las características revistas de la materia 102.
[0182] El sistema de espectrómetro puede comprender uno, dos o una pluralidad de sensores, por ejemplo, un primer sensor 131 y un segundo sensor 132. Preferiblemente, cada uno de dichos uno, dos o una pluralidad de sensores es un sensor de matriz o un sensor matricial, que comprende una pluralidad de píxeles. Además, cada sensor está asociado preferiblemente con un respectivo elemento difractivo 128, 129 tal como una rejilla; cuyos pares de sensores y elementos difractivos están dispuestos en diferentes ubicaciones y dispuestos para recibir una respectiva porción de la radiación óptica 122, en donde diferentes porciones de la radiación óptica 122 se dirigen hacia los primeros elementos difractivos 128 y el segundo elemento difractivo 129, respectivamente. La radiación óptica 122 puede dividirse, por ejemplo, en dos partes diferentes por medio de un elemento divisor de haz 123. Se puede utilizar más de un espectrómetro en el aparato 100. Por ejemplo, el sistema de espectroscopia 120 puede incluir un primer sensor 131 adaptado para analizar la luz de un primer intervalo de longitud de onda y un segundo sensor 120 adaptado para analizar la luz de un segundo intervalo de longitud de onda. A modo de ejemplo, un primer espectrómetro 120 puede analizar luz en el intervalo de longitud de onda de 450 a 800 nm y un segundo espectrómetro 120 puede analizar radiación óptica en el intervalo de longitud de onda de 1500 a 1900 nm. Por ejemplo, puede utilizarse un espectrómetro para luz visible en combinación con un espectrómetro NIR.
[0183] De manera similar, se pueden incluir dos, tres o más espectrómetros 120 en el sistema de espectroscopia 120. Por lo tanto, se pueden utilizar tres o más espectrómetros. Por ejemplo, puede utilizarse un espectrómetro de luz visible en combinación con dos espectrómetros NIR.
[0184] El sistema de espectroscopia 120 puede ser un sistema de espectroscopia de barrido 120. Un ejemplo de un espectrómetro de barrido adecuado es el fabricado por Tomra.
[0185] Se pueden determinar varias propiedades de la materia 102 en la primera zona de paso de objetos 104 basándose en mediciones realizadas mediante el sistema de espectroscopia 120.
[0186] Como se ha analizado anteriormente, el aparato 100 representado en las Figs. 1, 2 y 3 incluye una unidad de procesamiento 113. La unidad de procesamiento 113 se encuentra en el aparato 100 representado, ubicado en el armario de control 111. La unidad de procesamiento 113 está acoplada al sistema de espectroscopia 120, el acoplamiento entre la unidad de procesamiento 113 y el sistema de espectroscopia 120 se ilustra esquemáticamente mediante líneas discontinuas en la Fig.2. La unidad de procesamiento 113 puede acoplarse al sistema de espectroscopia 120 y a la disposición de sensores con cámara 128 mediante cualquier conexión adecuada, incluidas conexiones cableadas e inalámbricas. Se podrá aprovechar cualquier conexión capaz de transmitir datos en cualquier formato, digital o analógico.
[0187] Las Figuras 5a-5c son vistas desde arriba de una pieza de materia sobre la cinta transportadora (no se muestra). Cuando la materia está en caída libre, se puede obtener una visión similar mirando el flujo desde una dirección ortogonal o transversal a la dirección de transporte del flujo de materia; tal como mirando desde una dirección que se desvíe como máximo /- 60°, o como máximo /- 45°, o como máximo /- 30° de la dirección ortogonal. La Figura 5a ilustra la posición de la pluralidad de zonas de inspección en un primer, segundo y tercer instantes en el tiempo, respectivamente, donde el elemento de escaneo está dispuesto en una respectiva primera, segunda y tercera posiciones y el al menos un haz de iluminación está dirigido en una primera, segunda y tercera direcciones de iluminación respectiva hacia la primera zona de paso de objetos. En dicho primer instante en el tiempo, el elemento de escaneo está dispuesto en dicha primera posición y el al menos un haz de iluminación se dirige a lo largo de una primera dirección de iluminación e irradia dicha materia en una primera área irradiada 118a, marcada con un círculo en la Figura 5a. La zona de paso de objetos comprende una pluralidad de zonas de inspección numeradas del 1 al 8, que están dispuestas secuencialmente en una primera dirección 140. Con más detalle, una segunda zona de inspección 2 de la pluralidad de zonas de inspección está dispuesta a continuación de la primera zona de inspección con respecto a la primera dirección, y una tercera zona de inspección 3 de la pluralidad de zonas de inspección está dispuesta a continuación de la segunda zona de inspección con respecto a la primera dirección. En este primer instante en el tiempo, dicha pluralidad de zonas de inspección 1-8 están dispuestas en una primera posición con relación a dicha materia. La primera disposición óptica 134, el elemento de escaneo y los elementos ópticos 125 están dispuestos preferiblemente de manera que el área irradiada coincida sustancialmente con una primera zona de inspección 1 durante un primer período de tiempo.
[0189] En dicho segundo instante en el tiempo, el elemento de escaneo está dispuesto en dicha segunda posición con respecto a dicha materia y el al menos un haz de iluminación se dirige a lo largo de una segunda dirección de iluminación e irradia dicha materia en una segunda área irradiada 118b, marcada con un círculo en la Figura 5b. En este segundo instante en el tiempo, dicha pluralidad de zonas de inspección 1-8 están dispuestas en una segunda posición con relación a dicha materia. Con más detalle, al girar a dicha segunda posición, el elemento de escaneo desplaza dicha pluralidad de zonas de inspección 1-8 y dicha dirección de iluminación con respecto a dicha materia en la primera dirección, de manera que la segunda zona de inspección 2, durante un segundo período de tiempo después de dicho primer período de tiempo, coincide sustancialmente con la primera zona de inspección anterior a dicho desplazamiento. Como se ha indicado anteriormente, el sistema de espectroscopia 120 comprende una disposición de sensores que comprende uno o más sensores 131, 132, cuya disposición de sensores está adaptada para recibir y analizar la radiación óptica 122 que es reflejada, dispersada y/o emitida por dicha materia en al menos una de dicha pluralidad de zonas de inspección. Más detalladamente, la disposición de sensores está adaptada para recibir al menos radiación óptica 122 que es emitida por dicha materia en la segunda zona de inspección durante el segundo período de tiempo; cuya radiación óptica pertenece a un evento de fosforescencia resultante de un evento de fotoexcitación en la primera zona durante dicho primer período de tiempo.
[0191] En dicho tercer instante en el tiempo, el elemento de escaneo está dispuesto en dicha tercera posición con respecto a dicha materia y el al menos un haz de iluminación se dirige a lo largo de una tercera dirección de iluminación e irradia un área fuera de dicha materia 118c, que se marca con un círculo en la Figura 5c. En este tercer instante en el tiempo, dicha pluralidad de zonas de inspección 1-8 están dispuestas en una tercera posición con relación a dicha materia. Con más detalle, al girar a dicha tercera posición, el elemento de escaneo desplaza dicha pluralidad de zonas de inspección 1-8 y dicha dirección de iluminación con respecto a dicha materia en la primera dirección, de manera que la tercera zona de inspección 3, durante un tercer período de tiempo después de dicho segundo período de tiempo, coincide sustancialmente con la segunda zona de inspección anterior a dicho desplazamiento. La disposición de sensores del sistema de espectroscopia está adaptada para recibir al menos la radiación óptica 122 que es emitida por dicha materia en la tercera zona de inspección durante el tercer período de tiempo; cuya radiación óptica pertenece a un evento de fosforescencia resultante de un evento de fotoexcitación en la primera zona de inspección durante dicho primer período de tiempo.
[0193] Durante dichos segundo y tercer períodos de tiempo, y opcionalmente también durante dicho primer período de tiempo, los elementos ópticos están configurados además para redirigir dicha radiación recibida 122 a al menos uno de dichos uno o más sensores.
[0195] Se debe tener en cuenta que el aparato 100 se representa aquí de manera que la primera dirección 140 es transversal a la cinta transportadora 108. En otras palabras, la dirección de escaneo es ortogonal a la cinta transportadora y, por lo tanto, ortogonal al movimiento de la materia 102 que se transporta sobre la cinta transportadora 108. En realizaciones alternativas, la diferencia angular entre la dirección de transporte 141 y la primera dirección 140 puede tener cualquier valor, p. ej. puede ser un valor entre 0 y menos de 360°; o la diferencia angular se desvía como máximo /- 70°, o como máximo /- 50°, o como máximo /- 30° con respecto a 90°; o la diferencia angular se desvía como máximo /- 70°, o como máximo /- 50°, o como máximo /- 30° con respecto a -90°. En la Fig.5a-5c la diferencia angular es de 90°.
[0197] De acuerdo con una realización ilustrativa, el número de zonas de inspección es al menos n, y cada superficie reflectante del elemento de escaneo desplaza las zonas de inspección n veces antes de preferiblemente redirigir la dirección de iluminación a la primera dirección de iluminación; siendo n un entero positivo. Después de preferiblemente redirigir la dirección de iluminación a la primera dirección de iluminación, se repiten preferiblemente los n desplazamientos.
[0199] Como se ha mencionado anteriormente, la radiación óptica que es recibida por el sistema de espectrómetro es guiada hacia uno o más sensores. La disposición de sensores comprende además un circuito de procesamiento configurado para recopilar datos de sensores basándose en una señal de sensor procedente de la disposición de sensores. El circuito de procesamiento se puede disponer en cualquier ubicación, p. ej. en la carcasa de espectrómetro 121 y/o en la unidad de procesamiento 113. Puede disponerse p. ej. parcialmente en la carcasa de espectrómetro y parcialmente en la unidad de procesamiento. Adicional o alternativamente, los circuitos de procesamiento pueden disponerse total o parcialmente en una solución basada en la nube.
[0200] Más detalladamente, un circuito de procesamiento configurado para ejecutar una función de recopilación de segunda zona configurada para recopilar datos de la segunda zona basándose en al menos una señal de sensor de dichos uno o más sensores, cuya al menos una señal de sensor pertenece a dicha radiación óptica emitida por dicha materia en la segunda zona de inspección.
[0201] De acuerdo con un ejemplo, durante y/o después del segundo instante en el tiempo, el primer sensor emite al menos una señal correspondiente a la radiación óptica recibida por ese sensor desde la segunda zona de inspección durante el segundo instante en el tiempo; opcionalmente, más sensores, tal como el segundo sensor, hacen lo mismo. Esta al menos una señal del uno o más sensores puede denominarse al menos una señal de sensor de segunda zona.
[0202] Adicionalmente, durante y/o después del tercer instante en el tiempo, el primer sensor emite al menos una señal correspondiente a la radiación óptica recibida por ese sensor desde la tercera zona de inspección durante el tercer instante en el tiempo; opcionalmente, más sensores, tal como el segundo sensor, hacen lo mismo. Esta al menos una señal del uno o más sensores puede denominarse al menos una señal de sensor de tercera zona.
[0203] En general, durante y/o después del n-ésimo instante en el tiempo, p. ej. el primer sensor emite al menos una señal correspondiente a la radiación óptica recibida por ese sensor desde la segunda zona de inspección durante el nésimo instante en el tiempo; opcionalmente, más sensores, tal como el segundo sensor, hacen lo mismo. Esta al menos una señal del uno o más sensores puede denominarse al menos una señal de sensor de n-ésima zona. El circuito de procesamiento está configurado para ejecutar una función de recopilación de segunda zona configurada para recopilar datos de segunda zona basándose en dicha al menos una señal de sensor de segunda zona o basándose en al menos una señal de sensor de dichos uno o más sensores, cuya al menos una señal de sensor pertenece a dicha radiación óptica emitida por dicha materia en la segunda zona de inspección. Estos datos de segunda zona pueden ser una representación de toda o una parte de la información presente en dicha al menos una señal de sensor de segunda zona. De acuerdo con un ejemplo, dicha al menos una señal de sensor de segunda zona es una señal analógica continua de una pluralidad de píxeles que representan una pluralidad de bandas de longitud de onda; mientras que los datos de segunda zona son un valor muestreado de la señal analógica de todas o una parte de las bandas de longitud de onda.
[0204] Adicionalmente, el circuito de procesamiento está configurado para ejecutar una función de recopilación de tercera zona configurada para recopilar datos de tercera zona basándose en dicha al menos una señal de sensor de tercera zona o basándose en al menos una señal de sensor de dichos uno o más sensores, cuya al menos una señal de sensor pertenece a dicha radiación óptica emitida por dicha materia en la tercera zona de inspección. En general, el circuito de procesamiento puede estar configurado para ejecutar una función de recopilación de nésima zona configurada para recopilar datos de n-ésima zona basándose en dicha al menos una señal de sensor de n-ésima zona o basándose en al menos una señal de sensor de dichos uno o más sensores, cuya al menos una señal de sensor pertenece a dicha radiación óptica emitida por dicha materia en la n-ésima zona de inspección. Estos datos de n-ésima zona pueden ser una representación de toda o una parte de la información presente en dicha al menos una señal de sensor de n-ésima zona. De acuerdo con un ejemplo, dicha al menos una señal de sensor de n:ésima zona es una pluralidad de señales analógicas continuas de una pluralidad de píxeles, estando cada píxel asociado con una respectiva banda de longitud de onda; mientras que los datos de n:ésima zona son un valor muestreado de la señal analógica de todos o una parte de los píxeles. Adicional o alternativamente, dicha al menos una señal de sensor de n:ésima zona comprende una señal analógica continua de un píxel; mientras que los datos de n:ésima zona son un valor muestreado de una parte, toda o partes discontinuas de la señal analógica. Sin embargo, que la mencionada al menos una señal de sensor de n:ésima zona comprenda una o más señales analógicas es opcional. Dicha al menos una señal de sensor de n:ésima zona puede comprender cualquier tipo de datos y/o señales, ya sean procesados o sin procesar.
[0205] El circuito de procesamiento está configurado para ejecutar una función de clasificación para clasificar dicha materia basándose al menos en los datos de 2ª a n-ésima zona, siendo n igual a 3. En otras palabras, el circuito de procesamiento está configurado para ejecutar una función de clasificación para clasificar dicha materia basándose al menos en los datos de segunda zona y los datos de tercera zona.
[0206] El circuito de procesamiento puede configurarse para clasificar dicha materia basándose, por ejemplo, en los datos de 1ª a n-ésima zona, o en los datos de 2ª a n-ésima zona, siendo n el número de desplazamientos realizados por el elemento de escaneo en dicha primera dirección antes de que la dirección de iluminación sea redirigida a la primera dirección de iluminación.
[0207] En general, el circuito de procesamiento puede configurarse para clasificar dicha materia basándose en una selección predeterminada de dos, tres, cuatro o más de los datos de 1ª a n-ésima zona, siendo n el número de desplazamientos realizados por el elemento de escaneo en dicha primera dirección antes de que la dirección de iluminación sea redirigida a la primera dirección de iluminación.
[0208] El circuito de procesamiento está configurado para ejecutar una función de salida configurada para emitir una señal de clasificación que asigna dicha una clase de al menos una primera y una segunda clases a dicha materia basándose en la salida de dicha función de clasificación.
[0210] En la Fig.6 se muestran datos de intensidad de un material que emite tanto luz fluorescente como fosforescente, donde un primer conjunto de píxeles de sensor detecta la luz fluorescente y un segundo conjunto de píxeles del sensor detecta la luz fosforescente, siendo dicho segundo conjunto de píxeles de sensor diferente de dicho primer conjunto de píxeles de sensor, perteneciendo dicho primer y segundo conjuntos de píxeles de sensor al mismo sensor o a un sensor diferente del sistema de espectroscopia. En la Fig.6 se muestran secuencialmente datos de ocho funciones de recopilación (de la función de recopilación 1ª a la función de recopilación 8ª), en donde la función de recopilación n:ésima comprende datos de intensidad (eje y) del período n:ésimo en el tiempo. Durante el primer período de tiempo, marcado con 1 en el eje x, se muestra la radiación óptica creciente y decreciente de un evento de fluorescencia detectado por el primer conjunto de píxeles y recopilado por una función de recolección de primera zona. Durante los períodos de tiempo segundo a octavo, marcado con un 8 en el eje x, se muestra la radiación óptica creciente y decreciente de un evento de fósforo detectado por el segundo conjunto de píxeles y recolectado por una función de recolección de segunda a octava zonas. Como se observa en la Figura 6, el decaimiento del evento de fósforo es significativamente más lento en comparación con el evento de fluorescencia.
[0212] Las diferentes propiedades del evento de fluorescencia y/o del evento de fósforo se pueden utilizar para clasificar la materia. Estas propiedades pueden ser una, dos, tres o más de la existencia/no existencia, la intensidad por encima de un umbral predeterminado, el tiempo de subida, el tiempo de decaimiento, la banda de longitud de onda más intensiva. Estas propiedades se pueden determinar para uno o ambos de dichos evento de fluorescencia y/o evento de fósforo, y se pueden comparar con un valor preestablecido y/o una tabla de consulta. Adicional o alternativamente, una propiedad de uno de los eventos puede compararse con una propiedad del otro evento. Para ejemplificar, la intensidad máxima del evento de fluorescencia se puede comparar con el tiempo de decaimiento del evento de fósforo. Adicional o alternativamente, una propiedad de uno de los eventos puede compararse con otra propiedad del mismo evento. Para ejemplificar, la intensidad máxima del evento de fósforo se puede comparar con el tiempo de decaimiento del evento de fósforo.
[0214] Las Figuras 7-11 ilustran datos de intensidad del evento de fluorescencia y/o el evento de fósforo originados en diferentes tipos de materia. El gráfico muestra claramente que los datos de intensidad se pueden utilizar para diferenciar diferentes tipos de materia entre sí, por ejemplo, en función de una intensidad de pico, un tiempo de subida y decaimiento, y un ancho de pico y/o la aparición de uno o ambos eventos de fluorescencia y de fósforo. En todas las mediciones, la materia fue irradiada por un emisor LZ4-V4UV0R-0000 de LED UV de 365 nm, fabricado por OSRAM, y se registró la radiación emitida.
[0216] Las Figuras 7a, 8a, 9a y 10a muestran datos de intensidad como una función de la longitud de onda, donde la materia iluminada es papel blanco, una botella amarilla brillante, un marcador azul y un marcador rojo, respectivamente. Cada línea representa un experimento activado. Las Figuras 7b, 8b, 9b, 10b muestran correspondientes líneas de tiempo de iluminación, en las que las franjas verticales marcadas corresponden a los diferentes tiempos de los datos de intensidad de las Figuras 7a, 8a, 9a, 10a.
[0218] Por ejemplo, en la Fig. 7a, donde la materia iluminada es papel blanco, se muestran líneas de intensidad para diferentes experimentos en cinco tiempos diferentes, marcados con A-E en la línea de tiempo de la Fig. 7b. Los tiempos A y E son antes y después de la iluminación, es decir, se han tomado en condiciones de luz ambiental. Los tiempos B, C, D son al principio, en medio y al final de la iluminación. Como se puede observar, hay una dispersión en las intensidades registradas durante la iluminación de la materia. Sin embargo, hay un corte claro, es decir, no se registra ningún resplandor después del final de la iluminación, lo que significa que en este caso solo hay fluorescencia y no fosforescencia. Las líneas de intensidad también tienen una forma característica.
[0220] Las Figs.8a,b y 9a,b muestran ejemplos similares en los que se iluminan una botella amarilla y un marcador azul, respectivamente. De manera similar a las Figs. 7a,b, los tiempos marcados con A y E en cada una de las Figs.
[0221] 8a,b y 9a,b son antes y después de la iluminación, respectivamente. Los tiempos marcados con B, C y D son al principio, en medio y al final de la iluminación. Las intensidades registradas son diferentes (diferentes alturas/formas de pico) para cada materia, pero en cada caso solo se detecta fluorescencia. No se produce un resplandor, es decir, no hay fosforescencia.
[0223] En las Figs.10a,b, la materia iluminada es un marcador rojo. Los tiempos marcados con A-E se han tomado en el mismo momento en relación con la iluminación, como las correspondientes marcas en las Figs.7-9. Como en los ejemplos anteriores, la intensidad es baja en el tiempo A, antes de la iluminación. La intensidad aumenta en los tiempos B y C, es decir al principio y en medio de la iluminación, y alcanza su máximo en el tiempo D, al final de la iluminación. En el tiempo E, después de la iluminación, todavía se registra un pico de intensidad claro. Se produce un resplandor, es decir, se registra un evento de fosforescencia. En el momento F, que sucede aproximadamente 1,25 ms después del final de la iluminación, el resplandor aún es detectable.
[0224] Los datos de intensidad de los experimentos sobre las diferentes materias de las Figs. 7 a 10 se presentan simultáneamente en la Fig.11. Los picos agrupados marcados con M1, M2, M3 y M4 corresponden al papel blanco, la botella amarilla, el marcador azul y el marcador rojo de las Figs. 7-10, respectivamente. La Fig. 11 muestra claramente que el material puede clasificarse en función de la altura y la forma de los picos de intensidad obtenidos.
[0225] Las Figs.12-15 son gráficos de las intensidades promedio medidas durante los diferentes experimentos donde la materia iluminada es papel blanco, botella amarilla brillante, marcador azul y marcador rojo, respectivamente. De esta forma, cada línea de la Fig.12 muestra la intensidad media medida en los tiempos marcados con A-E en las Figs.7a y 7b. Las Figs.13 a 15 muestran de manera similar las intensidades promedio de los tiempos marcados con A-E en las Figs.8a, b-10a, b, respectivamente.
[0227] En las Figs.12-15, las líneas marcadas con "205" (como "papel 205", "amarillo 205", etc.) corresponden al tiempo A; las líneas marcadas con "220" corresponden al tiempo B; las líneas marcadas con "230" corresponden al tiempo C; las líneas marcadas con "240" corresponden al tiempo D; y las líneas marcadas con "250" corresponden al tiempo E. En las Figs. 12-14, la intensidad media es prácticamente nula en los tiempos A y E, antes del inicio y después del fin de la iluminación, mientras que se observa un pico característico en los tiempos B, C y D. En la Fig.15, para el marcador rojo, se observa un pico característico en el tiempo E, tras el fin de la iluminación. Esto indica la presencia de fosforescencia.
[0229] La ausencia o presencia de fosforescencia se ilustra claramente en las Figs.16 y 17, que muestran las intensidades máximas registradas en todas las longitudes de onda, como una función del tiempo, para el papel blanco y el marcador rojo, respectivamente. En el caso del papel blanco, en la Fig.16, la intensidad máxima cae a 0 en cuanto finaliza la iluminación. Por el contrario, en el caso del marcador rojo de la Fig. 17 se observa un resplandor, es decir, la intensidad máxima disminuye mucho más lentamente, lo que indica la presencia de fosforescencia.
[0230] Opcionalmente, el aparato puede configurarse de manera que la radiación óptica 122 procedente de una pluralidad de zonas de inspección, por ejemplo, de al menos dos, o al menos tres, o al menos cuatro, o al menos ocho, o al menos 20 inspecciones, sea recibida simultáneamente por dichos elementos ópticos durante un intervalo de tiempo predeterminado, cuyos elementos ópticos redirigen simultáneamente a dichos sensores dicha radiación óptica recibida, donde la radiación óptica recibida simultáneamente, procedente de dicha pluralidad de zonas de inspección (denominada radiación óptica simultánea), es analizada por dicha disposición de sensores, y la radiación óptica simultánea que se analiza comprende una porción de la radiación procedente de cada una de la pluralidad de zonas de inspección. De acuerdo con un ejemplo, el elemento de escaneo y dichos elementos ópticos están configurados para recibir y redirigir simultáneamente la radiación óptica desde al menos dichas segunda y tercera zonas de inspección, p. ej. también dicha primera zona de inspección, hacia dicha disposición de sensores simultáneamente al menos durante al menos dichos segundo y tercer intervalos de tiempo.
[0232] A modo de ejemplo, cuando p. ej. se han producido cuatro desplazamientos y al menos un haz de iluminación es dirigido en una quinta dirección de iluminación hacia la primera zona de paso de objetos, los sensores pueden recibir radiación óptica de dichas primera, segunda, tercera, cuarta y quinta zonas de inspección simultáneamente. Cuando la radiación óptica recibida desde la primera zona de inspección es indicativa del color y/o la fluorescencia de dicha materia en una porción actualmente irradiada, la radiación óptica recibida simultáneamente desde la segunda zona de inspección es indicativa de la fosforescencia de dicha materia en una porción que se ha irradiado hace un período de tiempo, la radiación óptica recibida simultáneamente desde la tercera zona de inspección es indicativa de la fosforescencia de dicha materia en una porción que se ha irradiado hace dos períodos de tiempo, la radiación óptica recibida simultáneamente desde la cuarta zona de inspección es indicativa de la fosforescencia de dicha materia en una porción que se ha irradiado hace tres períodos de tiempo, la radiación óptica recibida simultáneamente desde la quinta zona de inspección es indicativa de la fosforescencia de dicha materia en una porción que se ha irradiado hace cuatro períodos de tiempo. Al ordenar los datos que pertenecen a la misma porción de materia a lo largo del tiempo, se puede recopilar información sobre la radiación óptica reflejada, dispersada o emitida desde esa porción de dicha materia. De manera similar, al ordenar los datos que pertenecen a diferentes piezas de la materia a lo largo del tiempo, se puede recopilar información sobre la radiación óptica reflejada, dispersada o emitida desde las diferentes piezas. En este ejemplo se analiza el uso simultáneo de cinco zonas de inspección, aunque puede realizarse igualmente usando cualquier número de zonas de inspección.
[0233] Aunque las mediciones simultáneas de una pluralidad de zonas de inspección pueden aumentar la precisión de la medición, esto es opcional. Se puede recopilar información sobre la radiación óptica reflejada, dispersada o emitida por una o diferentes piezas de materia usando una sola zona de inspección en cada intervalo de tiempo.
[0235] De acuerdo con una realización ilustrativa, el circuito de procesamiento del aparato 100 representado está configurado para clasificar dicha materia basándose en un primer conjunto de propiedades pertenecientes a la materia 102 en la primera zona de detección 104. El primer conjunto de propiedades puede ser cualquier conjunto de datos, que incluya cualquier tipo de datos. El primer conjunto de propiedades puede incluir cualquier número de propiedades. El primer conjunto de propiedades se determina basándose en una señal de salida S1 del al menos un sensor del sistema de espectroscopia 120. La señal S1 puede incluir cualquier tipo de datos, procesados o sin procesar. El circuito de procesamiento está así configurado para recibir y analizar datos basándose en la señal de salida S1 del sistema de espectroscopia 120 y para determinar un primer conjunto de propiedades basándose en la señal S1.
[0236] El primer conjunto de propiedades puede ser indicativo de al menos uno de los siguientes: una respuesta espectral de la materia 102, un tipo de material de la materia, un color de la materia, una fluorescencia de la materia, una madurez de la materia, un contenido de materia seca en la materia, un contenido de agua en la materia, un contenido de grasa en la materia, un contenido de aceite en la materia, un valor calorífico de la materia, una presencia de espinas o espinas de pescado en la materia, la presencia de plagas en la materia, un tipo de mineral en la materia, un tipo de mena en la materia, un nivel de defecto de la materia, una detección de materiales biológicos peligrosos en la materia, la presencia de materia, la ausencia de materia, la detección de materiales multicapa en la materia, la detección de marcadores fluorescentes en la materia, un grado de calidad de la materia, una estructura física de la superficie de la materia y una estructura molecular de la materia.
[0237] Además, el circuito de procesamiento puede incluir capacidades de procesamiento posiblemente utilizadas para procesar los datos brutos reales del espectrómetro o espectrómetros del sistema de espectroscopia 120. Esto significa que el sistema de espectroscopia 120 puede ser capaz de determinar propiedades o una propiedad que se incluirá en el primer conjunto de propiedades. En otras palabras, la unidad de procesamiento 113 puede estar configurada para simplemente incluir datos ya procesados del sistema de espectroscopia 120 en el primer conjunto de propiedades.
[0238] Para diferentes aplicaciones del aparato, normalmente se incluyen 100 propiedades diferentes en el primer conjunto de propiedades. En otras palabras, el primer conjunto de propiedades normalmente es indicativo de diferentes propiedades para diferentes aplicaciones del aparato 100.
[0239] En aplicaciones donde se reciclan residuos, el primer conjunto de propiedades suele ser indicativo de un material de polímero, un material de fundas y un material de tapones.
[0240] En aplicaciones donde se ordenan frutas o verduras, el primer conjunto de propiedades generalmente indica materia extraña como polímeros, piedras y cáscaras.
[0241] En aplicaciones donde se ordena madera, el primer conjunto de propiedades generalmente indica un tipo de madera y la presencia de materiales extraños.
[0242] El aparato puede comprender opcionalmente además una disposición de sensores con cámara 128, p. ej. un sistema de triangulación por láser 124, para determinar uno o más parámetros adicionales de la materia o medir la materia en dicha primera zona de paso de objetos 104 o en una segunda zona de paso de objetos 106, cuya segunda zona de paso de objetos está dispuesta total o parcialmente aguas arriba o aguas abajo de dicha primera zona de paso de objetos.
[0243] De acuerdo con un ejemplo, el sistema detector con cámara puede utilizarse para determinar la altura o el ancho de la materia que pasa a fin de facilitar la eyección de la misma.
[0244] La disposición de eyección 112 del aparato 100 representado está acoplada a la unidad de procesamiento 113. La disposición de eyección 112 está adaptada para eyectar y así ordenar la materia 102 en una primera y segunda clases o en una pluralidad de clases o fracciones. Por ejemplo, la materia 102 puede ordenarse en una fracción de desecho y una fracción que se va a utilizar. En el caso de frutas y verduras, la materia 102, es decir las frutas y verduras, se puede ordenar en una pluralidad de clases en función de un color que a su vez corresponde a un nivel de madurez, defectos o la presencia de materiales extraños.
[0245] La eyección y ordenación realizadas por la disposición de eyección 112 pueden iniciarse en respuesta a la recepción de una señal desde la unidad de procesamiento 113. La señal de la unidad de procesamiento 113 normalmente se basa en el primer conjunto de propiedades determinadas y/o en el segundo conjunto de propiedades determinadas. De esta forma, la materia puede ordenarse basándose en el análisis realizado por el sistema de espectroscopia 120 y/o el sistema con cámara.
[0246] La señal así recibida puede ser una simple señal de encendido/apagado o puede ser una señal compleja que incluya, por ejemplo, coordenadas específicas de la materia 102 cuando se aproxima al dispositivo de eyección 112. En el último caso, la disposición de eyección 112 puede así incidir sobre o agarrar materia específica 102 que cumpla criterios específicos y hacerlo en una ubicación específica, dando como resultado que la materia 102 sea eyectada y, por lo tanto, ordenada.
[0247] Para llevar a cabo la eyección y ordenación en sí, la disposición de eyección 112 puede incluir un chorro de aire comprimido, un chorro de agua a presión, una pieza separadora mecánica, una barra de chorros de aire comprimido, una barra de chorros de agua a presión, una barra de piezas separadoras mecánicas, un brazo robótico y un desviador mecánico. Por consiguiente, las entidades y principios utilizados para realizar la eyección y ordenación son conocidos en la técnica per se.
[0248] De acuerdo con la Figura 18, se puede realizar el siguiente procesamiento de los datos de zona recopilados, cuando se han utilizado un espectrómetro VIS y un espectrómetro NIR, y el al menos un haz de iluminación comprende un haz de iluminación UV enfocado y un haz de iluminación NIR enfocado. Donde el espectrómetro NIR solo ha detectado radiación procedente de la zona de inspección 1 iluminada, y el espectrómetro VIS ha detectado radiación de las zonas de inspección 1 a n.
[0249] De acuerdo con una realización ilustrativa, se puede utilizar el siguiente procedimiento para asociar los respectivos datos de zona de inspección con la misma porción de la materia:
[0250] Calcular el píxel NIR de la zona 1
[0252] Para cada zona (i: 2..8)
[0253] Calcular el píxel NIR de la zona i:P_b=pix(z_i)
[0254] Añadir el espectro VIS de la zona i a todos los píxeles entre P_a y P_b
[0255] Para cada píxel NIR (j: P_a ..P_b+1)
[0256] Añadir el píxel VIS j, zona i
[0258] donde: z es la distancia c-c [mm] entre dos zonas de inspección.
[0259] En las Zonas de detección 2-8 pueden aparecer espectros de fosforescencia. Se busca la Zona con máxima intensidad de fosforescencia en las zonas (Pmáx(D2,..,D8)). El espectro de fosforescencia de la zona máxima se toma como espectro de fosforescencia de la medición. Las zonas colindantes podrían utilizarse para mejorar la relación señal-ruido (SNR) de la señal de fosforescencia. v_p. En un caso extremo, los datos se integran con un esquema TDI (integración de retardo de tiempo).
[0260] Adicional o alternativamente, se pueden proporcionar dos series de datos: una del espectrómetro VIS y otra del espectrómetro NIR. El siguiente procesamiento podrá tener lugar, por ejemplo, al procesar los datos y clasificar la materia. Cada serie de datos se procesa previamente, por ejemplo, realizando una sustracción de objetos oscuros (sustraer una referencia oscura), una calibración de blancos y/o una calibración de temperatura. También es posible compensar una o ambas series de datos por luz ambiental mediante la sustracción de luz ambiental. Posteriormente se pueden realizar una o más etapas de procesamiento espectral en una o ambas series de datos. El procesamiento espectral puede implicar el análisis de subida y decaimiento para determinar información relacionada con la subida y el decaimiento de los diferentes espectros y/o la integración de retardo de tiempo para integrar los espectros y/o la comparación de varios espectros entre sí para determinar el mejor espectro. Después de una o más etapas opcionales de procesamiento espectral, el modelo continúa con etapas del modelo de clasificación, donde preferiblemente se proporcionan uno o más conjuntos de datos NIR que representan uno o más espectros NIR y uno o más conjuntos de datos VIS que representan uno o más espectros VIS. El conjunto o conjuntos de datos NIR se pueden procesar para hacer una Clasificación de materiales, es decir, determinar por qué material(es) está formada la materia. El conjunto o conjuntos de datos VIS se pueden procesar para hacer una Clasificación de fluorescencia/fosforescencia; los datos VIS se comparan p. ej. con una o más referencias para determinar o clasificar el material/marcador basándose en las características del espectro de fluorescenciafosforescencia de la materia. Opcionalmente, los uno o más datos VIS pueden procesarse para determinar o clasificar el color de la materia. El resultado de las etapas del modelo de clasificación se proporciona posteriormente a una Integración resultante, donde se procesan los resultados de la clasificación y se proporciona una clasificación resultante. Después de la integración resultante, se puede proporcionar la salida, opcionalmente junto con los datos iniciales o procesados del espectrómetro NIR y/o VIS, para un procesamiento de imágenes o de objetos adicionales, tales limpieza o eyección.
[0261] Por tanto, debe entenderse que este concepto de la invención no está limitado a los componentes particulares del dispositivo descrito, ya que tal dispositivo puede variar. También debe entenderse que la terminología utilizada en el presente documento tiene el propósito de describir variantes particulares únicamente y no pretende ser limitante. Se debe tener en cuenta que, tal como se utilizan en la memoria técnica y en las reivindicaciones adjuntas, los artículos "un", "uno/a", "el/la" y "dicho/a" tienen la intención de significar que hay uno o más de los elementos a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Así, por ejemplo, la referencia a "una unidad" o "la unidad" puede incluir varios dispositivos y similares. Además, las expresiones "que comprende", "que incluye", "que contiene" y expresiones similares no excluyen otros elementos. Además, un elemento que se haya descrito como parte de un todo también puede utilizarse de forma independiente.

Claims (23)

1. REIVINDICACIONES
1. Un aparato (100) para la clasificación de materia (102) en una de al menos una primera y una segunda clases, comprendiendo el aparato:
una disposición de irradiación (114),
un elemento de escaneo (136),
un sistema de espectroscopia (120), y
un transportador (108) para transportar dicha materia (102), o una tolva, que incluye opcionalmente un alimentador vibratorio, para el deslizamiento o caída libre de la materia (102),
en donde la disposición de irradiación está adaptada para emitir al menos un haz de iluminación (116) que comprende radiación óptica, cuyo haz de iluminación está configurado para provocar un evento de fotoexcitación en una porción fotosensible de dicha materia tras la irradiación de dicha porción fotosensible de dicha materia (102) con dicho al menos un haz de iluminación,
en donde la disposición de irradiación comprende además una primera disposición óptica (134) adaptada para dirigir y opcionalmente hacer converger el al menos un haz de iluminación hacia el elemento de escaneo durante al menos un primer período de tiempo,
en donde el elemento de escaneo está configurado para redirigir el al menos un haz de iluminación a lo largo de una dirección de iluminación hacia una zona de paso de objetos (104), de manera que dicha materia, cuando es transportada por dicho transportador (108) a una velocidad de entre 0,4 m/s y 20 m/s o es deslizada por dicha tolva o está en caída libre a través de dicha zona de paso de objetos, sea irradiada al menos durante un primer período de tiempo por dicho al menos un haz de iluminación en un área irradiada (118),
en donde el sistema de espectroscopia (120) comprende una disposición de sensores que comprende uno o más sensores (131, 132), cuya disposición de sensores está adaptada para recibir y analizar la radiación óptica que es reflejada, dispersada y/o emitida por dicha materia en al menos una de una pluralidad de zonas de inspección (1-8) dispuestas secuencialmente en una primera dirección (140),
en donde una primera zona de inspección (1) de la pluralidad de zonas de inspección coincide sustancialmente con el área irradiada durante dicho primer período de tiempo,
una segunda zona de inspección (2) de la pluralidad de zonas de inspección está dispuesta a continuación de la primera zona de inspección (1) con respecto a la primera dirección (140), y
una tercera zona de inspección (3) de la pluralidad de zonas de inspección está dispuesta a continuación de la segunda zona de inspección (2) con respecto a la primera dirección (140),
y
en donde el elemento de escaneo está adaptado además para desplazar dicha pluralidad de zonas de inspección y dicha dirección de iluminación con respecto a dicha materia en la primera dirección, de tal manera que la segunda zona de inspección durante un segundo período de tiempo después de dicho primer período de tiempo coincida sustancialmente con la primera zona de inspección anterior a dicho desplazamiento, y
en donde el elemento de escaneo está adaptado además para desplazar dicha pluralidad de zonas de inspección y dicha área irradiada con respecto a dicha materia en la primera dirección, de tal manera que la tercera zona de inspección durante un tercer período de tiempo después de dicho segundo período de tiempo coincida sustancialmente con la segunda zona de inspección anterior a dicho desplazamiento,
en donde dicho sistema de espectroscopia comprende además elementos ópticos, elementos ópticos que están configurados para recibir, a través de dicho elemento de escaneo:
- durante dicho segundo período de tiempo, radiación óptica emitida por dicha materia en la segunda zona de inspección, radiación óptica que pertenece a un evento de fosforescencia resultante del evento de fotoexcitación en la primera zona de inspección durante dicho primer período de tiempo,
- durante dicho tercer período de tiempo, radiación óptica emitida por dicha materia en la tercera zona de inspección, radiación óptica que pertenece a un evento de fosforescencia resultante del evento de fotoexcitación en la primera zona de inspección durante dicho primer período de tiempo,
y están configurados para redirigir dicha radiación óptica recibida a al menos uno de dichos uno o más sensores, en donde la disposición de sensores comprende además un circuito de procesamiento configurado para ejecutar: una función de recopilación de segunda zona configurada para recopilar datos de la segunda zona basándose en al menos una señal de sensor de dichos uno o más sensores, cuya al menos una señal de sensor pertenece a dicha radiación óptica emitida por dicha materia en la segunda zona de inspección,
una función de recopilación de tercera zona configurada para recopilar datos de la tercera zona basándose en al menos una señal de sensor de dichos uno o más sensores, cuya al menos una señal de sensor pertenece a dicha radiación óptica emitida por dicha materia en la tercera zona de inspección,
una función de clasificación configurada para clasificar dicha materia en función de los datos de segunda zona y de los datos de tercera zona,
una función de salida configurada para emitir una señal de clasificación que asigna dicha una clase de al menos una primera y una segunda clases a dicha materia basándose en la salida de dicha función de clasificación.
2. Un aparato (100) de acuerdo con la realización 1, en donde dicho elemento de escaneo (136) y dichos elementos ópticos están configurados además para recibir y redirigir radiación óptica desde al menos dichas zonas de inspección segunda (2) y tercera (3) hacia dicha disposición de sensores simultáneamente al menos durante dichos intervalos de tiempo segundo y tercero,
y en donde dicha disposición de sensores comprende al menos una matriz de sensores, en donde cada una de dichas matrices de sensores tiene una pluralidad de píxeles de sensor, en donde dicha matriz de sensores está dispuesta de manera que la radiación óptica reflejada, dispersada y/o emitida por dicha materia (102) en una respectiva zona de inspección se reciba sobre un respectivo conjunto de píxeles de sensor de dicha matriz de sensores, en donde los píxeles de dichos conjuntos de píxeles de sensor son diferentes o solo se superponen parcialmente.
3. Un aparato (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde los elementos ópticos están configurados además para recibir, a través de dicho elemento de escaneo (136):
- durante dicho primer período de tiempo, radiación óptica perteneciente a dicho al menos un haz de iluminación, reflejada y/o dispersada por dicha materia (102) en dicha primera zona de inspección (1), y/o
- durante dicho primer período de tiempo, radiación óptica emitida por dicha materia perteneciente a un evento de fluorescencia resultante del evento de fotoexcitación en la primera zona de inspección; y
en donde dicho circuito de procesamiento está configurado además para ejecutar:
- una función de recopilación de primera zona configurada para recopilar datos de primera zona basándose en al menos una señal de sensor de dichos uno o más sensores, señal de sensor que pertenece a dicha radiación óptica reflejada, dispersada y/o emitida por dicha materia en la primera zona de inspección; y
- dicha función de clasificación está configurada además para clasificar dicha materia basándose también en los datos de primera zona.
4. Un aparato (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde una porción fluorescente de dicha porción fotosensible de dicha materia (102) emite radiación óptica tras la irradiación con dicho al menos un haz de iluminación en dicha primera zona (1), perteneciendo dicha radiación óptica a un evento de fluorescencia y comprendiendo radiación óptica dentro de una o más bandas de longitud de onda, y en donde cada pieza de materia en dicha porción fluorescente de la porción fotosensible de dicha materia emite radiación dentro de al menos una banda de longitud de onda de dichas una o más bandas de longitud de onda tras la irradiación con dicho al menos un haz de iluminación, y
en donde dicho al menos un haz de iluminación está sustancialmente libre de radiación óptica dentro de dichas una o más bandas de longitud de onda,
en donde opcionalmente dicho al menos un haz de iluminación consiste en radiación óptica dentro de al menos un intervalo de longitud de onda baja y al menos un intervalo de longitud de onda alta, y cada una de dichas una o más bandas de longitud de onda consiste opcionalmente en radiación óptica dentro de un intervalo de longitud de onda que es diferente tanto de dicho intervalo de longitud de onda baja como de dicho intervalo de longitud de onda alta.
5. Un aparato (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho elemento de escaneo (136) es un espejo poligonal configurado para girar en una primera dirección alrededor de un eje de rotación, espejo poligonal que comprende un conjunto de superficies reflectantes dispuestas una tras otra alrededor de dicho eje de rotación,
y en donde cada superficie reflectante de dicho conjunto de superficies reflectantes está configurada para recibir radiación óptica desde dichas primera (1), segunda (2) y tercera (3) zonas de inspección al menos durante un respectivo período de tres períodos de tiempo consecutivos.
6. El aparato (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha disposición de sensores comprende un primer sensor (131) y un primer elemento de difracción y un segundo sensor (132) y un segundo elemento de difracción, y los elementos ópticos están configurados para:
- dirigir la radiación óptica dentro de un primer intervalo de longitud de onda a únicamente dicha primera rejilla de difracción y únicamente dicho primer sensor de dichas primera y segunda rejillas de difracción y dichos primer y segundo sensores, y
- dirigir dicha radiación óptica dentro de un segundo intervalo de longitud de onda únicamente a dicha segunda rejilla de difracción y únicamente a dicho segundo sensor de dichas primera y segunda rejillas de difracción y dichos primer y segundo sensores,
en donde dichos intervalos de longitud de onda primero y segundo son iguales, diferentes o solo se superponen parcialmente.
7. El aparato (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-5 anteriores, en donde la disposición de sensores comprende un primer sensor (131), y los elementos ópticos están configurados para:
- dirigir la radiación óptica dentro de un primer intervalo de longitud de onda a dicho primer sensor durante un primer instante en el tiempo, y
- dirigir dicha radiación óptica dentro de un segundo intervalo de longitud de onda a dicho segundo sensor durante un segundo instante en el tiempo, segundo instante en el tiempo que es diferente de dicho primer instante en el tiempo,
en donde dichos intervalos de longitud de onda primero y segundo son diferentes o solo se superponen parcialmente.
8. El aparato (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la disposición de irradiación (114) comprende al menos dos disposiciones de irradiación cuyo eje óptico incide sobre dicho elemento de escaneo (136) desde diferentes direcciones, en donde cada una de las al menos dos disposiciones de irradiación están adaptadas para emitir radiación óptica en intervalos de longitud de onda diferentes o solo parcialmente superpuestos, en donde la radiación óptica en intervalos de longitud de onda diferentes o solo parcialmente superpuestos se emite de manera simultánea o secuencial.
9. El aparato (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la disposición de irradiación (114) comprende al menos una disposición de irradiación que está adaptada para emitir radiación óptica en intervalos de longitud de onda diferentes o solo parcialmente superpuestos en diferentes puntos del tiempo.
10. El aparato (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde uno de dichos uno o más sensores comprende una matriz de sensores, la cual tiene una pluralidad de píxeles de sensor, la cual está dispuesta de manera que la radiación óptica reflejada, dispersada y/o emitida por dicha materia (102) en la segunda zona de inspección (2) se recibe en un segundo conjunto de píxeles de sensor de dicha matriz de sensores, y la radiación óptica emitida por dicha materia en la tercera zona de inspección (3) se recibe simultáneamente en un tercer conjunto de píxeles de sensor de dicha matriz de sensores, en donde los píxeles de dicho primer y segundo conjuntos de píxeles de sensor son diferentes o solo parcialmente iguales.
11. El aparato (100) de acuerdo con la reivindicación 10 cuando depende al menos de la reivindicación 2, en donde dicha pluralidad de píxeles de sensor están dispuestos adicionalmente de manera que la radiación óptica emitida por dicha materia (102) en la primera zona de inspección (1) sea recibida en un primer conjunto de píxeles de sensor de dicha matriz de sensores, siendo los píxeles de dicho primer conjunto de píxeles diferentes de dichos primer y segundo conjuntos de píxeles de sensor, o superponiéndose solo parcialmente a los mismos.
12. El aparato (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho aparato comprende una disposición de sensor adicional adaptada para recibir y analizar la radiación óptica que es reflejada y/o dispersada por dicha materia en el área irradiada y el circuito de procesamiento está opcionalmente configurado además para ejecutar
una función de recopilación cuarta configurada para recopilar unos cuartos datos basándose en una cuarta señal de sensor de la disposición de sensores adicionales, cuarta señal de sensor que pertenece a dicha radiación óptica reflejada y/o dispersada por dicha materia en el área irradiada.
13. Un método para clasificar materia (102) en una de al menos una primera y una segunda clases, siendo dicha materia transportada a granel, y comprendiendo el método:
emitir y dirigir al menos un haz de iluminación que comprende radiación óptica hacia una zona de paso de objetos (104),
irradiar un área irradiada (118) de dicha materia (102) con dicho al menos un haz de iluminación en al menos un primer instante en el tiempo y durante al menos un primer período de tiempo, siendo dicha materia (102) transportada por un transportador (108) a una velocidad de entre 0,4 m/s y 20 m/s o en caída libre en la zona de paso de objetos, provocando así un evento de fotoexcitación en una porción fotosensible de dicha materia (102), dirigir radiación óptica a través de un elemento de escaneo (136) hacia uno o más sensores de una disposición de sensores, radiación óptica que es dispersada y/o emitida por dicha materia en al menos una de una pluralidad de zonas de inspección (1-8), zonas de inspección que están dispuestas secuencialmente en una primera dirección (140), en donde una primera zona de inspección (1) de la pluralidad de zonas de inspección (1-8) coincide sustancialmente con el área irradiada (118), y en donde una segunda zona de inspección (2) de la pluralidad de zonas de inspección (1-8) está dispuesta posteriormente a la primera zona de inspección con respecto a la primera dirección (140),
desplazar, mediante dicho elemento de escaneo, dicha pluralidad de zonas de inspección y dicha área irradiada con respecto a dicha materia (102) en la primera dirección (140), de tal manera que la segunda zona de inspección en un segundo instante en el tiempo después de dicho primer período de tiempo coincida sustancialmente con la primera zona de inspección en dicho primer instante en el tiempo,
recibir, posteriormente mediante la disposición de sensores, radiación óptica emitida por dicha materia (102) en la segunda zona de inspección durante un segundo periodo de tiempo, perteneciendo dicha radiación óptica emitida por dicha materia (102) en la segunda zona de inspección a un evento de fosforescencia resultante del evento de fotoexcitación,
recopilar unos primeros datos de fosforescencia asociados a la luz recibida emitida por dicha materia (102) en la segunda zona de inspección durante dicho segundo periodo de tiempo,
desplazar, mediante dicho elemento de escaneo, dicha pluralidad de zonas de inspección y dicha área irradiada con respecto a dicha materia (102) en la primera dirección (140), de manera que la tercera zona de inspección en un tercer instante en el tiempo después de dicho segundo período de tiempo coincida sustancialmente con la segunda zona de inspección en dicho segundo instante en el tiempo,
recibir, posteriormente mediante la disposición de sensores, radiación óptica emitida por dicha materia (102) en la tercera zona de inspección durante un tercer periodo de tiempo, perteneciendo dicha radiación óptica emitida por dicha materia (102) en la tercera zona de inspección a un evento de fosforescencia resultante del evento de fotoexcitación,
recopilar unos segundos datos de fosforescencia asociados a la luz recibida emitida por dicha materia (102) en la tercera zona de inspección durante dicho tercer periodo de tiempo,
clasificar, mediante un circuito de procesamiento, dicha materia (102) en función de los datos de segunda zona y de los datos de tercera zona,
emitir, mediante el circuito de procesamiento, una señal de clasificación que asigna una de dichas al menos una primera y una segunda clases a dicha materia basándose en el resultado de dicha clasificación.
14. Un método de acuerdo con la reivindicación 13, que comprende además
recibir, en dichos uno o más sensores de dicha disposición de sensores durante al menos dicho primer período de tiempo, radiación óptica reflejada, dispersada y/o emitida por dicha materia (102) en la primera zona de inspección, perteneciendo dicha radiación óptica reflejada y/o dispersada por dicha materia en la primera zona de inspección a dicho al menos un haz de iluminación, y perteneciendo dicha radiación óptica emitida por dicha materia en la primera zona de inspección a un evento de fluorescencia resultante de dicho evento de fotoexcitación, y recopilar datos de primera zona asociados con la radiación óptica recibida reflejada, dispersada y/o emitida por dicha materia en la primera área de inspección al menos durante dicho primer período de tiempo.
15. Un método de acuerdo con la reivindicación 14, en donde los datos de primera zona son una representación de al menos un primer espectro, y en donde la clasificación de dicha materia comprende determinar una distribución de longitud de onda del primer espectro y, opcionalmente, determinar al menos una propiedad relacionada con la forma de dicho primer espectro, tal como la altura de pico, el ancho de pico y/o el área de pico para uno o más picos.
16. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, que comprende además formar datos de fósforo basándose en al menos dichos datos de segunda zona y dichos datos de tercera zona, datos de fósforo que son una representación de al menos un segundo espectro, tal como un espectro de fosforescencia, y en donde clasificar dicha materia comprende determinar una distribución de longitud de onda del segundo espectro y opcionalmente determinar al menos una propiedad relacionada con la forma de dicho segundo espectro, tal como la altura de pico, el ancho de pico y/o el área de pico para uno o más picos.
17. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, en donde la clasificación de dicha materia comprende determinar un tiempo de subida y/o un tiempo de decaimiento del evento de fosforescencia.
18. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 17, en donde
la clasificación de dicha materia comprende además clasificar dicha materia basándose en:
al menos una propiedad relacionada con el evento de fosforescencia de dicha materia, y
al menos una propiedad relativa a un respectivo color, transmisión, reflectividad y fluorescencia de dicha materia.
19. El método de acuerdo con la reivindicación 18, en donde dicha etapa de clasificación de dicha materia comprende además comparar dicha al menos una propiedad relacionada con la fosforescencia de dicha materia y dichas una o más otras propiedades relacionadas con un respectivo color, transmisión, reflectividad y fluorescencia de dicha materia, con datos almacenados en una base de datos local o centralizada.
20. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 13-20, en donde dicha clasificación comprende además:
determinar mediante al menos uno de procesamiento de imágenes y procesamiento de espectro si dicha materia está provista de un marcador de fósforo; y/o
identificar uno o varios materiales que componen dicha materia, por ejemplo mediante procesamiento de espectro; y/o
al determinar una pluralidad de materiales que forman una pieza de materia, determinar si la combinación de estos materiales es aceptable o no aceptable.
21. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 20, en donde el al menos un haz de iluminación que causa el evento de fotoexcitación comprende radiación óptica dentro del intervalo de longitud de onda ultravioleta y/o visible.
22. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 21, en donde dicha emisión y dirección de al menos un haz de iluminación comprende emitir y dirigir al menos un haz de iluminación que comprende radiación óptica dentro de uno o una combinación de los intervalos de longitud de onda ultravioleta, visible, infrarrojo cercano e infrarrojo;
y/o,
en donde dicha recepción de radiación óptica reflejada, dispersada y/o emitida por dicha materia en la primera zona de inspección comprende recibir radiación óptica dentro de uno o una combinación de los intervalos de longitud de onda ultravioleta, visible, infrarrojo cercano e infrarrojo.
23. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 22, en donde la disposición de sensores comprende:
un primer sensor configurado para detectar radiación óptica dentro del intervalo de longitud de onda ultravioleta y/o visible; y
un segundo sensor configurado para detectar radiación óptica dentro del intervalo de longitud de onda de luz infrarroja y/o infrarroja cercana.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11878327B2 (en) 2019-03-13 2024-01-23 Digimarc Corporation Methods and arrangements for sorting items, useful in recycling
CN121532636A (zh) 2023-07-24 2026-02-13 陶朗分选有限责任公司 用于分析物品的检查设备和方法
EP4556889A1 (en) * 2023-11-15 2025-05-21 TOMRA Sorting GmbH Detection of emeralds
EP4575465A1 (de) * 2023-12-19 2025-06-25 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. System und verfahren zum prüfen einer oberfläche eines prüfobjekts

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19722790B4 (de) * 1997-05-30 2006-01-05 Carl Zeiss Jena Gmbh Anordnung und Verfahren zur zeitaufgelösten Messung nach dem Scannerprinzip
DE19816881B4 (de) * 1998-04-17 2012-01-05 Gunther Krieg Verfahren und Vorrichtung zur Detektion und Unterscheidung zwischen Kontaminationen und Gutstoffen sowie zwischen verschiedenen Farben in Feststoffpartikeln
CA2697636C (en) * 2007-09-03 2015-11-03 Belgian Electronic Sorting Technology, N.V. Sorting device with a broad spectrum light source and according method
WO2013087649A1 (en) * 2011-12-12 2013-06-20 Visys Nv A system and a method for individually inspecting objects in a stream of products and a sorting apparatus comprising such system

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CA3241843A1 (en) 2023-06-15

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