用于检查松散物料的设备和方法与流程

本发明涉及一种用于检查松散物料、尤其是粒状物的污染物的设备，其具有松散物料入口，通过所述松散物料入口，松散物料在基本上平的松散物料流中输送给所述设备。本发明此外涉及一种用于运行这样的设备的方法。

背景技术：

已知，借助光学的测量方法探测松散物料、例如塑料粒状物的污染物。通过合适的输送装置、例如振动输送沟槽，要检查的粒状物输送给光学探测器装置，所述探测器装置检查自由落体中的粒状物。这样的设备例如由wo2015/051927a1已知。污染物例如可以是塑料粒状物中的金属的污染物，所述塑料粒状物应该作为用于电导体的塑料绝缘部的原材料输送给挤出器。

根据要检查的松散物料的类型，已知的操作方式导致污染物的或多或少良好的探测。已知的操作方式尤其是在透明粒状物的情况中存在问题。具有粗糙的表面的透明的粒状物由于由光学的测量装置指向粒状物上的光的很大程度上弥漫的反射还相对可靠地可检查，而尤其是具有光滑的并且镜反射的表面的透明的粒状物是有问题的。在这里出现基于反射以及阴影形成的干扰。基于如下事实使探测进一步变得困难，即，粒状物处于下落中并且因此其定向随机分布。

技术实现要素：

因此，从解释的现有技术出发，本发明的任务是，提供开头所述类型的设备和方法，利用所述设备和方法，对于任何类型的松散物料，能以简单的并且结构上紧凑的方式可靠地探测污染物。

本发明通过独立权利要求1和16解决该任务。有利的设计在从属权利要求、说明中和附图中。

对于开头所述类型的设备，本发明如下解决所述任务，即，所述设备具有两个彼此管状地对置的隧道区段，所述隧道区段设置成，使得松散物料流在隧道区段之间穿过地下落，至少一个所述隧道区段具有用于对松散物料流间接照明的照明器件，其中，间接的照明是这样的，使得没有光束直接从照明器件到达松散物料，并且没有光束直接从照明器件到达光学探测器，其中，设置至少一个光学探测器，所述探测器穿过至少一个所述隧道区段指向松散物料流上，并且其中，设有评估装置，所述评估装置根据所述至少一个光学探测器的测量数据确定被检查的松散物料的污染物。

按照本发明检查的松散物料可以是粒状物、例如塑料粒状物。尤其是可以是对于由照明器件发射的并且由所述至少一个光学探测器接收的光束和/或对于人眼透明的松散物料、尤其是透明的粒状物，进一步尤其是具有光滑的并且镜反射的表面的透明的粒状物。

按照本发明的设备包括松散物料入口，通过所述松散物料入口输送要检查的松散物料。该松散物料入口可以在最简单的情况中通过隧道区段的入口形成。通过松散物料入口输送的松散物料与重力相关地在自由的或侧向引导的下落中穿过所述设备下落。将松散物料输送给松散物料入口的输送带或振动沟槽可以设置于松散物料入口上游，如原则上由wo2015/051927a1已知的那样。通过这样的输送装置可以特别可靠地产生基本上处于一个平面中的松散物料流。松散物料流按照本发明幕状通过由两个隧道区段形成的管状区段下落。松散物料流的下落方向在此尤其是垂直于由隧道区段形成的管状区段的纵轴线。在穿过所述设备之后，基本上平的松散物料流通过松散物料出口离开所述设备。基本上平的松散物料流的松散物料入口和松散物料出口形成(竖直的)平面，所述平面与通过隧道区段形成的双隧道布置结构的对称平面重合。

按照本发明，在通过隧道区段形成的管状区段中对下落的松散物料进行尤其是仅间接的照明。为此目的，至少一个所述隧道区段具有合适的照明器件。松散物料流通过照明器件的间接的照明在此是这样的，使得没有光束直接从照明器件到达松散物料，并且没有光束直接从照明器件到达光学探测器。尤其是不设置用于对松散物料流的直接的照明的其他的照明器件。至少一个光学探测器检测被间接照明的松散物料流。所述至少一个光学探测器可以例如沿横向于松散物料的下落方向的方向指向松散物料流。例如可以是摄影机的光学探测器对于由所述至少一个隧道区段的照明器件发射的波长范围敏感。由所述照明器件发射的光可以处于可见的波长范围中或处于不可见的波长范围、例如红外线或紫外线范围中。以特别符合实际的方式，照明器件可以是发光二极管。作为光学探测器例如可设想线扫描摄影机，以及二维分辨的摄影机。所述至少一个光学探测器在此也可以进行快速重复的摄像。也可能的是，作为光学探测器使用在tdi(时间延迟积分)模式中运行的摄影机。所述至少一个光学探测器的测量数据传输给评估装置，所述评估装置根据测量数据推断出松散物料的污染物。就此而言，松散物料与预定的颜色的色彩偏差也应该看为污染物。评估装置可以例如由探测到的确定的亮度的辐射的出现推断出污染物。这样的评估例如由wo2015/051927a1原则上已知。

本发明基于这样的认识，从尽可能所有空间方向对松散物料的尽可能均匀的照明显著改善处于下落中的松散物料的污染物的可探测性，尤其是对于具有光滑的、反射的表面的透明的松散物料。为了在处于下落中的松散物料流中实现尽可能均匀的照明，按照本发明设有所解释的双隧道，松散物料流穿过所述双隧道下落。在此，本发明原则上利用所谓的乌布利希球的工作原理，亦即在内部漫反射的空心球，其包括在球的中心设置的光源。当然乌布利希球构成理想化，其在实际中不可使用于处于下落中的松散物料流。一方面，延伸通过乌布利希球的松散物料流干扰理想的球照明。另一方面，可能由于松散物料流的相邻的部分产生遮暗部，所述遮暗部又可能导致错误探测。此外，这样的乌布利希球的使用在对于期望高的松散物料处理能力的宽的松散物料流中也出于结构上的尺寸的原因而是不实际的。也已经提出穹顶状的(反射光)照明布置结构，其覆盖并且照明在底板上设置的样品。在这里也不可能传递到处于下落中的松散物料流上。此外这样的照明布置结构产生遮暗部，所述遮暗部可能引起错误探测。用于位置固定设置的松散物料的底板、本身透明的底板可能由于进一步反射而干扰探测结果。这尤其是涉及在松散物料和底板之间的接触区域中的反射。可能产生干扰部位，所述干扰部位伪装成实际上不存在的污染物。

通过按照本发明的双隧道布置结构，平的松散物料流最优地被全面照明并且尤其是大致在双隧道布置结构的中心通过光学探测器检查，所述双隧道布置结构包括两个彼此对置的、形成例如圆柱形的管区段的隧道形的区段，所述区段尤其是在侧向超过松散物料流的宽度伸出。通过该按照本发明的教导，也可以在难以检查的松散物料中可靠地探测污染物。通过松散物料流穿过隧道区段下落，可靠避免通过可能的、保持要照明的松散物料的底板造成的干扰。松散物料可以如已经解释地那样自由或引导地通过设备下落。引导的下落就此而言理解为类似自由的下落，其中，物体例如可以短时掠过地接触邻近的壁，由此所述物体一方面在相对窄的区域中引导，但另一方面接受与自由的下落基本上相同的速度。

彼此对置的隧道区段可以镜像对称地设置。所述隧道区段可以相同地构成。但也可能，彼此对置的隧道区段不同地构成。隧道区段可以在剖面中分别半圆形地构成，亦即分别形成半(圆)柱体。但所述隧道区段也可以具有偏离半圆形的横截面形状。例如隧道区段可以具有变化的半径，具有一个或多个平的部件或具有附加的边缘。

隧道区段可以彼此间隔开，其中，松散物料流通过隧道区段之间的基于距离形成的自由空间下落。所述自由空间可以通过隧道区段的彼此对置的对于由照明器件发射的光透明的盘限定。所述透明的盘可以彼此平行地设置。所述盘保护隧道区段的内部以防污染物、例如灰尘，而不会损害光学的探测的质量。此外，所述盘可以辅助下落的松散物料流的引导。

为了实现松散物料的特别良好的照明并且借此实现污染物的特别高的探测可能性，两个彼此对置的隧道区段可以具有用于对松散物料流间接照明的照明器件。但原则上也可能，使彼此对置的隧道区段之一、尤其是背离光学探测器的背景照明隧道区段被动地运行，亦即没有单独的照明器件。然后通过该隧道区段基于对置的隧道区段、尤其是朝向光学探测器的反射光照明隧道区段的照明器件对松散物料进行间接的照明。在一些情况中，可以以这种方式改善松散物料的照明的均一性并且借此改善污染物的可探测性。

用于间接照明松散物料流的照明器件可以设置成，使得所述照明器件对所述至少一个隧道区段的对由照明器件发射的光束漫反射的内侧进行照明。所述漫反射的面可以例如是白色并且无光泽的。漫反射的内面可以在部分区段上涂敷有反射程度不同并且漫反射的材料。必要时可以以这种方式进一步改善松散物料流的照明并且借此改善污染物的探测。也还可以设置附加的照明装置。

在此当然尤其是可以，两个隧道区段都设有这样的由照明器件照明的、漫反射的面。可以进一步规定，隧道区段(和所述设备的其他的组成部分)设计成，使得松散物料流至少在所述至少一个光学探测器的视野中，在垂直于至少一个所述隧道区段的纵轴线的平面中，被所述至少一个隧道区段或隧道区段的漫反射的内侧包围多于65％、优选多于75％。隧道区段的纵轴线垂直于松散物料流的下落方向延伸。至少当松散物料流通过所述至少一个光学探测器的视野时，松散物料流垂直于隧道区段的纵轴线看远占多数地、尤其是多于65％地被隧道区段的漫反射的内侧包围。

从松散物料流、例如粒状物出发来看，在围绕平行于通过隧道区段形成的管状区段的纵向方向伸展的轴线的均匀的旋转中，垂直于旋转轴线看，多于65％的时间隧道区段的漫反射的内侧是可见的，并且少于35％的时间是不好的或完全未被照明的或反射的区域。这样的区域可以尤其是在隧道区段之间形成的自由空间，松散物料流通过所述自由空间下落，或者是照明器件的保持装置或遮盖部或在隧道区段之一中的开口，通过所述开口，所述至少一个光学探测器探测松散物料流。通过前述的设计，进一步均匀化松散物料流的间接照明，由此尤其是在透明的松散物料的情况下进一步改善污染物的探测。当然，松散物料流也可以分别在所述至少一个光学探测器的视野之前和之后的区域中，在垂直于至少一个所述隧道区段的纵轴线的平面中多于65％、优选多于75％地被所述至少一个隧道区段的漫反射的内侧包围。

这些和其他的接着还说明的设计基本上用于如下目的，即，补偿理想的照明的干扰，所述干扰通过隧道区段的侧向的开口、在用于光学探测器的隧道区段的外壁中的开口和/或松散物料入口和松散物料出口造成。

所述至少一个光学探测器可以为了最小化对均匀的照明的干扰而通过在所述至少一个隧道区段的外侧中的至少一个缝隙状的开口指向松散物料流。缝隙状的开口在此尽可能小地构成，以便最小化对探测结果的影响。

如已经解释的，隧道区段可以侧向分别超过松散物料流突出。隧道区段可以在松散物料流的两侧尤其是分别具有超过松散物料流由隧道区段形成的管状区段的至少一个直径的超出量。亦即，由隧道区段形成的管状区段(双隧道区段)的长度大于松散物料流的宽度。由此松散物料流的照明进一步接近乌布利希球的理想的照明。尤其是避免或减少通过在隧道边缘下降引起的对照明强度的干扰。理论上，隧道区段应该无限远地在两侧超过松散物料流伸出，以便也从侧面保证优化的照明。实际上可以通过在每侧上管状区段的例如一个至三个直径的超出实现使人满意的照明。备选或附加地，彼此对置的隧道区段可以在侧向分别通过优选同样设有用于间接照明松散物料流的照明器件的穹顶来封闭。

按照另一种设计，可以设置至少两个光学探测器，所述至少两个探测器通过隧道区段之一指向松散物料流。亦即，在该设计中至少两个光学探测器从相同的侧并且通过相同的隧道区段看向松散物料。由此可以实现污染物的探测的进一步改善，尤其是在透明的松散物料的情况中。光学探测器可以在此彼此在至少30°、优选至少45°、进一步优选至少60°的角度下指向松散物料流。亦即光学探测器的光轴这时彼此成至少30°的角度。由此避免在评估时的干扰。透明的松散物料也折射光。由此光学探测器不能可靠识别在例如粒状物的边缘的区域中的污染物。为此在另一个角度下指向松散物料上的光学的第二探测器可以是有利的。

此外可以设置至少两个光学探测器，所述至少两个光学探测器通过对置的隧道区段指向松散物料流上。所述至少两个探测器的检测范围可以在通过隧道区段形成的管状区段的中心交会。亦即在该设计中，至少两个光学探测器从对置的侧并且通过彼此对置的隧道区段看向松散物料流。该设计尤其是在不透明的松散物料中是有利的，因为松散物料流从两侧被可靠检测。在透明的松散物料的情况中与此相反经常足够的是，只从一侧探测松散物料。为了再次避免干扰，通过对置的隧道区段指向松散物料流的光学探测器可以彼此成角度地指向松散物料流。

一般地，可以在存在多个光学探测器时，每个探测器通过在相应的隧道区段中的缝隙指向松散物料流。全部的光学探测器都可以是摄影机，如开头解释的那样。所有光学探测器于是与评估装置连接并且评估装置根据全部光学探测器的测量数据来确定被检查的松散物料的污染物。原则上有意义的是，为所有探测器设置共同的评估装置。然而这不是强制的。例如也可能，首先为每个探测器配置单独的评估装置，所述评估装置将其测量数据或(预)评估输送给共同的评估装置。也可能，按照本发明的评估装置具有多个彼此独立运作的评估单元。可设想以上解释的设计与多个光学探测器基本上任意的组合。例如可在双隧道布置结构的一侧上设置两个光学探测器并且在对置的侧上设置一个光学探测器。也可设想，在双隧道布置结构的两侧上分别设置两个光学探测器。在非常长的隧道区段中也可设想，在双隧道布置结构的一侧或两侧上并排设置多个光学探测器。

按照另一种设计可以规定，沿松散物料流的下落方向相继地设置多对彼此管状对置的隧道区段，所述隧道区段分别设置成，使得松散物料流在隧道区段之间穿过地下落，其中，分别至少一个所述隧道区段具有用于间接照明松散物料流的照明器件，其中，分别设置至少一个光学探测器，所述探测器通过分别至少一个隧道区段指向松散物料流上，并且其中，评估装置根据全部光学探测器的测量数据来确定被检查的松散物料的污染物。沿松散物料流的下落方向相继地设置的隧道区段的照明器件可以此外发射在不同的波长范围中的光束。

在上面提到的设计中，沿松散物料流的下落方向相继地设置多对隧道区段，所述隧道区段分别形成管状区段。配置给依次设置的管状区段的光学探测器、例如摄影机于是对于由相应隧道区段或管状区段的照明器件发射的波长范围对应地敏感。所述照明器件或光学探测器可以调整到不同的波长范围或例如电磁谱的确定的谱线上。通过使用多个双隧道布置结构，可以将不同的探测器或照明器件组合在一个系统中。这样可以例如在双隧道中接收高分辨率的黑/白图像，在另一个隧道中检测颜色信息并且在又一个隧道中检测紫外特性或红外特性。相同的类型的多个探测器可以同时从不同的方向观察松散物料流。在这方面，全部的以上解释的设计可以在全部的双隧道布置结构中使用。

更确切地说是原则上也可能，在仅一个管状区段中将具有不同的波长的照明器件相互组合，其辐射于是被对于相应的波长范围敏感的光学探测器接收。但这时在管状区段中需要多个照明器件和探测器和由此干扰的开口(缝隙)。为了避免这一点，有意义的可以是，将不同的光学的特性的检测分布到多个沿松散物料流的下落方向相继地设置的双隧道布置结构上。

本发明此外通过一种用于运行按照本发明的设备的方法解决该任务，其中，不同的隧道区段的照明器件以不同的强度和/或波长运行和/或其中，至少一个隧道区段的不同的照明器件以不同的强度运行。

尤其是彼此对置的隧道区段的照明器件可以以不同的强度运行。例如在隧道区段的边缘上的照明器件也可以比较靠近隧道区段的中心的照明器件以更强的强度运行，以便避免在边缘上的照明的下降和探测结果的与此关联的干扰。也可设想松散物料流的例如频闪的照明，以便补偿可能的模糊。利用按照本发明的方法可以实现与相应要检查的松散物料的个别的适配。

附图说明

接着借助附图进一步解释本发明的实施例。图中示意性示出：

图1为按照第一实施例的按照本发明的设备的侧向的剖视图；

图2为图1的设备的俯视图；

图3为按照第二实施例的按照本发明的设备的侧向的剖视图；

图4为按照第三实施例的按照本发明的设备的侧向的剖视图；以及

图5为按照第四实施例的按照本发明的设备的侧向的剖视图。

具体实施方式

只要没有另外给出，在图中相同的附图标记表示相同的内容。

在图1中以附图标记10和12示出两个彼此管状对置的隧道区段。隧道区段10、12彼此地相同构成并且彼此镜像对称地设置。所述隧道区段一起形成大致圆柱形的管。隧道区段10、12彼此间隔开，从而在其之间形成自由空间14。自由空间14通过隧道区段10、12的两个彼此对置的盘16、18限定。例如来自振动输送装置地，将松散物料在基本上平的松散物料流中通过松散物料入口输送给所述设备，如在图1中通过箭头20形象地说明的那样。松散物料入口在示出的示例中通过到自由空间14中的入口形成。松散物料流的组成部分在所述图中以附图标记22示出。松散物料可以例如是粒状物、尤其是塑料粒状物。所述粒状物可以是透明的。所述粒状物可以具有光滑的镜反射的表面。松散物料流22的松散物料在运行中与重力相关地穿过隧道区段10、12之间的自由空间14下落，在侧向仅通过盘16、18引导。如尤其是由图1和2得出的，松散物料流22的下落方向垂直于由隧道区段形成的管状区段的纵轴线，所述纵轴线在图1中延伸到图平面之中。

在示出的示例中，两个隧道区段10、12具有用于间接照明松散物料流的照明器件24。所述照明器件24例如可以是发光二极管。如在图1中通过箭头26形象地说明的，照明器件24照明隧道区段10、12的拱形的内面。由这些内面，光束弥散地反射并且导致松散物料流22的间接的均匀的并且全侧的照明。为此目的，隧道区段10、12的尤其是在图2的俯视图中可看出的侧向伸展大于松散物料流22的宽度，从而隧道区段10、12分别具有超过松散物料流22的侧向超出量。

以附图标记28示出光学探测器、例如摄影机，所述探测器穿过朝向探测器28的隧道区段10的外壁中的缝隙30指向松散物料流22。光学探测器28检测由松散物料流22反射的辐射。光学探测器28的测量数据通过导线31输送给评估装置32，所述评估装置在该基础上以原则上已知的方式推断出松散物料的不允许的污染物。缝隙30沿隧道区段10、12的纵向方向伸展，从而光学探测器28具有沿隧道区段10、12的纵向方向伸展的测量范围，如在图2中通过箭头34形象地说明的。垂直于该纵向方向，测量范围与此相反基本上不伸展，如在图1中同样通过箭头34形象地说明的。

在示出的实施例中，松散物料流22至少在所述至少一个光学探测器28的视野中(在图1中即尤其是沿由隧道区段10、12形成的管的纵轴线11)，在垂直于纵轴线11的平面中、在图1中即在绘图平面中，被隧道区段10、12的漫反射的内面包围多于65％、优选多于75％。

在图3中示出按照本发明的设备的另一个实施例。该实施例很大程度上对应于图1和2的实施例。区别于图1和2的实施例，在图3的实施例中设置两个光学探测器28，所述探测器分别穿过隧道区段10的外壁中的缝隙30'检测松散物料流22。每个光学探测器28又通过导线31与评估装置32连接。评估装置32在图3的实施例中可以与未进一步示出的共同的评估装置连接。当然，也可代替两个评估装置32只设置一个评估装置，两个光学探测器28与所述评估装置直接连接。两个光学探测器28在图3的实施例中彼此成角度地指向松散物料流22。此外，图3的设计和光学探测器28的检测范围34如在图1和2的实施例的光学探测器28中那样构成。通过两个光学探测器28成角度的布置结构，如在图3中示出的，可以进一步提高松散物料流22的污染物的探测可能性。

在图4中示出的实施例也很大程度上对应于在图1和2中示出的实施例。区别于图1和2的实施例，在图4的实施例中设置两个光学探测器28，所述探测器分别穿过彼此对置的隧道区段10、12的外壁中的缝隙30"、亦即从对置的侧指向松散物料流22。光学探测器28的检测范围34在通过隧道区段10、12形成的管状区段的中心交会。此外图4中的光学探测器28彼此成角度地设置，以便避免相互的干扰。此外关于光学探测器28以及评估装置32的设计，在图3所述的内容以对应的方式适用。在图4中示出的、松散物料流22从对置的侧检测的设计尤其是适合用于不透明的松散物料，而图1至3的设计尤其是适合用于透明的松散物料。

在图5中示出另一个设计，其原则上对应于图4的设计。区别于图4的设计，然而两个在对置的侧上设置的光学探测器28在图5的实施例中不彼此成角度地设置，而是在不同的高度上设置，其中，光学探测器28分别通过缝隙30"'检测松散物料流22。两个缝隙30"'彼此在高度上错开，以便避免相互的干扰。

在图1至5中示出的设计可以依赖于探测的松散物料也相互组合。原则上可以通过选择光学探测器28的适合的布置结构和定向对于探测来优化测量结果。

附图标记列表

10隧道区段

11纵轴线

12隧道区段

14自由空间

16盘

18盘

20箭头

22松散物料流

24照明器件

26箭头

28光学探测器

30缝隙

30'缝隙

30"缝隙

30"'缝隙

31导线

32评估装置

34箭头