DE29719245U1 - Device for recognizing and eliminating foreign substances in fiber material - Google Patents
Device for recognizing and eliminating foreign substances in fiber materialInfo
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Description
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Vorrichtung zum Erkennen und Ausscheiden von Fremdstoffen in FasermaterialDevice for detecting and separating foreign substances in fibre material
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erkennen und Ausscheiden von Fremdstoffen in Fasermaterial gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1. Derartige Vorrichtungen werden in erster Linie in Spinnereien zum Reinigen von Rohbaumwolle eingesetzt. Rohbaumwolle ist häufig mit Fremdstoffen, wie z.B. Schnüre, Jutefetzen oder andere Gewebefetzen, Kunststoffolien, usw. durchsetzt, welche im Spinnprozess zu einer Verminderung der Warenqualität oder zu Betriebsstörungen führen. Man ist daher bestrebt, diese Fremdstoffe bereits in der Putzerei möglichst vollständig auszuscheiden. Das Reinigen von Fasermaterial kann aber auch in anderen Verarbeitungsprozessen, wie z.B. bei der Verarbeitung von mineralischen, synthetischen oder tierischen Fasern eine Rolle spielen. The invention relates to a device for detecting and separating foreign substances in fiber material according to the preamble of claim 1. Such devices are primarily used in spinning mills for cleaning raw cotton. Raw cotton is often interspersed with foreign substances, such as cords, jute scraps or other fabric scraps, plastic films, etc., which lead to a reduction in the quality of the goods or to operational disruptions during the spinning process. Efforts are therefore made to separate these foreign substances as completely as possible in the blow room. However, cleaning fiber material can also play a role in other processing processes, such as the processing of mineral, synthetic or animal fibers.
Gattungsmässig vergleichbare Vorrichtungen sind beispielsweise bereits durch die EP-A 414 961 oder durch die WO 96/35831 bekannt geworden. Dabei werden die Baumwollflocken in einem pneumatischen Förderstrom kontinuierlich oder intermittierend durch einen Präsentationskanal geführt und mit Hilfe von Farbsensoren überwacht. Dabei handelt es sich vorzugsweise um CCD-Kameras, die im sichtbaren Lichtbereich (rot, grün, blau) arbeiten. Damit lässt sich bereits ein sehr guter Wirkungsbereich erreichen, weil viele Fremdstoffe einen ausreichenden Farbkontrast zur Baumwolle aufweisen. Um auch Fremdkörper zu ermitteln, welche die gleiche oder annähernd die gleiche Farbe aufweisen wie die Baumwollfasern, wurde bereits vorgeschlagen, zusätzlich wenigstens einen Sensor anzuordnen, der im Bereich von Infrarot arbeitet.Devices of a similar type have already become known, for example, from EP-A 414 961 or WO 96/35831. The cotton flakes are guided continuously or intermittently through a presentation channel in a pneumatic conveyor flow and monitored using color sensors. These are preferably CCD cameras that work in the visible light range (red, green, blue). This already allows a very good range of effectiveness to be achieved because many foreign substances have a sufficient color contrast to the cotton. In order to also detect foreign bodies that have the same or almost the same color as the cotton fibers, it has already been proposed to additionally arrange at least one sensor that works in the infrared range.
In der Praxis wurde eine derartige Sensorkombination jedoch nie realisiert, insbesondere weil im Stand der Technik keine Anregungen für konstruktive Lösungen vorhanden sind. Infra-In practice, however, such a sensor combination has never been realized, in particular because the state of the art does not provide any suggestions for constructive solutions. Infra-
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rotsensoren werden zwar in der Textiltechnik bereits auf verschiedenen Gebieten zur Messung und Ueberwachung von Gewebebahnen eingesetzt. Diese Vorrichtungen sind jedoch für die Ueberwachung eines lockeren Flockenstroms nicht brauchbar. Red sensors are already used in various areas of textile technology to measure and monitor fabric webs. However, these devices are not suitable for monitoring a loose flow of flocks.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit deren Hilfe der Wirkungsbereich erheblich vergrössert werden soll, wobei insbesondere auch im sichtbaren Licht kontrastlose Fremdstoffe erkannt werden sollen. Dabei soll das Sensorsystem in einem einzigen Modul untergebracht werden können, so dass ggf. auch bestehende Anlagen ohne grossen konstruktiven Aufwand nachgerüstet werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einer Vorrichtung gelöst, welche die Merkmale im Anspruch 1 aufweist.It is therefore an object of the invention to create a device of the type mentioned at the beginning, with the help of which the effective range is to be significantly increased, whereby in particular foreign substances without contrast are to be detected in visible light. The sensor system should be able to be accommodated in a single module so that existing systems can also be retrofitted without great structural effort. This object is achieved according to the invention with a device which has the features in claim 1.
Es hat sich gezeigt, dass einfache konstruktive Lösungen nur realisiert werden können, wenn es sich beim Farbsensor und beim Infrarotsensor jeweils um einen zellenförmig abtastenden Sensor handelt. Auf diese Weise kann die elektromagnetische Strahlung bzw. das Licht ohne grossen Aufwand in den Präsentationskanal eingespeist werden, wobei die Beleuchtung einen Wellenlängenbereich von 400nm bis 2500nm abzudecken hat und sich damit im Rot-Grün-Blau-Bereich und im Bereich des Nahen Infrarots bewegt. Als zellenförmig abtastender Sensor wird in diesem Zusammenhang jeder Sensor betrachtet, der in der Lage ist, im wesentlichen kontinuierlich eine Zeile von einer bestimmten Länge zu überwachen. Dabei kann der Sensor die gesamte Zeile integrierend überwachen (zeilengebender Scanner) oder er kann eine Zeile als Messpunkt in rascher Folge abtasten (Flying Spot Scanner).It has been shown that simple design solutions can only be implemented if the color sensor and the infrared sensor are both cell-scanning sensors. In this way, the electromagnetic radiation or light can be fed into the presentation channel without great effort, with the lighting covering a wavelength range from 400 nm to 2500 nm and thus moving in the red-green-blue range and in the near infrared range. In this context, any sensor that is able to continuously monitor a line of a certain length is considered a cell-scanning sensor. The sensor can monitor the entire line in an integrated manner (line-scanning scanner) or it can scan a line as a measuring point in rapid succession (flying spot scanner).
Der Präsentationskanal kann auf zwei aufeinanderfolgenden Ebenen in Serie mit dem Farbsensor und mit dem Infrarotsensor beaufschlagbar sein. Die beiden Ebenen können dabei relativThe presentation channel can be loaded with the color sensor and the infrared sensor on two consecutive levels in series. The two levels can be relatively
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nahe beieinander liegen. Dabei ist eine Beaufschlagung parallel von der gleichen Seite her möglich. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass der Präsentationskanal mit dem Farbsensor und mit dem Infrarotsensor aus verschiedenen Richtungen beaufschlagbar ist.are close to each other. It is possible to apply the signals in parallel from the same side. Another possibility is that the presentation channel with the color sensor and the infrared sensor can be applied from different directions.
Die Ebene des Farbsensors und die Ebene des Infrarotsensors kann jeweils mit unterschiedlichen Beleuchtungskörpern versehen sein, die Licht im Rot-Grün-Blau-Bereich, bzw. im Bereich des Nahen Infrarots abgeben. Auf diese Weise kann für jede Sensorebene die optimale Beleuchtung gewählt werden. Es ist aber auch denkbar, dass die Ebene des Farbsensors und die Ebene des Infrarotsensors mit einer gemeinsamen Beleuchtung im Bereich des sichtbaren Lichts und des Nahen Infrarots beleuchtbar ist.The level of the color sensor and the level of the infrared sensor can each be provided with different lighting fixtures that emit light in the red-green-blue range or in the near infrared range. In this way, the optimal lighting can be selected for each sensor level. However, it is also conceivable that the level of the color sensor and the level of the infrared sensor can be illuminated with a common lighting in the visible light and near infrared range.
Eine gemeinsame Beleuchtung über das gesamte Wellenlängenspektrum ist insbesondere dann erforderlich, wenn der Präsentationskanal auf einer gemeinsamen Ebene parallel mit dem Farbsensor und mit dem Infrarotsensor beaufschlagbar ist und wenn die beiden Sensoren über einen Strahlenteiler auf die gemeinsame Ebene gerichtet sind, der jedem Sensor das ihm zugeordnete Lichtspektrum zuführt. Diese Bauweise ergibt eine besonders platzsparende Anordnung. Ausserdem wird die Ansteuerung der Ausscheidevorrichtung dadurch vereinfacht, dass nicht jedem Sensor eine eigene Ansteuervorrichtung zugeordnet werden muss. Beide Sensortypen messen auf der gleichen Ebene und die Wegstrecke, bzw. die zu berücksichtigende Ansteuerungszeit bleibt unabhängig davon gleich, ob der Farbsensor oder der Infrarotsensor oder beide Sensoren gleichzeitig ein Steuersignal abgeben.Common illumination across the entire wavelength spectrum is particularly necessary when the presentation channel can be exposed to the color sensor and the infrared sensor on a common plane and when the two sensors are directed to the common plane via a beam splitter that supplies each sensor with the light spectrum assigned to it. This design results in a particularly space-saving arrangement. In addition, the control of the separation device is simplified by the fact that each sensor does not have to be assigned its own control device. Both sensor types measure on the same plane and the distance or the control time to be taken into account remains the same regardless of whether the color sensor or the infrared sensor or both sensors emit a control signal at the same time.
Als gemeinsame Beleuchtung für die Lichtmessung am Farbsensor und am Infrarotsensor können eine oder mehrere Leuchtstofflampen, aber auch Halogenlampen oder Xenonlampen eingesetzt werden. Das Emissionsspektrum dieser Lampen reicht bekannt-One or more fluorescent lamps, but also halogen lamps or xenon lamps can be used as common lighting for the light measurement on the color sensor and the infrared sensor. The emission spectrum of these lamps is known to extend
• · &phgr; &phgr; &phgr; &phgr; &phgr;• · φ φ φ φ φ φ
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lieh bis in den Nahen Infrarotbereich.lent into the near infrared range.
Vorzugsweise ist der Präsentationskanal mit je wenigstens einem Paar Farbsensoren und Infrarotsensoren beaufschlagbar, wobei die Einzelsensoren jedes Sensorpaars den Präsentationskanal aus diametral entgegengesetzten Richtungen und auf vorzugsweise leicht versetzten Ebenen beaufschlagen. Mit dieser Anordnung wird ein hoher Durchdringungsgrad des Faserstroms erzielt.Preferably, the presentation channel can be loaded with at least one pair of color sensors and infrared sensors, wherein the individual sensors of each sensor pair load the presentation channel from diametrically opposite directions and on preferably slightly offset planes. With this arrangement, a high degree of penetration of the fiber stream is achieved.
Wie bereits erwähnt, kann es sich bei den Sensoren um Zeilensensoren oder zellenförmig abtastende Punktsensoren handeln. Die integrierenden Zeilensensoren haben den Vorteil, dass keine beweglichen Bauteile und insbesondere keine Antriebe erforderlich sind. Je nach den Platzverhältnissen und nach der spezifischen Geometrie der Messanordnung kann es aber zweckmässig sein, eine Zeile mit hoher Geschwindigkeit als Messpunkt abzutasten. Zu diesem Zweck kann beispielsweise ein polygones Spiegelrad eingesetzt werden, das sich gleichförmig um eine Achse dreht, wobei jeder Teilspiegel jeweils eine Zeile abtastet. Die gleiche Funktion könnte auch ein Schwenkspiegel erfüllen, der über einen bestimmten Winkel hin und her bewegt wird. Eine zellenförmige Abtastung könnte aber auch dadurch erreicht werden, dass für jeden Punkt auf der Zeile, bzw. für mehrere Punkte auf einer Teilstrecke der Zeile ein eigener Sensor angeordnet ist. Mit einer derartigen Sensoranordnung könnte die Lage einer Verunreinigung innerhalb einer Zeile bestimmt werden, so dass auch an der Ausscheidevorrichtung eine gezielte Ausscheidung möglich ist.As already mentioned, the sensors can be line sensors or point sensors that scan in a cell-like manner. The integrated line sensors have the advantage that no moving components and in particular no drives are required. Depending on the space available and the specific geometry of the measuring arrangement, it can be useful to scan a line at high speed as a measuring point. For this purpose, for example, a polygonal mirror wheel can be used that rotates uniformly around an axis, with each partial mirror scanning one line at a time. The same function could also be fulfilled by a swivel mirror that is moved back and forth over a certain angle. Cell-like scanning could also be achieved by arranging a separate sensor for each point on the line or for several points on a section of the line. With such a sensor arrangement, the position of a contamination within a line could be determined, so that targeted separation is also possible at the separation device.
Der Infrarotsensor kann ein mehrkanaliger Sensor sein, wobei jedem Kanal mittels eines Filters oder eines Strahlenteilers ein zu überwachendes Lichtspektrum zugeordnet ist. Auf diese Weise kann jeweils gezielt ein bestimmtes Lichtspektrum überwacht werden, in welchem aufgrund vorbekannter Daten bestimmte häufig vorkommende Fremdstoffe relativ leichtThe infrared sensor can be a multi-channel sensor, with each channel being assigned a light spectrum to be monitored by means of a filter or a beam splitter. In this way, a specific light spectrum can be monitored in a targeted manner, in which, based on previously known data, certain frequently occurring foreign substances can be relatively easily identified.
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ermittelt werden können.can be determined.
Der Präsentationskanal ist besonders vorteilhaft Bestandteil eines pneumatischen Transportkanals. Auf diese Weise kann die Fremdstoffausscheidung auf dem Transportweg zwischen zwei Arbeitsstationen erfolgen, ohne dass der Faserstrom unterbrochen werden muss. Der Präsentationskanal kann aber auch Bestandteil einer besonderen Ausscheidevorrichtung sein, in welcher beispielsweise die Förderluft durch einen Kondensor vom Fasermaterial getrennt wird, so dass die Fasern den Präsentationskanal mit einer genau definierten Geschwindigkeit durchlaufen. Schliesslich ist es auch denkbar, dass der Präsentationskanal zusätzlich mit einem Metallsensor und/oder mit einem Funkensensor beaufschlagbar ist. Damit können Metallteile oder auch Glutherde oder Funken im Faserstrom ermittelt und eliminiert werden.The presentation channel is particularly advantageous as part of a pneumatic transport channel. In this way, the foreign matter can be separated on the transport path between two work stations without the fiber flow having to be interrupted. The presentation channel can also be part of a special separation device in which, for example, the conveying air is separated from the fiber material by a condenser so that the fibers pass through the presentation channel at a precisely defined speed. Finally, it is also conceivable that the presentation channel can also be equipped with a metal sensor and/or a spark sensor. This can be used to detect and eliminate metal parts or even glowing spots or sparks in the fiber flow.
Weitere Vorteile und Einzelmerkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Zeichnungen. Es zeigen:Further advantages and individual features of the invention emerge from the following description of embodiments and from the drawings. They show:
Fig. 1 Eine stark schematisierte Gesamtdarstellung einer Vorrichtung mit Sensoren in Serie auf verschiedenen Ebenen,Fig. 1 A highly schematic overall view of a device with sensors in series on different levels,
Fig. 2 ein Diagramm mit dem Absorptionsverhalten von Baumwolle im Vergleich zu einer Verunreinigung,Fig. 2 a diagram showing the absorption behaviour of cotton compared to a contamination,
Fig. 3 ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Präsentationskanals in Seitenansicht mit einer gemeinsamen Messebene für Farbsensor und Infrarotsensor,Fig. 3 an alternative embodiment of a presentation channel in side view with a common measuring plane for color sensor and infrared sensor,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Präsentationskanals mit winkelmässig versetzten Farbsensoren und Infrarotsensoren, undFig. 4 a perspective view of a presentation channel with angularly offset color sensors and infrared sensors, and
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Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer auf einer gemeinsamen Ebene zellenförmig abtastenden Sensoranordnung. Fig. 5 is a perspective view of a sensor arrangement scanning in a cell-like manner on a common plane.
Figur 1 zeigt stark vereinfacht eine Ausscheidevorrichtung mit einem Präsentationskanal 1, der jedoch Bestandteil einer pneumtischen Förderleitung 7 ist. In dieser Förderleitung werden Baumwollfasern in Förderrichtung a transportiert, wobei über einen Ventilator 8 Förderluft eingespeist wird. Der Präsentationskanal hat vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt, während die restliche Förderleitung auch rund ausgebildet sein kann. Im Ausführungsbeispiel ist der Präsentationskanal vertikal angeordnet, wobei die BaumwolIflocken von oben nach unten passieren. Die Relativlage des Präsentationskanals kann jedoch den besonderen Umständen entsprechend verändert werden und es ist auch denkbar, dass er horizontal oder in einer anderen Richtung verläuft.Figure 1 shows a highly simplified separation device with a presentation channel 1, which is, however, part of a pneumatic conveying line 7. In this conveying line, cotton fibers are transported in conveying direction a, with conveying air being fed in via a fan 8. The presentation channel preferably has a rectangular cross-section, while the rest of the conveying line can also be round. In the exemplary embodiment, the presentation channel is arranged vertically, with the cotton flakes passing from top to bottom. The relative position of the presentation channel can, however, be changed according to the special circumstances and it is also conceivable that it runs horizontally or in another direction.
An dem mit Fensteröffnungen versehenen Präsentationskanal 1 ist ein Sensorsystem 2 angeordnet. Dieses besteht aus je einem Farbsensorpaar 4, 4' und einem Infrarotsensorpaar 5, 5'. Die Einzelsensoren jedes Sensorpaares sind auf zwei sich diametral gegenüberliegenden Seiten angeordnet und beaufschlagen den Präsentationskanal in entgegengesetzten Richtungen, jedoch auf leicht versetzten Ebenen. Das Farbsensorpaar arbeitet dabei auf der insgesamt mit 16 bezeichneten RGB (Rot-Grün-Blau) Messebene und das Infrarotsensorpaar auf der insgesamt mit 17 bezeichneten NIR (Nahes Infrarot) Messebene.A sensor system 2 is arranged on the presentation channel 1, which is provided with window openings. This consists of a color sensor pair 4, 4' and an infrared sensor pair 5, 5'. The individual sensors of each sensor pair are arranged on two diametrically opposite sides and act on the presentation channel in opposite directions, but on slightly offset levels. The color sensor pair works on the RGB (red-green-blue) measuring level, designated 16 in total, and the infrared sensor pair works on the NIR (near infrared) measuring level, designated 17 in total.
Jedes Sensorpaar ist mit einer sensorspezifischen Beleuchtung versehen. Das Farbsensorpaar 4, 4' arbeitet mit einer Beleuchtung 6a im sichtbaren Lichtbereich, also etwa im Wellenlängenbereich 400nm bis 800nm. Dagegen arbeitet die Beleuchtung 6b im NIR-Bereich, also etwa lOOOnm bis 2500nm, vorzugsweise 1200nm bis 2000nm. Bei der Beleuchtung handelt es sich vorzugsweise um einzelne Lampen, die auf beiden Seiten derEach sensor pair is provided with a sensor-specific illumination. The color sensor pair 4, 4' works with an illumination 6a in the visible light range, i.e. approximately in the wavelength range 400nm to 800nm. In contrast, the illumination 6b works in the NIR range, i.e. approximately 1000nm to 2500nm, preferably 1200nm to 2000nm. The illumination preferably consists of individual lamps that are arranged on both sides of the
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Sensorachsen angeordnet sind. Zur Verbesserung der Lichtreflexion auf den Sensor kann jeweils am gegenüberliegenden Wandabschnitt ein Reflektor auf der Innenseite des Präsentationskanals angeordnet sein.sensor axes. To improve the light reflection onto the sensor, a reflector can be arranged on the inside of the presentation channel on the opposite wall section.
Die Sensorpaare sind mit einer Steuervorrichtung 9 verbunden, welche die Steuersignale auswertet und beim Ermitteln eines Fremdstoffes die Ausscheidevorrichtung 3 ansteuert, welche stromabwärts nach dem Präsentationskanal angeordnet ist. Die Steuervorrichtung kann auch noch zusätzliche Signale verarbeiten, wie z.B. diejenigen eines Metallsensors 25, der ebenfalls am Präsentationskanal 1 angeordnet ist.The sensor pairs are connected to a control device 9, which evaluates the control signals and, when a foreign substance is detected, controls the separation device 3, which is arranged downstream of the presentation channel. The control device can also process additional signals, such as those from a metal sensor 25, which is also arranged on the presentation channel 1.
Die Ausscheidevorrichtung 3 besteht im wesentlichen aus einer Umlenkklappe 10, die in der Förderleitung 7 angeordnet ist, sowie aus einem beispielsweise pneumatischen Antrieb 11 zum Verschwenken der Klappe 10. Beim Ansprechen eines Sensors wird unter Berücksichtigung der Fördergeschwindigkeit die Klappe 10 kurzzeitig ausgeschwenkt, so dass die verunreinigte Teilmenge des Faserstroms in Pfeilrichtung b abgelenkt und einem Abfallbehälter 12 zugeführt wird. Anstelle der Klappe können allerdings auch andere Ausscheidemittel eingesetzt werden. Denkbar sind insbesondere Blasdüsen, die den Faserstrom kurzzeitig mit einem Druckstoss beaufschlagen und auf diese Weise auslenken.The separating device 3 essentially consists of a deflection flap 10, which is arranged in the conveying line 7, and of a pneumatic drive 11, for example, for pivoting the flap 10. When a sensor responds, the flap 10 is briefly pivoted out, taking the conveying speed into account, so that the contaminated part of the fiber flow is deflected in the direction of arrow b and fed to a waste container 12. Instead of the flap, however, other separating means can also be used. Blow nozzles are particularly conceivable, which briefly subject the fiber flow to a pressure surge and thus deflect it.
Figur 2 zeigt am Beispiel eines Diagramms das mögliche Arbeitsprinzip eines Infrarotsensors. Auf der X-Achse ist die Wellenlänge des Lichtes in nm aufgetragen, wobei das Spektrum vom sichtbaren Licht bis gegen die Obergrenze des Nahen Infrarots reicht. Auf der Y-Achse ist das Absorptionsverhalten A als Faktor aufgetragen. Die Absorption ist eine Funktion der Reflexion, die an jedem Körper beim Auftreffen eines Lichtstrahls einer bestimmten Wellenlänge gemessen werden kann. Das Absorptionsverhalten eines Stoffes erlaubt Rückschlüsse über die molekulare Struktur des Körpers. DieseFigure 2 shows the possible working principle of an infrared sensor using a diagram as an example. The wavelength of the light is plotted on the X-axis in nm, with the spectrum ranging from visible light to the upper limit of the near infrared. The absorption behavior A is plotted on the Y-axis as a factor. Absorption is a function of reflection that can be measured on any body when a light beam of a certain wavelength hits it. The absorption behavior of a substance allows conclusions to be drawn about the molecular structure of the body. This
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Zusammenhänge sind dem Fachmann bekannt und werden hier daher nicht näher beschrieben.Interrelationships are known to the expert and are therefore not described in detail here.
Die untere Kurve 13 zeigt ein typisches Absorptionsspektrum von Baumwolle, wobei festgestellt wurde, dass unterschiedliche Baumwollqualitäten annähernd gleiche Spektren aufweisen. Die obere Kurve 14 zeigt das Absorptionsspektrum von Kunststoff material, insbesondere von Polypropylen. Aufgrund dieser charakteristischen Spektren und der dabei auftretenden Spitzen können nun basierend auf einer vorgängig durchgeführten Kalibrierung Fremdstoffe von Baumwolle unterschieden werden.The lower curve 13 shows a typical absorption spectrum of cotton, whereby it was found that different cotton qualities have almost identical spectra. The upper curve 14 shows the absorption spectrum of plastic material, in particular polypropylene. Based on these characteristic spectra and the peaks that occur, foreign substances can now be distinguished from cotton based on a previous calibration.
Figur 3 zeigt eine alternative Anordnung eines Sensorsystems, bei dem je ein Farbsensor 4 und ein Infrarotsensor 5, bzw. 4', 5', parallel auf einer gemeinsamen Messebene 18 messen. Die reflektierten Lichtstrahlen in der Messebene werden dabei durch einen Strahlenteiler 15, z.B. durch einen teildurchlässigen Spiegel aufgeteilt, wobei jeweils dem Farbsensor 4, 4' sichtbares Licht und dem Infrarotsensor 5, 5' Nahes Infrarot zugeführt wird. Die gemeinsame Beleuchtung 6 ist mit Lampen bestückt, welche Licht im gesamten Wellenlängenbereich der beiden Sensoren abgeben, also z.B. mit Leuchtstofflampen, Halogenlampen oder Xenonlampen.Figure 3 shows an alternative arrangement of a sensor system in which a color sensor 4 and an infrared sensor 5, or 4', 5', measure in parallel on a common measuring plane 18. The reflected light rays in the measuring plane are split by a beam splitter 15, e.g. by a partially transparent mirror, whereby visible light is fed to the color sensor 4, 4' and near infrared light is fed to the infrared sensor 5, 5'. The common lighting 6 is equipped with lamps which emit light in the entire wavelength range of the two sensors, e.g. with fluorescent lamps, halogen lamps or xenon lamps.
Eine alternative Sensoranordnung ist in Figur 4 dargestellt. Dabei ist das Farbsensorpaar 4, 4' um einen Winkel von 90° versetzt zum Infrarotsensorpaar 5, 5' und um den Präsentationskanal 1 angeordnet. Auch hier ist wiederum jeder Einzelsensor auf einer geringfügig versetzten Ebene zu seinem gegenüberliegenden Sensor angeordnet. Die Wirkungsebenen der beiden Sensorpaare liegen derart nahe beieinander, dass die Beleuchtung 6 als gemeinsame Beleuchtung mit einem Emissionsspektrum für beide Sensortypen ausgebildet ist.An alternative sensor arrangement is shown in Figure 4. The color sensor pair 4, 4' is offset by an angle of 90° to the infrared sensor pair 5, 5' and arranged around the presentation channel 1. Here, too, each individual sensor is arranged on a slightly offset plane to its opposite sensor. The effective planes of the two sensor pairs are so close to each other that the lighting 6 is designed as a common lighting with an emission spectrum for both sensor types.
Bei allen bisher beschriebenen Sensoren handelt es sich um Zeilensensoren, die jeweils auf integrierende Art eine ganzeAll sensors described so far are line sensors, each of which integrates a whole
PJOS009de/23.10.97PJOS009en/23.10.97
Zeile gleichzeitig aufnehmen. In Figur 5 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel mit einem scannenden Punktsensor dargestellt. Dabei wird auf dem mit 19 bezeichneten Faserstrom auf einer Zeile 21 ein Bildpunkt aufgenommen, der sich schnell über die ganze Zeile bewegt. Ein diese Zeile kreuzender Fremdstoff 20 kann auf diese Weise ebenfalls erfasst werden.Line at the same time. Figure 5 shows a schematic of an embodiment with a scanning point sensor. In this case, a pixel is recorded on a line 21 of the fiber stream designated 19, which moves quickly across the entire line. A foreign substance 20 crossing this line can also be detected in this way.
Die Abtastbewegung des Bildpunktes wird mit einem Polygonspiegelrad 22 verursacht, das sich kontinuierlich um seine Mittelachse dreht. Ein dabei reflektierender Lichtstrahl wird an einem Prisma 24 in seinem Spektrum aufgeteilt, so dass sichtbares Licht dem Farbsensor 4 und Nahes Infrarot dem Infrarotsensor 5 jeweils über ein Objektiv 23 zugeführt wird.The scanning movement of the pixel is caused by a polygon mirror wheel 22, which rotates continuously around its central axis. A reflected light beam is split in its spectrum by a prism 24, so that visible light is fed to the color sensor 4 and near infrared to the infrared sensor 5, each via a lens 23.
Anstelle des Spiegelrades könnte auch ein Schwenkspiegel eingesetzt werden. Je nach der Geometrie der Messanordnung müssen ggf. auch parabolische Spiegel zur Vergrösserung des Sektors eingesetzt werden.Instead of the mirror wheel, a swivel mirror could also be used. Depending on the geometry of the measuring arrangement, parabolic mirrors may also have to be used to enlarge the sector.
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