用于检查物流式行进物品的检查机和检查方法技术

根据本发明专利技术涉及在传送平面(3)上以物流(F)形式行进的单件物品(2)的自动检查机，其具有待检查物流(F)在其之下通过的至少一个照射站(4)和至少一个检测站(4')，照射站(4)具有检查用辐射(R)的施加和聚焦装置(6)，以限定横向聚焦照射区域(ZEF)，检测站(4')一方面具有限定横向带状的检测区域(ZD)的具有一尺寸(L)的装置(9)，另一方面具有扫描所述区域(ZD)、收集并传输像素(10)中含有的信号的装置(9，11)。自动检查机(1)的特征在于，聚焦照射区域(ZEF)在整个检查宽度(L)上包含在检测区域(ZD)中。

Inspection machine and inspection method for checking logistics type moving articles

According to the present invention, an automatic inspection machine for a single item (2) traveling in the form of a logistics (F) on the transmission plane (3) has at least one irradiation station (4) and at least one detection station (4') under which the inspected logistics (F) passes, and an irradiation station (4) has an application and focusing device (6) for inspecting radiation (R) to limit the transverse focusing illumination. On the one hand, a device (9) with a dimension (L) for a limited transverse banded detection area (ZD), on the other hand, a device (9, 11) for scanning a region (ZD) and collecting and transmitting signals contained in a pixel (10). The feature of the automatic inspection machine (1) is that the focusing irradiation area (ZEF) is included in the detection area (ZD) over the entire inspection width (L).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检查物流式行进物品的检查机和检查方法
本专利技术涉及用于自动表征和可选地分类、分拣、评估或识别呈单独和分开元件形式的物流式行进的物品或物件或者其部分、或在传送平面上行进的整体式制品的领域。非破坏性表征通过经受相应入射辐射的物品、物件或者制品所反射的光辐射分析实现。这种所谓“光学分拣”的技术的一种有利的但非限制性的应用是家用、集体用或者工业用垃圾、特别是家用可循环使用的包装品的分拣。在此背景下，本专利技术提出一种用于进行自动表征的改进型检查机和检查方法。
技术介绍
光学分拣机和光学分拣方法的许多实施例是已知的，已经商品化和使用。首先涉及到入射辐射或者所用检查的性质，应当指出，所考虑的和实施的技术基于发射非相干宽谱辐射。因此，现有技术中考虑的机器和系统全都使用钨-卤素型热光源，更简单的说，称为“卤素”热光源，而不是激光或者电致发光二极管。卤素具有可控光谱成分，这种成分仅取决于色温，其光谱良好覆盖了光学分拣的主要范围：从400纳米到2500纳米。其他系统，特别是激光系统，允许极好地控制照射几何形状，但是，其造价比较高，控制起来比较复杂，因而很少将其作为用于光学分拣的方案。在光学分拣机中，检测和照射机构通常距待分拣物流较远距离，所述距离从300毫米到2000毫米。实际上，经验表明，如果想要避免阻塞危险(物品卡塞在机器中，导致发出阻塞警报且停止分拣)，300毫米是待分拣垃圾流通道的必需高度。对于大尺寸(直至2000毫米)来说，其相应于用单一装置扫描大宽度传送装置的必要性。因此，光学平衡概念很重要，以确保良好信噪比，从而确保良好实时检测。为了提高平衡性，一种显而易见的解决方案可在于最大限度地提高有效用于检测的发出光子(这可称为“光子功效”)的比例。为此，检测区域与照射区域重合看来是最佳方案：从照射线截获的所有光子由传感器收集和利用，传感器本身在其整个表面上都使用。但是，大部分已知系统不接近这种重合，特别是因为鉴于尤其是使用、制造允差，其实际应用很困难。已知光学分拣机的传统结构采用漫射照射源，这种照射源与检测平面具有很大的角度。其广为使用，因为其易于实施，对于照射物品具有良好的朝向变化性，这很有利。但是，要能分析具有一定厚度的物品，其遇到场深度问题。因此，不仅需要照射传送带处的检测线，而且还需要照射位于检测平面中和传送带上方的所有检测线。这意味着在每个高度，照射区域的一小部分处于传感器场中。为确保光子功效，如专利申请WO2013/115650Al中所述的活动照射看来更为有利，因为在这种情况下，照射可变向、活动以及与检测同轴。这种安装布置在原理上确保良好节约能量，因为在分析中仅随时照射像素附近。但是，在这种已知的安装布置中，照射同样超过范围。由单一透镜聚焦并由多棱镜反射的两个灯的光束，在传送带处提供直径接近8厘米、比像素大得多的光点。此外，同轴活动照射具有限制其优点的主要缺陷：在透明物品如塑料瓶或袋上，非常少的信号会相对照射方向以180°返回，这完全会影响到检测质量。更一般来说，基于非相干源例如卤素灯的任何活动照射式安装布置很难使光线集中到小区域上，从而难以提高光学平衡性。唯有光纤式安装布置实现良好的照射限制性，但其仅在距场地为几毫米处，从而使之不适合光学分拣。在该范畴中，有SRS(即“SpectroscopieRésolueSpatialement”：空间分辨光谱)检测系统。在距场地远距离工作的固定照射中，唯有与检测基本共面或者共线(同轴)的照射可望限制照射。然而，如前所述，很难设计这种不是基于相干光线的共线照射。实施照射与检测基本共面，是由文献EP1243350以及由本申请人的关于名为“米斯特拉尔(Mistral)”的机器系列的商用文件提出的。除了关于共面性的实用布置之外，作为前述文件目标的机器的其他主要特性和工作方式如后所述。这种已知的机器主要用于各种物品、尤其是垃圾的光学分拣，以使其再循环使用。待分拣物品在传送带上单层散放铺开，传送带的宽度一般为600毫米至3000毫米之间，其速度固定，为2米/秒至5米/秒之间。一个或多个光学头并列地布置在传送装置上方，在传送装置行进期间通过相继线检查其整个表面。聚焦照射限定照射平面，照射平面与传送带相交则限定照射线，聚焦照射使大部分辐射集中在紧邻照射线的聚焦照射区域中。对于每个光学头，振镜式扫描仪从照射线的与光学头的视域相对应的部分的一边缘到另一边缘扫描测量点。与一次横向扫描相应的一条线分析时间是数毫秒。在任何时间，位于扫描点附近的单一基本测量区域可显示和被分析，在一个基本测量期间的显示区域的表面称为像素。对每条线所分析的像素数量根据扫描宽度进行调节，以使得侧向分辨率达到数毫米，优选为5毫米至10毫米。在分析过程中从像素接收的光线由扫描仪反射到聚焦构件中，注入到光纤中，以使其传输到分光计中来进行分析和评估。从像素接收的光线在衍射光栅式分光计中被分解成其构成波长，通过结合从获取信号中提取的材料和颜色信息，光谱数据被用于使制品分类以便进行检查或者分拣。为此，使用将来自信号的待处理信息输送给不同分析仪的两组光纤即：-一组纤维，供给近红外分光计，以确定化学成分；-另一组纤维，供给一组传感器，以借助于与红、绿和蓝基本颜色相对应的三个滤色器(红绿蓝系统)确定颜色。尽管与前述文献EP1243350目标基本对应的现有的这种机器令人满意，但是，始终存在改进不同点的需求，即：-减少照射需求；-被分析区域的更好空间稳定性，其确保重建全部图像的几何质量，以及控制形成传送平面的传送带的覆盖率；-测量结果的更好光谱稳定性，尽管存在与分析装置例如分光计的制造允差有关的缺陷；-在使用至少两个不同分析装置的情况下使信息最佳结合。
技术实现思路
本专利技术主要旨在改进文献EP1243350所提出类型的机器，以至少部分地回应前述专利申请。为此，本专利技术涉及一种自动检查机，用于自动检查在传送平面上以物流形式行进的以基本单层方式布置的单件物品、整体式表面制品、或者呈基本连续层分布的颗粒制品，所述自动检查机一方面能够并且用于根据其化学成分和/或其颜色来鉴别单件物品、颗粒制品或者鉴别表面制品区域，另一方面具有至少一个照射站和至少一个检测站，待检查的物流在照射站和检测站下通过，所述照射站尤其具有用于施加和聚焦检查用的辐射的施加和聚焦装置，辐射来自一个或者多个非相干宽谱光源，施加和聚焦装置朝传送平面的方向发出所述辐射以限定照射平面，所述照射平面和传送平面相交则限定横向于物流的行进方向延伸的照射线、以及横向带状的聚焦照射区域，所述聚焦照射区域在所述照射线的两侧延伸在传送平面上，所述检测站尤其具有：一方面，检测装置，检测装置允许周期性地扫描照射线的每个点，持续地接收由围绕当前扫描点延伸的像素或基本测量区域反射的辐射，在检测装置扫描照射线的过程中，活动的像素限定横向带状的检测区域，检测区域沿与行进方向垂直的轴线的尺寸相应于检测站的检查宽度，以及另一方面，用于收集反射的多光谱辐射光束并将其传输到至少一个分析装置的收集和传输装置，分析装置连接于或包括评估装置，而能够并且用于对像素中含有的、由所述收集和传输装置传输的信号进行处理，自动检查机的特征在于，聚焦照射区域在整个检查宽度上包含在检测区域中。附图说明借助于下面参照示意性附图对作为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动检查机(1)，用于自动检查在传送平面(3)上以物流(F)形式行进的以基本单层方式布置的单件物品(2)、整体式表面制品、或者呈基本连续层分布的颗粒制品，所述自动检查机(1)一方面能够并且用于根据化学成分和/或颜色来鉴别单件物品、颗粒制品或者鉴别表面制品区域，另一方面具有至少一个照射站(4)和至少一个检测站(4')，待检查的物流(F)在照射站和检测站下通过，所述照射站(4)尤其具有用于施加和聚焦检查用的辐射(R)的施加和聚焦装置(6)，辐射来自一个或者多个非相干宽谱光源(5)，施加和聚焦装置朝传送平面(3)的方向发出所述辐射(R)以限定照射平面(7)，所述照射平面(7)和传送平面(3)相交则限定横向于物流(F)的行进方向(D)延伸的照射线(8)、以及横向带状的聚焦照射区域(ZEF)，所述聚焦照射区域在所述照射线(8)的两侧延伸在传送平面(3)上，所述检测站(4')尤其具有：一方面，检测装置(9)，检测装置允许周期性地扫描照射线(8)的每个点，持续地接收由围绕当前扫描点延伸的像素(10)或基本测量区域反射的辐射，在检测装置(9)扫描照射线(8)的过程中，活动的像素(10)限定横向带状的检测区域(ZD)，检测区域(ZD)沿与行进方向(D)垂直的轴线的尺寸(L)相应于检测站(4')的检查宽度，以及另一方面，用于收集反射的多光谱辐射光束(12)并将其传输到至少一个采集装置(13)的收集和传输装置(9，11)，其中采集装置连接于分析装置(14)，而能够并且用于对像素(10)中含有的、由所述收集和传输装置(9，11)传输的信号进行处理，自动检查机(1)的特征在于，聚焦照射区域(ZEF)在整个检查宽度(L)上包含在检测区域(ZD)中。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.01 FR 16517281.一种自动检查机(1)，用于自动检查在传送平面(3)上以物流(F)形式行进的以基本单层方式布置的单件物品(2)、整体式表面制品、或者呈基本连续层分布的颗粒制品，所述自动检查机(1)一方面能够并且用于根据化学成分和/或颜色来鉴别单件物品、颗粒制品或者鉴别表面制品区域，另一方面具有至少一个照射站(4)和至少一个检测站(4')，待检查的物流(F)在照射站和检测站下通过，所述照射站(4)尤其具有用于施加和聚焦检查用的辐射(R)的施加和聚焦装置(6)，辐射来自一个或者多个非相干宽谱光源(5)，施加和聚焦装置朝传送平面(3)的方向发出所述辐射(R)以限定照射平面(7)，所述照射平面(7)和传送平面(3)相交则限定横向于物流(F)的行进方向(D)延伸的照射线(8)、以及横向带状的聚焦照射区域(ZEF)，所述聚焦照射区域在所述照射线(8)的两侧延伸在传送平面(3)上，所述检测站(4')尤其具有：一方面，检测装置(9)，检测装置允许周期性地扫描照射线(8)的每个点，持续地接收由围绕当前扫描点延伸的像素(10)或基本测量区域反射的辐射，在检测装置(9)扫描照射线(8)的过程中，活动的像素(10)限定横向带状的检测区域(ZD)，检测区域(ZD)沿与行进方向(D)垂直的轴线的尺寸(L)相应于检测站(4')的检查宽度，以及另一方面，用于收集反射的多光谱辐射光束(12)并将其传输到至少一个采集装置(13)的收集和传输装置(9，11)，其中采集装置连接于分析装置(14)，而能够并且用于对像素(10)中含有的、由所述收集和传输装置(9，11)传输的信号进行处理，自动检查机(1)的特征在于，聚焦照射区域(ZEF)在整个检查宽度(L)上包含在检测区域(ZD)中。2.根据权利要求1所述的自动检查机，其特征在于，扫描活动的像素(10)具有沿物流(F)行进轴线的行进方向(D)的带有上游和下游边界或边缘(10’)的确定延伸部分；并且，施加和聚焦装置(5，6)配置成进行照射限制，使得在活动的像素(10)在传送平面(3)上或在传送平面附近整个移动的期间，聚焦照射区域(ZEF)的沿行进方向(D)的上游和下游边界或边缘始终包含在像素(10)的沿所述行进方向(D)的上游和下游边界或边缘(10')内。3.根据权利要求1或2所述的自动检查机，其特征在于，扫描活动的像素(10)的形状取决于为至少一个采集和分析装置(13，14)组成部分的传感器(15)的布置形状或传感器形状、和/或取决于具有所述传感器(15)的装置(13)的反射辐射的入口(13')的形状，所述像素(10)优选具有沿行进方向(D)伸长的矩形形状。4.根据权利要求1至3中任一项所述的自动检查机，其特征在于，活动的像素(10)在沿照射线(8)扫描移动期间的被照射区域(10")、即像素与聚焦照射区域(ZEF)的公共表面，占所述像素(10)的总面积的不到80％，有利地占所述总面积的至少30％、优选至少40％。5.根据权利要求1至4中任一项所述的自动检查机，其特征在于，施加和聚焦装置具有用于反射和限制来自所述非相干宽谱光源(5)的辐射的装置(6)、以及位于确定的角扇形区(18)中并用于遮挡由所述非相干宽谱光源向传送平面(3)直接发出的辐射的装置(16)，使得传送平面(3)上接收的全部辐射(R)都通过所述施加和聚焦装置(6)并到达聚焦照射区域(ZEF)。6.根据权利要求1至5中任一项所述的自动检查机，其特征在于，检测装置(9)限定的扫描频率是可调节的，以能够按物流(F)的行进速度进行调节，以便在扫描相继两条线的期间，每条线的限制聚焦照射区域(ZEF)在行进中的传送平面(3)上照射沿行进方向(D)确切邻接的横向带状部分，来至少一次分析行进的物流(F)的每个点。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：A·布尔里，G·勒格赫，
申请(专利权)人：贝蓝科光谱分拣技术有限公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR