用于检查和／或去除产品流中不适合物体的方法和系统以及实现该方法和系统的分类仪器技术方案

一种检查产品流（２）中的不适合或不规则的物体的系统（１），该系统（１）包括沿着扫描线（Ｓ）扫描产品流（２）的扫描手段（１０）和在扫描后检测产品流（２）再发射的光束（５、６）的检测手段（２０），扫描线（Ｓ）由最少一个将光（１４）沿着该扫描线（Ｓ）导向的光源（１１）形成，扫描手段（１０）包括在最少一个维度将光（１２）集中的聚焦手段（２６），检测手段（２０）包括定义图像平面（Ｐ↑［２］）的聚焦手段（２１），产品流（２）沿着该扫描线（Ｓ）的空间图像（３’、４’）在图像平面上形成，聚焦手段（２１）设计为在最少一个维度聚焦该图像（３’、４’），并面向该扫描线（Ｓ），因此扫描线（Ｓ）上的点在图像平面（Ｐ↑［２］）中形成投射扫描线（Ｓ↓［Ｐ］），检测手段（２０）还包括在图像平面（Ｐ↑［２］）运作的空间过滤手段（２２），空间过滤手段（２２）只在跟该投射扫描线（Ｓ↓［Ｐ］）的方向成直角的方向（ｙ↓［Ｐ］）上过滤图像（３’、４’）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种检査产品流中不适合或不正常的物体的新方法和 系统，尤其是涉及一种允许产品的高速输送的检查方法和系统，以及 包括这种系统的分类仪器。
技术介绍
将在持续流动的产品流中的产品分类的仪器在本领域中是已知 的。这些分类仪器包括运输系统、检査系统和移除系统。运输系统将 要被检查的产品流输送到检查系统和移除系统。检査系统会分析产品 的一个或多个预定的特征。通常，光学特征例如色泽或结构会被测试。 根据接收到的光学信号，检査系统会评估在产品流中特定的物体的这 些特征的测量数值是否符合预定的接受条件。如果答案是否，移除系 统会将此物体从产品流中移除。在此，检査系统控制移除系统的运作。这种分类仪器的构造在美国专利号6, 509， 537中公开。该分类 仪器包括用以输送固体微粒流的输送器，和用以探测和区分个别固体 微粒的品质和/或色泽的装置。探测系统包括激光束，激光束经多边形 轮再导向至固体微粒。因为多边形轮的转动，轮的镜像端面会角向引 导激光束在时轴上锯齿状地移动。之后，移动的激光束会被导向至固 体微粒流以提供对固体微粒流的线形激光束扫描。被固体微粒发散地 再发射的激光束经过轮的镜像端面，被导向至将光信号转换至电输出 信号的光电装置。因此，多边形轮具有两个功能在产品流上形成扫 描的激光束，和将从产品流返回的光导向到光电装置。这个输出信号 之后可以再被模拟电路处理或转换成数字信号以作数字处理和数据操 作。美国专利号4， 723， 659， 美国专利号4， 634， 881和欧洲专利 申请号1332353公开了相似的包括检査系统的分类仪器，而检査系统 中的多边形轮拥有如上述的两个功能。这些系统包括现有技术的所有缺点，因为扫描手段亦有责任将返回的光导向以通过检测手段，例如 光电倍增管探测器，因此系统被第二个功能完全限制，而不容许系统 优化，尤其是为了高速分类运作的优化。土耳其专利申请号2006/05534U公开了跟以上的分类仪器相似的 构造，唯一的不同是最少一个检测器具有膜片(定界装置)，膜片有狭 缝般的孔，孔唯一的作用是容许入射光的偏差，而偏差通常是因为扫 描手段也即可转动地布置的多边形轮的不规则运动引起。本专利技术同时 也作为副技术效果，提供对关于这些扫描手段的问题的解决方案，因 为本专利技术的检查系统不是从这些扫描手段，如多边形镜接收入射光， 而是从产品流直接接收再发射光。美国专利号6， 671， 042B1公开了一种包括多光束激光扫描单元 和最少一个多光束暗视野成像单元的检查系统。暗视野成像单元定义 为在后扫描光学系统的会聚角之外在斜角3上收集散射光的检测器。 扫描单元产生多个激光点并将它们沿着一个平面扫描。成像单元分别 检测从这多个点中的每一个点所散射的光。每一个成像单元的每点均 包括收集光学装置和光检测器，使得每个检测器只检测从其关联的点 发射的散射光。但是，检査系统的空间过滤手段配置在聚焦平面中， 而这会限制所有导向至该多个光检测器的光的角度的范围。这在产品 流中检测和检查不规则的物体时会特别不利，因为这个手段并不允许 测定光是源于哪一个特定的范围。美国专利公开号A1-2005/052644公开了一种表面检查系统，包括 最少一个倾斜的照射光束和可能地一条第二照射光束，这两条光束按 顺序或在同时照射。如图8所示，说明书所描述的过滤手段在空间频 率域中过滤，这需要过滤手段放置在一个非常特定的构造中。明显地， 该系统的过滤器并不是一个空间域的过滤器，而是一个图像的频率域 中的过滤器。因此，这种过滤器最适合过滤图像中的规则的而重复的 图案。再者，很显然系统使用的傅立叶过滤器亦对检査手段中收集镜 片的准确位置有严格的规定。也就是说，物体必须布置在第一个收集 镜片的前焦平面。这种系统亦不适合检测或检查不正常的产品流，因 为相比于在空间域中产生图像，这种系统在频率域中产生图像，而空 间域对为在本专利技术中使用并在此申请中后述的用于定义某个窗口或特征函数来说，是一个比较方便而实用的域。欧洲专利公开号EP-A-1724030公开了一种检査连续产品流的检査 系统，包括参照组件和中间光学组件、用光束在产品流上扫描的扫描 手段、和将产品流再发射的光束转换成电信号的转换手段。将光束导 向至产品流的多边形镜亦接收再发射的光，并通过转换手段将其导向。 因此，扫描手段具有两个功能，就是将光束导向至产品流和在光束通 过检测器再发射时接收/导向光束。在检测器中形成的图像为单单一 点，而不是一条线。国际专利公开号WO-A-01/07950公开了具有检査单元、输送系统 和剔除单元的分类装置，其中该检查单元具有最少两个光源以及令电 磁辐射波跟产品接触的手段。这些手段作为源自这些源头的辐射的校 准系统使用。该校准系统只是简单地接收从需要分类的产品所反射和/ 或透射和/或发射和/或变化的电磁辐射。但是，该系统并不允许区分 从产品流的直接再发射和散射的光。在现有技术中，如要测量散射效果，入射光必须在两个维度上集 中，更具体地说，是集中在一个光点。在此情况下，检测器所看到的 图像分为两部分，即一个通常光亮的中心点，此中心点通常被称为直 接反射光，以及环绕中心点的阴影，该阴影的光度根据被照射的物体 的散射特性改变。将空间图像的这两部分中的其中一个过滤，是由二 维空间窗口完成，例如具有圆形开口，而圆形开口带有盲点的的膜片。 更多关于这些膜片的教导可以在美国专利号4， 723， 659中找到。光电装置接收到的光的量由收集从产品流返回的光的多边形轮的 镜像端面面积决定。如果检査系统需要接收更多的光，可以增加激光 束的功率或增加镜像端面的维度，以得到更大的多边形轮。两种解决 方案均对仪器的整体成本有负面的影响。因此，现有技术的检査系统 仍需改进，以获得一种不再需要根据接收到的光量对扫描组件进行优 化，并容许实现较小尺寸的扫描组件的检查系统。如果产品在扫描光束的平面上移动的速度增加，扫描的频率亦需 按比例提升，以令所有经过的物体有足够的垂直解像度进行扫描。现 有技术的检查系统中，这可以通过提升多边形轮的旋转速度或者增加 多边形轮的镜像端面的数目解决。除了对成本的影响以外，后者还会影响收集到的光的量。要克服此问题，需要继续增加多边形轮，而这 会导致更高的成本。在某些应用中，测量物体的透射率可能比测量其反射率更为有利。 使用多边形轮收集返回的光的现有技术系统只可以在反射模式使用。 光源和检测器位于产品流的同侧，并通过共通的光学组件如多边形轮 与产品流光学地联接，因此能在检测器获得被扫描的物体的静态的， 反扫描的图像。可以将第二个多边形轮和相应的检测器布置在产品流 的对侧以测量透射的光。但是，提供扫描光束的多边轮的频率和相位 和收集透射的光的多边轮的频率和相位的适当校准，是非常难以实现 的。最后，检査系统的光学组件非常重要，并对分类仪器的整体成本 有很大的影响。因此它需要设计为在保持最低成本的同时达到最大的 可靠性。这些设计要求通常通过保持最短的光学距离、，尽可能少的自 由度和稳定的部件以获得足够高的光学稳定性。但在上述现有技术的 系统并不能令人满意地达到这些目标。首先，再发射光需要行经相当 的光学距离，并在到达检测手段之前需要通过相当数目的光学组件， 例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检查产品流（２）中的不适合或不规则的物体的系统（１），该系统（１）包括沿着扫描线（Ｓ）扫描产品流（２）的扫描手段（１０）和在扫描后检测产品流（２）再发射的光束（５、６）的检测手段（２０），扫描线（Ｓ）由最少一个将光（１４）沿着该扫描线（Ｓ）导向的光源（１１）形成，扫描手段（１０）包括在最少一个维度将光（１２）集中的聚焦手段（２６），其特征在于：　检测手段（２０）包括定义图像平面（Ｐ↑［２］）的聚焦手段（２１），产品流（２）沿着该扫描线（Ｓ）的空间图像（３’、４’）在 图像平面上形成，聚焦手段（２１）设计为在最少一个维度聚焦该图像（３’、４’），并面向该扫描线（Ｓ），因此扫描线（Ｓ）上的点在图像平面（Ｐ↑［２］）中形成投射扫描线（Ｓ↓［Ｐ］），　检测手段（２０）还包括在图像平面（Ｐ↑［２］）运作的空 间过滤手段（２２），空间过滤手段（２２）只在跟该投射扫描线（Ｓ↓［Ｐ］）的方向成直角的方向（ｙ↓［Ｐ］）上过滤图像（３’、４’）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：B迪里耶，D亚当斯，P奥普德贝克，
申请(专利权)人：维塞斯恩威公司，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]