檢測系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及用于檢測經過檢測區域的物體的材料和顏色的檢測系統。具體地，這樣的檢測系統可以與用于分類廢物和/或可回收材料的設備一起使用。
【背景技術】
[0002]在用于回收的例如分類機中使用的傳統的檢測系統有時效率低下并錯誤地識別它們要分類的物體。能夠基于待分類物體的材料和顏色將經過檢測系統的檢測區域的物體分類至不同的部分是有益的。這樣的功能可以用于幫助保護類似壓實機、粉碎機或刨片機的材料處理設備免受會對設備造成損害的物體的影響。例如，錯誤地分類玻璃或金屬物體會對壓實機系統等造成損傷。此外，能夠基于待分類物體的塑料類型和顏色分類塑料物體同樣是有益的。這些信息隨后可以用于將不同的塑料類型分類至分離的部分并且還用于準確地拒絕不需要的材料類型的塑料物體。家庭廢物中有幾個常見的典型的熱塑性材料類型。最常見的是PET、PE、PP和PVC ο PET和PE具有最高的回收價值。PVC在廢物管理行業和回收行業中被認為是污染物。PVC塑料對廢物燃燒爐造成損傷和磨損，并且即使僅存在少量(〈200ppm)，其也將使可回收PET的價值嚴重退化。因此，在廢物管理或回收期間正確地識別塑料物體和異物，并且拒絕不需要的材料或物體對降低下游設備造成損害的風險是很重要的。
【實用新型內容】
[0003]針對檢測系統的上述期望特性和傳統檢測系統的缺點，本申請的總體目標是提供一種改進的檢測系統，該檢測系統可以基于經過檢測區域的物體的材料和顏色正確地并有效地檢測和識別這些物體。
[0004]根據本申請，這些和其他目的通過用于檢測經過檢測區域的物體的材料和顏色的檢測系統實現。檢測系統包括:光源單元，該光源單元包括紅外光源、可見光源以及用于組合紅外光和可見光并將紅外光和可見光引導至檢測區域的組合光學器件。檢測系統進一步包括:輸入光學器件單元，該輸入光學器件單元布置為在來自光源單元的紅外光和可見光穿過檢測區域之后接收這些光；以及傳感器單元，該傳感器單元布置為接收來自輸入光學器件單元的光，該傳感器單元包括分光器，該分光器用于將所接收的光分成紅外部分和可見部分，并且將紅外部分引導至光學材料傳感器并且將可見部分引導至光學色彩傳感器。檢測系統進一步包括處理單元，該處理單元至少連接至傳感器單元的光學材料傳感器和光學色彩傳感器并連接至光源單元。處理單元構造為，在使用中，基于來自光學材料傳感器的檢測到的光的強度以及來自光學色彩傳感器的檢測到的光的色移識別經過檢測區域的物體的材料和顏色。處理單元構造為在使用中控制光源單元交替發射紅外光和可見光。
[0005]本申請基于以下內容實現，即來自可見光源的可見光可以與來自紅外光源的紅外光相組合以便通過控制光源在發射紅外光和可見光之間交替并在檢測之前將光劃分成紅外部分和可見部分來檢測經過檢測區域的物體的顏色和材料。本申請使得能夠進行材料檢測和顏色檢測以測量相同物體位置。換言之，原則上檢測系統包括沿著相同的光路交替的兩個檢測過程，即使用紅外光的吸收的材料檢測和使用可見光的色移的顏色檢測。
[000?] 通過將輸入光學器件單元連接至傳感器單元，可以保證來自光源單元的光在不需要在物理地定位傳感器單元以接收經過檢測區域的光的情況下到達傳感器單元。因此，本申請的另外的優勢是如果傳感器單元被替換或者需要移去保養，則不需要機械調整。此外，結合紅外光和可見光的光路允許在檢測系統的下游有更多地設計自由度，幫助保證光的測量來自相同的部位，并且確保當光學器件退化或變得污濁時對于紅外光和可見光兩者信號漂移將是相同的。此外，因為輸入光學器件單元和傳感器單元之間僅需要一個連接，所以檢測系統容易模塊化，并且由于紅外光和可見光具有相同的光路，所以圍繞諸如外部光學器件的部件設計變得更容易。
[0007]在本申請的各種實施方式中，紅外光源構造為發射具有選自包括750nm-1000nm、I OOOnm-1250nm、1250nm_l 500nm、1500nm_l 750nm 和 1750nm_2000nm 的組中的波長的光。
[0008]在本申請的各種實施方式中，可見光源構造為發射具有選自包括350nm-450nm、450nm-550nm、550nm-650nm 和650nm-750nm的組中的波長的光。
[0009]在本申請的一個實施方式中，組合光學器件可包括:二向色鏡，該二向色鏡構造為透射來自可見光源和紅外光源中的一個的光并且反射來自可見光源和紅外光源中的另一個的光；以及校準透鏡，該校準透鏡布置在二向色鏡的下游，用于在紅外光和可見光經過二向色鏡之后校準紅外光和可見光。
[0010]紅外光源可以是選自由發光二極管、鹵素燈和真空燈泡組成的組。可見光源可以是發光二極管。
[0011]在本申請的各種實施方式中，輸入光學器件單元和傳感器單元可以通過光纖連接。光纖允許輸入光學器件單元或傳感器單元在不考慮單元中的另一個的位置的情況下放置。此外，光纖的長度可以適配為期望的配置。光纖可包括至少一個光纖快速連接器。
[0012]在本申請的一個實施方式中，輸入光學器件單元可包括:殼體;光透射保護元件，覆蓋殼體的接收端；以及耦合透鏡，用于將光耦合至殼體的連接至傳感器單元的輸出端。光線透射保護元件可以由玻璃制成。
[0013]在本申請的一個實施方式中，輸入光學器件單元可以進一步包括:重新引導反射元件，該重新引導反射元件被布置為將所接收的光重新引導至輸出端。
[0014]分光器可包括二色分光鏡。二色分光鏡可被構造為透射紅外光和可見光中的一個，并且反射紅外光和可見光中的另一個。
[0015]在本申請的一個實施方式中，光學材料傳感器可包括衍射光學元件(DOE)，該衍射光學元件被布置為接收紅外光并且將紅外光向著至少一個檢測器引導。DOE模擬具有緊密選擇的中心波長和盡可能低的光譜帶寬的五窄帶光學濾光器。此外關于DOE的使用和實施的信息可以在相同申請人的歐洲專利I 337 818中找到。
[0016]光學色彩傳感器可包括RGB傳感器。RGB傳感器可以優選地具有模擬RGB-電壓輸出和可忽略不計的紅外靈敏度。
[0017]在本申請的一個實施方式中，處理單元可構造為通過驅動紅外光源和可見光源中的一個而不驅動紅外光源和可見光源中的另一個來控制光源單元交替發射紅外光和可見光。
[0018]處理單元可構造為以約160Hz的頻率交替驅動紅外光源和可見光源中的一個而不驅動紅外光源和可見光源中的另一個。
[0019]在本申請的各種實施方式中，檢測系統可以通過測量一組參考材料預校準，并且該一組參考材料可包括塑料材料。例如，材料傳感器可以通過測量一組七個參考塑料材料(PE、PVC、PP、PS、PET、PEN、PC)來校準。在生產期間，這些塑料材料被放入濾光輪中以校準傳感器。基于這些測量，計算對于傳感器的每個單獨材料的塑料模型并且存儲在處理單元中。通過預校準檢測系統，不需要額外的現場校準，因為白色參考(空的檢測區域)的測量校正組裝之后出現的光譜漂移。
[0020]當研究所附的權利要求以及下文的說明書時，本申請的其他特征以及優點將變得顯而易見。本領域技術人員應該認識到，本申請的不同的特征可以結合，以在沒有背離本申請的范圍的情況下創造除在下文中描述的那些以外的實施方式。
【附圖說明】
[0021]現在將參照示出的本申請的不同的實施方式的附圖更詳細地描述本申請的這些和其他方面。
[0022]圖1A是根據本申請的一個實施方式的用于分類的檢測系統