CN108138384B - 用于在纺织准备设备中识别杂质的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在纺织准备设备中识别杂质的设备(1)，所述设备具有检查通道(10)，纤维材料流(11)能穿过所述检查通道，其中在纤维材料流(11)中存在要识别的杂质(12)，对此设有第一照明单元(13)和至少一个第二照明单元(14)以将光(16，17)射入到检查通道(10)中，并且设有至少一个摄像机(15)，借助所述摄像机能够探测由照明单元(13)产生并且由杂质(12)反射的光(16，17)。根据本发明，第一照明单元(13)构成为用于发出具有第一偏振方向(A)的光(16)，并且第二照明单元(14)构成为用于发出具有第二偏振方向(B)的光(17)，其中第二偏振方向(B)不同于第一偏振方向(A)。

Description

用于在纺织准备设备中识别杂质的设备

技术领域

本发明涉及一种用于在纺织准备设备中识别杂质的设备，所述设备具有检查通道，纤维材料流能穿过所述检查通道，其中在纤维材料流中存在要识别的杂质，对此设有第一照明单元和至少一个第二照明单元以将光射入到检查通道中，并且设有至少一个摄像机，借助所述摄像机能够探测由照明单元产生并且由杂质反射的光。

背景技术

DE 10 2013 010 468 A1公开一种用于在纺织准备设备中识别杂质的设备，所述设备具有检查通道，呈散纤维、例如棉丛的形式的纤维材料流穿过所述检查通道。在纤维材料流中存在要识别的杂质，所述杂质可能是浅色的、无色的或透明的塑料，如例如包装薄膜的、由聚乙烯或聚丙烯构成的包装织物的残余。为了清洁纤维材料、即例如棉丛，必须将所述杂质从材料流中挑出。由于相对于纤维材料的光学对比度小，这种杂质很难识别。

为了识别纤维材料流中的杂质，使用第一照明单元和至少一个第二照明单元以将光射入到检查通道中。对此，检查通道具有检查区域，所述检查区域具有透明的壁。此外，设有两个摄像机，借助所述摄像机能够探测由照明单元产生并且由杂质反射的光。

如果在纤维上和在杂质上反射的光被摄像机接收，那么所述摄像机能够对反射的光在亮度和颜色方面在分析单元中进行分析。在此，摄像机接收不同信道中的处于红色、绿色或蓝色波长范围中的光，并且对其单独地进行处理。所述颜色信息在分析单元中用于基于杂质与纤维材料的亮度或颜色偏差识别所述杂质，并且随后通过挑拣单元挑出。除了颜色信息之外，摄像机能够接收偏振光，这就是说，在最简单的情况下，摄像机检测非偏振的光和偏振光之间的差异。在光在散纤维上反射的情况下，光的偏振部分地通过漫反射消除，并且摄像机基本上检测非偏振的光。在光亮的塑料部件、例如薄膜、聚丙烯带或类似物的情况下，即在杂质上反射时，偏振光基本上以偏振的方式继续反射，并且摄像机识别偏振光。因为摄像机能够借助于分析单元区分偏振状态，例如是否为偏振光或非偏振光，因此分析单元也可以区分散纤维与光亮的杂质，并且随后将光亮的杂质挑出。借助于在下游连接的控制单元，识别出的杂质能够通过挑拣单元从纤维材料流中引出，以便最后将杂质从该纤维材料流清除。

在这种设备运行时，已经证实为不利的是，并非全部棉丛都使光完全消偏振，进而除了期望地探测杂质之外出现一定的误捕获物，所述误捕获物由纤维材料构成并且导致不期望的废物量。

发明内容

本发明的目的是，改进用于在纺织准备设备中识别杂质的设备，借助所述设备使在挑出杂质时一起挑出的纤维材料的份额减小尤其最小化。

所述目的基于一种用于在纺织准备设备中识别杂质的设备和一种用于运行这种设备的方法来实现。

本发明包括如下技术教导，第一照明单元构成为用于发出具有第一偏振方向的光，并且第二照明单元构成为用于发出具有第二偏振方向的光，其中第二偏振方向不同于第一偏振方向。

本发明的核心是基于彼此不同的偏振方向区分射入到检查通道中的光，从而至少一个摄像机、也例如两个关于检查通道相对置地设置的摄像机能够识别关于如下内容的信息：射入的光是否从与摄像机观察通道相同的方向射入到通道中，或者光是否从检查通道的与摄像机的设置相对的一侧射入。如果光从相同侧射入，那么在散纤维上的偏振的散射明显较小，由此可以相应地提高摄像机的灵敏度。借此，能够提高杂质的选择性，从而最后减小挑出的纤维材料份额。

在此，第一偏振方向和第二偏振方向以理想的方式彼此垂直地延伸。在此，第一照明单元设置在检查通道的与布置摄像机相同的一侧上，并且第二照明单元设置在检查通道的与第一照明单元和摄像机的相对的一侧上。所述至少一个摄像机在此构成为用于分开地探测沿偏振方向的光，并且第一偏振信道中的第一光信息和第二偏振信道中的第二光信息能够由摄像机传输给分析单元。优选地，设有两个摄像机，所述摄像机处于检查通道的两侧的每侧上，此外优选在检查通道的每侧上存在两个偏振方向彼此相同的照明单元。

分析单元另外有利地构建成用于形成来自第一偏振信道的光信息的值和来自第二偏振信道中的光信息的值之间的差值。此外，在分析单元下游设有控制单元，并且所述控制单元构建成用于，从正的或负的差值中确定到杂质上的光入射方向，尤其是否探测到在检查通道的与布置摄像机相同的一侧上的第一照明单元的光，或者是否探测到在检查通道的与布置摄像机相对的一侧上的第二照明单元的光。

具有发出具有不同的偏振方向的光的照明单元的设备的根据本发明的实施方案的决定性的优点现在在于，散纤维和杂质在入射角和偏振方向方面表现不同。摄像机通过在偏振信道中的光信息的值之间形成的不仅正的、而且负的差识别在杂质上产生的光亮。正差在如下情况下出现：杂质的表面主要竖直地进而沿着检查通道取向，这就是说，处于与摄像机相同的一侧上的照明单元的光被反射。反之，负差在如下情况下出现：杂质的表面实际上水平地取向，并且由处于检查通道的与布置摄像机相对的一侧上的照明单元产生的光被摄像机接收。

但是，由于对纤维材料的不期望的探测主要由在相对侧上的照明单元的平坦射入的光产生，从而确定为负差值。因为分析单元可以根据差值的正负号区分信道中的偏差，所以分析单元也可以将光亮方向彼此区分并且相应地参数化。例如，如果处于检查通道的与摄像机侧相同的一侧上的照明单元的光被反射，那么摄像机能够以高的灵敏度分析对比度和大小。换言之，能够以将散纤维减少到分析的灵敏度的可容许的量上的较高的灵敏度分析具有正差的偏差，因为不存在干扰。由此，整体上得到用于应探测的杂质的高的灵敏度，同时不期望的探测的份额更小从而不期望挑出的纤维材料的份额更小。

此外，本发明涉及一种用于运行用于在纺织准备设备中识别杂质的设备的方法，所述设备具有检查通道，纤维材料流穿过所述检查通道，其中在纤维材料流中携带要识别的杂质，其中借助第一照明单元并且借助至少一个第二照明单元分别将光射入到观察通道中，并且设有至少一个摄像机，借助所述摄像机探测由照明单元产生并且由杂质反射的光。所述方法的突出之处在于，借助第一照明单元产生具有第一偏振方向的光，并且借助第二照明单元产生具有第二偏振方向的光，其中第二偏振方向与第一偏振方向不同，其中第一偏振信道中的第一光信息和第二偏振信道中的第二光信息由摄像机传输到分析单元上，并且借助分析单元形成第一偏振信道中的光信息的值和第二偏振信道中的光信息的值之间的差值。在此，光信息能够涉及在各个偏振方向中的光的强度，从而经由形成的差值根据正的或负的符号能够识别，是否为在摄像机的相同侧上的照明单元的光，或者是否为在检查通道的与布置摄像机相对的一侧上的照明单元的光。

根据所述方法的一个有利的改进方案，设有控制单元，借助所述控制单元从正的或负的差值中确定到杂质上的光入射方向，尤其是否探测到由在检查通道的与布置摄像机相同的一侧上的第一照明单元射入的光，或者是否探测到由在检查通道的与布置摄像机相对的一侧上的第二照明单元射入的光。

在此，所述方法尤其规定，分析单元根据光的入射方向在用于识别杂质的灵敏度方面不同地参数化。在具有正差值的偏差的情况下，能够以较高的灵敏度探测，即当设置在与摄像机的相同侧上的照明单元的光被反射时。这种反射例如在如下情况下发生：杂质具有沿着检查通道的实际上竖直的取向，从而也可以以提高的灵敏度识别更小的或最小的杂质。此外，能够识别相对于散纤维仅具有小的对比度的杂质，从而结果使一起挑出的纤维材料的份额最小化。

附图说明

改进本发明的其它措施在下文中连同对本发明的优选的实施例的描述一起根据附图详细示出。附图示出：

图1示出根据本发明的设备的示意图，其中示出照明单元的彼此不同的偏振方向，

图2示出具有照明装置的第一入射情形，其中光由处于与照明装置的相同侧上的摄像机识别，并且

图3示出具有照明装置的第二入射情形，所述照明装置处于检查通道的关于检查通道与摄像机的布置相对置设置的一侧上。

具体实施方式

图1示出用于在纺织准备设备中识别杂质的设备1的示意图。设备1设置在检查通道10上，并且纤维材料流11根据示出的方向箭头沿纵向方向穿过检查通道，所述纤维材料流例如由棉丛构成。除了棉丛之外，在纤维材料流中存在一定份额的杂质12，所述杂质能够由设备1探测。

对此，设备1在检查通道10的第一侧上具有两个第一照明单元13，并且在检查通道10的相对侧上设置有两个另外的照明单元14。利用在检查通道的所述第一侧上的照明单元13将光16射入到检查通道10中，并且利用第二照明单元14将光17射入到检查通道10中。在所述两侧的每侧上存在一摄像机15，所述摄像机识别和分析射入的并且在纤维材料11上和尤其在杂质12上反射的光16、17。为了产生限定的背景颜色，设有背景元件20，所述背景元件沿摄像机的主轴线方向处于检查通道10的相应相对置的一侧上，并且借助背景照明装置21尤其以白光照亮。背景照明装置21例如具有荧光灯，所述荧光灯提供在可见波长范围中的非偏振的白光并且照亮背景元件20。

所述布置方式示出照明单元13和14的偏振方向A、B，并且由检查通道10的右侧上的第一照明单元13发出沿水平偏振方向的光，并且利用在检查通道10的相对置的左侧上的第二照明装置14发出具有垂直偏振方向B的光。

图2示例性地示出经由设备1的检查通道10的右侧上的照明单元13的第一入射情形。由第一照明单元13提供的光16水平走向地偏振，进而具有第一偏振方向A，所述第一偏振方向垂直于纸面延伸。在此，照明单元13和14在它们的主延伸方向方面也垂直于纸面延伸，从而照明单元13和14以横截面示出。

示出的第一入射情形通过如下方式出现：杂质12占据实际竖直的位置，所述位置例如对应于检查通道10的垂直延伸的延伸方向。由此，光16在杂质12上反射，其中偏振方向A基本上保持不变并且由摄像机15检测。由于事先已知通过第一照明单元13产生的光16的第一偏振方向A，摄像机15能够区分，入射侧是哪个。根据偏振方向A的反射出现小的散射，从而能够以相应高的灵敏度分析由摄像机15检测并且提供的光信息，因为不存在干扰，并且可以选择高的对比度。

在图3中示出的第二入射情形中，摄像机15探测光17，所述光由检查通道10的相对侧上的第二照明单元14产生。光17具有第二偏振方向B，所述第二偏振方向处于纸面中进而横向于第二照明单元14的主延伸方向延伸。由于预先设定，摄像机15基于第二偏振方向B识别由与摄像机15相对置的照明单元14产生的光17，相应地，灵敏度可相应地降低，以便避免，由于出现的散射，没有一起探测到纤维材料或仅一起探测到小份额的纤维材料。进行经由杂质12的反射，因为所述杂质具有横向于检查通道10的主方向的基本上水平的延伸方向，从而得到所述相对置的照明单元14的光17的反射，所述光由摄像机15识别。

因此，经由在图1中示出的分析单元18可以通过摄像机15以与以偏振方向B产生的光17相比较高的灵敏度分析以偏振方向A产生的光16分析。

在检查通道10的每侧上设置有一摄像机15，并且每个所述摄像机15配设有分析单元18。两个分析单元18与控制单元19耦联，以便控制挑拣单元，借助所述挑拣单元将杂质12从纤维材料流11选出。未示出的挑拣单元布置在设备1的下游，并且在示出的视图中设置在检查通道10之下。

本发明的实施方案不局限于在上文中给出的实施例。更确切地说，可考虑大量变型方案，所述变型方案即使在原理上为不同类型的实施方式中也使用示出的解决方案。从权利要求书、说明书或附图中得出的全部特征和/或优点、包括构造细节或空间布置不仅能够单独地、而且也能够以不同的组合，应作为发明实质范围。

附图标记列表：

1 设备

10 检查通道

11 纤维材料流

12 杂质

13 第一照明单元

14 第二照明单元

15 摄像机

16 光

17 光

18 分析单元

19 控制单元

20 背景元件

21 背景照明装置

A 第一偏振方向

B 第二偏振方向

Claims (13)

1.一种用于在纺织准备设备中识别杂质的设备（1），所述设备具有检查通道（10），纤维材料流（11）能穿过所述检查通道，其中在所述纤维材料流（11）中存在要识别的杂质（12），对此设有第一照明单元（13）和至少一个第二照明单元（14）以将光（16，17）同时射入到所述检查通道（10）中，并且设有至少一个摄像机（15），借助所述摄像机能够探测由所述第一照明单元和所述第二照明单元产生并且由所述杂质（12）反射的光（16，17），

其特征在于，

所述第一照明单元（13）构成为用于发出具有第一偏振方向（A）的光（16），并且所述第二照明单元（14）构成为用于发出具有第二偏振方向（B）的光（17），其中所述第二偏振方向（B）不同于所述第一偏振方向（A）。

2.根据权利要求1所述的设备（1），

其特征在于，

所述第一偏振方向（A）和所述第二偏振方向（B）彼此垂直。

3.根据权利要求1所述的设备（1），

其特征在于，

所述第一照明单元（13）设置在所述检查通道（10）的与设置所述摄像机（15）相同的一侧上，并且所述第二照明单元（14）设置在所述检查通道（10）的与所述第一照明单元（13）和所述摄像机（15）相对的一侧上。

4.根据权利要求2所述的设备（1），

其特征在于，

所述第一照明单元（13）设置在所述检查通道（10）的与设置所述摄像机（15）相同的一侧上，并且所述第二照明单元（14）设置在所述检查通道（10）的与所述第一照明单元（13）和所述摄像机（15）相对的一侧上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备（1），

其特征在于，

所述至少一个摄像机（15）构成为用于分开地探测沿所述偏振方向（A，B）的光（16，17）。

6.根据权利要求5所述的设备（1），

其特征在于，

第一偏振信道中的第一光信息和第二偏振信道中的第二光信息由所述摄像机（15）传输到分析单元（18）上。

7.根据权利要求6所述的设备（1），

其特征在于，

所述分析单元（18）构建成用于形成在所述第一偏振信道中的光信息的值和所述第二偏振信道中的光信息的值之间的差值。

8.根据权利要求7所述的设备（1），

其特征在于，

设有控制单元（19）并且所述控制单元构建成用于，从正的或负差值中确定到杂质（12）上的入射方向。

9.根据权利要求8所述的设备（1），

其特征在于，

设有控制单元（19）并且所述控制单元构建成用于，从正的或负差值中确定到杂质（12）上的入射方向，确定

- 是否探测到在检查通道（10）的与所述摄像机（15）的设置相同的一侧上的所述第一照明单元（13）的光（16）；或

- 是否探测到在检查通道（10）的与所述摄像机（15）的设置相对的一侧上的所述第二照明单元（14）的光（17）。

10.一种用于运行根据上述权利要求中任一项所述的在纺织准备设备中识别杂质的设备（1）的方法，所述设备具有检查通道（10），能够引导纤维材料流（11）穿过所述检查通道，其中在所述纤维材料流（11）中携带要识别的杂质（12），其中借助第一照明单元（13）并且借助至少一个第二照明单元（14）将光（16，17）同时射入到所述检查通道（10）中，并且设有至少一个摄像机（15），借助所述摄像机探测由所述第一照明单元和所述第二照明单元产生并且由所述杂质（12）反射的光（16，17），

其特征在于，

- 借助所述第一照明单元（13）发出具有第一偏振方向（A）的光（16），

- 借助所述第二照明单元（14）发出具有第二偏振方向（B）的光（17），其中所述第二偏振方向（B）不同于所述第一偏振方向（A），其中

- 将第一偏振信道中的第一光信息和第二偏振信道中的第二光信息由所述摄像机（15）传输到分析单元（18）上，并且其中

- 借助所述分析单元（18）形成所述第一偏振信道中的光信息的值和所述第二偏振信道中的光信息的值之间的差值。

11.根据权利要求10所述的方法，

其特征在于，

设有控制单元（19），借助所述控制单元从正的或负差值中确定到所述杂质（12）上的入射方向。

12.根据权利要求11所述的方法，

其特征在于，

设有控制单元（19），借助所述控制单元从正的或负差值中确定到所述杂质（12）上的入射方向，确定

- 是否探测到在检查通道（10）的与所述摄像机（15）的设置相同的一侧上的所述第一照明单元（13）的光（16），或者

- 是否探测到在检查通道（10）的与所述摄像机（15）的设置相对的一侧上的所述第二照明单元（14）的光（17）。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，

其特征在于，

所述分析单元（18）根据所述光（16，17）的入射方向在识别所述杂质（12）的灵敏度方面被不同地参数化。

Images