DE2811744A1

DE2811744A1 - Detektiervorrichtung

Info

Publication number: DE2811744A1
Application number: DE19782811744
Authority: DE
Inventors: Seppo Edvard Sarlos
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-03-22
Filing date: 1978-03-17
Publication date: 1978-10-05
Also published as: DE2811744B2; US4245913A; FI780913A; DE2811744C3; CA1130883A; JPS53140087A; FR2385082A1; SE7703294L; SE404964B

Description

SEPPO EDVARD SARLOS
Kontiontie 1
ESBO 21 / Finland

Hanburc,, 15. Mcirz 1973

Detektiervorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Detektieren, d.h. Beobachten und Anzeigen, von Strahlung von einem Gegenstand zum Feststellen von Abweichungen oder Fehlern bei einer seiner Flächen mit Hilfe einer ortsfesten Detektiereinheit.

Eine Vorrichtung der hier in Rede stehenden Art soll insbesondere in einem Sägewerk für Auslesen und Klassieren sowie Grösstbemessung von Schnittholz einsetzbar sein, wenn dieses in der Form von "Rohbrettern", getrockneten Brettern oder Planken mit Hilfe eines Förderers vorgeschoben und in Uebereinstimmung mit gegebenen, auf die Holzgüte bezogenen Richtlinien abgekantet und abgelängt werden soll.

Wegen der schnell ansteigenden Rohwarenpreise ist es immer bedeutungsvoller geworden, eine schnelle und einwandfreie Detektierung, d.h. Beobachtung und Anzeige der Beobachtungsergebnisse der Rohbretter zu schaffen, derart, dass das Holz in bestmöglicher Weise verwertet wird, und demgemäss ist die vorliegende Erfindung in erster Linie auf die Ermöglichung einer solchen Detektierung eingestellt.

Sägeholz von nordischer Kiefer (Föhre) und Fichte wird in Bezug auf die Güte in die Klassen unsortiertes Holz (0/S),

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Quinta (V) und Ausschuss oder Schwarten (VI) eingeordnet. Bei einer derartigen Klassifizierung werden für gewöhnlich nur die sichtbaren Abweichungen und Fehler des Holzes berücksichtigt. Diese umfassen u.a. das Auftreten von:

a) Wahnkanten,

b) Astknorren,

c) Bläue,

d) Fäule,

e) Rindenresten,

f) Rissen,

g) Insektenannriffen,

h) Abweichungen in der Form des Holzes, i ) Unebenhei ten,

j) Veränderungen in Bezug auf Richtung und Dichte der Jahresringe.

Der Gütewert des Holzes ist eine Funktion der oben angegebenen Eigenschaften, d.h. der Beschaffenheit, Anzahl, Grosse und Lage der Fehler. Von wirtschaftlichen Ueberlegunen aus ist es selbstverständlich vorteilhaft, das Holz derart zu sortieren, dass ein möglichst grosser Teil davon in die besseren Holzklassen fällt. Das Verhältnis zwischen den Verkaufspreisen für unsortiertes Holz und Schwartenbrettholz kann beispielsweise so gross wie 2:1 sein.

Bei der Aussonderung ist es vorteilhaft, folgerichtig vorzugehen, derart, dass stets dieselben Beurteilungsgründe bestimmend sind. Die herkömmliche visuelle Beurteilung ist jedoch ganz subjektiv. Freilich gibt es Regeln für die Klassifizierung des Holzes, es ist jedoch in der Praxis sehr schwer, ihnen mit wünschenswerter Genauigkeit zu folgen. Diese Schwierigkeiten hängen u.a. mit dem hohen Arbeitstempo zusammen, wie es. in Sägewerken die Regel ist. Es hat sich als besonders zeitraubend erwiesen, eine bestmögliche Auswahl zu treffen, und deswegen gilt es oft zu entscheiden, was wirtschaftlich lohnender ist, bei der Sortierung entweder ein kurzes Holzstück von hoher Güte zu erhalten oder ein langes Holzstück von schlechterer Güte.

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Offenbar liegt also ein Bedürfnis für eine objektive und schnell arbeitende Vorrichtung für Güteaussonderung von Holz vor. Eine derartige Vorrichtung soll eine Steigerung des Verkaufswerts des Holzes ermöglichen und ausserdem sollen die Holzkäufer gütemässig gleichmässigere Ware erhalten. Ferner soll sich die Sortierung schneller durchführen lassen.

Eine Detektiervorrichtung der in dem einleitenden Absatz umrissenen Art ist gemäss der vorliegenden Erfindung in erster Linie dadurch gekennzeichnet, dass die Detektiereinheit zum Empfangen von Strahlung durch einen Spalt in einem Schirm eingerichtet ist, wobei der Spalt in seiner Längsrichtung veränderliche Weite hat und in Winkel zur Vorschubrichtung des unter ihm vorbeigehenden Gegenstandes angeordnet ist. Der Spalt soll sich zur Hauptsache über den ganzen Gegenstand erstrecken, und die Detektiereinheit soll vorzugsweise mehrere in Linie hintereinander und parallel zu dem Spalt angeordnete Detektoren umfassen.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Strahlung eine Lichtstrahlung und sind Beleuchtungsorgane so angeordnet, dass sie eine im wesentlichen gleichförmige Beleuchtung des Gegenstandes zustande bringen. In diesem Falle kann das Detektierergebnis wesentlich verbessert werden, wenn der Raum oberhalb des Spalts abgeschirmt und so geformt ist, dass Lichtstrahlung zur Detektiereinheit verhindert wird. Die zur Anwendung gelangenden Beieuchtungsorgane sind vorteilhaft Leuchtstofflampen, die in parallelen Reihen auf derselben Schirmseite, aber auf beiden Seiten des Spalts entlang dessen ganzer Länge angeordnet sind. Vorzugsweise sind dann je drei Leuchtstoffröhrenbandleuchter auf beiden Seiten des Spalts angeordnet und sind die Bandleuchten derart an verschiedene Wechselstromphasen eines elektrischen Stromnetzes angeschlossen, dass stets dieselbe Lichtintensität erhalten wird.

Wenn die Strahlung eine Lichtstrahlung ist, enthält jeder Detektor zweckmässig eine Kamera, d.h. ein lichtempfindliches

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Aufnahmegerät, das zur Weiterleitung von Beobachtungsergebnissen in der Form elektrischer Pulse an eine für deren Auswertung bestimmte Rechenanlage angeschlossen ist.

Zur Vervollkommnung der Detektiervorrichtung nach der Erfindung kann ein Linsensystem in der Strahlenbahn zwischen der Detektiereinheit und dem jeweilig zu beobachtenden Gegenstand vorgesehen sein. Dieses Linsensystem kann eine oder mehrere, zweckmässig zwischen der Detektiereinheit und dem Spalt zwischengeschaltete Zylinderlinsen umfassen, die so eingesetzt sind, dass die Strahlen eine Brechung zu Sammlung in einer Richtung erhalten.

Die Erfindung soll nunmehr in der Form eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben werden. Das Ausführungsbeispiel ist insbesondere für Detektieren, d.h. Beobachten und Anzeige von Abweichungen und/oder Fehlern bei auf einem Förderer vorgeschobenen Rohbrettern und Planken in einem Sägewerk bestimmt; die Detektiervorrichtung kann aber selbstverständlich auch in vielen anderen Zusammenhängen für Absuchen oder Detektieren der Oberfläche eines beliebigen Gegenstandes zum Einsatz kommen. Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 in lotrechter Endansicht eine gemäss der Grundsätzen der Erfindung ausgestaltete Detektiervorrichtung zur Beobachtung von und Anzeige von Abweichungen und/oder Fehlern bei einem auf einem Förderer vorgeschobenen Rohbrett, sowie ein an die Vorrichtung angeschlossenes Auswertungsgerät;

Fig. 2 in Schnitt entlang der Linie 2-2 in der Fig. 1 eine Seitenansicht der neuen Detektiervorrichtung mit zugehörigem Auswertungsgerät;

Fig. 3 in Draufsicht eine besondere Ausführungsform für den in der neuen Detektiervorrichtung enthaltenen Schirmspalt;

Fig. 4 in Draufsicht die Anbringung von in der neuen Detektiervorrichtung enthaltenen lichtempfindlichen Elementen im Verhältnis zu dem Schirmspalt; und

Fig. 5 schaubildlich eine abgewandelte Ausführungsform für einen in der Fig. 1 und 2 veranschaulichten Teil der Detektiervorrichtung.

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Die wesentlichen Grundzüge der neuen Detektiervorrichtung gehen vornehmlich aus den Zeichnungsfiguren 1-3 hervor. Die Vorrichtung enthält somit bei diesem AusfUhrungsbeispiel eine Detektiereinheit, die aus drei, parallel über einem Spalt 10 in einem Schirm 12 angebrachten, zu Beobachtung und Anzeige eingerichteten lichtempfindlichen Aufnahmegeräten oder Kameras 14 besteht, die ihrerseits über eine elektrische Leitung 16 mit einer Rechenanlage 18 in Verbindung stehen. Die Rechenanlage 18 ist zur Auswertung der Detektierergebnisse der Kameras 14 imstande, und die Ergebnisse der Auswertung lassen sich zu unmittelbarer Steuerung einer Abkant- und/oder Ablängvorrichtung ausnutzen. Die Kopplung zwischen der Rechenanlage 18 und der nicht gezeigten Abkant- und/oder Ablängvorrichtung ist in den Zeichnungen nicht veranschaulicht, weil sie keinen unmittelbaren Bestandteil der Erfindung ausmacht. Die drei Aufnahmegeräte 14 sitzen in einem Gestell 20 über einem (nur teilweise gezeigten) Kettenförderer 22, der nacheinander Rohbretter 24 in der in Fig. 1 angegebenen Pfei 1richtung vorschiebt. Das gerade unter dem Spalt 10 liegende Brett 24 weist, wie dargestellt, Wahnkanten 26 auf, die nach oben, d.h. von dem die Bretter 24 in ihrer Querrichtung vorschiebenden Förderer 22 abgekehrt, weisen. In der Fig. 1 liegt, wie schon erwähnt, ein Brett 24 während seines Vorbeigangs unmittelbar in dem von den Aufnahmegeräten 14 beobachteten Gebiet. Das lichtempfindliche Element 28 der Aufnahmegeräte 14, das von Dioden gebildet ist, tastet daher die ganze Oberseite des Rohbretts 24 während des Vorbeigangs unter dem Spalt 10 im Schirm 12 ab. In dem veranschaulichten Fall erstreckt sich der Spalt 10 zur Hauptsache rechtwinklig zur Vorschubrichtung des Bretts 24, und seine Länge überbrückt die Gesamtlänge des Bretts. Damit die Aufnahmegeräte 14 nur den durch den Spalt 10 sichtbaren Teil des Bretts 24 beobachten bzw. abtasten, ist der Raum oberhalb des Schirms 12 durch Seitenschirmglieder 30 abgeschirmt, wobei sowohl der Oberteil des Schirms 12 als auch die Innenteile der Seitenschirmglieder 30 mit schwarzer Farbe bemalt sind.

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Ueber dem Förderer 22 sitzen beidseits des Sehfelds der Aufnahmegeräte 14 Beleuchtungsorgane 32, die eine gleichmassige und gleichförmige Beleuchtung des Bretts 24 längs dessen gesamter oberen Fläche zu schaffen bestimmt sind. Die Beleuchtungsorgane 32 umfassen im vorliegenden Fall je drei Leuchtstoffröhrenbandleuchten 34, 36, 38 beidseits des Spalts 10. Diese Bandleuchten sind zweckmässig derart an die verschiedenen Wechselstromphasen eines elektrischen Stromnetzes mit einer Wechselspannung von 380 V angeschlossen, dass praktisch stets dieselbe Lichtintensität erhalten wird. Dadurch, dass die aus Leuchtstoffröhren bestehenden Beleuchtungsorgane 32 in den einzelnen Bandleuchten 34, 36, 38 ausserdem an verschiedenen Stellen entlang der Längserstreckung des Spalts 10 enden, wie in der Fig. 2 gezeigt ist, wird die Gleichförmigkeit der Lichtintensität weiterhin verbessert.

Um ein genaues Beobachten und Anzeigen mittels einer Detektiervorrichtung der vorstehend umrissenen Art zu ermöglichen, ist es von grösstem Gewicht, dass sich der Spalt 10 in dem Schirm 12 in seiner Weite überall entlang der ganzen Spaltlänge regeln lässt. Die beobachtenden und anzeigenden Aufnahmegeräte oder Kameras 14 müssen daher bei der Kalibrierung der Vorrichtung, d.h. ihrer Einregelung, wenn sich eine gleichförmige Oberfläche - kein Brett - unter dem Spalt 10 befindet, eine genau gleiche Lichtintensität längs des ganzen Spalts 10 anzeigen. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die lichtempfindlichen Diodenelemente 28 in gebräuchlichen Aufnahmegeräten der hier in Rede stehenden Art wegen ihrer kleinen Abmessungen sehr stark wechselnde Empfindlichkeit haben können. Durch Änderung der Weite des Spalts 10 entlang seiner Längserstreckung lassen sich jedoch die Unterschiede der Diodenelemente 28 in Bezug auf ihre Empfindlichkeit ausgleichen. Wie insbesondere aus der Fig. 4 ersichtlich, sind die Diodenelemente 28 der zur Anwendung kommenden Aufnahmegeräte 14 bei der hier beschriebenen Vorrichtung senkrecht zur Längserstreckung des Spalts 10 dergestalt angebracht, dass die Licht-

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strahlung zu den Aufnahmegeräten 14 durch den Spalt 10 die Diodenelemente 28 zentral trifft. Oft sind die kleinen Diodenelemente 28 wegen Schwierigkeiten beim Einbau in die Aufnahmegeräte 14 nicht genau in einer geraden Linie angeordnet; die hierdurch bedingten Nachteile werden jedoch durch die vorqenannte zentrale Anordnung über dem Spalt 10 ausgeräumt, und das von den Aufnahmegeräten aufgezeichnete Bild wird gerade, sofern der Spalt 10 selber gerade ist. Die Empfindlichkeit der Diodenelemente 28 kann sich natürlich während der Betriebs verändern. Durch entsprechende Änderung der Spaltweite lässt sich jedoch auch hierfür ein Ausgleich schaffen. Da der Spalt 10 scharfe Grenzen hat, erhält man ausserdem geringere Veränderungen der Empfindlichkeit der Diodenelemente 28 an deren aktiven Stellen. Wegen der Möglichkeit einer Regelung der Spaltweite ist es auch nicht notwendig, beispielsweise bei einer Änderung der Vorschubgeschwindigkeit des Kettenförderers 22 die aufzeichnenden Aufnahmegeräte 14 auszuwechseln oder deren Abstand von dem Spalt 10 des Schirms 12 zu ändern. Es ist somit auch leicht möglich, die Einwirkung des Abstandes auf die Lichtintensität durch entsprechende Änderung der Weite des Spaltes 10 auszugleichen. Bei Auswechseln von Leuchtstoffröhren oder bei auftretenden Ungleichförmigkelten in der Beleuchtungsintensität von den einzelnen Leuchtstoffröhren 32 her kann es auch erforderlich sein, die Spaltweite an besonderen Stellen in der Längsrichtung des Spalts 10 nachzustellen.

In der Fig. 3 ist ohne Anspruch auf Massgenauigkeit ein Spalt 10 zwischen zwei den Schirm 12 bildenden Metal 1 elementen 40 durch gestrichelte Linien veranschaulicht. Durch Anbringen von zwei dünnen, durch sei tiichen Druck nachgiebig betätigbaren Metallbändern 42 über den Metal 1 elementen 40 ist eine Möglichkeit geschaffen, die Spaltweite nach Wunsch zu regeln. Hierfür werden in dem gezeigten Ausführungsbeispiel entlang den Seiten des Spalts 10 angebrachte Schraubenelemente 44 mit aussermittigen Köpfen 46 benutzt. Letztere beaufschlagen die längsverlaufenden Aussenkanten des Metallbands 42, dem sie

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zugeordnet sind. Die Schraubenelemente 44 lassen sich beispielsweise in den Metal 1 elementen 40 durch Ansetzen eines Schlüssels drehen, so dass das zugeordnete Metallband 42 in eine gewünschte Lage im Anschluss an das Schraubenelement gepresst wird. Die Metallbänder 42 sind zweckmässig derart an ihren Enden eingespannt, dass sie stets eine gewisse Vorspannung in Richtung zu den jeweiligen Schraubenelementen 44 hin haben. Zwischen benachbarten Schraubenelementen 44 ist auf jeder Spaltseite ein lösbares Organ 48 zum Niederhalten des zugeordneten Metallbandes 42 vorgesehen, so dass dieses Band nach einer Nachstellung an das zugehörige Metal 1 element 40 angepresst gehalten werden kann. Das Organ 48 ist zweckmässig so ausgestaltet, dass es sich mit einer Schraube 50 in gewünschter Lage im wesentlichen senkrecht zu einer in dem Metal 1 element 40 vorgesehenen Nute 52 verriegeln lässt.

Die Fig. 5 zeigt einen Spalt 10' und Beleuchtungsorgane 32' sowie zu diesen Elementen gehörige Lichtfilter bei einer etwas abgewandelten Ausführungsform der vorbeschriebenen Detektiervorrichtunq. Zwischen dem Rohbrett 24' und den links in der Figur dargestellten Leuchtstoffröhren 32' sitzt ein Filter A und zwischen dem Rohbrett 24' und den in der Figur rechts gezeigten Leuchtstoffröhren 32' ein Lichtfilter B. Entlang der Längserstreckung des Spalts 10' kommen bei dieser Ausführungsform der Erfindung Lichtfilter C und D vor, die miteinander abwechselnd in der Längsrichtung des Spalts angebracht sind. Von dem Filter A geht nun Licht innerhalb des Wellenlängenbereichs A in der Richtung des links sitzenden Pfeils aus. Von dem Filter B geht Licht innerhalb des Wellenlängenbereichs B in der Richtung des rechts sitzenden Pfeils aus. Die Filter C sind so beschaffen, dass sie nur Licht innerhalb des Wellenlängenbereichs A durchlassen, und die Filter C so, dass sie nur Licht innerhalb des Wellenlängenbereichs B durchlassen. Mit Hilfe dieser Einrichtung kann ein "zackenförmiges" Teilbild durch die vorbeschriebenen Aufnahmegeräte für beispielsweise ein Rohbrett 24' mit Wahnkanten 26' aufgezeichnet werden.

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Abwandlungen der vorbeschriebenen Detektiervorrichtung sind selbstverständlich innerhalb des Rahmens der Erfindung durchführbar. So lässt sich das oben beschriebene Metallband für die Begrenzung des Spalts durch ein andersartiges Blendenelement ersetzen. Beispielsweise können getrennte Bandelemente mit Ueberlappung zwischen benachbarten Schraubenelemente vorgesehen sein, wobei jedes Bandelement mit einem niederhaltenden Element des vorbeschriebenen Typs festgehalten wird.

Des weiteren lassen sich die Empfindlichkeit und Leistungsfähigkeit der Vorrichtung dadurch steigern, dass man ein Linsenelement zwischen der Detektiereinheit und dem jeweiligen Gegenstand anordnet. Das Linsensystem kann beispielsweise eine oder mehrere Zylinderlinsen umfassen, die parallel mit dem Spalt, am besten zwischen dem Spalt und der Detektiereinheit, angebracht sind, und vorzugsweise so, dass die Strahlen eine Brechung zu Sammlung in einer Richtung erhalten. Diese Zylinderlinsen können mit Ausgang von Glasrohren gefertigt werden, die in der Längsrichtung geteilt werden.

- 10 Patentansprüche

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Claims

28117AA Patentansprüche

1.) Vorrichtung zum Beobachten und Anzeigen von Strahlung von einem Gegenstand zum Feststellen von Abweichungen oder Fehlern bei einer seiner Flächen mit Hilfe einer ortsfesten Detektiereinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektiereinheit (14) zum Empfangen von Strahlung durch einen Spalt (10; 10') in einem Schirm (12) eingerichtet ist, wobei der Spalt (10; 10') in seiner Längsrichtung veränderliche Weite hat und in einem Winkel zur Vorschubrichtung des unter ihm vorbeigehenden Gegenstandes (24; 24') angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch !,dadurch g e -

k e η η ζ e i c h η e t, dass der Spalt (10; 10') sich zur Hauptsache über den ganzen Gegenstand (24; 24') erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h

g e k e η η ζ e i c h η e t, dass die Detektiereinheit mehrere in Linie hintereinander und parallel zu dem Spalt (10; 10') angeordnete Detektoren (14.) enthält.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzei ch net, dass die Strahlung eine Lichtstrahlung ist und dass Beleuchtungsorqane (32; 32') so angeordnet sind, dass sie eine im wesentlichen gleichförmige Beleuchtung des Gegenstandes (24; 24') zustande bringen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -

k e η η ζ e i c h η e t, dass der Raum unmittelbar oberhalb des Spalts (10; 10') abgeschirmt und so geformt ist, dass Lichtstrahlung zur Detektiereinheit (14) verhindert wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, dass die Beleuchtungsorgane

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ORIGINAL INSP1OT1B

Leuchtstofflampen (34, 36, 38; 34', 36', 38') sind, die 'irt parallelen Reihen auf derselben Schirmseite, aber auf beiden Seiten des Spalts (10; 10') entlang dessen ganzer Länqe angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e kennzei chnet, dass je drei Leuchtstoffröhrenbandleuchten (34, 36, 38; 34', 36', 38') auf beiden Seiten des Spalts (10) angeordnet und dass die Bandleuchten derart an verschiedene Wechselstromphasen des elektrischen Stromnetzes angeschlossen sind, dass stets dieselbe Lichtintensität erhalten wird.

8. Vorrichtung nach Ansprüchen 3 und 4, dadurch

g e k e η η ζ e i c h η e t, dass jeder Detektor ein lichtempfindliches Aufnahmegerät (14) enthält, das zur Weiterleitung von Beobachtunnsergebnissen in der Form elektrischer Pulse an eine für deren Auswertung bestimmte Rechenanlaqe (18) eingerichtet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 8, d a -

d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t, dass ein Linsensystem in der Strahlenbahn zwischen der Detektiereinheit und dem jeweilig zu beobachtenden Gegenstand vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Linsensystem eine oder mehrere Zylinderlinsen umfasst, die so eingesetzt sind, dass die Strahlen eine Brechung zu Sammlung in einer Richtung erhalten.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e kennzeichnet, dass die Zylinderlinsen zwischen der Detektiereinheit und dem Spalt angebracht sind.

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