DE2811744B2

DE2811744B2 - Vorrichtung zum Beobachten und Anzeigen von von einem Gegenstand ausgehender Strahlung

Info

Publication number: DE2811744B2
Application number: DE2811744A
Authority: DE
Inventors: Seppo Edvard Esbo Sarlos (Finnland)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-03-22
Filing date: 1978-03-17
Publication date: 1980-05-22
Also published as: US4245913A; FI780913A; CA1130883A; DE2811744A1; JPS53140087A; FR2385082A1; DE2811744C3; SE7703294L; SE404964B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beobachten und Anzeigen von von einem Gegenstand ausgehender Strahlung zum Feststellen von Abweichungen oder Fehlern bei einer der Flächen des in einer Vorschubrichtung bewegten Gegenstands mit Hilfe einer Detektiereinheit, die die von der Gegenstandsfläehe ausgehende Strahlung durch einen in einem Schirm vorgesehenen Spalt empfängt der sich in Längsrichtung über die Breite der Gegenstandsfläche erstreckt und dessen Weite in seiner Längsrichtung veränderlich ist, und die mehrere in Linie hintereinander und parallel zu

ίο dem Spalt angeordnete Detektoren enthält, mit Beleuchtungsorganen, die so angeordnet sind, daß sie eine im wesentlichen gleichförmige Beleuchtung des Gegenstands zustande bringen.

Eine Vorrichtung der vorstehend bezeichneten Art soll insbesondere in einem Sägewerk zum Auslesen und Klassieren sowie zur Größenbemessung von Schnittholz einsetzbar sein, wenn dieses in der Form von Rohbrettern, getrockneten Brettern oder Planken mit Hilfe eines Förderers vorgeschoben und in Überein-Stimmung mit vorgegebenen, auf die Holzgüte bezogenen Richtlinien abgekantet und abgelängt werden soll.

Wegen der schnell ansteigenden Holzpreise ist es immer bedeutungsvoller geworden, eine schnelle und genaue Feststellung von Abweichungen oder Fehlern bei Schnittholz zu treffen, damit das Holz in bestmöglicher Weise verwertet werden kann. Die Güteklasse des Holzes richtet sich nach der Beschaffenheit, Anzahl, Größe und Lage von derartigen Fehlern. Von wirtschaftlichen Überlegungen aus ist es selbstverständlich vorteilhaft, das Holz derart zu sortieren, daß ein möglichst großer Teil davon in die besseren Holzklassen fällt. Für die Aussonderung sollten stets dieselben Beurteilungsgründe bestimmend sein. Die herkömmliche visuelle Beurteilung ist jedoch sehr subjektiv und somit sehr ungenau. 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.

Offenbar besteht somit ein Bedürfnis nach einer genauen schnell arbeitenden Vorrichtung, mit der eine Einordnung des Holzes in Güteklassen erfolgen kann. Eine derartige Vorrichtung sollte eine Steigerung des Verkaufswertes des Holzes ermöglichen, und außerdem sollten die Holzkäufer gütemäßig gleichmäßigere Ware erhalten. Ferner soll sich die Sor.ierung schneller durchführen lassen.

Eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist

5<) aus der DE-AS 12 03 017 für die Ermittlung von Fehlern in laufenden Bahnen aus lichtdurchlässigem Material, beispielsweise Papier, bekanntgeworden. Eine derartige Vorrichtung läßt sich nach entsprechender Umgestaltung auch für den vorstehend angedeuteten Anwendungszweck einsetzen. Sie läßt jedoch noch bezüglich der Beobachtungs- und Anzeigegenauigkeit der Abweichungen und Fehler Wünsche offen, die auf Unterschiede in der Empfindlichkeit der Detektoren für die auftreffende Strahlung sowie örtliche Schwankungen

w) der von den Beleuchtungsorganen erzeugten Strahlungsintensität zurückzuführen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der aus der DE-AS 12 03017 bekannten Art dahingehend auszugestalten, daß Unterschiede in

h5 der Empfindlichkeit der Detektoren für die auftreffende Strahlung sowie örtliche Schwankungen der von den Beleuchtungsorganen erzeugten Strahlungsintensität auf einfache Weise ausgeglichen werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer eingangs beschriebenen Vorrichtung dadurch gelöst, daß Einstellelemente vorgesehen sind, mit denen die Spaltweite in Spaltlängsrichtung an jeder Stelle einstellbar ist

Mittels der erfindungsgemäß vorgesehenen Einstellelemente ist es möglich, die Spaitweite in einfacher Weise an Schwankungen der von den Bcleuchtungsorganen erzeugten Strahlungsintensität sowie Unterschiede in at^r Empfindlichkeit der Detektoren für die auftreffende Strahlung anzupassen und somit auszugleichen. Dadurch läßt sich die Beobachtungs- und Anzeigegenauigkeit der Vorrichtung wesentlich verbessern.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt die Strahlung im Bereich des sichtbaren Lichts. In diesem Fall kann das Beobachtungs- und Anzeigeergebnis wesentlich verbessert werden, wenn der Raum unmittelbar oberhalb des Spalts abgeschirmt und so geformt ist, daß Lichtstrahlung zur Detektiereinheit verhindert wird. Die zur Anwendung gelangenden Beleuchtungsorgane sind vorteilhafterweise Leuchtstofflampen, die in parallelen Reihen auf derselben Schirmseite, aber auf beiden Seiten des Spalts entlang dessen ganzer Länge angeordnet sind. Vorzugsweise 2> sind dann die drei Leuchtstoffröhrenbandleuchten auf beiden Seiten des Spalts angeordnet, und die Bandleuchten sind derart an verschiedene Wechselstromphasen des elektrischen Stromnetzes angeschlossen, daß stets dieselbe Lichtintensität erhalten wird.

Wenn die Strahlung eine Lichtstrahlung ist, enthält jeder Detektor zweckmäßigerweise ein lichtempfindliches Aufnahmegerät, das zur Weiterleitung von Beobachtungsergebnissen in der Form elektrischer Pulse an eine für deren Auswertung bestimmte ji Rechenanlage eingerichtet ist.

Zur weiteren Verbesserung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein Linsensystem in der Strahlenbahn zwischen der Detektiereinheit und dem jeweilig zu beobachtenden Gegenstand vorgesehen sein. Dieses Linsensystem kann eine oder mehrere Zylinderlinsen umfassen, die so eingesetzt sind, daß die Strahlen eine Brechung zur Sammlung in einer Richtung erhalten. Die Zylinderlinsen sind zweckmäßigerweise zwischen der Detektiereinheit und dem Spalt angebracht. 4 >

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung naher erläutert. Die Vorrichtung des Ausführungsbeispiels ist insbesondere zum Feststellen von Abweichungen oder Fehlern bei auf einem Förderer vorgeschobenen Rohbrettern und Planken in einem Sägewerk bestimmt; die Vorrichtung kann jedoch selbstverständlich auch auf vielen anderen Gebieten zum Absuchen der Oberfläche eines beliebigen Gegenstandes zum Einsatz kommen. Es zeigt ^r>5

F i g. 1 eine lotrechte Endansicht einer Vorrichtung zum Feststellen von Abweichungen oder Fehlern bei einem auf einem Förderer vorgeschobenen Rohbrett sowie eines an die Vorrichtung angeschlossenen Auswertungsgerätes; w>

F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in F i g. 1;

F i g. 3 eine Draufsicht auf den bei der Vorrichtung in einem Schirm vorgesehenen Spalt;

Fig.4 eine Draufsicht auf in der Vorrichtung enthaltene lichtempfindliche Elemente im Verhältnis hi zum Spalt;

F i g. 5 eine abgewandelte Ausführungsform für einen in den F i g. 1 und 2 dargestellten Teil der Vorrichtung.

Die wesentlichen Grundzüge der Vorrichtung gehen vornehmlich aus der F i g. 1 — 3 hervor. Die Vorrichtung enthält somit bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Detektiereinheit, die aus drei, parallel über einem Spalt 10 in einem Schirm 12 angebrachten, zur Beobachtung und Anzeige eingerichteten, lichtempfindlichen Aufnahmegeräten 14 besteht, die ihrerseits über eine elektrische Leitung 16 mit einer Rechenanlage 18 in Verbindung stehen. Die Rechenanlage 18 ist zur Auswertung der Beobachtungsergebnisse der Aufnahmegeräte 14 imstande, wobei sich die Ergebnisse der Auswertung zur unmittelbaren Steuerung einer Abkant- und/oder Ablängvorrichtung ausnutzen lassen. Die Kopplung zwischen der Rechenanlage 18 und der nicht gezeigten Abkam- und/oder Ablängvorrichtung ist in der Zeichnung 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 Fi g. ! angegebenen Pfeilrichtung 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. Wie man aus Fi g. 1 entnehmen kann, liegt ein Brett 24 während seines Vorbeigangs unmittelbar in dem von den Aufnahmegeräten 14 beobachteten Gebiet. Die lichtempfindlichen Elemente 28 (Fig.4) der Aufnahmegeräte 14, die von Dioden gebildet sind, tasten 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 Kl etwa rechtwinklig zur Vorschubrichtung des Bretts 24, wobei seine Länge die Gesamtlänge des Bretts überbrückt. 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 Seitenschirmgiieder 30 abgeschirmt, wobei sowohl das Oberteil des Schirms 12 als auch die Innenteile der Seitenschirmgiieder 30 mit schwarzer Farbe versehen sind.

Über dem Förderer 22 sitzen beiderseits des Sehfelds der Aufnahmegeräte 14 Beleuchtungsorgane 32, die eine gleichmäßige und gleichförmige Ausleuchtung des Bretts 24 längs dessen gesamter oberer Fläche bewirken sollen. Die Beleuchtungsorgane 32 umfassen im vorliegenden Fall je drei Leichtstoffröhrenbandleuchten 34, 36, 38 beiderseits des Spalts 10. Diese Bandleuchten sind zweckmäßigerweise 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 Bandleuchten bestellenden Beleuchtungsorgane 32 außerdem an verschiedenen Stellen entlang der Längserstreckung des Spalts 10 enden, wie in Fig.2 gezeigt ist, wird die Gleichförmigkeit der Lichtstrahlung weiterhin verbessert.

Um ein genaues Beobachten und Anzeigen mitteis einer Vorrichtung der vorstehend umrissenen Art zu ermöglichen, ist es von größter Bedeutung, daß sich der Spalt 10 in dem Schirm 12 in seiner Weite an jeder Stelle entlang der Spaltlänge regeln läßt. Die beobachtenden und anzeigenden Aufnahmegeräte 14 müssen daher bei der Einstellung der Vorrichtung, 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 eine stark schwankende Empfindlichkeit aufweisen 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 F i g. 4 ersichtlich ist, 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 Lichtstrahlung zu den Aufnahmegeräten 14 durch den Spalt 10 die Diodenelemente 28 zentral trifft. Oft sind die kleinen Diodenelerncnte 28 wegen Schwierigkeiten beim Einbau in die Aufnahmegeräte 14 nicht genau in einer geraden Linie angeordnet; die hierdurch bedingten Nachteile werden jedoch durch die vorgenannte 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 des 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 jo Vorschubgeschwindigkeit des Kettenförderers 22 die 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 Ungleichförmigkeiten in der Beleuchtungsintensität von den einzelnen Leuchtstoffröhren 32 her kann es auch erforderlich sein, die Spaltweite an besonderen Stellen -tu in der Längsrichtung des Spalts 10 nachzustellen.

In der F i g. 3 ist ohne Anspruch auf Maßgenauigkeit ein Spalt 10 zwischen zwei den Schirm 12 bildenden Metallelementen 40 durch gestrichelte Linien veranschaulicht. Durch Anbringen von zwei dünnen, durch seitlichen Druck nachgiebig betätigbaren Metallbändern 42 über den Metallelementen 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 zugeordnet sind. Die Schraubenelemente 44 lassen sich beispielsweise in den Metallelementen 40 durch Ansetzen eines Schlüssels drehen, so daß das zugeordnete Metallband 42 durch Berührung mit den Schraubenelementen in eine gewünschte Lage gepreßt wird. Die Metallbänder 42 sind zweckmäßig derart an ihren Enden eingespannt, daß sie stets eine gewisse Vorspannung in Richtung auf die jeweiligen Schraubenelemente 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 Metallelement 40 angepreßt gehalten werden kann. Das Organ 48 ist zweckmäßigerweise so ausgestaltet, daß es sich mit einer Schraube 50 in gewünschter Lage im wesentlichen senkrecht zu einer in dem Metallelement 40 vorgesehenen Nut 52 verriegeln läßt.

F i g. 5 zeigt einen Spalt 10' und Beleuchtungsorgane 32' sowie zu diesen Elementen gehörige Lichtfilter bei einer etwas abgewandelten Ausführungsform der vorbeschriebenen Vorrichtung. 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 Längserstrekkung des Spalts 10' kommen bei dieser Ausführungsform der Erfindung Lichtfilter C und D vor, die miteinander abwechselnd in 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 D 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.

Abwandlungen der vorbeschriebenen Vorrichtung 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 Überlappung zwischen benachbarten Schraubenelementen 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 zur Sammlung in einer Richtung erhalten.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Beobachten und Anzeigen von von einem Gegenstand ausgehender Strahlung zum Feststellen von Abweichungen oder Fehlern bei einer der Flächen des in einer Vorschubrichtung bewegten Gegenstandes mit Hilfe einer Detektiereinheit, die die von der Gegenstandsfläche ausgehende Strahlung durch einen in einem Schirm vorgesehenen Spalt empfängt, der sich in Längsrichtung über die Breite der Gegenstandsfläche erstreckt und dessen Weite in seiner Längsrichtung veränderlich ist, und die mehrere in Linie hintereinander und parallel zu dem Spalt angeordnete Detektoren enthält, mit Beleuchtungsorganen, die so angeordnet sind, daß sie eine im wesentlichen gleichförmige Beleuchtung des Gegenstandes zustande bringen, dadurch gekennzeichnet, daß Einstellelemente (42, 44, 46) vorgesehen sind, mit denen die Spaltweite in Spaltlängsrichtung an jeder Stelle einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung im Bereich des sichtbaren Lichts liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum unmittelbar oberhalb des Spalts (10, 10') abgeschirmt und so geformt ist, daß Lichtstrahlung zur Detektiereinheit (14) verhindert wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsorgane Leuchtstofflampen (34, 36, 38; 34', 36', 38') sind, die in parallelen Reihen auf derselben Schirmseite, aber auf beiden Seiten des Spalts (10,10') entlang dessen ganzer Länge angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, 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 deä elektrischen Stromnetzes angeschlossen sind, daß stets dieselbe Lichtintensität erhalten wird.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Detektor ein lichtempfindliches Aufnahmegerät (14) enthält, das zur Weiterleitung von Beobachtungsergebnissen in der Form elektrischer Pulse an eine für deren Auswertung bestimmte Rechenanlage (18) eingerichtet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Linsensystem in der Strahlenbahn zwischen der Detektiereinheit und dem jeweilig zu beobachtenden Gegenstand vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Linsensystem eine oder mehrere Zylinderlinsen umfaßt, die so eingesetzt sind, daß die Strahlen eine Brechung zur Sammlung in einer Richtung erhalten.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderlinsen zwischen der Detektiereinheit und dem Spalt angebracht sind.