DE4333728A1 - Vorrichtung zur Messung von Farbe von lichtdurchlässigen Meßobjekten, insbesondere von Glasbruch - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Farbe von lichtdurchlässigen Meßobjekten, insbesondere von Glasbruch durch Messung der Transmission des Meßobjekts gleichzeitig in unterschiedlichen Spektralbereichen, bei welchem die Meßobjekte auf einer Transportbahn zwischen einer Lichtquelle und einer Empfängereinheit mit wellenlängenselektiv beaufschlagten photoelektrischen Detektoren hindurchgeführt werden.

Bekannte Geräte dieser Art arbeiten mit teildurchlässigen Spiegeln. Ein durch das Glas hindurchgetretenes Lichtbündel wird durch einen unter 45° zur Bündelachse angeordneten teildurchlässigen Spiegel in zwei Teilbündel aufgespalten. Jedes Teilbündel tritt durch ein zugehöriges Filter und fällt auf einen Detektor. Eine solche Anordnung ist durch die Verwendung eines teildurchlässigen Spiegels aufwendig.

In der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 43 22 865.8 ist ein Gerät beschrieben, bei dem eine Gruppe photoelektrischer Detektoren an einer Stirnseite je eines zylindrischen Tubus angeordnet ist, die Achsen der Tuben einen Winkel bilden und sich in der Ebene der Transportbahn schneiden, in den Tuben je eine Linsenoptik gehaltert ist, wobei jede Linsenoptik die Ebene der Transportbahn auf einer zugehörigen Detektorgruppe abbildet und den Detektorgruppen Filter mit jeweils unterschiedlichen Durchlaßbereichen vorgeschaltet sind. Auch ein solches Gerät ist kostspielig, da eine große Anzahl optischer Elemente erforderlich ist. Hinzu kommt, daß infolge der zahlreichen Übergänge Glas/Luft nennenswerte Absorptionsverluste und Reflexionsverluste in Kaufgenommen werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die noch einfacher und preiswerter aufgebaut ist und die nur geringe Reflexionsverluste und Absorptionsverluste aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

• a) zwischen der Transportbahn mit den darauf befindlichen Meßobjekten und den photoelektrischen Detektoren ein Hologramm angeordnet ist,
• b) ein an einem Meßort befindliches Meßobjekt durch das Hologramm in jedem Spektralbereich an einer anderen Stelle abgebildet wird und
• c) die Detektoren räumlich so angeordnet sind, daß jeder das Licht eines zugeordneten Spektralbereichs aufnimmt.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kommt ohne brechende Optiken aus. Sie weist nur eine einzige beugende Optik auf, das Hologramm. Durch die Brechungsindexstruktur des Hologrammes wird das aus den verschiedenfarbigen Glasbruchstücken austretende Licht spektral zerlegt, wobei jeder Wellenlängenbereich an einer anderen Stelle im Raum eine Abbildung erfährt. Hierdurch sind die vier Funktionen Lichtaufspaltung, Strahlablenkung, Filterung und Abbildung in einem einzigen optischen Element vereint, das nach einmaliger Herstellung eines Masters preisgünstig in den erforderlichen Stückzahlen vervielfältigt werden kann.

Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Hologramme der hier verwendeten Art und deren Herstellung sind an sich bekannt. Hierzu wird verwiesen auf

• - den Aufsatz von Shankoff "Phase Holograms in Dichromated Gelatin" in "Applied Optics" Bd. 7 (1968), 2101-2105,
• - den Aufsatz von Chang "Dichromated gelatin holograms and their applications" in "Optical Engineering" Bd. 19 (1980), 642-648,
• - den Aufsatz von Tholl, Böttger und Stojanoff "Evaluation of a technique for the design and manufacture of an off­ axis holographic lens in dichromated gelatin" in "J. Phys. D: Appl. Phys" 21 (1988), 99-101 und
• - eine Veröffentlichung von Tholl, Stojanoff, Schmidt und Blanke "Design and fabrication of an integrated holographic laser-doppler optics", die auf dem 13. "International Congress on Instrumentation in Aerospace Simulation Facilities" vom 18. bis 21 September 1989 in Göttingen vorgetragen wurde.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch den Grundaufbau einer Vorrichtung zur Sortierung von Altglas nach Farben in zwei Fraktionen.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung den Lichtstrahlenverlauf von einem Glasbruchstück durch das Hologramm zu den photoelektrischen Detektoren.

In Fig. 1 ist mit 10 eine Transportbahn in Form einer Rutsche bezeichnet. Auf der Transportbahn 10 wird Altglas in Form von Glasbruch zugeführt. Das ist in Fig. 1 durch Pfeile 12 angedeutet. Mit dem Bezugszeichen 12 sind im folgenden auch die Glasbruchstücke bezeichnet. In die Transportbahn 10 ist eine diffus-lichtdurchlässige Platte 14 eingebaut. Unter der Platte 14 sitzt ein Reflektor 16 mit einer sich quer über die Transportbahn 10 erstreckenden langgestreckten Lichtquelle 18. Die Lichtquelle ist eine Leuchtstofflampe, die im wesentlichen weißes Licht emittiert. Sie weist eine kontinuierlich spektrale Intensitätsverteilung auf, deren Spektralbereich die Wellenlängen der zu erkennenden Glasfarben umfaßt. Das Licht trifft durch das auf der Transportbahn 10 als Glasbruchstücke 12 durchlaufende Altglas, das infolge der diffus­ lichtdurchlässigen Platte 14 gleichmäßig ausgeleuchtet wird. Das hindurchtretende Licht wird von einer Empfängereinheit 20 erfaßt, in der sich mindestens zwei später zu beschreibende photoelektrische Detektoren befinden. Eine Auswerteschaltung 22 ordnet anhand dieser Messungen die Glasscherbe 12 entweder einer durchlaufenden Fraktion oder einer auszusortierenden Fraktion zu.

Die Auswerteschaltung 22 steuert eine Effektorik in Form einer Druckluftdüse 24 mit einem Ventil 26. Der Druckluftdüse 24 wird Druckluft über einen Anschluß 28 zugeführt. Die Druckluft wird über das von der Auswerteschaltung gesteuerte Ventil 26 auf die Düse 24 geleitet oder abgesperrt. Eine Mehrzahl der beschriebenen Effektoren decken in einer Reihe die Breite der Transportbahn 10 ab.

Die beschriebene Effektorik sitzt am Ende der Transportbahn 10. Wenn die zu bewertende Glasscherbe 12 als "auszusortieren" bewertet wird, dann wird das Ventil 26 aufgesteuert. Durch einen Druckluftstrahl 30 wird die Glasscherbe 12 weggeblasen und gelangt über eine Rutsche 32 in einen Behälter 34 für die aussortierte Fraktion. Anderenfalls fällt die Glasscherbe auf eine steilere Rutsche 36 und wird von dieser in einen Behälter 38 für die durchlaufende Fraktion geleitet. Der Auswerteschaltung 22 werden über eine Leitung 40 die Klassifikations-Parameter eingegeben. Eine Leitung 42 liefert Daten an eine zentrale Kontrolle der Anlage.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung den Lichtstrahlenverlauf von der Lichtquelle 18 hinter der der Reflektor 16 angegeben ist, durch eine lichtdurchlässige Platte 14 zu einem Glasbruchstück 12, von dort durch das Hologramm 44 zu den Detektoren 46 und 48. Das vom Glasbruchstück 12 ausgehende farbige Licht führt je nach Farbe durch das Hologramm zu einer Abbildung entweder im Bereich des Detektors 46 oder des Detektors 48. Die Detektoren 46 und 48 sind an derjenigen Stelle angeordnet, an denen das Hologramm das betreffende Abbild erzeugt. Das ist in Fig. 2 dargestellt. Gemäß der Ausführung von Fig 2 weist das Hologramm 44 eine Mehrzahl von Zonen, nämlich zwei Zonen 44A und 44B auf, von denen jede das Meßobjekt 12 mit Licht eines zugeordneten Spektralbereiches auf einen zugeordneten Detektor 46 bzw. 48 abbildet.

Die Detektoren können in einer in Fig. 1 dargestellten Empfängereinheit 20 gemeinsam angeordnet sein oder auch baulich voneinander getrennt. Es kann auch über die Breite der Transportbahn 10 eine Mehrzahl von gleichartigen Paaren von Detektoren 46 bzw. 48 angeordnet sein. Die Detektorsignale werden der Signalverarbeitung zugeführt. Bei der Darstellung in Fig. 2 kann der Detektor 46 Licht im Wellenlängenbereich um 550 nm aufnehmen und der Detektor 48 liegt im Wellenlängenbereich um 650 nm. Das Hologramm 44 ist vorzugsweise so ausgebildet, daß seine Länge etwa der Breite der Transportbahn 10 bzw. der lichtdurchlässigen Platte 14 entspricht.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Messung der Farbe von lichtdurchlässigen Meßobjekten, insbesondere von Glasbruch, durch Messung der Transmission des Meßobjektes gleichzeitig in unterschiedlichen Spektralbereichen, bei welchen die Meßobjekte (12) auf einer Transportbahn (10) zwischen einer Lichtquelle (18) und einer Empfängereinheit (20) mit wellenlängenselektiv beaufschlagten, photoelektrischen Detektoren (46, 48) hindurchgeführt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß

• a) zwischen der Transportbahn (10) mit den darauf befindlichen Meßobjekten (12) und den photoelektrischen Detektoren (46, 48) ein Hologramm (44) angeordnet ist,
• b) ein an einem Meßort befindliches Meßobjekt (12) durch das Hologramm (44) in jedem Spektralbereich an einer anderen Stelle abgebildet wird und
• c) die Detektoren (46, 48) räumlich so angeordnet sind, daß jeder das Licht eines zugeordneten Spektralbereichs aufnimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hologramm (44) ein in die Chromat-Gelatine eingeschriebenes Volumen-Hologramm ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hologramm (44) eine Mehrzahl von Zonen (44A, 44B) aufweist, von denen jede das Meßobjekt (12) mit Licht eines zugeordneten Spektralbereichs auf einem zugeordneten Detektor (46, 48) abbildet.