DE4326765A1 - Method for recognizing foreign bodies in liquid or solid masses and device for carrying out the method - Google Patents
Method for recognizing foreign bodies in liquid or solid masses and device for carrying out the methodInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von Fremdkörpern in flüssigen oder festen Massen, insbesondere Lebensmitteln, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for recognizing Foreign bodies in liquid or solid masses, especially food, and a device for Execution of the procedure.
Zahlreiche Lebensmittel, insbesondere Milchprodukte, wie zum Beispiel Joghurts sowie Babynahrung, werden häufig in großem Maßstab industriell hergestellt. Vor dem Abfüllen der fertigen Lebensmittel ist unter anderem eine sorgfältige Prüfung auf das Vorhandensein von Fremdkörpern erforderlich. Diese Fremdkörper können einerseits während des Produktionsprozesses in die Lebensmittel gelangen oder andererseits in einzelnen Zutaten, wie zum Beispiel Früchten, vorhanden sein.Numerous foods, especially dairy products, such as yogurts and baby food often industrially produced on a large scale. In front the filling of the finished food is under other, a careful check for existence of foreign bodies required. These foreign bodies can on the one hand during the production process in the Food or on the other hand in individual Ingredients, such as fruits, may be present.
Im Bereich der Fischverarbeitung werden zum Beispiel zur Prüfung von Fischfilets Leuchttische verwendet, die jedoch zur Prüfung der eingangs genannten Lebensmittel aus naheliegenden Gründen ungeeignet sind, und ferner den Nachteil haben, daß die eigentliche Prüfung durch Sichtkontrolle erfolgt und somit nicht automatisierbar ist.In the field of fish processing, for example Light tables used to inspect fish fillets however for testing the foods mentioned at the beginning are unsuitable for obvious reasons, and further have the disadvantage that the actual test by Visual inspection takes place and therefore cannot be automated is.
Ferner sind Durchleuchtungsgeräte bekannt, die mit Röntgenstrahlen nach dem gleichen Prinzip arbeiten, wobei die Sichtprüfung an einem Bildschirm erfolgt. Ein zusätzlicher Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die entsprechenden Arbeitsplätze einer erhöhten Strahlungsintensität ausgesetzt sind.Furthermore, fluoroscopy devices are known, which with X-rays work on the same principle the visual inspection is carried out on a screen. A an additional disadvantage of this method is that that the corresponding jobs increased Radiation intensity are exposed.
Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erkennen von Fremdkörpern in viskosen oder flüssigen Massen, insbesondere Lebensmitteln sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, mit dem/der auch eine automatisierte Prüfung möglich ist.The invention was therefore based on the object Process for the detection of foreign bodies in viscous or liquid masses, especially food, and a device for performing the method to indicate with which also an automated test is possible.
Gelöst wird diese Aufgabe verfahrensgemäß durch eine kontinuierliche Förderung der Masse mit vorbestimmter Geschwindigkeit durch eine Meßstrecke, durch die Aussendung von Ultraschallsignalen durch die in der Meßstrecke geführte Masse, durch Empfang der ausgesendeten Ultraschallsignale nach Durchlaufen der Masse, durch einen Vergleich mindestens eines empfangenen Ultraschallsignals mit mindestens einem gesendeten Ultraschallsignal zur Erfassung von Änderungen mindestens eines vorbestimmten Signalparameters, sowie durch Erzeugung eines Alarm- und/oder Aktivierungssignals, wenn die Änderung des mindestens einen Signalparameters einen vorbestimmten Grenzwert über- oder unterschreitet, zur Unterbrechung der Masseförderung und/oder Ableitung der Masse aus dem Förderstrom.According to the procedure, this task is solved by a continuous delivery of mass with predetermined Speed through a measuring section through which Emission of ultrasonic signals by the in the Measured section guided mass, by receiving the emitted ultrasound signals after passing through the Mass, by comparing at least one received ultrasound signal with at least one transmitted ultrasound signal for the detection of Changes at least one predetermined Signal parameters, and by generating an alarm and / or Activation signal when the change in at least one signal parameter a predetermined one Limit exceeded or undershot, for interruption the mass promotion and / or derivation of the mass from the Flow rate.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt mindestens einen Ultraschallsender und mindestens einen Ultraschallempfänger, wobei die Meßstrecke zwischen dem Sender und dem Empfänger hindurchgeführt wird. Alternativ dazu kann die Vorrichtung auch einen Reflektor aufweisen, an dem die Ultraschallsignale nach Durchlaufen der Meßstrecke reflektiert werden, die Meßstrecke erneut durchlaufen und dann von dem/den Empfänger(n) aufgenommen werden. Zur Schallreflexion kann auch eine Wand der Meßstrecke, wie z. B. eine Rohrwand verwendet werden.The device according to the invention comprises at least an ultrasound transmitter and at least one Ultrasonic receiver, the measuring section between the Transmitter and the receiver is passed through. As an alternative to this, the device can also have a Have reflector on which the ultrasonic signals after Pass through the measuring section are reflected Run through the measuring section again and then from the Recipient (s) can be included. For sound reflection can also be a wall of the measuring section, such as. Legs Pipe wall can be used.
Ein Vorteil dieser Lösungen besteht darin, daß die Anwendung von Ultraschallsignalen keine Strahlungsbelastung der Umwelt zur Folge hat und sehr kostengünstig realisiert werden kann, da die Sender- und Empfängerelemente, ebenso wie die Auswerteeinheit keine aufwendigen Sicherheitseinrichtungen erfordern und allgemein erhältliche Serienartikel einsetzbar sind. Eine Prüfung durch Ultraschallsignale ist ferner in sehr einfacher Weise störungssicher aufzubauen, da hochfrequente akustische Signale im allgemeinen gar nicht oder nur mit sehr geringer Intensität in der Umgebung vorhanden sind und leicht abgeschirmt werden können.An advantage of these solutions is that the Application of ultrasound signals none Radiation pollution of the environment and very can be realized inexpensively because the transmitter and receiver elements, as well as the evaluation unit do not require complex safety devices and generally available series articles can be used are. Testing by ultrasound signals is also in a very simple way to set up fail-safe, high-frequency acoustic signals in general even not or only with very little intensity in the Environment are present and easily shielded can.
Ferner ist der Leistungsverbrauch einer entsprechenden erfindungsgemäßen Vorrichtung im Vergleich zu den genannten bekannten Vorrichtungen bzw. Verfahren sehr gering.Furthermore, the power consumption is a corresponding one device according to the invention compared to the known devices or methods mentioned very low.
Einer der vorbestimmten Signalparameter ist vorzugsweise die Amplitude der Ultraschallsignale.One of the predetermined signal parameters is preferably the amplitude of the ultrasonic signals.
Ferner kann zusätzlich oder alternativ auch die Geschwindigkeit der Amplitudenänderung mehrerer nacheinander empfangener Ultraschallsignale als Signalparameter verwendet werden.Furthermore, additionally or alternatively, the Speed of changing the amplitude of several successively received ultrasound signals as Signal parameters are used.
Weiterhin kann ein Signalparameter, vorzugsweise die Amplitude des gesendeten Ultraschallsignals so geregelt werden, daß die Amplitude des empfangenen Signals konstant ist, wobei die Änderung der Stellgröße mit einem vorbestimmten Grenzwert verglichen wird.Furthermore, a signal parameter, preferably the The amplitude of the transmitted ultrasound signal is regulated in this way that the amplitude of the received signal is constant, the change in the manipulated variable with is compared to a predetermined limit.
Ferner ist es auch möglich, die gesendeten Ultraschallsignale zu modulieren und eine Phasenverschiebung zwischen gesendetem und empfangenen Signal als Signalparameter auszuwerten.Furthermore, it is also possible to send the sent Modulate ultrasonic signals and a Phase shift between sent and received Evaluate the signal as a signal parameter.
Zur Erfassung von Fremdkörpern, die Ultraschallsignale in sehr unterschiedliche Weise beeinflussen, werden vorzugsweise entweder mehrere Ultraschallsender verwendet, die mit unterschiedlichen Frequenzen arbeiten oder es wird ein Ultraschallsender so angesteuert, daß seine Frequenz ständig ein vorbestimmtes Frequenzband überstreicht.To detect foreign objects, the ultrasonic signals influence in very different ways preferably either several ultrasonic transmitters used with different frequencies work or it becomes an ultrasound transmitter like that controlled that its frequency is constantly on predetermined frequency band sweeps.
Mehrere einzelne Sender sowie gegebenenfalls der jedem Sender zugeordnete Empfänger werden vorzugsweise einzeln getaktet, um gegenseitige Störungen zu vermeiden.Several individual channels and, if applicable, each Sender-assigned receivers are preferred clocked individually to prevent mutual interference avoid.
Wenn die zu prüfende Masse in Behälter gefüllt ist, wobei die Behälter in einer zweiten Masse in der Meßstrecke ausgebildet sind, können auch bereits abgepackte Lebensmittel auf Fremdkörper geprüft werden. Die zweite Masse dient dabei als Übertragungsmedium für die Schallsignale, die die Behälter mit dem darin befindlichen Lebensmittel durchlaufen.When the mass to be tested is filled in containers, the containers in a second mass in the Measuring section are formed, can already packaged foods are checked for foreign bodies. The second mass serves as a transmission medium for the sound signals that the container with the in it through the food.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorzugsweise in eine Abfüll- und/oder Verpackungsanlage integriert, wobei stromabwärts der Vorrichtung eine Weiche angeordnet ist, durch welche die geförderte Masse, bzw. Behälter, bei Erzeugung des Aktivierungssignals abgeleitet wird. The device according to the invention is preferably in a filling and / or packaging system integrated, with a switch downstream of the device is arranged, through which the delivered mass, or Container when the activation signal is generated is derived.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.More details, features and advantages of the Invention result from the following Description of exemplary embodiments using the Drawing.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Fig. 1 is a block diagram of an inventive device for performing the method and
Fig. 2 ein Flußdiagramm der Arbeitsweise einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Fig. 2 is a flowchart of the operation of an apparatus for performing the method.
Gemäß Fig. 1 ist eine Förderstrecke 1 für die zu prüfende Masse (Lebensmittel) vorgesehen. Am Eingang der Förderstrecke 1 befindet sich eine Pumpe 3, welche von einer Signalverarbeitungseinrichtung 5 angesteuert wird. Die zu prüfende Masse wird durch eine Meßstrecke 2 gefördert und anschließend durch ein Ventil 4 entweder einer Verpackungsstation zugeführt oder aus dem Förderstrom abgeleitet, wenn in der Meßstrecke Fremdkörper in der Masse erkannt wurden. Das Ventil 4 wird mit der Signalverarbeitungseinrichtung 5 beispielsweise durch Betätigung eines Elektromagneten 41 umgeschaltet. In der Signalverarbeitungseinrichtung 5 werden die in der Meßstrecke ermittelten Daten in üblicher Weise aufbereitet und ausgewertet.Referring to FIG. 1, a conveyor line 1 is provided for the test composition (food). At the entrance of the conveyor section 1 there is a pump 3 which is controlled by a signal processing device 5 . The mass to be tested is conveyed through a measuring section 2 and then either fed through a valve 4 to a packaging station or derived from the conveying flow if foreign bodies have been detected in the mass in the measuring section. The valve 4 is switched with the signal processing device 5, for example by actuating an electromagnet 41 . In the signal processing device 5 , the data determined in the measuring section are processed and evaluated in the usual way.
Die Meßstrecke 2 enthält ein oder mehrere Paare von Ultraschallsendern 21 und Ultraschallempfängern 22. Bei der dargestellten Ausführungsform sind mehrere Ultraschallsender 21 und mehrere Ultraschallempfänger 22 vorgesehen, die im wesentlichen nebeneinander auf einer Seite des Förderstroms liegen. Auf der anderen Seite des Förderstromes ist ein Reflektor 23 angeordnet, der die von jeweils einem Sender 21 ausgehenden Signalen in den zugeordneten Empfänger 22 zurückreflektiert. Die jeweiligen Sender- Empfängerpaare werden vorzugsweise nacheinander angesteuert (getaktet), um gegenseitige Störungen zu verhindern. Die empfangenen Signale werden, wie oben beschrieben wurde, auf eine Änderung vorbestimmter Signalparameter überwacht. Überschreiten diese Änderungen einen vorbestimmten Grenzwert, so wird der Magnet 41 des Ventils 4 angesteuert und die Masse solange aus dem Förderweg abgeleitet, bis die Signalparameter wieder unterhalb des vorbestimmten Grenzwertes liegen. Im Abhängigkeit von der Länge der Meßstrecke des Volumens der Förderstrecke zwischen Meßstrecke und Ventil und der Fördergeschwindigkeit bleibt das Ventil 4 über diesen Zeitpunkt hinaus noch solange umgeschaltet, bis die in der Meßstrecke geprüfte Masse, bei der die Signalparameter die Grenzwerte überschritten haben, aus dem Förderstrom entfernt ist.The measuring section 2 contains one or more pairs of ultrasonic transmitters 21 and ultrasonic receivers 22 . In the embodiment shown, a plurality of ultrasound transmitters 21 and a plurality of ultrasound receivers 22 are provided, which lie essentially next to one another on one side of the delivery flow. On the other side of the flow, a reflector 23 is arranged, which reflects the signals emitted by one transmitter 21 back into the assigned receiver 22 . The respective transmitter-receiver pairs are preferably controlled (clocked) one after the other in order to prevent mutual interference. As described above, the received signals are monitored for a change in predetermined signal parameters. If these changes exceed a predetermined limit value, the magnet 41 of the valve 4 is activated and the mass is derived from the conveying path until the signal parameters are again below the predetermined limit value. Depending on the length of the measuring section of the volume of the conveying section between the measuring section and the valve and the conveying speed, the valve 4 remains switched beyond this point in time until the mass tested in the measuring section, for which the signal parameters have exceeded the limit values, from the flow is removed.
Als Signalparameter kann in einfacher Weise die Amplitude des empfangenen Signals im Vergleich zur Amplitude des gesendeten Signals ausgewertet werden. Sofern sich kein Fremdkörper in der Masse befindet, wird ein im wesentlichen ungestörtes und nur von den akustischen Eigenschaften der Masse beeinflußtes Signal empfangen. Um Massen verschiedener Konsistenz und mit verschiedenen akustischen Eigenschaften prüfen zu können, sind vorzugsweise die Grenzwerte für die Abweichung des empfangenen Signals vom gesendeten Signal einstellbar. Die Einstellung dieser Werte kann beispielsweise automatisch zu Beginn der Förderung dadurch erfolgen, daß die Grenzwerte an die Schallabsorption der Masse angeglichen werden.As a signal parameter, the Amplitude of the received signal compared to Amplitude of the transmitted signal can be evaluated. If there is no foreign body in the mass, becomes an essentially undisturbed and only by the Acoustic properties of the mass influenced signal receive. To masses of different consistency and with test various acoustic properties too are preferably the limit values for the Deviation of the received signal from the transmitted Adjustable signal. The setting of these values can for example, automatically at the start of funding in that the limit values to the Sound absorption can be adjusted to the mass.
Sofern die geförderte Masse einen Fremdkörper enthält, wird das empfangene Signal entweder durch erhöhte Absorption geschwächt oder durch vorzeitige Reflexion die Laufzeit reduziert. Diese Störung der Signalintensität bzw. Änderung der Laufzeit wird in der Signalverarbeitungseinrichtung 5 erfaßt und ausgewertet. Da die Sender vorzugsweise gepulst betrieben werden, ist auch die Auswertung im Hinblick auf eine durch Reflexion an einem Fremdkörper verursachte Verkürzung der Signallaufzeit gegenüber der Reflexion am Reflektor möglich.If the conveyed mass contains a foreign body, the received signal is either weakened by increased absorption or the transit time is reduced by premature reflection. This disturbance in the signal intensity or change in the transit time is detected and evaluated in the signal processing device 5 . Since the transmitters are preferably operated in a pulsed manner, evaluation is also possible with regard to a shortening of the signal propagation time caused by reflection on a foreign body compared to the reflection on the reflector.
Sofern die zu prüfende Masse beispielsweise eine sehr ungleichförmige Konsistenz aufweist, die zu einer stärkeren Schwankung der Intensität des empfangenen Signals führt, kann als Signalparameter zusätzlich oder alternativ auch die Geschwindigkeit einer Amplitudenveränderung, insbesondere im Vergleich von nacheinander empfangenen Ultraschallsignalen ausgewertet werden.If, for example, the mass to be tested is very has non-uniform consistency leading to a greater fluctuation in the intensity of the received Signals can be used as an additional signal parameter or alternatively, the speed of one Change in amplitude, especially when comparing successively received ultrasound signals be evaluated.
Ein besonders großer Meßbereich wird dann erzielt, wenn die Amplituden der gesendeten Ultraschallsignale ständig so nachgeregelt werden, daß die Amplitude der empfangenen Signale konstant ist, wobei die Stellgröße nun als Signalparameter ausgewertet wird.A particularly large measuring range is achieved if the amplitudes of the transmitted ultrasound signals are constantly adjusted so that the amplitude of the received signals is constant, the manipulated variable is now evaluated as a signal parameter.
Da die gesendeten Ultraschallsignale bei der dargestellten Ausführungsform die Meßstrecke zweimal durchlaufen, wird gegenüber der Alternative, bei der die Sender und Empfänger diesseits bzw. jenseits der Meßstrecke liegen, eine erhöhte Empfindlichkeit erzielt.Because the transmitted ultrasonic signals at embodiment shown the measuring section twice is compared to the alternative where the transmitters and receivers on this side or beyond Measuring distance lie, an increased sensitivity achieved.
Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm der Arbeitsweise einer Vorrichtung zum Erkennen und Abscheiden von Fremdkörpern aus einer geförderten Masse. Zunächst wird abgefragt, ob ein Fremdkörper vorhanden ist oder nicht. Sobald ein Fremdkörper erfaßt wird, wird geprüft, ob das nach der Fremdkörperdetektion geförderte Fördervolumen dV gleich einem Volumen der Förderstrecke zwischen Meßstrecke und Ventil (Totraumvolumen, Va) ist. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, die Masse mit dem Fremdkörper als das Ventil erreicht hat, wird der Betrieb der Pumpe eingestellt und das Ventil geöffnet. Sobald das Ventil geöffnet ist, wird die Pumpe wieder eingeschaltet und solange betrieben, bis das Fördervolumen dV gleich den Ausschubvolumen Vb ist. Ist dieser Bedingung erfüllt, wird die Pumpe wieder angehalten und das Ventil wieder in seine ursprüngliche Stellung umgeschaltet. Nach Erreichen dieser Schaltstellung wird die Pumpe wieder in Betrieb genommen, bis ein neuer Fremdkörper erfaßt wird. Die Volumina Va und Vb können dabei in geeigneter Weise voreingestellt werden. FIG. 2 shows a flow diagram of the mode of operation of a device for the detection and separation of foreign bodies from a conveyed mass. First, a query is made as to whether a foreign body is present or not. As soon as a foreign body is detected, it is checked whether the delivery volume dV delivered after the foreign body detection is equal to a volume of the delivery section between the measuring section and the valve (dead space volume, Va). When this condition is met, the mass with the foreign body as the valve has reached, the pump stops operating and the valve is opened. As soon as the valve is open, the pump is switched on again and operated until the delivery volume dV is equal to the extension volume Vb. If this condition is met, the pump is stopped again and the valve is switched back to its original position. After reaching this switch position, the pump is put into operation again until a new foreign body is detected. The volumes Va and Vb can be preset in a suitable manner.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich in einfacher Weise mit einer Anlage zum Mischen, Abfüllen und/oder Verpacken von homogenen und nichthomogenen Nahrungsmitteln kombinieren.The device according to the invention can be simplified Way with a plant for mixing, filling and / or Packaging homogeneous and non-homogeneous Combine foods.
Das erfindungsgemäße Prinzip ist auch zum Erkennen von Fremdkörpern, z. B. Knochen oder Gräten in Fleisch oder Fisch, d. h. also im wesentlichen festen Hassen geeignet.The principle according to the invention is also for recognizing Foreign bodies, e.g. B. bones or bones in meat or Fish, d. H. essentially solid hating suitable.
BezugszeichenlisteReference list
1 Förderstrecke
2 Meßstrecke
3 Pumpe
4 Ventil
5 Signalverarbeitungseinrichtung
21 Ultraschallsender
22 Ultraschallempfänger
23 Reflektor
41 Elektromagnet 1 conveyor line
2 measuring section
3 pump
4 valve
5 signal processing device
21 ultrasound transmitters
22 ultrasound receivers
23 reflector
41 electromagnet
Claims (17)
- - vorzugsweise kontinuierliche Förderung der Masse mit vorbestimmter Geschwindigkeit durch eine Meßstrecke (2),
- - Aussendung von Ultraschallsignalen durch die in der Meßstrecke (2) geführten Masse,
- - Empfang der ausgesendeten Ultraschallsignale nach Durchlaufen der Masse,
- - Vergleich mindestens eines empfangenen Ultraschallsignals mit mindestens einem gesendeten Ultraschallsignal zur Erfassung von Änderungen mindestens eines vorbestimmten Signalparameters und
- - Erzeugung eines Alarm- und/oder Aktivierungssignals, wenn die Änderung des mindestens einen Signalparameters einen vorbestimmten Grenzwert über- oder unterschreitet, zur Unterbrechung der Masseförderung und/oder Ableitung der Masse aus dem Förderstrom.
- - preferably continuous conveyance of the mass at a predetermined speed through a measuring section ( 2 ),
- - emission of ultrasound signals by the mass guided in the measuring section ( 2 ),
- Receiving the transmitted ultrasound signals after passing through the mass,
- - Comparison of at least one received ultrasound signal with at least one transmitted ultrasound signal to detect changes in at least one predetermined signal parameter and
- - Generation of an alarm and / or activation signal when the change in the at least one signal parameter exceeds or falls below a predetermined limit value, to interrupt the mass delivery and / or derive the mass from the flow.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: FLUEH, GERD, DIPL.-ING., 21339 LUENEBURG, DE KRAUT |
|
8181 | Inventor (new situation) |
Free format text: FLUEH, GERD DIPL.-ING., 21339 LUENEBURG, DE |
|
8131 | Rejection | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: G01V 8/00 |