(57)【要約】【課題】透明なペレット等を含む全ての種類のバルク材料に対し、構造的にコンパクトで不純物を容易かつ確実に検出可能なバルク材料の不純物を検査するための装置およびその装置を操作する方法を提供すること。【解決手段】実質的に平坦なバルク材料ストリーム（２２）の形態でバルク材料が供給されるバルク材料入口を含み、バルク材料ストリーム（２２）が流れるように管として互いに対向して配置された２つの管状のトンネルセクション（１０，１２）と、トンネルセクション（１０，１２）のうちの少なくとも一方が、バルク材料ストリーム（２２）を間接的に照らす照明手段（２４）と、トンネルセクション（１０，１２）の少なくとも一方を通してバルク材料ストリーム（２２）に向けられる少なくとも１つの光検出器（２８）と、少なくとも１つの光検出器（２８）からの測定データを用いてバルク材料内の不純物を識別する評価装置（３２）と、を備えることを特徴とする装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルク材料、特にペレット、を不純物に関して調べる装置であって、
実質的に平坦なバルク材料ストリーム（２２）の形態で前記バルク材料が前記装置に供給されるバルク材料入口を含み、
前記装置は、２つの管状トンネルセクション（１０，１２）を備え、
前記トンネルセクション（１０，１２）は、管として互いに対向して、前記バルク材料ストリーム（２２）が前記トンネルセクション（１０，１２）を通って流れるように配置されており、
前記トンネルセクション（１０，１２）のうちの少なくとも一方が、前記バルク材料ストリーム（２２）を間接的に照らす照明手段（２４）を有し、
前記間接照明は、光放射が前記照明手段から前記バルク材料ストリーム（２２）に直接送られず、かつ、光放射が前記照明手段から光検出器に直接送られないものであり、
前記トンネルセクション（１０，１２）の少なくとも一方を通して前記バルク材料ストリーム（２２）に向けられる少なくとも１つの光検出器（２８）が設けられ、
前記少なくとも１つの光検出器（２８）からの測定データを用いて、検査されるバルク材料内の不純物を識別する評価装置（３２）が設けられることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記トンネルセクション（１０，１２）が互いに離間しており、前記バルク材料ストリーム（２２）が、前記トンネルセクション（１０，１２）の間の空間により形成される隙間（１４）を通って落ちることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記隙間（１４）は、互いに対向して設けられ、前記照明手段（２４）によって放射される光に対し透過性を有する前記トンネルセクション（１０，１２）内のディスク（１６，１８）によって制限されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
両方の前記トンネルセクション（１０，１２）が、前記バルク材料ストリーム（２２）を間接的に照らす照明手段（２４）を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記バルク材料ストリーム（２２）を間接的に照らす前記照明手段（２４）は、前記照明手段（２４）によって放射される光を拡散反射する前記少なくとも１つのトンネルセクション（１０，１２）の内側を照らすように配置されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記トンネルセクション（１０，１２）が、前記トンネルセクション（１０，１２）の少なくとも一方の長手方向軸に垂直に延びる平面内の前記少なくとも１つの光検出器（２８）の少なくとも視野内で、前記少なくとも１つのトンネルセクション（１０，１２）の前記拡散反射する内側の６５％を超えた部分によって、前記バルク材料ストリーム（２２）が囲まれるよう設計されることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの光検出器（２８）は、前記少なくとも１つのトンネルセクション（１０，１２）の外側の少なくとも１つのスロット開口部を通して前記バルク材料ストリーム（２２）に向けられることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記バルク材料入口は、前記バルク材料ストリーム（２２）の両側の前記トンネルセクション（１０，１２）がそれぞれ、前記トンネルセクション（１０，１２）により形成される管状セクションの少なくとも１つの直径分の前記バルク材料ストリーム（２２）を越える突出部を有するように設計されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記トンネルセクション（１０，１２）の一方を通して前記バルク材料ストリーム（２２）に向けられた少なくとも２つの光検出器（２８）が設けられることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記光検出器（２８）は、少なくとも３０°、好ましくは、少なくとも４５°の角度で前記バルク材料ストリーム（２２）に向けられることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
対向するトンネルセクション（１０，１２）を通して前記バルク材料ストリーム（２２）に向けられる少なくとも２つの光検出器（２８）が設けられることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記少なくとも２つの光検出器（２８）の検出領域は、前記トンネルセクション（１０，１２）によって形成される管状セクションの中心で合流することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記対向するトンネルセクション（１０，１２）を通して前記バルク材料ストリーム（２２）に向けられる前記光検出器（２８）が、互いに所定の角度をつけて前記バルク材料ストリーム（２２）に向けられることを特徴とする請求項１１または１２に記載の装置。
【請求項１４】
管として互いに対向する複数の対のトンネルセクション（１０，１２）が、前記バルク材料ストリーム（２２）の落下方向に順次に設けられ、前記バルク材料ストリーム（２２）が前記トンネルセクション（１０，１２）の間を落下するようにそれぞれ配置されており、前記トンネルセクション（１０，１２）のうちの少なくとも一方が、前記バルク材料ストリーム（２２）を間接的に照らす照明手段（２４）を有し、前記トンネルセクション（１０，１２）の少なくとも一方を通して前記バルク材料ストリーム（２２）に向けられる少なくとも１つの光検出器（２８）が設けられ、前記評価装置（３２）が、前記光検出器（２８）の全てからの測定データを用いて、検査されるバルク材料内の不純物を識別することを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記バルク材料ストリーム（２２）の落下方向に順次配置される前記トンネルセクション（１０，１２）の前記照明手段（２４）は、異なる波長範囲の光を放射することを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
異なるトンネルセクション（１０，１２）の前記照明手段（２４）が、異なる強度および波長で操作され、かつ／または、少なくとも１つのトンネルセクション（１０，１２）の異なる照明手段（２４）が、異なる強度で操作されることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の装置を操作するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実質的に平坦なバルク材料ストリームで装置に供給するためのバルク材料入口を含む、バルク材料、特にペレット、の不純物に関する検査を行うための装置に関する。
さらに、本発明はそのような装置を操作する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学的な測定方法を用いて、プラスチックペレットなどのバルク材料内の不純物を検出することが知られている。振動供給チャネルなどの適切な供給装置によって、検査されるペレットが光検出器に供給され、この光検出器により自由落下するペレットを調べる。そのような装置は、例えば、特許文献１により公知である。これらの不純物は、例えば、導電体をプラスチックで絶縁するための出力材料として押出機に送られるプラスチックペレットに含まれる金属不純物である。検査するバルク材料の種類によっては、この不純物検出の手順は、大体は効果的である。しかし、この従来の手順は、特に透明なペレットに関して問題を抱えている。表面が粗い透明なペレットでは、まだ、光学測定装置によってペレットに当てられる光の拡散反応が大きく比較的高い信頼度で検査できるのに対し、特に滑らかで鏡面反射する透明なペレットでは問題がある。この場合、反射や陰影が原因となり問題が発生する。ペレットが落下し、それらの配列が不規則に分散されることが検出をいっそう困難にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１５／０５１９２７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の目的は、上述した従来技術からさらに進めて、全ての種類のバルク材料に対し、構造的にコンパクトな方法で不純物を容易かつ確実に検出可能な、上記タイプの装置および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、独立請求項１および１６によって上記目的を達成する。好ましい実施形態は、従属請求項、明細書、および図面で見出され得る。
【０００６】
本発明は、次のような構成により上述の種類の装置に対する目的を達成する。本発明に係る装置は、管として互いに対向する２つのトンネルセクションを備え、トンネルセクションは、トンネルセクションを通ってバルク材料ストリームが流れるように配置される。トンネルセクションのうちの少なくとも一方は、バルク材料ストリームを間接的に照らす照明手段を有し、この間接照明は、光放射が照明手段からバルク材料に直接送られず、かつ、光放射が照明手段から光検出器に直接送られないものであり、トンネルセクションのうちの少なくとも一方を通ってバルク材料ストリームに向けられる少なくとも１つの光検出器が設けられ、この少なくとも１つの光検出器からの測定データを用いて、検査されるバルク材料内の不純物を識別する評価装置が設けられる。
【０００７】
本発明によって検査されるバルク材料は、プラスチックペレットなどのペレットでよい。特に、このバルク材料は、照明手段から放射され、少なくとも１つの光検出器によって受けられる光放射、および／または、人間の目に対し透過性を有していてもよく、具体的には、透明なペレットであり、さらに具体的には、平滑で鏡面反射面を有する透明なペレットでもよい。
【０００８】
本発明による装置は、バルク材料入口を備え、このバルク材料入口を通って、検査されるバルク材料が供給される。このバルク材料入口は、最も単純な場合では、トンネルセクションへの入口によって形成され得る。バルク材料入口を通って供給されるバルク材料は、重力下で、自由落下、あるいは、横方向にガイドされた落下によって装置を通過して落下する。バルク材料は、コンベアベルトや振動チャネルによってバルク材料入口に供給される。これらの装置は、特許文献１から原理的に知られているように、バルク材料入口の上流に配置することができる。そのような供給手段によって、実質的に平面状のバルク材料ストリームを確実に生成可能である。本発明により、バルク材料ストリームは、２つのトンネルセクションによって形成された管状セクションを通ってカーテンのように落下する。この場合のバルク材料ストリームの落下方向は、特に、トンネルセクションによって形成された管状セクションの長手方向軸に垂直である。装置を通過した後、本質的に平坦なバルク材料ストリームは、バルク材料出口を通って装置から出る。本質的に平坦なバルク材料ストリームのためのバルク材料入口とバルク材料出口とによって、これらのトンネルセクションによって形成される二重トンネル構造の対称面と一致する（鉛直）面が形成される。
【０００９】
本発明によれば、落下するバルク材料は、トンネルセクションによって形成される管状セクションを通して、特に間接的に照射される。この目的のため、トンネルセクションの少なくとも一方は適切な照明手段を有する。この照明手段によるバルク材料ストリームの間接照明は、光放射が照明手段からバルク材料へ直接送られず、かつ、光放射が照明手段から光検出器へ直接送られないようになっている。バルク材料ストリームを直接照射するためのその他の照明手段は特に設けられない。少なくとも１つの光検出器が、間接的に照射されるバルク材料ストリームを検出する。この少なくとも１つの光検出器は、例えば、バルク材料の落下方向を横切る方向で、バルク材料ストリームに向けられるように設けられ得る。この光検出器（例えば、カメラ）は、この少なくとも一方のトンネルセクションが備える照明手段によって放射される波長範囲の光を感知可能となっている。照明手段が放射する光の波長は、可視波長範囲内であり得る、あるいは、不可視波長範囲内（赤外線や紫外線の波長範囲など）であり得る。特に実用的な方法では、この照明手段は発光ダイオードでよい。光検出器としては、２次元分解能カメラと同様に、例えば、ラインスキャンカメラが考えられる。この場合でも、少なくとも１つの光検出器は、素早く繰り返される画像を生成可能である。ＴＤＩ（Ｔｉｍｅ  Ｄｅｌａｙ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：時間遅延積分）モードで光検出器として動作するカメラを使用することも可能である。少なくとも１つの光検出器により得られる測定データは、評価ユニットに送信され、この評価ユニットがこの測定データを用いてバルク材料内の不純物を推定する。このとき、所与の色からのバルク材料の色ずれも不純物とみなされてしまう。この評価装置は、例えば、特定の輝度の放射線を検出することにより不純物を推定することができる。このような評価方法は、原則的に、例えば、特許文献１から公知である。
【００１０】
本発明は、可能な限り全ての空間方向からバルク材料をできるだけ均等に照射することにより、落下中のバルク材料、特に平滑な反射表面を有する透明なバルク材料の不純物を検知する能力が大幅に改善されるという見識に基づいたものである。バルク材料ストリームの落下中に可能な限り均等な照明を実現するために、上記に説明した本発明の二重トンネルが設けられ、バルク材料ストリームがこのトンネルを通って落下する。この場合、本発明は、原理的に、いわゆるウルブリヒト球（Ｕｌｂｒｉｃｈｔ  ｓｐｈｅｒｅ）、すなわち、球の中心に配置された光源を用いて内部に拡散反射する中空球の機能を用いる。もちろん、ウルブリヒト球は理想であり、実際には、落下するバルク材料ストリームに適用できない。一方で、ウルブリヒト球を通過するバルク材料ストリームが、理想的な球体照明を乱すことになる。一方、バルク材料ストリームの隣接部分から影が生じ、これにより、誤った検出につながる。さらに、構造的寸法の理由から、このようなウルブリヒト球体の使用は、大量のバルク材料を処理するために望ましい幅の広いバルク材料ストリームにとっても実用的ではない。ドーム型（入射光）照明装置が、下敷きの上に配置された試料を覆って照らすことが既に提案されている。この場合でも、落下するバルク材料ストリームへの移行は不可能である。さらに、このような照明装置により影ができ、これにより誤った検出が引き起こされる。バルク材料を固定して配置するための下敷きにより（透明な下敷きでも）、余計な反射が起こり、検出結果が歪められてしまう。これは、特に、バルク材料と下敷きとの間の接触領域における反射に関係する。問題のある領域により、実際には存在しない不純物が生じてしまう。
【００１１】
互いに対向し、例えば円筒形の管状セクションを形成し、そして特にバルク材料ストリームの幅を越えて横方向に突き出す２つのトンネル形状のセクションを用いた本発明に係る二重トンネル構造によると、平坦なバルク材料ストリームは、全ての面で光が最適に照射され、特に、例えば二重トンネル構造の中心に配置される光検出器によって検査される。本発明の教示により、検査することが困難なバルク材料内の不純物も確実に検出することができる。バルク材料ストリームはトンネルセクションを通って落下するので、光が当てられるバルク材料を保持する全ての下敷きからの干渉が確実に回避される。既に説明した通り、バルク材料は、自由に、あるいは、ガイドされて落下して装置を通過する。この文脈における「ガイドされた落下」とは、落下物体が、例えば、近くの壁に軽く触れることが可能で、それによって、一方で比較的狭い領域でガイドされるが、他方で自由落下の速度と実質的に同じ速度になるような落下のことを指し、概ね自由落下であるものと理解されたい。
【００１２】
互いに対向するトンネルセクションは、鏡面対称に配置され得る。これらのトンネルセクションは、全く同じに設計され得る。しかし、互いに対向するトンネルセクションを異なるように設計することも可能である。トンネルセクションはそれぞれ、半円形の断面を有するように設計され得る、すなわち、それぞれが半円（半円形）の円筒を形成する。しかし、それらはまた、半円形とは異なる断面形状を有し得る。例えば、トンネルセクションが、変化する半径を有する、１つ以上の平坦な部分を有する、あるいは、付加的なエッジを含む等でもよい。
【００１３】
トンネルセクションは互いに離間して設けられてよい。その場合、バルク材料ストリームは、この離間のため形成されるトンネルセクションの間の隙間を通って落下する。この隙間は、互いに対向して設けられ、照明手段によって放射される光に対して透過性を有するトンネルセクション内のディスクによって制限され得る。これらの透過性ディスクは、互いに平行に配置され得る。これらのディスクにより、光検出の質を損なうことなく、塵などの不純物からトンネルセクションの内部が保護される。さらに、これらのディスクにより、落下するバルク材料ストリームのガイドを補助することができる。
【００１４】
バルク材料の特に効果的な材料ストリーム照明を実現し、これにより、不純物を検出する確率を特に高めるために、互いに対向する両方のトンネルセクションが、バルク材料ストリームを間接的に照射するための照明手段を有することができる。しかし、原理的には、相互に対向するトンネルセクションのうちの一方、具体的には、光検出器の反対側に面するバックグラウンド照明トンネルセクション、つまり、それ自身の照明手段を持たないトンネルセクション、を受動的に動作させることも可能である。このとき、バルク材料は、このトンネルセクションに対向するトンネルセクション、具体的には、光検出器を入射光で照らし光検出器に面するトンネルセクション、の照明手段により、このトンネルセクションによって間接的に照射される。多くの場合、バルク材料の照射の均一性、ひいては不純物の検出能力は、このように改善され得る。
【００１５】
バルク材料ストリームを間接的に照らすための照明手段は、その照明手段による光放射を拡散反射する少なくとも１つのトンネルセクションの内側を照らすように配置され得る。拡散反射面は、例えば、白色や光沢のない色でよい。拡散反射する内面は、部分的に、異なる厚さの拡散反射材料で被覆可能である。バルク材料ストリームへの照射、ひいては不純物の検出は、このようにしてさらに改善される可能性がある。付加的な照明を設けることも可能である。
【００１６】
この場合、特に両方のトンネルセクションが、照明手段によって照らされる拡散反射面を備えることが当然可能である。さらに、トンネルセクション（および装置のその他の構成要素）は、少なくとも１つのトンネルセクションの長手方向軸に対して垂直な平面内で、少なくとも１つの光検出器の少なくとも視野内において、バルク材料ストリームが、少なくとも１つのトンネルセクション、またはそれぞれのトンネルセクションの拡散反射する内側の６５％を超える領域で、好ましくは、７５％を超える領域で、取り囲まれるように設計され得る。このトンネルセクションの長手方向軸は、バルク材料ストリームの落下方向に対して垂直に延びる。少なくとも、バルク材料ストリームが少なくとも１つの光検出器の視野を通過するとき、バルク材料ストリームは、トンネルセクションの長手方向軸と垂直なトンネルセクションの拡散反射する内側によって、主に、具体的には６５％を超えて、囲まれる。
【００１７】
バルク材料ストリームから、例えば、そのうちの１つのペレットから見ると、トンネルセクションの一方の拡散反射する内部は、トンネルセクションによって形成される管状セクションの長手方向と平行な軸の周りを同時に回転した状態で、回転軸に垂直で見た時間の６５％よりも長い時間で視認可能であり、３５％未満の時間で、ほとんど、あるいは、全く光が当てられない領域が存在する。このような領域は、具体的には、バルク材料ストリームが落下するトンネルセクション間に形成される隙間、照明手段のホルダまたはカバー、あるいは少なくとも１つの光検出器がバルク材料ストリームを検出するようにするトンネルセクションの一方の開口部である。上述の実施形態により、バルク材料ストリームの間接照射がさらに均一化され、これにより、特に透明なバルク材料における不純物の検出がさらに改善される。もちろん、トンネルセクションの少なくとも一方の長手方向軸に垂直な平面内の少なくとも１つの光検出器の視野の前後の領域における少なくとも１つのトンネルセクションの拡散反射する内部により、バルク材料ストリームは６５％、好ましくは、７５％を超えて囲まれる。
【００１８】
次に説明される、これらの、およびその他の実施形態は、基本的に、理想的な照明の乱れを補償する目的を果たし、これらの乱れは、トンネルセクション内の横方向の開口部、光検出器のためのトンネルセクションの外壁の開口部および／またはバルク材料入口およびバルク材料出口によって引き起こされている。
【００１９】
少なくとも１つの光検出器をバルク材料ストリームに向けて、少なくとも１つのトンネルセクションの外側の少なくとも１つのスロット開口部を通る均一照明の乱れを最小にすることができる。この場合、スロット開口部は、検出結果の誤差を最小にするために、できるだけ小さく設計される。
【００２０】
既に説明した通り、トンネルセクションはそれぞれが、バルク材料ストリームを越えて横方向に延在し得る。バルク材料ストリームの両側で、トンネルセクションは、特に、トンネルセクションによって形成される管状セクションの少なくとも１つの直径分だけバルク材料ストリームを越えて突出する突出部をそれぞれ有し得る。したがって、トンネルセクション（二重トンネルセクション）によって形成される管状セクションの長さは、バルク材料ストリームの幅よりも長い。これにより、バルク材料ストリームの照明は、ウルブリヒト球の理想的な照明にさらに近づく。具体的には、トンネルエッジで照度が下がるため、乱れが回避される、あるいは減少する。理論的には、側面からの最適な照明を確保するために、トンネルセクションは、バルク材料ストリームを越えて両側で無限に広がっているほうがよい。実際的には、管状セクションの例えば１つ〜３つの直径分の突出部を両側に設けることにより、良好な照明が実現され得る。あるいは、または、さらに、互いに対向するトンネルセクションは、バルク材料ストリームを間接的に照らすための照明手段を好ましくは備えたドームによって、側部がそれぞれ閉じられていてもよい。
【００２１】
別の実施形態によれば、少なくとも３つの光検出器を設けることができ、これらの光検出器がトンネルセクションの一方を通ってバルク材料ストリームに向けられる。
【００２２】
この実施形態では、少なくとも２つの光検出器が、同じ側から同じトンネルセクションを通してバルク材料を見る。これにより、特に透明な材料で、不純物の検出をさらに改善することができる。この場合、光検出器は、少なくとも３０°、好ましくは少なくとも４５°、より好ましくは少なくとも６０°の角度でバルク材料ストリームに向けられ得る。光検出器の光軸は、その時、互いに対して少なくとも３０°の角度をなす。これにより、評価中の干渉が回避される。透明なバルク材料でさえも、光を屈折させる。このため、光検出器は、例えばペレット、の縁の領域の不純物を確実に検出することができない。したがって、異なる角度でバルク材料に向けられる第２の光検出器が有用であり得る。
【００２３】
さらに、対向するトンネルセクションの一方を通ってバルク材料ストリームに向けられる少なくとも２つの光検出器を設けてもよい。これら少なくとも２つの光検出器の検出領域は、トンネルセクションによって形成される管状セクションの中心で一致し得る。この実施形態では、少なくとも２つの光検出器が、バルク材料ストリームを、互いに対向するトンネルセクションを通して対向する側から見る。この実施形態は、バルク材料ストリームが両側から確実に検出されるので、不透明なバルク材料に特に有利である。対照的に、透明バルク材料では、大抵の場合、一方の側からバルク材料を検出するだけで十分である。乱れを回避するために、対向するトンネルセクションを通ってバルク材料ストリームに向けられる光検出器は、互いに対して所定の角度でバルク材料ストリームに向けられ得る。
【００２４】
通常、複数の光検出器が存在する場合、各光検出器は、それぞれのトンネルセクション内のスロットを通ってバルク材料ストリームに向けることができる。上記で説明した通り、全ての光検出器は、カメラであってよい。全ての光検出器はその時評価装置に接続され、この評価装置が、全ての光検出器からの測定データを用いて検査されるバルク材料内の不純物を識別する。全ての光検出器に共通の評価装置を設けることが原則として有用である。しかし、これは必須ではない。例えば、各光検出器は、最初にその光検出器専用の評価装置に割り当てられて、そこから共通の評価装置に対して各測定データやそれぞれの（予備的な）評価が供給されるように構成してもよい。また、本発明による評価装置は、互いに独立して動作する複数の評価装置を備えることも可能である。基本的には、複数の光検出器を用いる、上述した実施形態の任意の組み合わせが考えられる。例えば、２つの光検出器を二重トンネル構造の一方の側に配置することができ、１つの光検出器を反対側に配置することができる。二重トンネル構造の両側にそれぞれ２つの光検出器を設けることも考えられる。非常に長いトンネルセクションでは、二重トンネル構造の片側または両側に複数の光検出器を互いに隣り合わせに配置することも考えられる。
【００２５】
別の実施形態によれば、複数の対の管として互いに対向するトンネルセクションが、バルク材料ストリームの落下方向に順次設けられ、バルク材料ストリームがトンネルセクション間を落下するようにそれぞれ配置されていてよく、トンネルセクションの少なくとも１つは、バルク材料ストリームを間接的に照らすための照明手段を有し、トンネルセクションの少なくとも１つを通ってバルク材料ストリームに向けられた少なくとも１つの光検出器が設けられ、評価装置が、全ての光検出器からの測定データによって、検査されるバルク材料内の不純物を識別する。バルク材料ストリームの落下方向に順次配置されるトンネルセクションの照明手段はまた、異なる波長範囲の光を放射することができる。
【００２６】
上述した実施形態では、複数の対のトンネルセクションは、バルク材料ストリームの落下方向に順次配置され、それぞれが管状セクションを形成する。順次配置された管状セクションに割り当てられた光検出器（カメラなど）は、その時それぞれのトンネルセクションまたはそれぞれの管状セクションの照明手段によって放射される波長範囲に対応して感知可能となっている。照明手段、または各光検出器は、異なる波長範囲、または、例えば、電磁スペクトルにおける特定のスペクトル線に方向づけるようにしてもよい。複数の二重トンネル構造を使用することによって、異なる検出器または各照明手段を１つのシステム内で組み合わせることができる。したがって、例えば、高解像度の黒／白画像をある二重トンネルで撮影し、色情報を別のトンネルに記録し、ＵＶ特性またはＩＲ特性を別のトンネルに記録するということも可能である。同じタイプの複数の検出器が、異なる方向からバルク材料ストリームを同時に観察可能とすることもできる。これに関して、上述の実施形態の全ては、二重トンネル構造の全てに対して使用することが可能である。
【００２７】
原理的には、１つの管状セクションにのみ異なる波長の照明手段を組み合わせて設けることも可能であり、それら照明手段の放射線はそれぞれの波長範囲に感応する光検出器によって記録される。しかし、その時、複数の照明手段および検出器、ならびにこれに伴って、干渉する開口部（スロット）が、１つの管状セクションにおいて必要である。これを避けるために、バルク材料ストリームの落下方向に順次配置された複数の二重トンネル構造に異なる光学特性の検出を分配することが有用であり得る。
【００２８】
本発明はまた、本発明による装置を操作する方法によっても目的を達成し、この方法では、異なるトンネルセクションの照明手段が、異なる強度および波長で操作される、かつ／または、少なくとも１つのトンネルセクションの異なる照明手段が異なる強度で操作される。
【００２９】
特に、互いに対向するトンネルセクションの照明手段は、異なる強度で操作され得る。例えば、トンネルセクションのエッジにおける照明手段は、エッジでの照明の減少および検出結果の関連する歪みを回避するために、トンネルセクションの中心に近い照明手段よりも強い強度で操作することもできる。例えば、ぼやけを補償するために、バルク材料ストリームのストロボ照明も考えられる。検査するバルク材料への個々の適合は、本発明による方法を使用して行うことができる。
次に、図面を参照して本発明の例示的な実施形態をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１の例示的な実施形態による本発明の装置の横断面図である。
【図２】図１の装置の平面図である。
【図３】第２の例示的な実施形態による本発明の装置の横断面図である。
【図４】第３の例示的な実施形態による本発明の装置の横断面図である。
【図５】第４の例示的な実施形態による本発明の装置の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
同じ参照番号は、特に指示のない限り、図中の同じ対象物を指すものとする。
図１では、参照番号１０および１２で、管として互いに対向する２つのトンネルセクションが示されている。この場合のトンネルセクション１０、１２は互いに全く同じに設計され、互いに鏡面対称に配置されている。これらのトンネルセクションは共にほぼ円筒形の管を形成する。トンネルセクション１０、１２は互いに離間しており、その間には隙間１４が形成される。隙間１４は、トンネルセクション１０、１２の対向する２つのディスク１６、１８によって境界が定められている。例えば、図１に矢印２０で示されるように、この装置は、バルク材料を基本的に平坦なバルク材料ストリームで振動コンベア装置からバルク材料入口に供給する。示されている例では、バルク材料入口は、隙間１４への入口によって形成される。図では、バルク材料ストリームの構成要素が参照番号２２で示されている。バルク材料は、例えばペレットであってよく、特にプラスチックペレットであってよい。ペレットは透明であってよい。これらのペレットは、滑らかで鏡面反射性の表面を有し得る。作動中、バルク材料ストリーム２２のバルク材料は、ディスク１６、１８によってのみ側方でガイドされて、トンネルセクション１０、１２間の隙間１４を通って重力下で落下する。特に図１および図２に見られるように、バルク材料ストリーム２２の落下方向は、トンネルセクションによって形成される管状セクションの長手方向軸、つまり図１の図面の平面にぶつかるような軸、に対して垂直である。
【００３２】
図示されている例では、両方のトンネルセクション１０、１２は、バルク材料ストリームを間接的に照射するための照明手段２４を含む。照明手段２４は、例えば、発光ダイオードであってよい。図１に矢印２６で示されるように、照明手段２４はトンネルセクション１０、１２の湾曲した内面を照らす。光放射は、これらの内面から拡散反射され、あらゆる面からのバルク材料ストリーム２２の間接的で均一な照明を生じさせる。この目的のために、図２の平面図に見られるように、トンネルセクション１０、１２の横方向は、バルク材料ストリーム２２の幅よりも長く広がり、トンネルセクション１０、１２は、バルク材料ストリーム２２を越える横方向の突起部を有する。
【００３３】
カメラなどの光検出器は、参照番号２８で示され、光検出器２８に面するトンネルセクション１０の外壁のスロット３０を通してバルク材料ストリーム２２に向けられる。光検出器２８が、バルク材料ストリーム２２から反射される放射を検出する。光検出器２８からの測定データは、ライン３１によって評価装置３２に供給され、評価装置３２が、原則的に知られている方法に基づいて、この基準でバルク材料内の許容不可の不純物を推定する。スロット３０は、トンネルセクション１０、１２の長手方向に延びているので、図２に矢印３４で示されるように、光検出器２８は、トンネルセクション１０、１２の長手方向に延びる測定範囲を有する。対照的に、図１に矢印３４で示されるように、この長手方向に垂直な方向の測定範囲は基本的に拡張されていない。
【００３４】
示されている例示的な実施形態では、バルク材料ストリーム２２は、長手方向軸１１に垂直な平面、すなわち、図１の図面の平面において、少なくとも１つの光検出器２８の少なくとも視野内で、すなわち、具体的には、図１のトンネルセクション１０、１２によって形成される管の長手方向軸１１に沿って、トンネルセクション１０、１２の拡散反射する内面によって６５％を超えて、好ましくは、７５％を超えて囲まれている。
【００３５】
図３には、本発明による装置のさらに別の例示的な実施形態が示されている。この例示的な実施形態は、主としては、図１および図２の例示的な実施形態に対応している。図１および図２の例示的な実施形態とは対照的に、図３の例示的な実施形態には２つの光検出器２８が設けられ、この２つの光検出器２８は、トンネルセクション１０の外壁のスロット３０’を通して、流れるバルク材料ストリーム２２を検出する。光検出器２８はそれぞれ、順にライン３１を介して評価装置３２に接続される。図３の例示的な実施形態における評価装置３２は、共通の評価装置（図示せず）に接続することができる。もちろん、２つの評価装置３２の代わりに、両方の光検出器２８が直接接続される評価装置を１つだけ設けるようにしてもよい。図３の例示的な実施形態の２つの光検出器２８は、互いに対して所定の角度でバルク材料ストリーム２２に向けられている。そうでない場合、図３の光検出器２８の実施形態および検出領域３４は、図１および図２の例示的な実施形態における光検出器２８と同じに設計される。図３に示されるように、２つの光検出器２８を所定の角度に配置することにより、バルク材料ストリーム２２中の不純物を検出する確率をさらに高めることができる。
【００３６】
図４に示される例示的な実施形態もまた、主としては、図１および図２に示される例示的な実施形態に対応している。図１および図２の例示的な実施形態とは対照的に、図４の例示的な実施形態では、互いに対向するトンネルセクション１０、１２の外壁のスロット３０”を介して（すなわち、互いに対して反対側から）バルク材料ストリーム２２にそれぞれ向けられる２つの光検出器２８が設けられている。光検出器２８の検出領域３４は、トンネルセクション１０、１２によって形成された管状セクションの中央で合流する。さらに、図４の光検出器２８は、互いの干渉を避けるために互いに対して所定の角度で配置されている。そうでない場合、図３に関して述べたことは、光検出器２８および評価装置３２の実施形態に同様に当てはまる。バルク材料ストリーム２２が互いに対して反対側から検出される図４に示された実施形態は、不透明なバルク材料に特に適しているが、それに対して図１〜３の実施形態は、透明なバルク材料に特に適している。
【００３７】
図５には、別の実施形態が示されており、この実施形態は原則的には図４の実施形態に対応している。しかし、図４の実施形態とは対照的に、図５の例示的な実施形態において反対側に配置された光検出器２８は、互いに対して所定の角度で配置されるのではなく、異なる高さに配置されており、光検出器２８はそれぞれ、スロット３０”’を通してバルク材料ストリーム２２を検出する。互いの干渉を避けるために、２つのスロット３０”’は互いに対して高さがずれている。
【００３８】
図１〜５に示す実施形態は、検出するバルク材料に応じて互いに組み合わせることも可能である。原理的には、検出に対する測定結果は、光検出器２８の適切な配置および位置合わせを選択することによって最適化することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０  トンネルセクション
１１  長手方向軸
１２  トンネルセクション
１４  隙間
１６  ディスク
１８  ディスク
２０  矢印
２２  バルク材料ストリーム
２４  照明手段
２６  矢印
２８  光検出器
３０  スロット
３０’  スロット
３０”  スロット
３０”’  スロット
３１  ライン
３２  評価装置
３４  矢印
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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