(57)【要約】      （修正有）【課題】少なくとも２つの異なるカテゴリーに属し、例えば、コンベアベルトまたは同様の搬送支持体上をおおよそ単層で前進させられる物体、生産品等を検査および／または選別するための自動プロセスおよび装置を提供する。【解決手段】プロセスは、物体、生産品等２の前進する流れを放射による少なくとも２つの異なる種類の非接触分析にかけることにあり、その結果は、各物体、生産品等２について組み合わせて使用されて、これらの物体、生産品等２間で識別および／または物体、生産品等２の少なくとも１つの特性の評価を行い、用いられる分析は、一方、このプロセスで使用される放射を受ける物体等２の外側層の物理的および／または化学的構造を決定することができる少なくとも１つの表面分析プロセス、他方、同じ物体等２の材料の等価厚を決定することができる少なくとも１つの体積分析プロセスを含むことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの異なるカテゴリーに属し、例えば、コンベアベルトまたは同様の搬送支持体上をおおよそ単層で前進させられる物体、生産品等を検査および／または選別するための自動プロセスであって、プロセスは、物体、生産品等（２）の前進する流れを放射による少なくとも２つの異なる種類の非接触分析にかけることにあり、その結果は、各物体、生産品等（２）について組み合わせて使用されて、これらの物体、生産品等（２）間で識別および／または各物体、生産品等（２）の少なくとも１つの特性の評価を行い、用いられる分析は、一方で、このプロセスで使用される放射を受ける物体等（２）の上または外側層の物理的および／または化学的構造を決定することができる少なくとも１つの表面分析プロセス、他方で、同じ物体等（２）の材料の等価厚を決定することができる少なくとも１つの体積分析プロセスを含むことを特徴とする、自動プロセス。
【請求項２】
表面分析プロセスによる、および体積分析プロセスによる物体、生産品等（２）の処理を含み、前記物体、生産品等（２）は、単層の流れでそれらの前進中の各分析プロセスを連続的にまたは同時に受ける、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
体積分析プロセスが、マイクロ波またはＵＨＦ波を、優先的に、１ＧＨｚ〜１０ＴＨｚの周波数の範囲で使用する、請求項１および２のうちのいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項４】
体積分析プロセスが、２ｋｅＶ〜１００ｋｅＶのエネルギー範囲で透過Ｘ線を使用する、請求項１および２のうちのいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項５】
表面分析プロセスが、赤外線を使用し、近赤外線または中赤外線での光学分析プロセス、または中赤外線でのサーモグラフィー分析プロセスからなる、請求項１から４のうちのいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項６】
表面分析プロセスが、例えば、Ｘ線蛍光による分析に関するプロセスまたはレーザー誘起プラズマ分光による分析に関するプロセスなどの原子構成の分析のプロセスである、請求項１から４のうちのいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項７】
繊維性の物体、生産品等（２）に関して、表面および体積分析プロセスによって与えられた組み合わせ結果から水分レベルを決定することにある、請求項１から６のうちのいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項８】
紙および／またはボール紙の合体した物体、生産品等（２）から構成された前進する流れに関して、材料のそれぞれの全体厚みに応じて識別を行うことにある、請求項１から７のうちのいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項９】
異なる種類の分析の結果が、優先的に、おおよそリアルタイムで物体、生産品等（２）の前進する流れの非接触計量を行うために使用される、請求項１から８のうちのいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項１０】
異なる種類の分析の結果が、優先的に、おおよそリアルタイムで、低位発熱量、高位発熱量、バイオメタン発生の可能性、および／または物体、生産品等（２）の前進する流れの塩素レベルの評価を行うために使用される、請求項１から９のうちのいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項１１】
特に、請求項１に記載のプロセスを使用するための少なくとも２つの異なるクラスまたはカテゴリーに属する物体、生産品等を検査および／または自動選別するための装置であって、
前記装置は、一方、おおよそ前記物体等の単層で前進を確実にする手段、例えば、コンベアベルトまたは同様の搬送支持体、他方、前進する物体、生産品等の放射による少なくとも２つの非接触分析手段を含み、装置（１）は、さらに、これらの物体等間で識別および／または物体等の少なくとも１つの特性の評価を行うための、異なる種類の分析手段（４、５）によって各物体、生産品等（２）について与えられた結果を組み合わせて使用する手段（６）を含み、前記分析手段（４、５）は、一方、この手段の放射を受けた物体等（２）の上または外側層の物理的および／または化学的構造を決定することができる少なくとも１つの表面分析手段（４）、他方、同じ物体等（２）の材料の等価厚を決定することができる少なくとも１つの体積分析手段を含む、装置。
【請求項１２】
体積分析手段（５）が、超周波数波による分析手段および透過Ｘ線による分析手段によって形成された群から選択され、搬送支持体（３）は、使用した放射に優先的に実質的に透過的である、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
表面分析手段（４）が、近赤外線または中赤外線光学分析手段、中赤外線サーモグラフィー分析手段、Ｘ線蛍光分析手段、およびレーザー誘起プラズマ分光分析手段によって形成された群から選択され、搬送支持体（３）は、必要ならば、検討される分析放射線について物体等（２）に関して対比可能な背景を与える、請求項１１または１２に記載の装置。
【請求項１４】
優先的に、１ＧＨｚ〜１０ＴＨｚの周波数の範囲で超周波数波を使用する体積分析手段（５）が、放射アンテナ（８）の少なくとも１つの配列および受信アンテナ（９）の少なくとも１つの配列（９）を含み、ユニットは、検査または選別される物体等（２）の前進の方向（Ｄ）に垂直な方向に位置合わせされた、例えば、平面アンテナの種類の上記周波数範囲で、規定された動作周波数で作動し、受信アンテナ（９）は、搬送支持体（３）の下に設置されている、請求項１２または１３に記載の装置。
【請求項１５】
超周波数波体積分析手段（５）が、放射アンテナ（８）および受信アンテナ（９）の少なくとも２つの配列を含み、配列（８、９）の結合ペアは、異なる動作周波数で作動し、これらの動作周波数の比は、少なくとも２に等しい、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
さらに、特に、請求項７から１０のうちのいずれか一項に記載のプロセスを使用するための分析手段（４および５）によって与えられた結果の処理のための追加手段を含む、請求項１１から１４のうちのいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前進する物体、生産品等を識別するおよび／またはそれらを評価する目的で、前進する物体、生産品等、特に、廃棄物の迅速な特性評価の分野に関し、それは、その目的として、物体、生産品等を検査および／または自動選別するためのプロセスおよび装置を有する。
【背景技術】
【０００２】
前述の分野の範囲内で既に多数の解決法が提案されている。
【０００３】
このように、表面上またはわずかの浸透での測定についての多数のプロセスが、自動的選別用途のために開発されている。
【０００４】
一例として、仏国特許出願公開第２８９５６８８号明細書は、コンベアベルト上を前進する各物体の上層が、熱放射線を一時的に受ける非金属物体を検査および選別するためのプロセスおよび自動機械について記載している。物体のサーモグラフィー分析が、次いで、物体の種類を決定するように行われる。この技術は、紙、ボール紙等を識別するために特に使用されている。この識別プロセスは、明色または塗布光沢ボール紙（平らなボール紙）とある雑誌とを識別することが可能でない限界を有する。実際、雑誌のカバーは、それが厚い場合には、明色または塗布光沢ボール紙と同じ熱的挙動を有する。このように、選別する間に、雑誌は、明色または塗布光沢ボール紙と見なされ、したがって、うまく回収されない。このプロセスが直面する第２の制限は、コンベアベルト上を前進する物体の水分と関係がある。湿った物体は、乾燥物体とは異なる挙動を有し、その差は、水分のレベルが大きいほど大きい。そのとき、選別におけるエラーが増大する。
【０００５】
欧州特許出願公開第１２４３５０号明細書は、赤外分光を使用する表面分析のシステムについて記載している。このシステムは、異なるプラスチック（ＰＥＴ、ＰＥＴＧ、ＰＳ、ＡＢＳ等）などの異なるカテゴリーの物体の識別を可能にする。それは、この識別を行うことを可能にする物体の分光表面分析である。
【０００６】
さらに、物体の厚みを測定することを可能にする他のプロセスが開発されている。これらのプロセスは、例えば、異なるＸ線技術またはガンマ線技術などの透過技術、または超周波数などの低エネルギー技術を使用する。
【０００７】
超周波数の分野では、材料の特性評価システムについての多数の特許が提案されている。
【０００８】
マイクロ波放射を使用するこれらのシステムのいくつかが、例えば、米国特許第５８４５５２９号明細書および米国特許第５３３３４９３号明細書に記載されたものなどの水分の測定のために存在する。これらの米国特許出願は、例えば、上記第１の米国特許文献についてのタバコ、綿、木材のベール梱包などの乾燥製品の厚いベール梱包における水分レベルおよび上記第２の米国特許文献の石炭中の水分のレベルを測定することを可能にするシステムを開示している。これを行うため、マイクロ波信号が、測定される物体を通って送られる。振幅および位相の測定で、そのとき、テストされる物体の水分のレベルを決定することが可能である。我々は、これらの測定が、水分レベルの差とは別に、異なる構成のベール梱包を識別することを目的としないことに留意する。
【０００９】
材料の特性評価を可能にする超周波数の分野において本解決法を示す他の刊行物が存在する。一例として、繊維ガラス絶縁体のロールなどの主として均質の材料における欠陥を検査および検知するための超周波数装置について記載する仏国特許出願公開第２９０６３６９号明細書が引用されることができる。この装置は、特徴化される物体を照らす放射システムから構成されている。受信では、アンテナの配列が、発せられた信号を手に入れることを可能にする。信号の振幅および位相の関数として、欠陥を決定することが可能である。
【００１０】
最後に、異なる技術の特有の結合が既に公表されている。これは、例えば、超周波数技術がＸ線技術と組み合わされて空港で荷物をチェックする米国特許出願公開第２０１０００８５０６６号明細書の場合である。この文献では、超周波数技術は、荷物の検査速度を高めることを可能にする。荷物は、まず、超周波数分析を受ける。この分析は、コンベア上を前進する荷物の像を得ることを可能にする。この像は、次いで、所定のモデルと比較される。超周波数分析が不確実性を示す場合には、荷物は、次いで、Ｘ線でさらなる個別の分析を受ける。ソフトウェアの観点からの超周波数分析が、より簡単に導入されるので、この技術の結合は、不審な荷物のみがＸ線で分析されるので、検査速度を高めることを可能にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】仏国特許出願公開第２８９５６８８号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第１２４３５０号明細書
【特許文献３】米国特許第５８４５５２９号明細書
【特許文献４】米国特許第５３３３４９３号明細書
【特許文献５】仏国特許出願公開第２９０６３６９号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２０１０００８５０６６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の本質的な目的は、本明細書の最初に示される文脈において、例えば、コンベア上で前進する物体、生産品等の選別の質および／またはある特性またはあるパラメーターの測定の正確性が著しく向上することを可能にする解決法を提案することにある。提案される解決法は、また、材料の種類または評価される特性によって、必要ならば、流れの全体的な定量化を可能としなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的のために、本発明は、その第１の目的として、少なくとも２つの異なるカテゴリーに属し、例えば、コンベアベルトまたは同様の搬送支持体上をおおよそ単層で前進させられる物体、生産品等を検査および／または選別するための自動プロセスであって、プロセスは、物体、生産品等の前進する流れを放射による少なくとも２つの異なる種類の非接触分析にかけ、その結果は、各物体、生産品等について組み合わせて使用されて、これらの物体、生産品等間で識別および／または物体、生産品等の少なくとも１つの特性の評価を行い、用いられる分析は、一方で、このプロセスで使用される放射を受ける物体等の上または外側層の物理的および／または化学的構造を決定することができる少なくとも１つの表面分析プロセス、他方で、同じ物体等の材料の等価厚を決定することができる少なくとも１つの体積分析プロセスを含むことを特徴とする自動プロセスを有する。
【００１４】
本明細書では、等価厚は、目に見える表面下で材料が同じ状態のままであると仮定し、可能なギャップを考慮に入れることなしに、表面要素の垂直に存在する材料の総量と呼ばれる。
【００１５】
したがって、本発明は、少なくとも１つの表面認識または分析技術と少なくとも１つの体積分析技術の組み合わせでの使用に基づくものであり、前進する物体、生産品等の群に適用される少なくとも１つのダブル分析をもたらす。
【００１６】
優先的に、本発明は、表面分析プロセスおよび体積分析プロセスによって物体、生産品等の処理を想定し、前記物体、生産品等は、それらの単層流れの前進中に２つの上記各分析プロセスを連続的にまたは同時に受ける。
【００１７】
このように、前進する物体または生産品の各表面要素は、２つの連続または同時分析を受ける：表面認識技術による１つの分析は、材料の種類（物理的でおよび／または化学的構造）を決定することを可能にし、体積測定技術による１つの分析は、材料の等価厚を決定することを可能にする。
【００１８】
２つの異なる種類の分析のこの組み合わせは、２つの分析によって収集される情報およびデータの併用で、コンベア上を前進する各材料の総量を知ることを可能にし、したがって、選別の質あるいは水分レベルまたは低位発熱量（ＬＨＶで示された）の測定などのあるパラメーターの測定の正確さを著しく改善することを可能にする。この組み合わせは、非接触動的計量などの多くの用途に使用されることもできる。
【００１９】
さらに、本発明によるプロセスは、有利な特性または以下の異なる実施形態の１つ以上を有することができる：
コンベアベルトまたは同様の搬送支持体上を前進する物体、生産品等の流れに関して、上から適用される表面分析プロセスおよび上または下から適用される体積分析プロセスの使用の間に放射が発せられ、放射を受けることは、反射後の前記流れ上または透過後の支持体下で起こる；
体積分析プロセスは、優先的に、１ＧＨｚ〜１０ＴＨｚの周波数範囲でマイクロ波またはＵＨＦ波を使用する；
体積分析プロセスは、２ｋｅＶ〜１００ｋｅＶの間のエネルギーの範囲で透過Ｘ線を使用する；
表面分析プロセスは、赤外線を使用し、近赤外線または中赤外線での光学分析プロセス、または中赤外線でのサーモグラフィー分析プロセスからなる；
表面分析プロセスは、Ｘ線蛍光による分析のプロセスまたはレーザー誘起プラズマ分光による分析のプロセスなどの原子構成の分析のプロセスである。
【００２０】
さらに、本発明によるプロセスは、以下からなることができる：
繊維性物体、生産品等に関して、表面および体積分析プロセスによって与えられた組み合わせ結果から水分レベルを決定する、および／または；
紙および／またはボール紙の組込む物体、生産品等から構成された前進する流れに関して、材料のそれぞれの全体厚みに応じて識別を行うことにあることができる。
【００２１】
さらに、本発明によるプロセスの有利な適用にしたがって、異なる種類の分析の結果は、優先的に、おおよそリアルタイムで、物体、生産品等の前進する流れの非接触計量または物体、生産品等の前進する流れのＬＨＶ評価を行うために使用されることができる。
【００２２】
本発明は、また、その目的として、特に、上記プロセスを使用するための少なくとも２つの異なるクラスまたはカテゴリーに属する物体、生産品等を検査および／または自動選別するための装置であって、前記装置は、一方は、おおよそ前記物体等の単層で前進を確実にする手段、例えば、コンベアベルトまたは同様の搬送支持体、他方、前進する物体、生産品等の放射による少なくとも２つの非接触分析手段を含み、装置は、さらに、これらの物体等間で識別および／または物体等の少なくとも１つの特性の評価を行うために、異なる種類の分析手段によって各物体、生産品等について与えられた結果の組み合わせでの使用のための手段を含み、前記分析手段は、一方、この手段の放射を受けた物体等の上または外側層の物理的および／または化学的構造を決定することができる少なくとも１つの表面分析手段、他方、同じ物体等の材料の等価厚を決定することができる少なくとも１つの体積分析手段を含むことを特徴とする、装置を有する。
【００２３】
異なる分析プロセスから得られるデータは、処理装置に独立して保存され、次いでプーリングされる。処理装置は、前記センサーから得られるデータが連続的にではあるが同時にではなく得られる場合には、データを時間同期することを可能にし、結果として、２つの分析手段のセンサーから得られる画素間の長手方向の一貫性を回復することを可能にする。画素の方位分解能が１つのセンサーと次のものとが異なる場合には、そのとき、これらの２つの分解能は、コンピューティングシステムの結果、センサーの一方または両方の分解能下げることによって調和させることができ、その結果、２つの組み合わされた画素の分解能は、２つの連続排出要素を分離するギャップに相当する。
【００２４】
本発明は、限定しない実施例によって付与され、添付の線図を参照して説明される好ましい実施形態に関する以下の説明の結果、より良好に理解される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の好ましい実施形態による装置の部分的で簡略化された斜視図である。
【図２】図１によって示された装置の一部になることが可能な、超周波数波を使用する体積分析システムまたは手段の簡略化された斜視図である。
【図３】図２によって示された超周波数波を使用する分析手段の前進の方向に垂直な方向の、簡略化された断面図であり、受信アンテナ（図３）の配列をより詳細に例示する。
【図４】図２によって示された超周波数波を使用する分析手段の前進の方向に垂直な方向の、簡略化された断面図であり、放射アンテナ（図４）の配列をより詳細に例示する。
【図５】優先的に中赤外線で、図１によって示された装置の一部とすることが可能なサーモグラフィー分析プロセスに基づいた表面分析手段の簡略化された斜視図である。
【図６】図１によって示された装置の一部とすることが可能な、近赤外線における分光または光学分析プロセスに基づいた表面分析手段の簡略化された斜視図である。
【図７】図１によって示された装置の一部とすることが可能な、透過Ｘ線を使用する体積分析プロセスに基づいた表面分析手段の簡略化された斜視図である。
【図８】異種の紙／ボール紙／雑誌の流れの選別のための表面および体積分析の結果の組み合わせでの使用に対応する決定形成フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
添付図面の図１は、一例によって、簡略化されたプロセスで、少なくとも２つの異なるクラスまたはカテゴリーに属する物体、生産品等２の検査および／または自動選別のための装置１を示す。前記装置１は、一方、前記物体等２の単層での前進をおおよそ確実にする手段３、例えば、コンベアベルトまたは同様の搬送支持体、他方、前進する物体、生産品等２の放射による非接触分析の少なくとも２つの手段４および５を含む。
【００２７】
本発明によれば、この装置１は、さらに、これらの物体等間で識別および／または物体等の少なくとも１つの特性の評価を行うために、異なる種類の分析手段４、５による各物体、生産品等２のために与えられた結果の組み合わせでの使用のための手段６を含み、前記分析手段４、５は、一方、この手段の放射を受ける物体等２の外側層の物理的および／または化学的構造を決定することができる少なくとも１つの表面分析手段４、他方、同じ物体等２の材料の等価厚を決定することができる少なくとも１つの体積分析手段を含む。
【００２８】
図１では、装置１は、２つの連続分析（分析手段４および５のセンサーは、物体２の前進の方向において空間的にずらされている）を使用するが、これらの２つの分析が同時に行われることも可能である（センサーの分析ゾーンが互いに融合または含まれる）。
【００２９】
添付図面の図２〜図４および図７が図式的に示すように、体積分析手段５は、超周波数波による分析手段および透過Ｘ線による分析手段によって形成された群から有利に選択されることができ、搬送支持体３は、使用される放射には優先的に実質的に透過的である。
【００３０】
優先的に、超周波数波を、優先的に１ＧＨｚ〜１０ＴＨｚの周波数の範囲で使用する体積分析手段５は、放射アンテナ８の少なくとも１つの配列および受信アンテナ９の少なくとも１つの配列を含み、ユニットは、検査または選別される物体等２の前進の方向Ｄに垂直な方向に位置合わせされた、例えば平面アンテナタイプの上記周波数範囲で、規定された動作周波数で作動し、受信アンテナ９は、搬送支持体３の下に設置されている。
【００３１】
最適化された異なる実施形態によれば、超周波数波体積分析手段５は、放射アンテナ８および受信アンテナ９の少なくとも２つの配列を含み、配列８および９の結合ペアは、異なる動作周波数で作動し、これらの動作周波数の比は、少なくとも２に等しい。
【００３２】
さらに、図５および図６で示されるように、一例として、表面分析手段４は、近赤外線または中赤外線光学分析手段、中赤外線サーモグラフィー分析手段、Ｘ線蛍光分析手段、およびレーザー誘起プラズマ分光分析手段によって形成された群から有利に選択されることができ、搬送支持体３は、必要ならば、検討される分析放射線について物体等２に関して対比可能な背景を与える。
【００３３】
もちろん、装置１は、さらに、特に、分析手段４および５によって与えられた結果を集め、処理するための追加の手段（ハードウェアおよびソフトウェア）を含み、上記プロセスの異なる操作を使用することを可能にする。
【００３４】
以下では、本発明による装置およびプロセスの異なる実施形態は、添付の図面に関連してより詳細ではあるが限定されないプロセスで説明される。
【００３５】
図１が示すように、既に示されたように、本発明によるプロセスは、基本的に、コンベアベルト３上を前進する物体２を少なくとも２つの異なる分析にかけることにある。第１の分析は、表面分析システム４の使用に基づいた表面分析である。特性評価をさらに改善するように、物体２をいくつかの表面分析にかけることが可能である。体積測定システム５の使用に基づいた第２の分析は、物体２をその全体厚みにわたって分析することを可能にする。また、より良好な正確な測定のために、物体２をいくつかの体積測定分析にかけることが可能である。
【００３６】
上に示されるように、体積測定技術は、例えば、超周波数、Ｘ線、またはガンマ線などの異なる種類とすることができる。分析の順序は、いかなる任意の種類とすることができる。異なる分析によって収集されたデータは、次いで、処理ユニット６、例えば、データ処理ユニットでプーリングされ、次いで分析されて物体２の特性を決定する。排出システム７が設けられることができ、必要ならば、物体を２つ以上のカテゴリーに分けることを可能にする。
【００３７】
下記説明では、体積測定システム５の選択された優先の実施形態は、超周波数またはＸ線技術となる。
【００３８】
表面分析システム４は、ターゲットとされた適用に依存して、ＵＶ／可視赤外分光光学分析および／またはサーモグラフィー分析を使用することができる。もちろん、これらの例は限定しない。すべての場合に、コンベアベルト３の全体幅が、上に位置する源から得られ、同様に上に位置する検知器にリターン信号を発生する電磁放射線を受け、この構成は後方散乱と称せられる。表面波の浸透のわずかな深さのために、これらの技術は、表面上の物体２を分析することのみを可能にする。この分析によって、コンベアベルト３上を前進する材料の種類は決定されることができる。例えば、近赤外線を使用する分光技術は、１〜数ｍｍの浸透で異なるプラスチック（ＰＥＴ、ＰＥＴＧ、ＡＢＳ、ＰＳ等）を認識することを可能にする。サーモグラフィー技術は、中赤外線での熱放射で、１００μｍ未満の浸透を有する。それは、例えば、異なる種類の紙（写真式複写機種類Ａ４紙、茶色段ボール紙、明色または塗布光沢ボール紙等）を識別することを可能にする。
【００３９】
図５の適切なシステム４によるサーモグラフィー分析（それ自体が公知の技術）の間に、熱源１０は、ゾーン１１上に熱放射線を送ることを可能にする。物体２がこのゾーン１１を横断する場合には、物体２の上層は、加熱を受ける。サーマルカメラ１２は、放射前のゾーン１３と放射後のゾーン１４との間の温度上昇を測定する。物体の構成により、物体は、異なる温度上昇を有する。例えば、紙／ボール紙の流れについて、紙が薄いほど、ボール紙よりもさらに加熱され、それは、それらを識別することを可能にする。
【００４０】
赤外分光分析システム４（図６、それ自体公知）の使用中に、赤外光源１５は、ゾーン１６中に赤外線を送ることを可能にする。コンベアベルト３上を前進する物体２のすべては、この放射を受ける。画像取得システム１７は、コンベアベルト３を掃引し、各物体２のスペクトルを観察することを可能にする。中央処理ユニット６は、データを集めて処理することを可能にする。物体２の各構成材料は、データベースに格納されたモデルと比較して、前進する物体２の材料の性質を決定することを可能にする異なるスペクトル感度を有する。
【００４１】
体積分析は、物体２をその全体厚みで分析することを可能にする超周波数システム５（図２）の使用に基づくことができる。物体２は、支持体８’によって支持されたアンテナ８によって放射された超周波数波のビーム、好ましくは、円錐型のビームによって照射される。その波は、次いで、放射アンテナ配列８から受信アンテナ配列９に伝播される。物体２がゾーン１８を通過する場合に、それは、アンテナ配列９によって受け取られた超周波数波の振幅および位相を変更する。物体２のロス正接が大きければ、波はますます減衰され、その相対誘電率が大きければ、ますます遅くなる（または、位相の不一致）。放射アンテナ配列８は、コンベアベルト３から離れて、つまり、好ましくは１５０〜３００ｍｍの距離に位置し、コンベアベルト３上を前進する物体２の自由な通過を可能にする。
【００４２】
放射配列の各アンテナ８は、コンベアベルト３の十分な幅を照射し、したがって、周波数、アンテナの種類、およびアンテナの増幅率などのパラメーターに依存する所定距離だけ間隔をあけて配置されている。例えば、１０ＧＨｚで、各アンテナがコンベアベルトの２０ｃｍ以上の幅を照射するように、放射アンテナ８は、好ましくは一定間隔で配置されている。
【００４３】
受信アンテナ配列９（図３）は、コンベアベルト３の下に位置し、アンテナ間にクロストークがないように一定間隔で配置された「パッチアンテナ」と称せられる平面アンテナ１９からなる。各アンテナ１９と直列に、信号の値（ｍｏｄｕｌｕｓ）および／または位相が分かることを可能にする検出システム２０が接続されている。検出システム２０は、例えば、「６つのポート反射率計、代替ネットワークアナライザー」グレンＦ、エンゲン、マイクロ波理論および技術についての電気電子技術者協会報告書、２５巻、第１２番、１９７７年１２月（”Ｔｈｅ  Ｓｉｘ−Ｐｏｒｔ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ：Ａｎ  Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ  ＮｅｔｗｏｒｋＡｎａｌｙｓｅｒ”、Ｇｌｅｎｎ  Ｆ．Ｅｎｇｕｅｎ、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ、Ｖｏｌ．２５、Ｎｏ．１２、Ｄｅｃｅｍｂｅｒ  １９７７）に記載されるような複素相関器である。位相の測定は、それらの振幅を等しくする前処理後に放射信号および受信信号を重ねるスレーブシステムを使用して行われることもできる。物体がゾーン１８を通過する場合には、各信号の値および位相が修正される。これらのデータは、検出システム２０を使用して測定され、アナログ回路２１を使用してフォーマットされ、次いで、中央処理ユニット６によって透過、処理される。
【００４４】
超周波数信号は、数ギガヘルツから数テラヘルツに及ぶことができる選択された周波数でソース２２（図４）から得られる。この信号は、次いで、出力分割器２３を使用して必要な数のパスに分割されて、コンベアベルトの最適な照度を生み出す。各アンテナ８から上流に位置する増幅器２４は、信号を増幅することを可能にする。ソース２２の周波数によって、ソース２２と分割器２３との間に位置する単一増幅器のみを使用することが可能である。出力がより多く出されれば、超周波数システム５の検出範囲はますます広い。各アンテナ８の入口での１０ｍＷの出力が、１０ＧＨｚの利用周波数およびコンベアベルト３から３０ｃｍに位置するアンテナの配列に適切である。
【００４５】
第２の種類の体積分析システム５（図７）は、Ｘ線技術を使用して構成されることもできる。この場合、ソース２５は、コンベアベルト３の幅にわたってＸ線を放射することを可能にする。物体２およびコンベアベルト３を通過する放射は、検知器２６によって受け取られる。この測定技術は、コンベアベルト３上を前進する物体２の通過される厚みに感応する。このように、これらの物体２の構成材料を知ることによって、厚い物体とそれより厚くない物体を分けることが可能である。この最後の情報は表面分析４によって付与される。
【００４６】
物体２を通る波の出力は、（α＊ｌ）の指数関数に比例して減少し、ここで、αは材料の吸収係数を表し、ｌは、材料の厚みを表す。αは、表面認識技術４の使用の結果決定される。αが分かって、放射２５から受信２６のＸ線または超周波数の透過出力の測定の結果、ｌを決定することか可能である。
【００４７】
最後に、表面分析システム４および体積分析システム５から得られるデータを組み合わせることが必要である。これらのデータのプーリングプーリングは、中央処理ユニット６を使用して達成される。このように、システム４および５の組み合わせは、コンベアベルト３上を前進する物体２の特性評価および識別を改善することを可能にする。２つの技術の組み合わせの予測される適用によれば、データのプーリングは、異なって行われる。例えば、質量測定適用またはＬＨＶについて、表認識技術は、分析された表面要素の材料の種類の情報を提供し、第２の分析は、この表面要素の垂直に位置する材料の量を提供する。これら２つの情報の組み合わせは、物体２の重量またはＬＨＶを計算することを可能にする。
【００４８】
上記記載の結果、当業者は、表された２つの技術の組み合わせによってもたらされる改良を容易に理解する。
【００４９】
本発明の適用の実例が、次の開示に、特に、最先端技術に記載された紙の選別に関連する問題と関係して記載されている（明色または塗布光沢ボール紙／雑誌の識別の間の制限）。２つの物体２が同様の表層を示す場合には、表面分析システム４は単独では不十分であることが分かった。紙／ボール紙の流れの例の場合には、雑誌の厚いカバーと明色または塗布光沢ボール紙（低いリサイクル値の平らなボール紙）とを識別することが困難である。以下、選別適用において、雑誌は、回収される紙の重要源を表す。
【００５０】
上に示された単独の分析システム４を使用して、厚いカバーを備えた雑誌は、明色または塗布光沢ボール紙と見なされ、したがって、最適に回収されない。この場合、超周波数システム５は、値のみのモードを読む際に使用され、この明色または塗布光沢ボール紙／雑誌の識別を行うことを可能にする。
【００５１】
実際、物体２（明色または塗布光沢ボール紙または雑誌）がゾーン１８を通過する場合に、物体２が、明色または塗布光沢ボール紙の場合よりも、雑誌である場合に、測定されるロスはより大きい。雑誌がより厚いので（平均：表面質量＝５ｋｇ／ｍ２）、超周波数波は、より多くの材料を通過しなければならず、それにより、それらは、明色または塗布光沢ボール紙（平均：表面質量＝１ｋｇ／ｍ２）に関するものよりも減衰される。測定されたロスのばらつきは以下のタイプである：Ｐ（ｄＢ）＝α（ｆ）×ｅ、ここで、ｅは、セルロースの等価厚をｍｍで表し、α（ｆ）は、ｄＢ／ｍｍの材料に関連があるロスを表し、動作周波数ｆに依存する。例えば、２５ＧＨｚで、α（２５ＧＨｚ）＝０．３ｄＢ／ｍｍである。概して、厚みが５ｍｍ（１２０ページ）の雑誌は、約１．５ｄＢのロスを発生する。他方、カレンダータイプの明色または塗布光沢ボール紙（厚み２ｍｍ）は、約０．６ｄＢのロスのみを発生する。このように、表面分析システム４のみを使用して、明色または塗布光沢ボール紙と雑誌とを識別することは可能ではなかったが、さらに、超周波数システム５を使用して、この識別をなすことが可能である。
【００５２】
例えば、０．７ｄＢのロスの限界を仮定して、この限界より大きなロスを発生するいずれの物体２も雑誌であると考えることが可能である。反対の場合には、それは、明色または塗布光沢ボール紙と考えられる。
【００５３】
より一般的には、上記実用的な変形の記載は、存在する材料の全体厚みによって、互いに異なるセルロース質を有する物体２の識別に適用される。
【００５４】
体積分析システム５は、水分の存在下で製品の識別を改善することも可能にする。この適用は、超周波数システムを使用して説明されることができる。このシステムは、コンベアベルト３上で循環する物体２が湿っているかどうかを確認することを可能にする。実際に、ぬれた材料は、より大きなロスを発生し（水は、超周波数で高い吸収係数を有する）、波上のより大きな位相シフトおよび遅延も発生する（水は、超周波数でより高い誘電率を有する）。
【００５５】
相対誘電率媒体εｒで伝播する波の位相シフトは、以下の形で書かれることができる：
【００５６】
【数１】
2013152216.tif 000003
ここで、Φは、ラジアンで表され、ｆは、信号の周波数を表し、ｃは、真空中の光の速度を表し、ｄは、物体中の伝播の距離を表す。
【００５７】
１ｍｍの距離にわたる波の移動が考慮される場合、そのとき、次の位相シフトが得られる：
空気（εｒ＝１）、１０ＧＨｚの伝播に対して、Φ＝１２°。
【００５８】
乾燥した木（εｒ＝１．８）、１０ＧＨｚの伝播に対して、Φ＝１６．１°。
【００５９】
乾燥した紙（εｒ＝２．１）、１０ＧＨｚの伝播に対して、Φ＝１７．１°。
【００６０】
水（εｒ＝３０）、１０ＧＨｚの伝播に対して、Φ＝６５°。
【００６１】
水が、乾燥した木または紙によって発生されたものの約４倍の位相シフトを発生することに留意する。対照的に、その吸収は、木または紙の４０倍である。これらの２つの比が異なるので、湿った材料を確かに認識してそれらの含水量を測定することは、波の値および位相を知ることによって可能である。水分の関数として異なる流れの熱挙動と同様に、（超周波数システム５によって与えられた）材料の水分に関する情報を知ることによって、サーモグラフィーシステム４によって取られた測定に補正がなされて、識別を改善することが可能である。
【００６２】
次の表が、１０ＧＨｚの周波数で２つの種類のサンプルおよび２つのレベルの水分について測定された位相およびロスの評価をもたらす：
【表１】
2013152216.tif 000004
【００６３】
物体２を互いに識別するために、それらが湿っていようと乾燥していようと、処理ユニット６は、例えば、図８のブロック図の形態で、フローチャートに示された指示を実行することができる。
【００６４】
→位相／ロス比がある値Ｒ（周波数の関数、例えば、１０ＧＨｚで１００）未満なら、そのとき、水分レベルはＸ％より大きく、Ｘは、概して約１０％に等しい。この場合、位相シフトの値が測定される。位相シフトの値が閾値Ｓｄ２より大きい場合（周波数に依存する、例えば、１０ＧＨｚで１２０°）、そのとき、テストされる物体２は湿った雑誌であり、回収される製品の容器Ａ内に置かれる。そうでなければ、これは、物体２の性質を正確に決定することが可能ではなく、物体２が、次いで、汚染された製品（ぬれた明色または塗布光沢ボール紙）の容器Ｃ内に置かれることを意味する。
【００６５】
→位相／ロス比がある値Ｒ（例えば、１０ＧＨｚで１００）より大きければ、そのとき、流れの水分のレベルはＸ％未満である。次いで、信号の位相が測定される。この位相が以下のような場合：
閾値Ｓｄ１（例えば、１０ＧＨｚで７０°）より大きい場合、そのとき、コンベアベルト３上を前進する物体２は、乾燥した雑誌である。それは、次いで容器Ａ内に置かれる。
閾値Ｓｄ１未満である場合、物体２は、サーモグラフィー分析を受ける。以下が測定される場合：
強い加熱の場合、物体２は乾燥した紙である。それは、次いで容器Ａ内に置かれる。
弱い加熱の場合、物体は乾燥した、明色または塗布光沢ボール紙である。それは、容器Ｂ内に置かれる。
【００６６】
上記適用から明白なように、超周波数システム５は、水分のレベルを測定することを可能にする。このように、このシステムを単独で考慮して、コンベアベルト３上を前進する２０％未満の水分レベルを有する物体２の流れの水分のレベルを測定することが可能になる。位相／ロス比（度／ｄＢ）の測定は、参照カーブによって、２０％未満の水分レベルをもたらす。２０％の水分を越えて、位相／ロス比のばらつきが、水分レベルのばらつきに対して過度に小さくなる。２０％を越える水分測定について、表面認識ＮＩＲ技術が使用される。これらの２つの技術を組み合わせることによって、そのとき、０〜１００％の水分を有する材料についての水分レベルの測定が得られる。
【００６７】
本発明の他の適用は、表面認識システム４および体積測定システム５の組み合わせを使用し、非接触計量を行うことである。この適用は、優先的に、赤外分光またはＸ線蛍光による表面認識システム４を用いた超周波数またはＸ線システム５の使用を含む。
【００６８】
この適用では、例えば、赤外分光による表面認識システム４は、コンベアベルト３上を前進する物体２の表面要素ｄＳの構成材料ｉを決定することを可能にする。
【００６９】
次いで、体積測定システム５は、コンベアベルト３上を前進する物体２による透過ロスの測定を行う。各材料ｉに関係するのは、吸収Ａｉ（超周波数技術についてｄＢ／（ｋｇ／ｍ２）で表された）であり、この値は、主として物体の密度に依存する。
【００７０】
したがって、コンベアベルト３上を前進する流れの質量を推定することが可能なのは、ロスｐの測定からである。パッケージ１４によって測定された各単位表面ｄＳに関係するのは、質量ｄＭｉ＝ｐ．ｄＳ／Ａｉである。最後に、中央処理ユニット６は、測定された基本質量を加えることを可能にし、したがって、各材料の全質量と同様に、コンベアベルト上を前進する流れの全質量、したがって、流れの質量割合を推定することを可能にする。
【００７１】
超周波数体積認識技術の場合には、適用される値は、体積測定システム５の動作周波数に依存する。
【００７２】
このように、薄い物体２は、高周波数分析（９０ＧＨｚの周波数は、約０．２ｍｍ以上の物体の厚みに適切である）を必要とし、厚い物体は、低周波数分析（１０ＧＨｚの周波数は、約２ｍｍ以上の物体の厚みに適切である）を必要とする。
【００７３】
コンベアベルト３上を前進する流れが異なる厚みの物体２を示す場合には、超周波数システム５は、アンテナ８および９の２つの配列からなることができ、各アンテナ配列は、そのとき、異なる動作周波数を有する。２つの吸収は、このように、各種類の材料、各動作周波数についてのものに割り当てられる。
【００７４】
非接触計量の適用から、高位および低位発熱量の測定、およびバイオメタン発生の可能性、塩素のレベルなどの材料中の特性の割合の測定等の異なる適用が生じる。
【００７５】
例えば、発熱量ＬＨＶＬＨＶの場合には、原理は、今回は、ＭＪ／ｋｇで材料ｉのＬＨＶ  Ｃｉが各材料に関連付けられる以外は、非接触計量について同じままである。各画素のＬＨＶ  ｄＣは、そのとき、ｄＣ＝Ｃｉ．ｄＭｉであり、ここで、ｄＭｉは、上記式によって計算される。次いで、物体２の流れのＬＨＶの測定は、コンベアベルト３上を前進する流れの画素のすべてのＬＨＶを加えることによって得られる。
【００７６】
本明細書で言及された特性、体積および表面分析、および当業者の知識の公知技術に関する序文で引用された様々な文献に開示された追加の特性を考慮して、本発明によって使用される手段をさらに説明する必要はない。
【００７７】
この発明は、物体２の特性評価および／またはリアルタイムでの選別のために少なくとも２つの技術（少なくとも１つの表面分析技術および少なくとも１つの体積測定技術）の組み合わせの適用、特に以下に関することが上記から明らかである：
明色または塗布光沢ボール紙／雑誌の識別の改良。
材料の全体水分レベルの測定。
異種の物体の流れの非接触計量。
異種の物体の流れの低位発熱量の測定。
異種の物体の流れの高位発熱量の測定。
異種の物体の流れのバイオメタン発生の可能性の測定。
塩素のレベル等の測定。
【００７８】
この目的のために、本発明は、表面測定を使用して、表面認識技術および物体をその全体厚みで分析する体積測定技術の使用の結果、異なる吸収を示す物体を特徴付けるおよび／または選別する。異なる種類の表面分析、例えば、サーモグラフィーまたは赤外分光、またはＵＶ／可視分光などが使用されることができる。表面分析の目的は、コンベアベルト上を前進する材料の種類を決定することである。
【００７９】
体積分析について、例えば、Ｘ線、ガンマ線または超周波数波を使用することができる。これらの技術の対応は、通過される材料の等価厚、つまり、材料が、考えられるギャップがない状態で有する厚みに依存する。
【００８０】
表面認識および体積測定技術の組み合わせは、その主な目的として、純度およびリアルタイムでの選別の質を向上させ、前進する物体の特性評価、特に、質量の測定を改善しなければならない。
【００８１】
材料の性質を知ることによって、厚みの単位当たりの吸収および位相シフト、およびこの材料の密度などのその特性が知られる。表面情報と表面の単位当たり存在する材料の量との組み合わせは、物体の質量を評価することを可能にする。このように、非接触計量が行われることができる。物体の質量にそれらの構成材料のＬＨＶを乗算することによって、流れ中のこの材料のＬＨＶの合計が得られる。
【００８２】
質量の情報は、例えば、リアルタイムでサイトを管理するための材料回収設備のオペレーターに必要である。物体のある一定量のＬＨＶの情報は、例えば、これらの物体が熱的に回収され、すなわち、エネルギー回収で焼却処分されれば、物体によって放出されるエネルギーを知ることを可能にする。
【００８３】
もちろん、本発明は、添付図面で説明され、示された実施形態に限定されない。変形は、特に、様々な要素の構造の観点から、または等価技術の代用によって、本発明の保護分野外に出ることなく、依然として可能である。
【符号の説明】
【００８４】
１  装置
２  物体、生産品等
３  搬送支持体
４  表面分析手段
５  体積分析手段
６  手段
７  排出システム
８  放射アンテナ
９  受信アンテナ
１０  熱源
１１、１３、１４、１６、１８  ゾーン
１２  サーマルカメラ
１５  赤外光源
１７  画像取得システム
１９  平面アンテナ
２０  検出システム
２１  アナログ回路
２２、２５  ソース
２３  出力分割器
２４  増幅器
２６  検知器
Ａ、Ｂ、Ｃ  容器
Ｄ  方向
【図１】
2013152216.tif 000005
【図２】
2013152216.tif 000006
【図３】
2013152216.tif 000007
【図４】
2013152216.tif 000008
【図５】
2013152216.tif 000009
【図６】
2013152216.tif 000010
【図７】
2013152216.tif 000011
【図８】
2013152216.tif 000012
【外国語明細書】
2013152216000001.pdf