本發(fā)明涉及用于采用光學(xué)系統(tǒng)確定移動的傳送帶上的傳送帶表面的狀態(tài)的方法和裝置。

背景技術(shù)：

傳送帶表面在運(yùn)轉(zhuǎn)中時易遭受不同的應(yīng)力，諸如例如磨損、灰塵或者甚至損傷，這使得定期的維護(hù)和保養(yǎng)間隔是必要的。不管傳送帶的真實(shí)表面狀態(tài)如何，在設(shè)定的時間間隔執(zhí)行適當(dāng)?shù)拇胧?/p>

為了將維護(hù)和保養(yǎng)間隔調(diào)節(jié)到實(shí)際需求，有必要連續(xù)地監(jiān)測表面的狀態(tài)及其變化，以便能夠迅速地處理可能發(fā)生的應(yīng)力損傷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明是基于提供用于確定傳送帶的表面的狀態(tài)的方法和裝置的目的。

本發(fā)明通過具有權(quán)利要求1的特征的方法和具有權(quán)利要求9的特征的裝置解決了該目的。本發(fā)明的有利的另外實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中被描述。單獨(dú)地或者以任何預(yù)期的組合描述的所有特征原則上是本發(fā)明的目的，與它們在權(quán)利要求中的關(guān)系或者對它們的引用無關(guān)。

本發(fā)明基于意識到從表面反射的光的偏振程度取決于相應(yīng)的應(yīng)力損傷的類型和程度的事實(shí)。因此，當(dāng)觀察從表面反射的光的偏振面時，表面的受應(yīng)力區(qū)域也就是磨損或灰塵污染的區(qū)域例如與未受應(yīng)力的表面區(qū)域形成對比。此外，不同的偏振發(fā)生在應(yīng)力的不同類型和應(yīng)力的相應(yīng)強(qiáng)度之間。因此，從傳送帶表面反射的光的偏振程度取決于傳送帶的表面的狀態(tài)。

然而，利用時間上隔開使用不同的偏振面以確定表面的狀態(tài)的棘手問題是對于移動的表面會出現(xiàn)畸變效應(yīng)，這使得確定移動的傳送帶的表面的狀態(tài)變得更加困難得多，或者甚至完全阻止它進(jìn)行。因此，更加驚人的是通過同時檢測至少兩個偏振面能夠?yàn)V除出現(xiàn)的畸變效應(yīng)、或者偏振面中其它可能的干擾源。換句話說，傳送帶的表面的狀態(tài)在每個偏振面中被檢測，這對于光學(xué)系統(tǒng)是可能的，并且隨后被光學(xué)系統(tǒng)處理，例如，被轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)記錄并且隨后被儲存。在測量期間，光學(xué)系統(tǒng)濾除失真效應(yīng)或者其它的諸如反射的干擾，并且基于偏振面的過濾后的數(shù)據(jù)/圖像確定應(yīng)力的位置、應(yīng)力的相應(yīng)類型、并且如果合適的話、確定傳送帶上的應(yīng)力程度，也就是傳送帶的相應(yīng)區(qū)段的表面狀態(tài)。

因此，采用該方法有可能基于在傳送帶的各個不同受應(yīng)力區(qū)段之間的偏振面中產(chǎn)生的對比度確定整個傳送帶的表面的狀態(tài)。

因此，一旦借助于該方法和裝置檢測到表面狀態(tài)的相應(yīng)全表面或區(qū)段變化或偏離參考值的表面狀態(tài)，就能夠在傳送帶上執(zhí)行維護(hù)、保養(yǎng)或者甚至修復(fù)措施。

一種另外的優(yōu)勢是光學(xué)系統(tǒng)能夠檢測傳送帶的表面狀態(tài)而不與傳送帶的表面接觸。

術(shù)語“傳送帶”也被理解為包括例如傳送鏈，也就是傳送帶的全部另外配置同樣與傳送鏈相關(guān)。傳送帶可以被構(gòu)造成尤其用于傳送飲料容器，諸如由塑料、玻璃或金屬制成的飲料瓶或易拉罐。傳送帶及其表面相應(yīng)地可以例如由金屬、塑料或復(fù)合材料組成。尤其是，具有由塑料制成的表面的傳送帶在從它們的表面反射的光被偏振化的這種情況下具有特別的優(yōu)勢。

換句話說，從傳送帶表面反射的未受應(yīng)力的光線被偏振化，而照射在例如被灰塵污染的受應(yīng)力的傳送帶區(qū)段上并從其反射的光線要么不被偏振化，要么展現(xiàn)出另外的偏振程度，取決于應(yīng)力的性質(zhì)。

相反地，采用具有由金屬制成的表面的傳送帶時，從表面反射的光不被偏振化；然而，相比之下，其上存在灰塵污染或類似物的傳送帶區(qū)段能夠引起從它們的區(qū)段反射的光偏振化，使得這些區(qū)段因此在偏振面中再次出現(xiàn)對比。

當(dāng)確定表面的狀態(tài)尤其是損傷時，表面拉伸應(yīng)力和/或灰塵污染被檢測，尤其是灰塵污染的程度或類型。傳送帶表面上的這些應(yīng)力全部導(dǎo)致反射光的偏振程度改變。例如，檢測灰塵污染尤其是特別容易可能的，這是由于例如流體、油脂或者甚至潤滑劑展現(xiàn)出明顯不同于傳送帶的表面所展現(xiàn)出光的偏振程度的光的偏振程度，從而與傳送帶表面對比，能夠在各個被檢測的偏振面中特別準(zhǔn)確地檢測這些。

在這種情況下，例如灰塵污染根據(jù)其特定的類型進(jìn)行檢測同樣是有可能。例如，位于傳送帶表面上的流體或流體膜在光的偏振面中產(chǎn)生對比，對比不同于例如傳送帶表面上的油脂、潤滑劑或者金屬污染物。尤其是，所述方法和裝置可用于檢測表面上存在的流體或液體。此外，例如可以將在位置和定量上確定在傳送帶的表面上施加潤滑劑，并且相應(yīng)地控制潤滑劑施加裝置。

為了確定移動的傳送帶的表面狀態(tài)，如已指示的，檢測的反射光的至少兩個偏振面是必要的。這些偏振面必須另外同時被檢測，以便允許確定移動的傳送帶的表面狀態(tài)。

光學(xué)系統(tǒng)因此可以例如由兩個或多個相機(jī)系統(tǒng)組成，在每種情況下，系統(tǒng)具有圖像傳感器和相關(guān)的偏振過濾器。在檢測期間，兩個相機(jī)系統(tǒng)被對準(zhǔn)到傳送帶的相同區(qū)段上。在這種情況下，光學(xué)系統(tǒng)例如可以橫跨傳送帶的整個寬度檢測傳送帶。光學(xué)系統(tǒng)也可以例如僅在傳送帶的寬度部分逐段檢測傳送帶，并且相應(yīng)地，例如在傳送帶的一個完整的運(yùn)行通過之后，光學(xué)系統(tǒng)可以改變其位置并且檢測另外的寬度區(qū)段。

為了簡化檢測過程，根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施例，光學(xué)系統(tǒng)包括帶偏振過濾器的一個單個圖像傳感器，圖像傳感器同時地檢測至少兩個或多個偏振面。這種光學(xué)系統(tǒng)例如從de102208014334a1或者de202012010977u1中是已知的。這種系統(tǒng)展示的優(yōu)勢是它比平行連接的兩個系統(tǒng)明顯更加經(jīng)濟(jì)，并且另外，由光學(xué)系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)的處理明顯地被簡化。這使得尤其是對于傳送帶運(yùn)行經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)的速度將被保持在對于相應(yīng)的應(yīng)用而言是通常的速度是可能的。

為保持表面的狀態(tài)的連續(xù)的監(jiān)測，當(dāng)傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)時，光學(xué)系統(tǒng)永久地檢測表面。作為一種替代，可能的是，例如以特定的時間間隔完全地檢測整個傳送帶，并且與來自先前的檢測合格的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，以確定任何變化。

為了改善直接從傳送帶的表面反射的光和從受應(yīng)力的傳送帶的區(qū)段反射的光之間的偏振面中的對比度，根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施例，提供采用偏振光照射傳送帶的表面。

偏振光具有的優(yōu)勢在于偏振光落在偏振面中到表面上并且從表面反射。使用偏振光是有優(yōu)勢的，尤其是對于具有金屬表面的傳送帶，這是由于金屬表面不引起反射到金屬表面上或者從金屬表面反射的光的任何偏振化。在這種程度上，對于具有金屬表面的傳送帶，從受應(yīng)力的傳送帶區(qū)段反射的被偏振的反射光線是排除在外的。換句話說，灰塵污染的或者損傷的區(qū)段被強(qiáng)調(diào)，作為偏振面中的對比。

本發(fā)明的一個重要特征是利用移動的傳送帶確定傳送帶表面發(fā)生的狀態(tài)，也就是偏振面的檢測發(fā)生在例如傳送帶的正常操作中。根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施例，偏振面的檢測發(fā)生在傳送帶運(yùn)行速度為至少2m/s，優(yōu)選至少2.5m/s，特別優(yōu)選至少3m/s，并且有利地介于2m/s至5m/s之間。

為了改善傳送帶表面的檢測，根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施例，提供光學(xué)系統(tǒng)被構(gòu)造成用于檢測高分辨率圖像。作為其結(jié)果，對于甚至非常不明顯的待測應(yīng)力，諸如傳送帶的微觀結(jié)構(gòu)中的微裂紋或者變化，并且同樣對于傳送帶表面的少量灰塵污染，這都是有可能的。除此之外，明顯地改善了確定涉及什么類型的應(yīng)力以及什么類型的灰塵污染以及它們位于傳送帶表面的哪個區(qū)域中的可能性。

為了能夠在日后訪問由光學(xué)系統(tǒng)檢測的傳送帶表面的狀態(tài)，檢測的表面狀態(tài)特別優(yōu)選地被光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行處理，尤其是被表示為數(shù)值并被儲存。數(shù)值對于所關(guān)心的傳送帶的表面是清楚的，并且例如代表表面狀態(tài)的起點(diǎn)值，基于該數(shù)值并且通過比較至少一個另外的檢測合格數(shù)值，能夠檢測傳送帶表面的狀態(tài)中的變化。特別優(yōu)選的是，為了識別表面狀態(tài)中的變化，再次確定變化并且與首次檢測并存儲的表面狀態(tài)進(jìn)行比較。因此，甚至將可能的是例如在整個表面上確定表面狀態(tài)的均勻變化。

本發(fā)明借助于用于采用光學(xué)系統(tǒng)確定移動的傳送帶上的傳送帶表面的狀態(tài)的裝置進(jìn)一步解決了發(fā)明目的，所述裝置同時檢測從傳送帶表面反射的光的至少兩個偏振面，并且通過考慮檢測的偏振面確定表面的狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明的裝置被構(gòu)造成在反射光的至少兩個不同的偏振面處進(jìn)行檢測，并且濾掉偏振面中的干擾，諸如由于傳送帶移動所招致的畸變效應(yīng)?？梢砸赃@種方式進(jìn)行，其中將不同的偏振面以及由于各個表面區(qū)段的不同狀態(tài)而在那里出現(xiàn)的對比度差異進(jìn)行對比，并且以這種方式確定表面發(fā)生的狀態(tài)，例如確定傳送帶表面的受應(yīng)力區(qū)域的位置、應(yīng)力的相應(yīng)類型和/或應(yīng)力的強(qiáng)度。

所述裝置相應(yīng)地尤其被構(gòu)造成以便基于偏振面中的對比差異確定灰塵污染的不同類型，諸如存在于某些區(qū)段中的流體或液體，諸如水或者甚至全部的水膜。所述裝置同樣被構(gòu)造成諸如檢測例如傳送帶表面上的潤滑劑的分布，并且確定是否存在具有太少的潤滑劑或者潤滑劑施加太高的區(qū)域。相應(yīng)地，所述裝置可以被連接到例如另外的控制單元，控制單元例如控制潤滑劑在傳送帶上的施加，或者也在傳送帶上執(zhí)行不同的維護(hù)、保養(yǎng)或修復(fù)措施。

待檢測的傳送帶原則上可以是任何類型，但尤其是包括用于傳送飲料容器的傳送帶，傳送帶包括至少一個由塑料、金屬或另外的復(fù)合材料制成的表面。明顯包含在這些傳送帶中的還是傳送鏈，例如為了可比較的目的，可以使用傳送鏈。

所述裝置的一種特殊優(yōu)勢在于它可以通用于不同類型的傳送帶，并且不必單獨(dú)地與單個傳送帶匹配。因此有可能的是，例如對于根據(jù)本發(fā)明的裝置被定位成固定到傳送帶用于長期監(jiān)測傳送帶，但是它也可以是移動單元，移動單元可用于逐階段監(jiān)測傳送帶的表面狀態(tài)。所述裝置的另一種特殊優(yōu)勢在于它不形成光學(xué)系統(tǒng)和傳送帶之間的任何直接接觸，而是允許非接觸的監(jiān)測傳送帶。

盡管已經(jīng)結(jié)合方法描述了若干個方面，應(yīng)當(dāng)理解這些方面同樣代表了對相應(yīng)裝置的描述。照此類推，已經(jīng)結(jié)合裝置描述的方面同樣將被理解為對相應(yīng)的方法步驟的描述或者作為方法步驟的特征。

附圖說明

下文中基于一種示例性的實(shí)施例更加詳細(xì)地描述了本發(fā)明。附圖顯示了：

圖1：用于檢測傳送帶表面的狀態(tài)的裝置示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1示意性地示出了用于傳送飲料容器的傳送帶1，在該情況下用于傳送飲料瓶2。傳送帶1被構(gòu)造為一個傳送鏈，其中每個鏈節(jié)(這里未示出)包括由塑料制成的傳送帶表面3。

圖1還示出了帶偏振相機(jī)5的光學(xué)系統(tǒng)4，光學(xué)系統(tǒng)包括帶偏振過濾器(這里未示出)的圖像傳感器(這里未示出)，光學(xué)系統(tǒng)同時檢測四個偏振面。偏振相機(jī)5連接到數(shù)據(jù)存儲和評估單元6，數(shù)據(jù)存儲和評估單元被構(gòu)造成接收由偏振相機(jī)5檢測的偏振面(數(shù)據(jù))、對其進(jìn)行處理并且隨后將其存儲為數(shù)據(jù)記錄。此外，設(shè)置了照明單元7，使得由偏振相機(jī)5檢測的傳送帶表面3的區(qū)域被偏振光均勻地照射，使得偏振相機(jī)5檢測被照明單元7偏振并且從傳送帶表面2反射的光8。在這種情況下，大體上取決于檢查任務(wù)，光(8)可用于照射，在每種情況下必須確定關(guān)于光的類型和強(qiáng)度，并且光尤其是可變的。在這種情況下，基本參數(shù)是波長和/或偏振面，如果合適的話，以時間可變的方式使用參數(shù)。

還布置了偏轉(zhuǎn)單元9，其將傳送帶壓力導(dǎo)桿上游和傳送帶表面3的檢測區(qū)域10上游的飲料瓶2通過光學(xué)系統(tǒng)4轉(zhuǎn)向到另外的第二傳送帶(這里未示出)上。

在方法的執(zhí)行期間，飲料瓶2在傳送帶1上在傳送帶1的傳送方向(由箭頭指示的)上被傳送。在這種情況下，傳送帶1的速度是2.5m/s。當(dāng)?shù)竭_(dá)偏轉(zhuǎn)單元9時，飲料瓶2從傳送帶1轉(zhuǎn)向到另外的傳送帶上。

在飲料容器被引導(dǎo)離開之后，傳送帶1進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)4的檢測區(qū)域10。檢測區(qū)域10包括傳送帶1的整個寬度，并且被照明單元7均勻地照射，在當(dāng)前的實(shí)施例版本中，例如被偏振光8照射。在這種情況下，光或波長的選擇取決于對應(yīng)的檢查任務(wù)。偏振光8照射由塑料制成的傳送帶表面3上。傳送帶表面3中的塑料具有的效果是，隨著光8在其表面上的反射，塑料改變光的偏振面。從傳送帶表面3反射的光線隨后在四個不同的偏振面中被偏振相機(jī)5檢測。在這種情況下，與從傳送帶表面3直接反射的光線不同地反射的在灰塵污染的區(qū)域處反射的光線的偏振面經(jīng)歷了偏振面的另一種改變，使得傳送帶1的存在灰塵污染的區(qū)域在由偏振相機(jī)5檢測的偏振面中可見對比。

由偏振相機(jī)5檢測的四個偏振面被發(fā)送到數(shù)據(jù)存儲和評估單元6，并且被儲存為數(shù)據(jù)。在這種情況下，數(shù)據(jù)存儲和評估單元6檢測例如在傳送帶表面3的哪個區(qū)域中存在什么類型的應(yīng)力，并且如果合適的話，是什么強(qiáng)度(灰塵污染等)，也就是檢測表面的狀態(tài)是什么。由于傳送帶被光學(xué)系統(tǒng)4連續(xù)地監(jiān)測的事實(shí)，在傳送帶1每次通過檢測區(qū)域10時，進(jìn)行傳送帶表面3的污染的/受應(yīng)力的區(qū)域的檢測。借助于例如由數(shù)據(jù)存儲和評估單元6執(zhí)行的數(shù)據(jù)對比，能夠確定傳送帶表面3中的變化，也就是表面的狀態(tài)中的變化。一旦傳送帶表面3超過例如數(shù)據(jù)存儲和評估單元6中存儲的參考值，或者達(dá)到了預(yù)先設(shè)置的最大變化，就可以開始傳送帶1的維護(hù)和保養(yǎng)或修復(fù)間隔。

在調(diào)整傳送帶表面3上的應(yīng)力之后，或者如果合適的話，也可以在每次機(jī)器啟動之后，將傳送帶1再次引導(dǎo)通過光學(xué)系統(tǒng)4的檢測區(qū)域10，并且在清潔的、修復(fù)的狀態(tài)/開始狀態(tài)下檢測傳送帶表面3的狀態(tài)，并且存儲為數(shù)據(jù)記錄。在方法的另外過程中，可以基于在維護(hù)和修復(fù)間隔之后或者相應(yīng)地在開始狀態(tài)下獲得的表面狀態(tài)的記錄執(zhí)行傳送帶表面3的表面狀態(tài)的評估。

以這種方式，按需調(diào)節(jié)修復(fù)、保養(yǎng)和維護(hù)間隔有可能是特別簡單的，從而與傳送帶1的實(shí)際狀態(tài)相符。

附圖標(biāo)記列表

1傳送帶

2飲料瓶

3傳送帶表面

4光學(xué)系統(tǒng)

5偏振相機(jī)

6數(shù)據(jù)存儲和評估單元

7照明單元

8光線

9偏轉(zhuǎn)單元

10檢測區(qū)域

11灰塵污染區(qū)域