本发明专利技术涉及一种基于产品(135)的介电特性在空间上检测所述产品(135)内的任何异物的系统(100)，所述系统(100)包括：传送带装置(150)，其被适配成在穿过扫描区域(S)的预定穿过时间间隔(T)内沿着穿过方向(L)将所述产品(135)传送通过所述扫描区域(S)；关于所述穿过方向(L)横向地布置的多个天线(200)，其中，所述多个天线(200)中的各个天线(210)被适配成在微波范围内工作，并且其中，各个天线(210)被适配成发送电磁扫描信号，该电磁扫描信号被适配成在所述扫描区域(S)中传播以在所述产品(135)内扩散；处理装置(250)，其被适配成基于由所述多个天线(200)中的至少一个天线(210)接收的至少一个扩散电磁信号生成表示所述产品(135)的介电特性的第一组值，所述处理装置(250)被适配成将所述第一组值与表示在没有任何异物的情况下所述产品(135)的介电特性的第二组值进行比较，其中，所述多个天线(200)中的各个天线(210)被适配成根据预定发送频率在所述穿过时间间隔(T)内发送所述电磁扫描信号至少一次。少一次。少一次。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于产品的介电特性在空间上检测所述产品内的任何异物的系统和方法
[0001]说明
[0002]本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的在空间上检测产品内的任何异物的系统。具体地，本文所描述的是基于产品本身的介电特性在空间上检测该产品内的任何异物的系统和方法。这样的产品例如可以是装在玻璃或塑料容器(例如，诸如罐、瓶、小瓶等)中的液体或固体食品，例如，番茄酱、果酱、牛奶、肉等。这样的产品也可以是化妆品(例如，皂条)，或者装在合适的玻璃、纸或塑料容器中的药品。可以使用本专利技术以例如利于在工厂中生产这种产品，以便自动地检测和/或废弃(reject)含有异物(例如，如骨头碎片、玻璃碎片、橡胶、石头、塑料或昆虫)或者例如因在产品本身中存在大量空气而受到不均匀性的影响的任何产品。
[0003]在不接触或不更改产品本身的情况下对封装产品内的任何异物进行非侵入式识别对于避免消费者伤害的风险尤其有用，同时能保护制造商免遭法律开支、为收回整批产品而产生的成本以及消费者信心的损失。由于目前使用的方法的限制，异物仍然代表着生产者的风险。例如，金属检测器仅可以检测导电材料，X射线无法检测低密度塑料或者木材或玻璃的小碎片，除此以外由于它们是电离辐射，因而对操作者有害，而基于红外的技术由于需要分析的产品中的许多产品中存在水而遭受有限的穿透和高吸收。
[0004]与最常用的技术不同，借助于微波范围(300MHz至300GHz)内的电磁波来检测/定位被并入结构中的物体的技术(也被称为微波成像(MWI))不是根据密度而是根据构成产品的材料的介电性质(例如，电容率)来进行辨别的。这种方法使得可以克服X射线装置的局限性，因为它准许检测低密度的塑料和玻璃，只要与产品内容物具有最小的介电对比度即可。以大约10％的对比度值进行的测量已经证明其有效性。此外，考虑到不需要昂贵的专设源和接收器，这样的微波装置的最终成本将低于X射线系统的最终成本。事实上，生成和捕获微波所需的组件在电信技术市场上是容易获得的。
[0005]在Polytechnic Institute of Turin的2017
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2018学年，由Alessandro Giordano、主管教授Francesca Vipiana提出的题为“Microwave Imaging Technology for Food Contamination Monitoring”(https://webthesis.biblio.polito.it/7482/)的论文中描述了一种基于微波的检测/定位系统，其允许检查装在玻璃罐中的食物，特别是桔子酱和榛子仁糊。该系统包括围绕待检查的产品布置的天线阵列。这样的天线以微波范围内的频率发射低功率电磁信号，该电磁信号可以在被检查的产品中扩散，以便提供这种产品的介电性质的图。通过分析这种图，可以识别该产品内的任何异物。
[0006]上面提及的本领域已知的MWI系统具有许多缺点，这将在下面进行例示。
[0007]第一个缺点涉及以下事实：产品的介电性质的图是二维图，因此，这种系统不允许对产品整体进行非侵入式检查，即，上面提及的系统无法提供产品的介电性质的三维图；这导致低效的非侵入式检查系统。
[0008]另一缺点在于以下事实：产品的介电性质的二维图只能识别异物的材料，将异物定位在产品的二维截面中。然而，产品的介电性质的这种二维图无法确定异物的尺寸，也不
能确定异物在产品内的精确位置。这导致不能进行有效的后续统计分析，以减少或消除沿着生产线制造的产品中存在异物的原因。
[0009]另外的缺点涉及以下事实：上面提及的MWI系统无法容易地安装在工业生产线中。
[0010]因此，本专利技术的一个目的是解决现有技术所遇到的这些和其它问题，特别是通过提供基于产品本身的介电特性在空间上检测该产品内的任何异物的系统和方法，这使得可以通过确定所述产品的介电性质的三维图来以非侵入式方式检查整个产品。
[0011]本专利技术的另一目的是提供基于产品本身的介电特性在空间上检测该产品内的任何异物的系统和方法，这使得可以进行有效的后验统计分析，以减少或者完全消除沿着生产线制造的产品中存在异物的原因。
[0012]本专利技术的另外的目的是提供基于产品本身的介电特性在空间上实时检测沿着工业生产线正在制造的产品内的任何异物的系统和方法。
[0013]本文所描述的专利技术包括通过实时确定产品内容物与任何异物之间的介电对比度来基于产品本身的介电特性在空间上检测该产品内的任何异物的系统和方法。
[0014]本专利技术的另外的有利特征在所附权利要求中阐述，所述权利要求是本说明书的组成部分。
[0015]现在，将具体参照附图，通过本专利技术的一些非限制性的示例性实施方式详细描述本专利技术，其中：
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图1示意性地示出了根据本专利技术的实施方式的在空间上检测产品内的任何异物的系统的示例；
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图2示出了在图1的系统中使用的天线阵列的例示性结构图；
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图3示出了图1的系统的例示性框图；
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图4示出了参照图1的系统的在空间上检测产品内的任何异物的方法的例示性流程图。
[0020]参照图1，示意性地示出了在空间上检测一个或更多个产品135内的任何异物的系统100，所述一个或更多个产品具有大致圆柱形或平行六面体形状，例如，诸如由玻璃、纸、塑料或其它合适的材料制成的装有食品、化妆品、药品或化学产品的小瓶、长颈细口瓶、瓶子或罐。所述系统100例如包括生产单元160、第一储存单元171、第二储存单元172、传送带装置150、被适配成在微波范围内工作的多个天线200中的至少一个天线以及用于废弃包括一个或更多个异物的至少一个产品135的废弃单元175。
[0021]生产单元160被适配成生产至少一个产品135，例如，诸如包含果酱的玻璃罐。生产单元160可以包括致动器装置，该致动器装置被适配成执行生产过程，例如，诸如清洗和填充玻璃容器，以便生产产品135。在这些生产过程期间，例如由错误破坏的容器生成的异物(例如，如玻璃碎片)可能危险地包含在至少一个产品135中。生产单元160可以包括用于移出至少一个产品135的致动器装置；该致动器装置可以包括由电动机和/或液压系统驱动的伺服机构。
[0022]根据本专利技术，第一储存单元171被适配成储存尚未被检查的至少一个产品135，即，无法先验地排除其不包含至少一个异物的产品135。第一储存单元171和所述生产单元160可以以使得至少一个产品135可以从生产单元160移动至第一储存单元171的方式在工作时连接。第一储存单元171可以包括用于移出至少一个产品135的致动器装置；该致动器装置
可以包括由电动机和/或液压系统驱动的伺服机构。
[0023]第二储存单元172被适配成储存已经根据本专利技术检查的至少一个产品135。第二储存单元172可以包括用于移入已经验证了不存在任何异物的至少一个产品135的致动器装置；该致动器装置可以包括本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种基于产品(135)的介电特性在空间上检测所述产品(135)内的任何异物的系统(100)，所述系统(100)包括：
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传送带装置(150)，所述传送带装置被适配成在穿过扫描区域(S)的预定穿过时间间隔(T)内沿着穿过方向(L)将所述产品(135)传送通过所述扫描区域(S)；
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多个天线(200)，所述多个天线关于所述穿过方向(L)横向地布置，其中，所述多个天线(200)中的各个天线(210)被适配成在微波范围内工作，并且其中，各个天线(210)被适配成发送电磁扫描信号，所述电磁扫描信号被适配成在所述扫描区域(S)中传播以在所述产品(135)内扩散；
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处理装置(250)，所述处理装置被适配成基于由所述多个天线(200)中的至少一个天线(210)接收的至少一个扩散电磁信号生成表示所述产品(135)的所述介电特性的第一组值，所述处理装置(250)被适配成将所述第一组值与表示在没有任何异物的情况下所述产品(135)的所述介电特性的第二组值进行比较，其中，所述多个天线(200)中的各个天线(210)被适配成根据预定发送序列在所述穿过时间间隔(T)内发送所述电磁扫描信号至少一次。2.根据权利要求1所述的系统(100)，其中，所述多个天线(200)包括被适配成至少部分地围绕所述产品(135)的至少三个天线(210)。3.根据权利要求1或2所述的系统(100)，其中，所述多个天线(200)中的天线(210)被布置成在横向于所述穿过方向(L)的平面中形成圆弧或圆周。4.根据权利要求3所述的系统(100)，其中，所述扫描区域(S)被定义为在由所述天线(210)的布置形成的所述圆弧或所述圆周中居中的空间区域，所述空间区域具有沿着所述穿过方向(L)的延伸范围，该延伸范围等于所述产品(135)沿着所述穿过方向(L)的第一尺寸加上第一防护长度，并且其中，所述空间区域具有沿着垂直于所述穿过方向(L)的方向的延伸范围，该延伸范围等于所述产品(135)沿着垂直于所述穿过方向(L)的方向的第二尺寸加上第二防护长度，所述空间区域的高度是通过由所述天线(210)的布置形成的所述圆弧或所述圆周界定的。5.根据权利要求1至4中的一项或更多项所述的系统(100)，其中，所述电磁扫描信号的频率和功率取决于所述产品(135)的内容物的尺寸、介电特性以及导电性。6.根据权利要求1至5中的一项或更多项所述的系统(100)，其中，所述多个天线(200)的所述发送序列被定义为根据所述多个天线(200)中的天线(210)的预定次序的渐进式发送。7.根据权利要求1至6中的一项或更多项所述的系统(100)，其中，所述穿过时间间隔(T)是基于所述产品(135)的运动速度以及所述扫描区域(S)的尺寸确定的，以使所述产品(135)能够在所述穿过时间间隔(T)内被完全扫描。8.根据权利要求1至7中的一项或更多项所述的系统(100)，其中，所述多个天线(200)中的各个天线(210)被适配成发送或接收介于300MHz至300GHz之间的电磁频谱带中的至少一个电磁信号。9.根据权利要求1至6中的一项或更多项所述的系统(100)，所述系统包括存储器装置(240)，所述存储器装置被适配成...
【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：FT系统公司，
类型：发明
国别省市：
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