CN115244390B 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 （都灵理工大学）

2022.09.09PCT/IB2021/0520382021.03.11WO2021/181328EN2021.09.16基于产品的介电特性在空间上检测所述产基于产品的介电特性在空间上检测产品内成在穿过扫描区域的预定穿过时间间隔内沿着被适配成基于由多个天线中的至少一个天线接收的至少一个扩散电磁信号生成表示产品的介值与表示在没有任何异物的情况下产品的介电线被适配成根据预定发送频率在穿过时间间隔21.一种基于产品(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)横向地布置并且包括N个天线处理装置(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其中，所述多个天线(200)中的各个天线(210)被适配成根所述第一组值是借助于由被扫描的所述产品(135)扩散的所述电磁信号确定的，各个少一个扩散电磁信号的相位和幅度的相互作用所述第二组值是借助于在没有任何异物的情况下由被扫描的所述产品(135)扩散的所了所述发送天线和所述接收天线重合时的所述自相互作用项之外，在天线(210)的所有可能对当中确定包括N2一N个表示为所述至少一个扩散电磁信号的所述相位和所述幅度的相并且所述处理装置(250)被适配为通过所述第一相互作用矩阵与所述第二相互作用矩的所述产品(135)中的一个或更多个异物的介电特置成在横向于所述穿过方向(L)的平面中形成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5.根据权利要求1所述的系统(100)，其中，3为根据所述多个天线(200)中的天线(27.根据权利要求1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8.根据权利要求1所述的系统(100)，其中，所述多个天线(适配成发送或接收介于300MHz至300GHz之间的电磁频谱带中的至9.一种基于产品(135)的介电特性在空间上检测所述产品(135)内的任何异物的方法，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，并且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，所述方法在所述分析阶段期间，所述第一组值是借助于由被扫描的所述产品(135)扩散的所述发送天线和接收天线重合时的自相互作用项之外，在天线(210)的所有可能对当中确定包括N2N个表示为所述至少一个扩散电磁信号的相位和幅度的相互作用的第一相互作用矩所述第二组值是借助于在没有任何异物的情况下由被扫描的所述产品(135)扩散的所了所述发送天线和所述接收天线重合时的所述自相互作用项之外，在天线(210)的所有可能对当中确定包括N2一N个表示为所述至少一个扩散电磁信号的所述相位和所述幅度的相并且所述处理装置(250)被适配为通过所述第一相互作用矩阵与所述第二相互作用矩的所述产品(135)中的一个或更多个异物的介电特4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据所述多个天线(200)中的天线(210)的预5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[0002]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于需要分析的产品中的许多产品中存在水而遭受有限的位被并入结构中的物体的技术(也被称为微波成像(M[0004]在PolytechnicInstituteofTurin的2017_2018学年，由Alessandro6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[0010]本发明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[0011]本发明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[0012]本文所描述的发明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[0015]图1示意性地示出了根据本发明的实施方式的在空间上检测产品内的任何异物[0016]图2示出了在图1的系统中使用的天[0018]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一个或更多个异物的至少一个产品135的废弃7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的方式在工作时可以包括由电动机和/或液压系统驱动的伺服存单元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[0023]传送带装置150被适配成在穿过扫描区域S(图2中可见)的预定穿过时间间隔T内查的至少一个产品135从第一储存单元171传送至第二储存单元172，其中以大约0.5m/s的恒定速度移动所述产品135。传送带装置150可以在工作时连接至第一储存单元171和第二150可以包括由电动机和/或液压系统驱动的伺[0024]将参照图2详细描述的多个天线200是关于扫描区域S的穿过方向L横向地布置所述多个天线200中的各个天线210被适配成在微波范围内工作并且被适配成发送电磁扫所述多个天线200可以在工作时连接至传送带装置150，例如以使待检查的至少一个产品135从第一储存单元171移动至第二储存单元[0025]废弃单元175被适配成在沿着传送带装置150的运动中废弃包含一个或更多个异致动器装置可以包括由电动机和/或液压系统驱动的伺服元171中的产品135在使用本文描述的系统100的位置之外的不同位置加以制造时就是这种[0027]图2示出了在图1的系统100中使用的多个天线200(也被称为天线阵列)的例示性[0028]所述多个天线200是关于扫描区域S的穿过方向L横向地布置的，并且包括被适配可以例如以0.5m/s的速度由驱动装置150驱动沿着穿过方向L8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穿过方向L的延伸范围，该延伸范围等于产品135沿着穿过方向L的第一尺寸天线210可以按照在横向于穿过方向L的平面中形成虚线或者矩形或梯形周边的方式布置。[0030]在本发明的另一实施方式中，扫描区域S可以由所述多个天线200中的各个天线被包括在所述多个天线200中的天线210之间的空间部分来定义，并且由天线210本身的尺[0031]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。各个天线210被该扫描区域。穿过时间间隔T可以取决于由传送带装置150传送的产品135的运动速度以及[0033]所述多个天线200的发送序列例如可以被定义为基于所述多个天线200中的天线形状考虑其它扫描序列。9机驱动、被适配成在空间上定向所述多个天线200中的天线210以便优化扫描区域S中的电[0036]通信装置230被适配成从系统100输出借助于在空间上检测产品135内的任何异物的方法(这是本发明的主题，如下面将参照息。通信装置230例如可以包括被适配成与远程管理系统和/或服务器进行通信的通信单互式符号的触摸屏显示器。在本发明的另一实施方式中，通信装置230可以包括通信端口[0037]存储器装置240准许存储向系统100输入和/或从该系统输出的信息以及实现本发括用于实现作为本发明的主题的在空间上检测产品135内的任何异物的方法的一组值和/[0038]处理装置250允许处理被存储在存储器装置240中和/或经由所述对接装置220和135传送通过扫描区域S。穿过扫描区域S的穿过时间间隔T可以取决于产品135的运动速度该阶段期间，处理装置250可以从对接单元220的传感器装置接收表示在扫描区域S的入口使得多个天线200中的各个天线210发送处于微波范围内的电磁扫描信号的方式来控制对区域S所需的穿过时间间隔T进行计数的计时器TM。随着产品135传递通过所述扫描区域S，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发送电磁扫描信号至少一扩散电磁信号。电磁扫描信号的频率和功率取决于待分析的产品135的内容物的尺寸和介于由多个天线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产品135的N个相互作用的第二相互作用矩阵，所述第二相互作用矩阵例如借助于复数表示为这种接一组值可以由所述处理装置250存储到存储器[0052]处理装置250可以通过使用从先前提及的文献中已知的基于截断奇异值分解的算个异物的存在而引起的。这使得可以从差分相互作用矩阵确定被检查的产品135的容积的该信号通知信息显示在屏幕上，以使操作者可以实时监测一个或更多个产品135中的一个[0056]在步骤470，处理装置250执行完成系统100的操作所需的所有操作。在该步骤期[0058]作为本发明的主