CH632596A5 - Arrangement for testing the state of durability of goods in hermetically sealed containers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Überprüfen des schaffenheit des Konserveninhalts ein bestimmter Unterdruck

Haltbarkeitszustandes von Waren in hermetisch verschlossenen herrscht. Es wurde erkannt, dass das Mass des jeweils herr-

Behältern, deren Deckel aus einem ferromagnetischen Material sehenden Unterdrucks ein Mass für den Haltbarkeitszustand der bestehen und bei denen zwischen Deckel und Ware ein Zwi- Konserve ist.

schenraum ist, in dem ein bestimmter Unter- oder Überdruck 50 Wie hinlänglich z.B. von Instrumentensaiten bekannt ist,

herrschen soll, bestehend aus einer im Bereich eines ausgewähl- bewirkt eine zunehmende Spannung eines Gegenstandes bei ten Frequenzspektrums ein magnetisches Wechselfeld erzeu- entsprechender Erregung ein Ansteigen der Tonhöhe = Reso-

genden Gebereinrichtung, die einen Frequenzgenerator, einen nanzfrequenz. Diese physikalische Eigenschaft trifft auch auf

Verstärker und einen Elektromagneten, und einer Empfänger- die Deckel von Konservenbehältern zu. Hierbei entsteht die einrichtung, die als Eingangsstufe ein Mikrofon hat, dem ein 55 Spannung durch den Unterdruck. Die nachfolgend beschriebe-

Verstärker, ein Bandpass und ein Frequenz/Gleichspannungs- nen Anordnungen machen sich diesen Effekt zu Nutze, indem wandler nachgeordnet ist, wobei die Geber- und Empfängerein- sie mittels einer Gebereinrichtung den Deckel des jeweiligen richtung über den Deckel des hermetisch verschlossenen Behäl- Konservenbehälters auf elektromagnetischem Wege in Schwin-

ters gekoppelt werden. gung versetzen und über eine auswertende Empfängereinrich-

Eine Anordnung der vorbeschriebenen Art ist durch die 60 tung aus der Höhe der Deckelresonanzfrequenz eine Gut/

US-PS 32 90 922 bekannt. Bei dieser Prüfanordnung wird still- Schlecht-Entscheidung treffen.

schweigend vorausgesetzt, dass alle in Ordnung befindlichen Beim ersten Ausführungsbeispiel, wie es Fig. 1 in schemati-Konservenbehälter einen Innendruck haben, der die Deckel mit scher Blockdarstellung zeigt, ist als Signalquelle der Geberein-oder angenähert mit der vorgegebenen Resonanzfrequenz richtung ein Rauschgenerator 1 vorgesehen, der vorzugsweise schwingen lässt. Die Praxis hat jedoch gezeigt, dass Behälter, 65 weisses Rauschen erzeugt. Dieser Rauschgenerator 1 ist über die in den Gutbereich fallen, je nach den gegebenen Verhältnis- ein Bandpassfilter 2 an einen Leistungsverstärker 3 angeschlossen und Anforderungen Innendruckdifferenzen aufweisen kön- sen, dessen Ausgangssignal an der Spule 4 eines Elektromagne-nen, die eine Resonanzfrequenzverschiebung bis zu 1 kHz her- ten 4/5 liegt. Das Bandpassfilter 2 schränkt das Rauschspek-

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trum auf den zur Prüfung notwendigen Bereich von z.B. 800 bis 3500 Hz ein. Der Kern des Elektromagneten 4/5 befindet sich in einem geringen Abstand über dem Deckel 6 eines zu überprüfenden Konservenbehälters 7. Das vom Elektromagneten 4/5 abgegebene Wechselfeld, das dem eingeschränkten Rauschspektrum entspricht, wirkt auf den Deckel 6 ein und erregt diesen vorzugsweise auf der Resonanzfrequenz. Je nach dem, welcher Unterdruck im Konservenbehälter 7 herrscht, schwankt die Resonanzfrequenz innerhalb gewisser Grenzen.

Der Elektromagnet 4/5 stellt für den Leistungsverstärker 3 eine nahezu rein induktive Last dar, da der Abstand zum Deckel 6 für den magnetischen Fluss verhältnismässig gross ist.

Dadurch nimmt der den Elektromagneten 4/5 erregende Strom mit zunehmender Frequenz annähernd linear ab, so dass auch die magnetische Feldstärke mit höher werdender Frequenz entsprechend abnimmt. Es ist aus technischen Gründen anzustreben, dass der Deckel 6 über den ganzen Frequenzbereich eine möglichst gleich starke Erregung erfährt. Dieses wird dadurch erreicht, dass der Dämpfungsverlauf des Bandpassfilters 2 so eingestellt ist, dass dieser im Durchlassbereich mit zunehmender Frequenz derart linear abnimmt, dass der den Magneten 4/5 erregende Strom und damit das den Deckel 6 erregende Magnetfeld nahezu konstant ist. Dieses kann durch eine geeignete Bemessung des Bandpassfilters 2 oder mehrere C/R-Glieder erreicht werden.

In unmittelbarer Nachbarschaft des Elektromagneten 4/5 ist, ebenfalls dicht über dem Deckel 6, ein Mikrofon 8 angeordnet. Dieses Mikrofon bildet die Eingangsstufe der auswertenden Empfängereinrichtung. Es nimmt die durch die Erregung des Deckels 6 erzeugten akustischen Schwingungen auf und gibt sie als elektrische Signale an eine Resonanzfrequenzmessstufe weiter. Diese besteht aus einem Verstärker mit nachgeschaltetem Frequenz/Gleichspannungswandler 10 und einem Schwellenschalter 11. Auf den Eingang des Frequenz/Gleichspannungs-wandlers 10 gelangt somit ein verstärktes Rauschsignal, dessen Amplituden um die Resonanzfrequenz des Deckels 6 des gerade zu überprüfenden Konservenbehälters 7 stark angehoben sind. Der Frequenz/Gleichspannungswandler 10 ist so ausgebildet, dass er eine in der Höhe von der maximalen Amplitude im angebotenen Rauschsignal abhängige Gleichspannung abgibt. In den Frequenz/Gleichspannungswandler 10 ist ein Bandpassfilter integriert. Dieses begrenzt den Durchlassbereich des Frequenz/Gleichspannungswandlers auf den Frequenzbereich, der zwischen der unteren Grenzfrequenz des Bandpassfilters 2 und der Grenzfrequenz liegt, die das Entscheidungskriterium für «Gut» oder «Schlecht» bei dem Prüfvorgang bildet. Alle in diesem Durchlassbereich auftretenden Resonanzfrequenzen zeigen an, dass der Unterdruck in dem zugehörigen Konservenbehälter unterhalb eines Grenzwertes liegt und die Konserve somit nicht mehr als gut anzusehen ist. Die in diesen Fällen vom Frequenz/

Gleichspannungswandler 10 abgegebenen Gleichspannungen gelangen auf den nachgeordneten Schwellenschalter 11. Die Empfindlichkeit dieses Schalters ist mittels eines Potentiometers 12 einstellbar. Sein Schwellwert ist dabei so eingestellt, dass der 5 Schwellenschalter 11 nur anspricht, wenn ein Resonanzfall im Durchlassbereich des Bandpassfilters auftritt. Die Schalterfunktion kann zum Betätigen einer Signaleinrichtung 13 dienen oder einen Steuervorgang auslösen, der z.B. bewirkt, dass der betreffende Konservenbehälter aussortiert wird.

io Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2, in der die mit Fig. 1 funktionsgleichen Teile gleiche Bezugszeichen haben, ist anstelle eines Rauschgenerators 1 ein Tonfrequenzgenerator 15 vorgesehen, dessen Frequenz durch einen weiteren Generator 16, z.B. einen Sägezahngenerator, in dem zur Uber-i5 prüfung notwendigen Bereich von beispielsweise 800 bis 3500 Hz gewobbelt wird. Der Generator 16 ist so eingestellt, dass bei einer Überprüfung im Durchlauf, z.B. am Fliessband, dieser Frequenzbereich während der Zeit, in der sich der Konservenbehälter 7 unter dem Elektromagneten 4/5 befindet, 20 mindestens einmal durchfahren wird.

Weil der Tonfrequenzgenerator 15 nur die zur Prüfung notwendigen Frequenzen erzeugt, ist kein Bandpassfilter 2 (Fig. 1) zur Einengung des Frequenzbandes am Eingang des Leistungsverstärkers 3 notwendig. Es genügt somit ein frequenzabhängi-25 ges Glied 17, dessen Dämpfung in dem zur Prüfung vorgesehenen Frequenzbereich annähernd linear mit der Frequenz abnimmt. Dieses frequenzabhängige Glied 17 kann z.B. aus einem oder mehreren C/R-Gliedern bestehen und bewirkt, wie zu Fig. 1 beschrieben, eine gleich starke Erregung des Deckels 6 über 30 den eingestellten Frequenzbereich.

Die Erkennung einer fehlerhaften Konserve erfolgt durch eine Einrichtung, die mit der zu Fig. 1 beschriebenen Empfangseinrichtung identisch ist. Eine Wiederholung erübrigt sich daher. Lediglich die Signalform, mit der die Resonanzfrequenz-35 messstufe angesteuert wird, ist eine andere. Im vorliegenden Fall besteht diese aus einer Folge diskreter Frequenzen.

Zum Einstellen der vorbeschriebenen Anordnungen auf verschiedene Arten von Konservenbehältern bzw. Deckelarten ist es zweckmässig, das Entscheidungskriterium des Frequenz/ io Gleichspannungswandlers 10 stetig oder in Stufen veränderbar zu machen.

Für die gleichzeitige Prüfung mehrerer Konservenbehälter 7, z.B. am Fliessband, können an einen Leistungsverstärker 3 mehrere Elektromagnete 4/5 angeschlossen werden, von denen *5 jeder einen Deckel 6 erregt. Die von den Deckeln 6 erzeugten akustischen Schwingungen lassen sich dann von einem oder mehreren Mikrofonen 8 erfassen und in der beschriebenen Weise auswerten. Hierzu ist wahlweise eine oder eine Anzahl von Anordnungen mit je einem Verstärker 9, einem Frequenz/ 50 Gleichspannungswandler 10 und einem Schwellenschalter 11 vorzusehen.

C

1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. 632 596 2

   PATENTANSPRÜCHE vorrufen. Die meisten dieser Behälter würden durch die Anord-

   1. Anordnung zum Überprüfen des Haltbarkeitszustandes nung gemäss der Druckschrift (3) als fehlerhaft zurückgewiesen, von Waren in hermetisch verschlossenen Behältern, deren da sie erstens nicht auf der ihnen eigenen Frequenz erregt wür-Deckel aus einem ferromagnetischen Material bestehen und bei den, so dass die abgegebenen akustischen Schwingungen schon denen zwischen Deckel und Ware ein Zwischenraum ist, in dem s stark gedämpft wären. Zweitens würde ein Teil dieser Behälter ein bestimmter Unter- oder Oberdruck herrschen soll, beste- mit ihrer Resonanzfrequenz ausserhalb des sehr schmalbandi-hend aus einer im Bereich eines ausgewählten Frequenzspek- gen Bandpasses liegen.

   trums ein magnetisches Wechselfeld erzeugenden Gebereinrich- Weiterhin ist eine Prüfanordnung durch die US-PS tung, die einen Frequenzgenerator, einen Verstärker und einen 3 802 252 (DE-OS 23 19 502) bekannt, bei der der Behälter-Elektromagneten hat, und einer Empfängereinrichtung, die als io deckel jeweils einem magnetischen Kraftimpuls ausgesetzt wird, Eingangsstufe ein Mikrofon hat, dem ein Verstärker, ein Band- der dadurch in Schwingung gerät und akustische Wellen er-pass und ein Frequenz/Gleichspannungswandler nachgeordnet zeugt, die durch ein Mikrofon aufgenommen und einer Auswer-ist, wobei die Geber- und Empfängereinrichtung über den tung zugeführt werden. Dieses Verfahren setzt auf der Empfän-Deckkel des hermetisch verschlossenen Behälters gekoppelt gerseite kostspielige Selektionsschaltungen voraus, die die An-werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebereinrichtung so Ordnung unnötig kompliziert und fehleranfällig macht und verausgebildet ist, dass das erzeugte magnetische Wechselfeld im teuert.

   Bereich eines ausgewählten Frequenzspektrums eine nahezu Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die durch den konstante Amplitude besitzt, dass der dem Frequenz/Gleich- Stand der Technik bekannten Anordnungen zum Überprüfen spannungswandler (10) zugeordnete Bandpass einen Durchlass- des Haltbarkeitszustandes von Waren in hermetisch verschlos-

   bereich hat, der zwischen der unteren Grenzfrequenz des Band- 20 senen Behältern zu verbessern.

   passfilters (2) der Gebereinrichtung und einer oberen Grenzfre- Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen quenz liegt, die das Schlecht/Gut-Kriterium des Prüfvorganges Merkmale gelöst. Die abhängigen Ansprüche zeigen vorteilhaf-

   bildet, und dass dem Frequenz/Gleichspannungswaldner (10) te Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes auf.

   ein Schwellenschalter (11) nachgeordnet ist. Die durch die Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbe-
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 25 sondere darin, dass bei automatischem Überprüfungsablauf eine dass die Gebereinrichtung einen Rauschgenerator (1 ) und einen Schlecht/Gut-Entscheidung mit stets gleicher, von den Grössen-Bandpassfilter (2) umfasst, das so ausgebildet ist, dass die abmessungen der Behälter und der Einstellung des Schlecht/ Dämpfung im Durchlassbereich derart mit steigender Frequenz Gut-Kriteriums unabhängiger Empfindlichkeit ermöglicht wird, abnimmt, dass die Erregung des Elektromagneten (4/5) annä- wobei sich der technische Aufwand in vertretbaren Grenzen hernd konstant ist. 30 hält.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, Anhand von zwei Ausführungsbeispielen wird die Erfin-dass die Gebereinrichtung einen Tonfrequenzgenerator (16) dung in Verbindung mit den Zeichnungen nachfolgend näher hat, dessen Frequenz durch einen zweiten Generator (16) im erläutert. Es zeigen:

   Bereich des ausgewählten Frequenzspektrums gewobbelt wird, Fig. 1 das Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels dass zwischen dem Tonfrequenzgenerator (15) und dem Ver- 35 der erfindungsgemässen Anordnung, bei der ein Rauschgenera-

   stärker (3) ein frequenzabhängiges Glied (17) angeordnet ist, tor die Signalquelle der Gebereinrichtung bildet.

   dessen Dämpfung im Bereich des ausgewählten Frequenzspek- Fig. 2 das Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeitrums derart mit steigender Frequenz abnimmt, dass die Erre- spiels der erfindungsgemässen Anordnung, bei der ein Tonfre-gung des Elektromagneten (4/5) annähernd konstant ist. quenzgenerator die Signalquelle der Gebereinrichtung bildet.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 40 Die gebräuchlichsten Konservenbehälter bestehen entweder dass die obere Grenzfrequenz des Frequenz/Gleichspannungs- aus einem Blechbehälter, der sog. Weissblechdose, oder einem wandlers (10) stetig oder in Stufen veränderbar ist. Glasgefäss. Der Verschluss erfolgt durch einen den Behälter hermetisch abschliessenden Deckel aus einem f erromagneti-

   sehen Material, z.B. Stahlblech. Zwischen Deckel und Füllgut

   45 ist ein gewisser Zwischenraum, in dem bei einwandfreier Be-