CN100557429C - 利用x射线检验填充容器的装置以及该装置的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于检验填充容器(10)中的夹杂物(26)、例如玻璃碎片的装置。所述装置具有输送装置(16)，它将容器(10)分别以成行的形式在输送平面上一个接一个地传送，此外还具有在预定的方向上发射X射线(24)的X射线源(18)，以及用于当X射线已经通过容器(10)时纪录这些X射线(24)的装置(20，22)。从X射线源(18)发射的X射线(24)的方向相对于输送平面在10°和60°之间倾斜。可以设有两个X射线源(18)，一个设置在输送平面之上，一个设置在输送平面之下。该装置特别适用于检验填充容器(10)中的夹杂物，X射线源被如此定位，使得射线的路径近似正切于容器底部的凸起部分的最大斜度。

Description

利用X射线检验填充容器的装置以及该装置的应用

本发明涉及一种检验填充容器中的夹杂物、例如玻璃碎片的装置，具有用于在输送平面上分别以成行连续的形式输送容器的输送装置，还具有在预定的方向上发射X射线的X射线源，以及在X射线已经穿过容器之后纪录X射线的装置。

利用X射线检查包装在容器内的物品、例如饮料瓶中的果汁，在食品工业中是已知的。当检查密度高于被包装物品的密度的夹杂物、因此该夹杂物下落到容器底部时，问题就产生了。在具有碟状底部的容器的情况下，如在具有许多饮料瓶的情况下，夹杂物在容器底部的凸出部分滑到容器的内边缘。在那里，它们很难利用X射线来识别，因为X射线不仅要穿过容器的垂直壁，而且必须穿过容器底部，在此过程中由于容器底部的凸出部分，X射线与容器底部的碟状表面例如呈10°的角度，因此在容器材料内部传播非常长的距离。因此现在X射线由夹杂物引起的附加衰减仅仅具有相对较小的影响，通常是检测不到的。另一方面，在容器底部表面的不平坦可以很容易被误认为是夹杂物。

为了解决该问题，从EP-A-0795746中已知通过利用两束X射线来检验容器，其中一束指向输送方向45°并且另一束逆着输送方向45°指向，其结果是它们彼此垂直。

从EP-A-0961114中已知，为了检验而倒置容器，其结果是，出现的任何夹杂物掉落到容器盖中，并且可以借助于X射线确定地识别，如其所做的那样。

从WO 01/44791中已知，以大约80°倾斜容器，然后周垂直方向的X射线来检验夹杂物。

本发明的目的是提高识别填充容器中的夹杂物的可靠性。

按照本发明，该目的在开头所述类型的装置的情况下这样来实现，其中X射线从X射线源发射出来，其相对于输送平面的倾斜角度在10°和60°之间，最好在15°和45°之间，并且特别是接近30°。

合适的X射线源例如产生具有50到100keV，特别是具有60keV的X射线。

碟状容器底部在边缘处通常具有大概在10°和60°之间的最大斜度。X射线源被如此定位，使得在容器底部的最大斜度位置处-通常是在容器底部的边缘处-X射线的路径与容器底部的凸起部分近似为正切。这可以通过将射线源设置在输送平面上方和输送平面下方来实现。

如果X射线源被设置在输送平面的上方，在背对容器底部的X射线源的区域内，X射线源的上部与容器底部的凸起部分近似呈切向传播。其结果是，X射线仅仅在壁的正面和背面穿过容器材料，但是并不穿过在容器底部内延伸的距离。如果倾斜角例如为30°，在容器的垂直壁内部的区域仅仅增加大约15％，因此，由夹杂物引起的强度差的对比仅仅降到可忽略的程度。

同样，合适的条件适用于面向容器底部X射线源的内部边缘的区域。在此，容器底部上升例如30°的角度，从而使X射线与容器底部成60°传播，其结果是，在此与直角入射相比，传播的距离也仅仅延长大约15％。

X射线也可以直接从下方与输送平面例如呈30°射向容器底部。在面向X射线源的区域内，X射线与容器底部的凸出部分近似呈切向传播，而在背离容器底部内部边缘的X射线源的边缘区域内，X射线在所选情况下与容器底部大约呈60°的角度传播。

在各种情况下，X射线最好与输送方向近似呈直角排列。

在本发明的一个特别优选的方案中，利用两束X射线来检验容器，其中一束从上方、而另一束从下方射向容器底部。这两个X射线源最好设置在输送装置的相一侧上。射向容器底部的X射线的角度可以相同也可以不同。它们最好是大约30°。也可以使用另外的X射线源，例如与输送平面平行或者以与第一和第二个X射线源不同的角度向容器底部上发射X射线的第三个X射线源。各X射线与输送方向之间的角度也可以是不同的。

用于记录X射线的装置被设置在与X射线源输送方向相反的一侧上。该装置可以是X射线检测器的线性场或二维场。X射线检测器可以是具有闪烁晶体的光电二极管。然而，记录装置最好是X射线图像转换器或者带有下行CCD照相机的X射线图像增强器。通过使用这种区域传感器，所需的曝光时间最小，并且由此降低了产品和环境对射线的曝光量。

用于记录X射线和用于评估信息项的装置被分配给每个X射线源。通过比较由各记录装置提供的信息，能够对缺陷进行三维定位，其结果是夹杂物可以明显区别于在容器壁材料中的缺陷。

当使用两束X射线时，图像最好结合到一个区域传感器上。X射线的发散角一方面和X射线源与输送装置之间的距离、另一方面和区域传感器与输送装置之间的距离彼此相互匹配，使得由来自下面的X射线产生的图像出现在区域传感器的上半部，而由来自上面的X射线产生的图像出现在区域传感器的下半部。出现在一个图像中的缺陷可以被查找出来，并且在另一个图像中被确认。

输送装置可以是具有塑料链节的通常的扁节链(link-chain)输送机。如果链节干扰X射线图像，可以使用带式输送机，其中容器借助于两个侧向啮合的传送带被输送。这种输送装置在EP-A-0124164中已知。容器底部未被支撑。输送平面由容器底部来限定。它最好是水平的。然而特别是当使用带式输送机时，它也可以是倾斜的。

本发明的主题还在上述用于检测填充容器、尤其是具有碟状底部的玻璃瓶中的夹杂物的装置的应用。这个X射线源或这些X射线源最好被如此设置，使得在容器底部的最大斜度处，射线的路径近似与容器底部的凸出部分星正切。

下面借助于附图解释本发明的实施例。其中：

图1示出其中X射线从上方呈30°角射向输送平面的实施例；

图2示出其中X射线从下方呈30°角射向输送平面的实施例；

图3示出在输送的方向看具有两束X射线的实施例；以及

图4示出图3实施例的侧视图。

在这些实施例中，在各种情况下容器都是玻璃饮料瓶10，其在下部区域具有圆柱形壁12和碟状瓶底14。瓶10被垂直竖立在输送装置16上输送。输送装置16是通常的扁节链输送机。一方面在与输送装置16相隔一段距离处设置了一个60keV的X射线源18，另一方面设置了一个用于记录X射线的装置。该装置是X射线图像转换器20形式的区域传感器。由X射线图像转换器20产生的图像被CCD照相机22记录。

输送装置16的顶部限定了一个输送平面。在图1的实施例中，X射线24从上方倾斜30°角射向输送平面。X射线源18和输送装置16之间的距离大约是30cm，并且X射线24具有15°的发散角，其结果是，具有大约7cm直径的整个容器底部位于X射线24之内。X射线图像转换器20设置在靠近输送装置16的可能的最小距离处，并且至少覆盖穿透瓶底14的X射线24的区域。

在图1中所示的实施例中，在背对瓶底14的内边缘的X射线源18的一侧上有夹杂物26，例如玻璃碎片。夹杂物26吸收或散射X射线，并且在X射线图像转换器20上可以被识别为暗点32。如图1中所示，在紧靠照射到夹杂物26上的射线附近，X射线以大约60°的角度穿过瓶10的壁12的前面和背面。这也适用于直接在其下传播的射线，它们与瓶底14边缘的凸起部分近似切向地传播。另一方面，甚至更低一些的射线在瓶底14内部传播相对长的距离，并且由此这些射线非常明显地减弱，在瓶底14的顶部和底部内的不平坦具有特别明显的影响。在紧靠夹杂物26周围的射线非常均匀地被减弱，然而其结果是，夹杂物26可以通过与X射线图像转换器20形成明显的亮度对比来被识别。

在图2的实施例中，X射线源被设置在输送平面的下面，并且X射线24从下方以30°角射向输送平面。如图1中所示的相同的夹杂物26在这种情况下也可以相对于其周围环境被明显地突出出来。所得到的在照射到夹杂物26上的射线周围的区域内的射线射向瓶底14的角度是30°+瓶底14边缘的斜度，它通常也是30°。因此在瓶10的材料厚度中的任何不平坦仅有微小的影响。关于X射线图像转换器20和CCD照相机22的布置，图2的实施例与图1的实施例相一致。

在图3和4的实施例中提供了两个X射线源18，从第一X射线源18发射的X射线24从上方以30°角射向输送平面，而第二X射线源被设置在输送平面的下方，并且从第二X射线源发射的X射线24从下方以30°角射向输送平面。如此选择在X射线源18和输送设备之间的距离、所发射的X射线24的发散度、以及X射线图像转换器20的尺寸和它与输送设备16之间的距离，使得由第一X射线24产生的图像位于X射线图像转换器20的下半部，而由第二X射线24产生的图像30位于X射线图像转换器20的上半部。夹杂物26再次被设置成如在图1和图2中所示，并且它在第一图像28和在第二图像30中产生亮度减弱的斑点32。这两个图像都是用一个CCD照相机22拍摄的。使用通常的图像处理方法，能够由两个斑点32的位置确定夹杂物26的精确空间位置。如果该位置位于瓶10的壁12的外部，从中可以得出它不是瓶10内部的夹杂物26，而是例如在壁12外部的一个突出的点。则瓶10是无缺陷的。

如果夹杂物26不是位于背对瓶底14的X射线源18的一侧上，而是位于面对瓶底14的X射线源的一侧上，在图1和2的实施例中，关于X射线24到瓶底14的凸出部分的路径以及到容器壁12的路径的情形被调换。

考虑到识别精度以及由夹杂物26在X射线图像转换器20上产生的强度减弱的斑点32的对比清晰度，获得与如在图1实施例中第一图像28相同的情形，以及在图2实施例中与第二图像30相同的情形。如果夹杂物26位于面向瓶底14的X射线源18的一侧上，上述情形再次被调换。

附图标记清单

10  瓶

12  壁

14  瓶底

16  输送装置

18  X射线源

20  X射线图像转换器

22  CCD照相机

24  X射线

26  夹杂物

28  第一图像

30  第二图像

32  斑点

Claims (6)

1.一种用于检验填充容器(10)中的夹杂物(26)的装置，具有用于在输送平面上分别以成行连续的形式传送容器(10)的输送装置(16)，还具有用于在预定的方向上发射X射线(24)的第一X射线源(18)、以及用于在X射线已经穿过容器(10)之后记录这些X射线(24)的记录装置，从第一X射线源(18)发射的X射线(24)的方向相对于该输送平面在10°和60°之间倾斜，其特征在于，输送平面由容器底部所限定，并且该输送平面处于水平；并且提供了一个第二X射线源(18)，第一X射线源(18)设置在输送平面的上方，并且其X射线(24)从上方射向输送平面，而第二X射线源(18)设置在输送平面的下方，并且其X射线(24)从下方射向输送平面。

2.如权利要求1所述的用于检验填充容器(10)中的夹杂物(26)的装置，用于在X射线通过容器(10)之后记录这些X射线(24)的记录装置被分配给每个X射线源，并且由所述记录装置记录的各X射线在一个评估装置中彼此进行比较。

3.如权利要求1所述的用于检验填充容器(10)中的夹杂物(26)的装置，如此设置使得第一和第二X射线源(18)的射线落到用于记录X射线(24)的记录装置的彼此分离的区域内。

4.如权利要求1到3之一所述的用于检验填充容器(10)中的夹杂物(26)的装置，用于记录X射线(24)的记录装置是一个具有下行CCD照相机(22)的X射线图像转换器(20)。

5.如权利要求1到4之一所述的用于检验填充容器(10)中的夹杂物(26)的装置在检验填充容器(10)中的夹杂物中的应用。

6.如权利要求5所述的应用，所述第一和第二X射线源(18)被如此定位，使得射线的路径近似正切于容器底部的凸出部分的最大斜度。

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