CN103282771B - 用于检查杂质的检查装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种容器处理设备（1），其中，容器（7）、例如瓶等还有罐借助于传送元件沿着传送方向被传送，所述传送元件具有用于夹持对应的容器（7）的定心元件和/或保持元件（3、4），且所述容器处理设备（1）具有至少一个用于针对不需要的杂质检查瓶或类似的容器（7）的检查装置（8），所述检查装置（8）连接于分析单元（18）。本发明的特征在于，所述检查装置（8）被设计成传送元件和/或传送元件的定心元件和/或保持元件（3、4）的一体构件，并作为压电传感器（8），且在所述装置中设置有激励元件，所述激励元件引发每个要检查的容器（7）沿着移动方向移动并将所述移动中止和/或倒退。检查装置（8）能够以如下方式连接于容器（7）：使容器能够与检查装置（8）一起沿着相应的移动方向和沿着传送方向移动。

Description

用于检查杂质的检查装置

技术领域

本发明涉及一种容器处理设备，其中，容器、例如瓶等和罐借助于传送元件沿着传送方向被传送，所述传送元件具有用于夹持特定的容器的定心和/或保持元件，其中，所述容器处理设备具有至少一个用于针对不需要的杂质检查瓶或类似容器还有罐的检查装置，所述检查装置连接于分析单元。

背景技术

这种瓶或类似容器可用于液体、例如饮料。所述容器可由透明或半透明材料、例如玻璃或半透明塑料（例如PET）制成。

借助于检查装置对这种容器作关于灌装到其中的产品中的不需要的杂质的检验是已知的，其目的不仅是为了消费者的健康，而且也因为所述杂质的存在还能损害相应的产品制造商的名誉。因此，这种杂质检查会非常充分地进行，以便例如防止可能的产品责任求偿。

这些杂质检查能够借助例如于DE10257238A1公开的或基于X射线（例如DE20217559U1；DE102006048327A1；DE20218138U1）的那些光学检查设备进行。

当要检查的容器是完全深色的或不透明的、例如金属罐，或者产品非常浑浊和/或包含固体或纤维时，这些理论上运行良好的系统具有其局限性。

还已知的一种检查方法中，压电传感器在实验室条件下被使用，比如264ZBG上的AiF简短报告（newkindofmulti-contactdetectionasthebasisofaninnovativehybridsystemfortheautomaticdetectionofparticulatesolidforeignbodiesinfilled，flowable，non-lumpyfoodtakingtheexampleofproductswithaselectedrheologicalconstitution；Delgado，Antonio；Benning，Rainer；Forstner，Judith；Erlangen；FAUErlangen-Nürnberg。2009（AIF264ZBG））。

公开于AIF264ZBG的过程据报道适合于借助通过压电传感器的信号探测和激励液体后的振动分析来识别液体中的杂物。在进行的研究中使用的容器是用于啤酒或无酒精饮料的0.5升的瓶。对于借助有限元方法（ANSYSCFX模拟软件）进行的数值模拟，装有水的瓶被示例性地选择，以研究平移的或旋转的加速度是否证明是更适合的。直径测量为0.5mm、1.0mm和1.5mm的大致球形的玻璃颗粒作为杂物被观测。另外，用PET颗粒以及橄榄油进行初步的理论研究。由于顶部瓶定中心的可调节性和底部部件的挠性承载，所以夹持力能够以限定的水平设置。底部部件的挠性承载还执行相对较简单的措施，以与从外部作用的振动进行必要的分离。由压电传感器采集或探测的信号在此仅通过瓶的底部产生，其中，压电传感器实际上直接地粘在瓶的底部上。

因此，基本上也可在难以光学地检查的容器和/或产品中检测杂质。然而，所述简短报告中的信息单单基于实验室测量结果。

发明内容

本发明的目的是以简单的方法改进先前所述类型的容器处理设备或其检查装置，使得不需要的杂质能够更可靠地被探测。

根据本发明，本目的通过一种具有如权利要求1所述的特征的容器处理设备来实现，其中：检查装置是传送元件和/或传送元件的定心元件和/或保持元件的集成构件，且实施为压电传感器；且设置有激励元件，所述激励元件引发要检查的容器沿着适当的移动方向移动，并使它停止和/或倒退，其中，检查装置能够连接于容器，使得容器能够与检查装置一起沿着适当的移动方向和沿着传送方向移动。

借助本发明，容器处理设备和检查装置被提供，所述容器处理设备和检查装置能够可靠地探测容器内的、或灌装到容器中的产品中的杂质。为此，容器例如被夹持在定心元件和保持元件之间。借助激励元件，随后引发容器进行移动，所述移动能够突然地停止或倒退。灌装于容器中的产品由于惯性沿着最初开始的移动方向旋转，从而任何杂质撞击容器的内壁，而该信号由压电传感器采集或探测。当然，连续的需要的固体的信号也被采集和传递。

信号被供送到分析单元，所述分析单元核实所提供的实际信号是否对应于不需要的杂质，即所述分析单元区分是需要的固体还是不需要的杂质在容器内，从而相应的容器能在随后的工位处移除或能保留在生产线上。这将不再进一步讨论。

本发明中的有利因素是将压电传感器作为传送元件和/或传送元件的定心元件和/或保持元件的集成构件制造，使得检查装置布置在容器处理设备自身上，且要检查的容器能够在传送期间暂时地连接于检查装置，从而如果需要的话可将容器移除，使压电传感器无须牢固地结合于容器。

本发明的意义上的定心元件例如可以是能竖直地保持容器的钟形部。

有益的是，使检查设备或所述至少一个压电传感器成为容器处理设备的这种钟形部的一体构件。可将压电传感器布置在用于容器的钟形部的承载区域上。还可行的是，将压电传感器以如下方式布置在钟形部上：使压电传感器与安装在它上面的密封件、例如冠形瓶塞（crowncork）或螺旋顶盖（screwtop）接触。在一个优选的实施例中，压电传感器与要检查的容器的外壁区段接触。

在另一有益的实施例中，所述钟形部可具有锥形的基体（覆盖物），所述基体的顶部连接于圆柱形的、尤其是中空的圆柱形的分段。在底部处，所述锥形的基体具有至少一个承载元件，所述至少一个压电传感器布置在所述承载元件中。在优选的实施例中，此处承载元件是大致L-形的，具有主杆（主条）和与主杆连接的基杆（基条），其中，所述承载元件优选通过它的主杆近似通过弹簧作用靠在容器的外侧上。因此，主杆也可被描述为弹簧杆（条）。在一个优选的实施例中，多个承载元件布置在所述锥形的基体上，且优选绕着圆周均匀地间隔开。在另一优选的实施例中，压电传感器布置于主杆中，使得压电传感器到容器的力配合的接触和/或以摩擦接合的接触能够被保证。

在定心元件上或在钟形部上，还可设置有滑动环组件，用于向压电传感器和从压电传感器有线传输能量和数据。然而，也可使用能够在定心元件上或钟形部上布置的内部能源作为能量供应。

另外，对于数据传输，可设置能向接收器进行无线传输的传输器。

在第一实施例中，可提供一个或多个承载元件，使得能将特定的压电传感器放置在要检查的容器的开口区域中或顶部区域中。然而，承载元件可具有延伸部，使得能将一个或多个压电传感器放置在钟形区域上或容器的底部和顶部之间。还可行的是，设置具有不同的延伸部的承载元件，使得可将压电传感器中的一个布置在顶部上，另一个布置在底部区域中，而又一个布置在顶部和底部区域之间。此处，各种实施例都是可行的。

然而，有利的是，不管要检查的容器执行哪个移动方向和/或传送方向，都使所述至少一个压电传感器与要检查的容器一直接触。

由于激励元件能够引发容器绕着它的竖直轴线、沿着它的竖直轴线、或与它的竖直轴线成一定角度移动，并将每种情况下所产生的移动突然地停止或甚至倒退。因此，可引发不需要的杂质和需要的固体都撞击内壁或与内壁产生接触，这能够借助一个或多个压电传感器作为信号、挠曲或峰值而测量或采集和传递。

因此，借助钟形部和盘形部，容器沿着它的竖直轴线被夹持。在一个优选的实施例中，激励元件可直接地布置在盘形部上，容器在所述盘形部上在传送方向上竖直地被保持。

激励元件可成旋转驱动器的形式，所述旋转驱动器引发容器绕着容器的竖直轴线进行旋转运动。激励元件可成自主的驱动器的形式，亦或作为已知的旋转盘形部的旋转驱动器。

有利的是，使一个或多个压电传感器布置在盘形部上或成为盘形部的一体构件。

另外，有益地，类似于所描述的钟形部的一个实施例可以是有利的。换言之，可设置有远离盘形部的竖立空间延伸的承载元件，且所述承载元件的用于支撑压电传感器的主杆与容器的外壁成类似弹簧式接触。当然，此处尤其主杆的带有压电传感器的区域应与容器接触，且相应地，对于钟形部也是如此。当然，承载元件可具有不同的或相同的纵向延伸部。

在另一实施例中，承载元件不仅能刚性地布置在钟形部或承载部或其他合适的位置上，而且还能从安放位置移动到检查位置中并返回。为此，可设置合适的驱动器、例如电动或气动驱动器，用于沿着要检查的容器的竖直轴线移动承载元件。此处，承载元件及其测量区域、也就是其中布置有压电传感器的区域可从下方靠着容器的底部移动，或移动越过底部并放置在容器的钟形区域上，当然，这因而类似地适用于钟形部上的可移动的承载元件。用来驱动旋转驱动器、承载元件和/或用于压电传感器的能量供应可集成在盘形部中或外置。同样地，从至少一个压电传感器到分析单元的有线或无线信号传输是可行的。

然而，还可行的是，使所述至少一个压电传感器集成在盘形部自身中。为此，盘形部可具有至少一个承载层和至少一个传感器层，即可构造成具有至少两层。因此，可将瓶承载层径向地布置在外部部分上，而将传感器层设置在内侧、即居中地设置。承载材料可以是金属、玻璃、陶瓷、凝胶、凝胶垫、合适类型的液体和/或工艺纤维。多层结构当然也是可以的。还可行的是，将一个或多个压电传感器浇铸到盘形部中或盘形部的金属底板中。然而，此处还重要的是，一个或多个压电传感器与容器表面接触，以便能够采集撞击信号。

容器处理设备可以是灌装机器、贴标机器、密封器或具有其他检查任务的独立的检查设备。具有圆周运输或线性运输的容器设计也是可行的。在圆周运输的情况下，检查设备可布置在入口星形件、制造或主星形件、或出口星形件上。到一个或多个压电传感器的能量供应可借助星形件中的一个进行。

如已经提到的，还可行的是，对于线性机器或线性传送器而言，其至少包括可成传送带的形式的无限循环的传送元件，其中，所述至少一个压电传感器对应于容器位置布置在传送带中。因此，压电传感器与线性传送器中的容器接触。当然，线性机器也可具有钟形部和盘形部，容器能够夹持在所述钟形部和盘形部之间，从而此处前述实施例也是可行的。

在这个意义上，通过本发明，提供了一种用前述的实施例中的一个中的检查装置检查容器的方法，其中，所述方法至少包括以下步骤：

·沿着传送方向保持容器，

·使所述至少一个压电传感器与容器接触，其中，所述压电传感器是传送元件和/或传送元件的定心元件和/或保持元件的一体构件，

·引发容器移动，

·使所引发的移动停止或倒退，

·借助于所述至少一个压电传感器采集或探测颗粒在容器的内壁上撞击的信号，

·将所采集的信号发送或传输至分析单元，所述分析单元针对容器包含杂质或不包含杂质作出判定。

当然，可将单独的步骤执行多次，也就是在单个的容器上重复地执行。尤其地，引发容器移动和将所述移动停止或倒退可重复多次。

当然，多个压电传感器的多个数据组可同时地被采集和分析。当然，移动的方向可不经过中间的停止阶段（当然，短暂的、时间有限的停止必然机械地发生）而直接地倒退。对移动的激发可以是连贯的、即恒定的，而脉冲型的引发也是可行的。如已经陈述的，将竖直的和水平的移动方向交叠、即要检查的容器的准振动激发也是可行的。

分析单元可组合放大器、计算机、转换器和/或滤波元件，且还近似作为控制单元实施。作为信号发送的一部分，在从压电传感器至分析单元的数据路径上设置有一个或多个信号放大器和信号滤波器。在一个特别优选的解决方案中，由压电传感器采集的信号不经过信号滤波器而被传递至分析单元，且完整的数据处理和分析在分析单元中进行。

附图说明

本发明的另外的有益的实施例在附属的权利要求书和下列附图说明中公开。在附图中：

图1示出了容器处理设备的局部透视图，

图2以单独的单元示出了定心元件，

图3以单独的单元示出了保持元件，以及

图4示出了示例性的容器以及示例性示出的测量区域。

具体实施方式

在不同的附图中，相同的部件总是设有相同的附图标记，因此它们通常仅被描述一次。

图1示出了例如作为贴标机器或贴标转盘的一个实施例中的容器处理设备1。容器处理设备1具有多个传送元件2，每个传送元件2分别具有定心和保持装置，即分别具有竖立区域3和钟形部4。

竖立区域3以已知的方式制成为旋转盘形部3，而钟形部4安装在驱动装置5上，使得所述钟形部4能够升起和/或旋转。通过定心和保持装置3、4，容器7、例如PET瓶绕着容器处理设备1的中心轴线X旋转，并例如被供送至贴标单元。以这种方式，容器7的底部竖立在特定的旋转盘形部3上，且在顶部处通过钟形部4保持，或被夹持在所述旋转盘形部和所述钟形部之间。

在本发明的意义上有利的是，在实施例中作为压电传感器8的至少一个检查装置8设置成针对不需要的杂质对容器7作内部检查的检查装置8，所述压电传感器优选实施为钟形部4（图2）和/或旋转盘形部3（图3）的集成构件，即实施为相应的传送元件2的集成构件。当然，还可设置其他检查装置，例如以检查标签位置或将容器定向，但是这些并不是本发明的主题。

借助于钟形部4和/或旋转盘形部3，还能够引发容器7沿着除传送方向之外的移动方向移动。本发明意义上的传送方向是容器被供送至各自的相继的处理工位和/或检查工位的方向，而所述移动方向独立于传送方向而产生。因此，绕着容器的竖直轴线的移动方向还可沿着所述轴线或与所述轴线成角度或甚至交叠地产生。

优选地，容器绕着它的竖直轴线的旋转移动借助于旋转驱动器产生，为此旋转盘形部3采用旋转驱动器是最合适的，因为所述旋转盘形部还能够产生大于1000rpm的转速。在这方面，旋转盘形部3不仅是定位和定向元件，而且也附加地具有激励元件的功能，以引发容器7的移动。当然，钟形部4也能够起到激励元件的作用。

在有益的实施例中作为压电传感器8的检查装置8能够探测例如光学方法产生局限性的产品中的不需要的杂质。

在第一实施例中，压电传感器8可集成在钟形部4上，使得钟形部4的用于容器7的承载表面被视为测量区域，所述至少一个压电传感器8在所述测量区域中至少布置在一定的区域（图4）中。

在已知的实施例中，钟形部4（图2）具有锥形的基体9（覆盖物），所述基体9从顶侧部10延伸至底侧部11。能够与驱动装置5连接的圆筒形区段12设置在顶部上。与已知的钟形部不同，根据本发明的钟形部4在其底面13上具有至少一个承载元件14，其中，图2中设置有优选设置成绕着圆周均匀地间隔开分布的多个承载元件14。

相关的承载元件14是大致L形的，具有主杆15和基杆16，其中，基杆16从主杆15径向地向外定向。主杆15近似形成为弹簧杆，从而它可近似通过弹簧作用在外侧上放置在容器7的开口区段或侧壁区段上。

优选地，至少一个压电传感器8集成在主杆15中，也就是以使所述至少一个压电传感器8能与容器7的外表面产生接触的方式集成。从图2中可以看出，所有压电传感器8都能与容器表面或与外侧壁在顶部区域中产生接触。

为了向所述至少一个压电传感器8提供能量供应，例如设置有滑动环传送器17，所述滑动环传送器例如单独地布置在锥形的基体9的顶部上。滑动环传送器17还可用作从压电传感器8到分析单元18的数据传送器。能量和数据线在图2中以虚线示出。然而，到每个钟形部4的内部能量供送或无线数据传输也是可以的，为此传送器19和接收器20可选地在图2中示出，所述传送器继而连接于分析单元18。

在图2中示出的实施例的示例中，所有承载元件14具有相同的纵向延伸部（longitudinalreach）。还可使不同的承载元件14具有不同的纵向延伸部。因此，至少一个压电传感器8可例如与容器7的钟形部区域21（图4）接触，而另外至少一个压电传感器可布置在容器的开口区域22（图4）中。可行的是，将每个承载元件14制成使它优选能各自地沿着它的纵向方向移动，使得容器7的几乎任何期望的区域能够沿着承载元件14的纵向轴线用压电传感器8测量。这样做，承载元件14能够从安放位置移动到在每种情况下都能够自由地选择的测量或检查位置。

与钟形部4的实施例类似，旋转盘形部3也可被制造具有承载元件14，可容易地想到，所述承载元件能够侧向地围绕容器底部区域。此处每个承载元件14分别具有集成在它之中的至少一个压电传感器8。图3示出了这种实施例，其中，此处盘形部3的上面竖立有容器的竖立区域向着图示的底部边缘定向。盘形部3的承载元件14向着钟形部4定向。如已知的旋转盘一样，到承载元件14以及到压电传感器8的外部能量供应例如可借助于滑动环、感应式传送器（RFID）和/或借助于发电机供电。这同样适用于钟形部4。此外，还可提供到分析单元18的数据连接，这在图3中没有示出。基本上适用的是，所描述的关于钟形部4的承载元件14也可类似地设置在盘形部3上。

同样可行的实施例是在旋转盘形部3上的可移动的承载元件14。还可将优选可移动的承载元件14居中地设置在旋转盘形部3中，所述承载元件能够测量容器的底部的外表面。还可将可移动的元件集成在钟形部4中，使得位于密封部上以便能够执行测量。

然而，还可行的是，将压电传感器8集成在由多个层制成的旋转盘形部3中。此处，例如一个层可作为承载容器7的承载层，而另一层作为传感器层。此处承载层能够径向地布置在外部部分上，而传感器层可居中地布置。当然，钟形部4也可在针对容器7的承载区域上制有承载层和传感器层。

容器例如通过激励元件进行旋转。由于旋转，灌装到容器中的液体相应地被一起携带，其中，可附加有可能在液体中的不需要的杂质和/或需要的固体与容器7的内壁的撞击接触。这种撞击接触于是能够由所述至少一个压电传感器8记录并送至分析单元18。分析单元18能够检验各种信号，以确定容器是否包含不需要的杂质。

压电传感器8在容器表面上的可行的位置在图4中示出。

当然，所述至少一个压电传感器不仅能够布置在例如贴标机器上，而且也能够布置在灌装机器、密封机器和类似的容器处理设备上。这些容器处理设备可制成为具有旋转的传送方向或还制成为线性传送器。在线性传送器中，至少一个压电传感器8可集成在实施例中作为传送带的传送元件中，或集成在传送带的驱动轴中并与该驱动轴一起旋转。

如果容器处理设备制成为密封机器，那么作为压电传感器的至少一个检查装置8可以是密封头的集成构件，从而与容器的外壁接触和与密封元件（例如冠形瓶塞、螺旋顶塞）接触都能是有利的，从而所述至少一个压电传感器或多个压电传感器能够平行于密封的开口定向。对于不需要的杂质的检查可在密封的同时进行，且可首先进行密封，然后再检查。还可行的是，尤其借助于一个或多个压电传感器执行密封件上的盖帽定位检查和渗漏检验。还可借助于压电传感器简单地通过执行重量测量来确定所灌装的产品的量。还可行的是，将压电传感器集成在灌装机器的抓取区段中和/或盘形部中。

压电传感器在没有接触的情况下进行测量的实施例也是可行的。

Claims (14)

1.一种容器处理设备，其中，容器(7)借助于传送元件(2)沿着传送方向被传送，所述传送元件(2)具有用于夹持特定的容器(7)的定心元件(4)和/或保持元件(3)，其中，容器处理设备(1)具有至少一个检查装置(8)，以针对不需要的杂质检查容器(7)，所述检查装置(8)连接于分析单元(18)，其特征在于，所述检查装置(8)是传送元件(2)的和/或传送元件的定心元件(4)和/或保持元件(3)的集成构件，且所述检查装置包括压电传感器，设置激励元件，所述激励元件引发要检查的容器(7)沿着特定的移动方向移动和停止容器和/或倒退容器，检查装置(8)能够连接于容器(7)，使得所述容器能够与所述检查装置(8)一起沿着适当的移动方向和传送方向移动。

2.如权利要求1所述的容器处理设备，其特征在于，所述检查装置(8)是容器处理设备(1)的任何定心元件(4)和/或保持元件(3)的集成构件。

3.如权利要求1或2所述的容器处理设备，其特征在于，所述检查装置(8)连接于容器(7)的侧壁区域。

4.如权利要求2所述的容器处理设备，其特征在于，所述定心元件(4)和/或保持元件(3)具有承载元件(14)，所述承载元件(14)具有作为集成构件的至少一个检查装置(8)。

5.如权利要求1或2所述的容器处理设备，其特征在于，所述至少一个检查装置(8)集成在能够从安放位置移动到测量位置的承载元件(14)中。

6.如权利要求1或2所述的容器处理设备，其特征在于，所述激励元件引发要检查的容器(7)绕着容器的竖直轴线和/或沿着容器的竖直轴线或与容器的竖直轴线成一定角度移动。

7.如权利要求2所述的容器处理设备，其特征在于，定心元件(4)成钟形部的形式，而保持元件(3)成盘形部的形式。

8.如权利要求2所述的容器处理设备，其特征在于，保持元件(3)由具有传感器层和承载层的至少两层制成。

9.如权利要求1或2所述的容器处理设备，其特征在于，所述容器是瓶或罐。

10.一种用于根据前述权利要求任一所述的容器处理设备中的容器的内部检查的方法，所述容器处理设备具有与分析单元(18)连接的至少一个检查装置(8)，所述方法至少包括以下步骤：

-沿着传送方向保持容器，

-使所述至少一个压电传感器与容器产生接触，其中，所述压电传感器是传送元件(2)和/或传送元件的定心元件(4)和/或保持元件(3)的集成构件，

-引发容器(7)移动，

-使所引发的移动停止和/或倒退，

-借助于所述至少一个压电传感器采集颗粒在容器的内壁上撞击的信号，以及

-将所采集的信号或来自所述信号的电数据信号发送至分析单元，所述分析单元探测确定容器包含杂质或不包含杂质。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述信号或电数据信号在发送至分析单元时被放大和滤波。

12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述信号或电数据信号在发送至分析单元(18)时被放大，且仅在分析单元(18)中被滤波。

13.如权利要求10至12中任一所述的方法，其特征在于，引发移动的步骤和停止和/或倒退的步骤在一个容器(7)上重复多次。

14.如权利要求10至12中任一所述的方法，其特征在于，所述检查装置(8)为多个检查装置(8)，所述多个检查装置(8)的多个数据组被同时地采集和分析。