CN106415250B - 容器检查 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于检查空的容器的杂质的设备，其包括：用于产生激发射束的辐射源(1)，其中，激发射束被引到容器的内壁上并且激发需探测的杂质发出发光射束，至少一个用于探测由杂质发出的发光射束的装置(5)，以及用于对探测到的发光射束进行分析处理的装置。本发明还涉及一种用于检查空的容器的杂质的相应方法。

Description

容器检查

技术领域

本发明涉及用于检查空的容器的杂质的一种方法和一种设备，其具有：用于产生激发射束的辐射源，其中，将激发射束引到空的容器的内壁上并且在那里激发需探测的杂质发出发光射束；至少一个用于探测由杂质发出的发光射束的装置；以及用于对探测到的发光射束进行分析处理的装置。

本发明特别是确定用于应用在自动灌装设备中，在这些灌装设备中以每小时最大90000瓶的高速度运输容器。为了不损害这样的瓶灌装设备的通过量，用于容器控制的检查装置同样必须设计为用于高速检查容器。

背景技术

在自动灌装设备中，在装填前对空的容器进行可能的杂质或异物检查。按照传统的方式，为此引导容器通过检查装置，该检查装置包括用于可见光的光源和CCD相机。在此基本上对容器进行透射并且从不同的视角进行检查，从而保障了对杂质的可靠识别。例如由EP0415154A1公知了这样的检查装置。

已经证明：利用传统的检查装置利用这样的检查装置很难或者完全不能探测到确定的杂质、特别是有机杂质如丝状菌、脂肪、碳氢化合物、昆虫幼虫、微生物或塑料。

此外众所周知：一些特别是有机杂质具有发光现象，就是说，它们通过外部的能量作用可以进入被激发的状态并且接着通过发射发光射束又能回到基本状态。在这种情况下，不同种类的发光根据激发结束后发光的持续时间进行划分。很短的余辉称为荧光，该余辉作为激发的直接结果和伴随现象出现。磷光的概念说明的是较长的余辉，该余辉在激发结束后持续1ms以上。

在这种情况下，通常通过照射UV光进行激发。由于特别是容器玻璃对于UV光具有很小的或完全没有透明度，按照传统的方式不将UV光用于容器检查。

由WO2008/092537A1公知一种用于光学表示检样材料特性的设备，其中尤其是还使用了UV光。设置有至少一个UV探测器，利用该UV探测器可以测定检样的荧光或发光。由于穿过容器壁从外部对检样进行照明，这个检样对于所使用的射束来说必须是透明的。

由DE102010043131B1公知了一种用于借助电磁射束来无接触地检验容器容纳物的特性的设备。容器例如可以是粮仓、发酵罐或类似容器，并且所述设备用于实施无接触的测量，以对位于容器中的容纳物的工艺进展进行监视。由于射束的射入深度可能比较小，所以设置有一个装置，利用该装置使得介质流入容器中，以便在容器内部产生涡流。造成涡流的介质在此对于电磁射束来说是透明的，因而在涡流内部可以实施用于确定容器容纳物特性的无接触的测量。

发明内容

本发明的目的是提高用于容器的检查装置的可靠性而无需同时显著提高容器在检查装置中的停留时间。

根据本发明，所述目的通过如下方式得以实现：借助辐射源对空的容器的内壁进行照明，并且在适当的装置中对由附着在容器的内壁上的杂质产生的发光射束进行探测，并且接着对其进行分析处理。由于通常为容器使用的材料具有对于激发射束来说小的透明度，所以经由空的容器的开口、例如出入口对内壁进行照明。

优选辐射源是电磁辐射源，例如用于可见范围中的光的辐射源，UV-A辐射源、UV-B辐射源、UV-C辐射源或伦琴射线辐射源或者它们的组合。

众所周知：UV-C-射束具有杀菌的作用。所以通过使用UV-C射束可以附加地以有益的方式充分利用的是：不仅能够探测到、而且同时能够消灭由细菌、霉菌或真菌造成的轻度的有机污染，从而不必从灌装装置中将带有这样的杂质的容器剔出。

可以脉冲地运行辐射源并且控制该辐射源，使得只有当容器位于辐射源之前时才发出光脉冲。由于对于激发射束来说容器材料的通常小的透明度，容器本身用作辐射屏蔽物，因而如果有的话也仅仅是少量的射束到达外部。然后可以很简单地构成或者甚至完全省略检查设备的附加的屏蔽物。脉冲运行具有其他的优点：通过这种方式降低了探测装置的运动模糊(Bewegungsunschaerfe)。

辐射源也可以是使用在连续运行中的连续的辐射源。例如日光灯或荧光灯特别适合。

典型地在饮料工业中使用的容器的容器壁对于激发射束来说不是透明的，因而为了对容器内壁进行照射必须通过容器口将激发射束导入到或辐射源本身引入到容器内部。

辐射源优选设置在容器之外并且将激发射束例如经由一个或多个镜子通过出入口引入导容器的内部。

在另一种实施方式中可以设置如下的装置，利用该装置将仪器头部通过出入口引入到容器中。在此，在所述仪器头部上例如可以安装有光导体，经由该光导体将激发射束引入到容器中。作为替换方案，仪器头部也可以包括辐射源本身。仪器头部也可以包括用于探测经反射的射束的探测装置。

由杂质发射的发光射束可以通过容器的出入口被从容器中导出并且例如借助镜子引导到探测装置上。这样的配置具有优点：它的结构特别简单，因为只需要一个唯一的用于探测发光射束的装置。

镜子有益地是分色镜，该分色镜能够让需导入的入射的射束通过并且将从容器的出入口射出的、具有比激发射束更大的波长的发光射束反射并且将其引导到探测装置上。

而激发射束的重新从容器中反射出来的部分不被分色镜折射并且因此不射到探测装置上。作为可选，为了选择性封锁UV射束或选择性封锁完全一般的非预期的光束频率可以附加地在探测装置前设置射束滤光器。

在一种优选的实施方式中，由杂质发射的发光射束穿过容器的壁被从容器中导出并且由围绕容器设置的一个或多个探测装置接收。这种实施方式适用由于容器的几何形状不能经由出入口实现对容器内壁直接照亮的情况。当然为此的先决条件是容器壁至少对于所预期的发光射束的一部分来说是透明的。传统的容器玻璃满足这个先决条件。

在这种实施方式中，不仅使用的探测装置的设置结构而且数量是可以自由选择的。在这种情况下重要的仅仅是：为了保障对整个容器的杂质的检查，获得整个容器内壁的影像。

经由容器壁将发光射束从容器内部引出同样适用于如下的实施方式，在这些实施方式中，辐射源被经由容器嘴引入到容器中并且通过这种方式封锁发光射束通过容器口的光路。

用于探测发光射束的装置优选是CCD相机。为了避免或降低运动模糊，可以使用快门速度高的快门相机。这在辐射源连续运行时是特别有利的。为了提高辐射强度，可以利用透镜将激发射束集束到出入口上。

另外，本发明涉及一种用于检查空的容器的杂质的方法。该方法包括步骤：利用辐射源照射容器的内壁；借助探测装置探测由可能存在的杂质辐射的发光射束；和在分析处理装置中对探测到的发光射束进行分析处理。

如果在根据本发明的方法中使用强度大的UV辐射源、例如UV-C辐射源，那么产生优点：射束不仅可以用于探测杂质，而且通过该射束同时还消灭杂质如微生物、细菌、真菌或霉菌。

此外，在检测污染时产生高度的灵敏度，该灵敏度例如实现在弱的、然而大面积的污染如微生物污染与较大的杂质之间进行区分。可以通过利用UV-C射束的照射消灭薄的微生物层，因而然后没有必要将这样的容器从灌装过程中剔出。而如果在一个容器中识别出较大的杂质，那么必须使这个容器重新经过洗净。

根据另一种优选的实施方式，只有当探测到的发光射束超过事先确定的阈值时才将受污染的容器剔出。为了识别污染的特性，将容器的基于发光射束的图像输送给图像分析处理电子系统，该图像分析处理电子系统例如识别特别亮的区域或色差。例如可以通过与保存的数据或样本的比较进行分析处理。在偏差或超过阈值的情况下，分析处理电子系统回复一个故障信号，该故障信号然后在必要时导致有关容器的剔出。

本发明不仅适于对发荧光的、而且还适于对发磷光的杂质进行探测。

另外，本发明可以用于检查由任意材料构成的容器。本发明特别有益地能够使用在由对于激发射束来说不透明的、然而对于发光射束来说透明的材料构成的容器中。因此，本发明特别适合于应用在由玻璃或透明塑料诸如PET构成的容器中。

附图说明

借助下面的附图进一步阐述本发明的方法和设备。附图中：

图1为用于检查空的容器的第一设备的原理图；

图2为用于检查空的容器的第二设备的原理图；

图3为图2所示设备的顶视图。

具体实施方式

图1描绘的设备包括一个电磁辐射源1，该电磁辐射源的射束借助透镜2在瓶嘴的区域中聚束。射束在此经过设置在透镜2与瓶嘴之间的分色镜3。分色镜3构造成使激发的射束通过，而将预期的波长较长的发光射束反射。

当瓶子没有杂质时，激发射束的一部分重新从瓶口中反射回来并且通过分色镜3而不折射到CCD相机5上。

然而如果发光杂质、即对具有发光现象的激发射束作出反应的杂质位于瓶中，那么由杂质发出的发光射束的一部分通过嘴部离开瓶子并且射到分色镜3上。该分色镜3将这个波长较长的发光射束反射到CCD相机5上，然后射束在该CCD相机中被探测。

此外可以设置有滤光器4，以防止部分激发射束到达CCD相机上，或者以便选择地只使确定的频率范围通过。

图1示出的实施方式特别适合于检查如下的容器，在这些容器中，可以经由容器口照亮该容器的整个内部空间，即例如具有长形的、逐渐扩大的瓶颈的瓶子或具有大的出入口的容器。

如图2所示的改良的结构适于由于几何形状不允许经由出入口照亮内壁的容器。然而在这种情况下前提条件是：容器壁由对于发光射束来说透明的材料构成。

在图2所示出的设备中，辐射源同样定位在需检验的容器上方。经由容器的出入口将激发射束引入到容器内部。如在图2中表示出的那样，入射的射束在需检验的容器的内部侧壁和底部上得到反射，从而在这个设备中同样将容器的整个内部空间照亮。

如果在图2的设备中发光的杂质位于容器中，那么这个杂质由于激发射束而又发出发光射束。如上面讨论的那样，发光射束的波长大于激发射束的波长，并且因此当容器由对于发光射束的频率范围来说透明的材料构成时也可以直接穿过容器壁从容器中射出。为了探测这个发光射束，设置有安装在容器之外的探测装置诸如CCD相机。在图3的顶视图中示出探测装置的设置结构。在这种设置结构中，各2个CCD相机成对地相对设置。然而只要保障获得容器的完整的图像就可以自由选择探测装置的数量和设置结构。也可以将探测装置安装在需检验的容器下方或上方。

如果容器的材料对于激发射束来说是不透明的，那么在这种实施方式中不需要用于封锁激发射束的附加的滤光器。图2所示出的实施方式例如特别适合于借助UV光束检验玻璃容器。容器玻璃典型地对于UV射束来说几乎是透不过的。以此相反，由杂质辐射的发光射束具有较大的波长，该波长主要位于可见范围内并且因此可以毫无问题地穿过容器壁。

Claims (18)

1.用于检查空的容器的杂质的设备，其包括：

用于产生激发射束的辐射源(1)，其中，激发射束被引到容器的内壁上并且激发需探测的杂质发出发光射束，

至少一个用于探测由杂质发出的发光射束的探测装置(5)，以及

用于对探测到的发光射束进行分析处理的装置，

其特征在于，

辐射源(1)设置成照亮容器的整个内部空间，并且

辐射源(1)是脉冲运行的辐射源，探测装置(5)是快门相机。

2.如权利要求1所述的设备，其中，辐射源(1)是电磁辐射源。

3.如权利要求2所述的设备，其中，辐射源(1)是用于可见范围中的光的辐射源、UV-A辐射源、UV-B辐射源、UV-C辐射源或伦琴射线辐射源或者它们的组合。

4.如权利要求1至3之任一项所述的设备，其中，激发射束通过容器口被导入到容器的内部。

5.如权利要求1至3之任一项所述的设备，其中，辐射源通过容器口被引入到容器的内部。

6.如权利要求1至3之任一项所述的设备，其中，由杂质发射的发光射束通过容器口被从容器中引出并且被引导到探测装置(5)上。

7.如权利要求6所述的设备，其包括分色镜(3)，该分色镜能够让激发射束通过并且将从容器口射出的发光射束引导到探测装置(5)上。

8.如权利要求1至3之任一项所述的设备，其中，由杂质发射的发光射束穿过容器的壁被从容器中引出并且由围绕容器设置的一个或多个探测装置(5)接收。

9.用于检查空的容器的杂质的方法，其包括步骤：

利用激发射束照射容器的内壁，其中，激发射束激发需探测的杂质发出发光射束，

借助探测装置(5)探测由杂质辐射的发光射束，和

在分析处理装置中对探测到的发光射束进行分析处理，

其特征在于，

辐射源(1)设置成照亮容器的整个内部空间，并且

辐射源(1)以脉冲运行，探测装置(5)是快门相机。

10.如权利要求9所述的方法，其中，辐射源(1)是电磁辐射源。

11.如权利要求10所述的方法，其中，辐射源(1)是用于可见范围中的光的辐射源、UV-A辐射源、UV-B辐射源、UV-C辐射源或伦琴射线辐射源或者它们的组合。

12.如权利要求9至11之任一项所述的方法，其中，通过容器口将激发射束导入到容器的内部。

13.如权利要求9至11之任一项所述的方法，其中，通过容器口将辐射源引入到容器的内部。

14.如权利要求9至11之任一项所述的方法，其中，所使用的辐射源具有至少一部分UV-C射束，从而探测出有机杂质并且同时使它们无害。

15.如权利要求14所述的方法，其中，所述有机杂质是真菌和/或细菌。

16.如权利要求14所述的方法，其中，所述有机杂质是霉菌。

17.如权利要求9至11之任一项所述的方法，其中，只有当探测到的发光射束超过事先确定的阈值时才将受污染的容器剔出。

18.如权利要求9至11之任一项所述的方法，其中，不仅对杂质的荧光而且还对杂质的磷光进行分析处理。

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