CN106489069A - 用于确定在单独的产品区域内的产品的净重的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于确定一个产品区域内的产品(3a‑3e)的净重重量_{产品区域净重}的方法，其中连续的产品区域形成了产品链(1)，在此确定产品链(1)的总重重量_总毛重，产品链(1)用X射线装置透视以确定对应于X射线的值，X射线分别穿透产品链(1)的规定区域，所确定的值被用于确定整个产品链(1)的总值灰度值_总毛重，通过分析所确定的值来选出包含单独装在其中的产品(3a‑3e)的一个产品区域(L_a‑L_e)，由所确定的值求出产品区域(L_a‑L_e)的一个值灰度值_{产品区域毛重}，由此求出产品区域(L_a‑L_e)的毛重重量_{产品区域毛重}，且近似采用重量重量_毛重作为单独产品(3a‑3e)的净重重量_{产品区域净重}，或者由重量重量_毛重与不带产品(3a‑3e)的产品区域(L_a‑L_e)的预定的或所确定的重量重量_皮重之差来确定净重(重量_{产品区域净重})。本发明还涉及用于执行这种方法的装置。

Description

用于确定在单独的产品区域内的产品的净重的方法

本发明涉及用于确定位于单独的产品区域内的产品的净重的方法。这种方法尤其在食品工业中被用于成品包装的制造。通常，在此情况下采用软囊袋作为包裹的包装(例如芯片锥形袋)。

软囊袋由薄膜构成，薄膜首先从卷中被退绕出地以平面长条材形式存在，接着被折叠且在一侧(折痕)被封闭。如此形成的软囊接着在底侧被封闭，从而得到可填充的口袋或袋。口袋或袋被待包装产品填充且随后在作为顶侧的分割线处也被封闭。

第一包装的上封口同时用作后面的第二包装的下封口。接着，封闭的第一软囊袋可以与后面的条材即第二袋切分开(分离)且被单独进一步处理。

作为进一步处理，例如考虑检查并检验密封性、标牌或者袋的内装物。袋内装物即袋装产品量通常通过称量独立的袋来检查。对不允许的脏污的检查借助金属探测仪或X射线检测仪进行。存在于袋上的标牌的分析可以借助图像识别装置(条形码扫描器等)完成。

产品填充和袋检查的整个过程不仅可以在单独的机器设备中进行，也基本上可以在一台紧凑的填充/包装/检测机中进行。

许多情况下有利或值得期待的是，袋在填充之后并未马上被分开，而是作为连续的产品串或产品链被继续加工。这些包装在此情况下以由被填充的封闭的软囊袋的连续的产品链形式存在。

当填充好的软囊袋还是以连串的产品链形式存在且应该按照彼此相连的结构形态被称重例如以便监测、控制或调整填充机的填充部件时，在每一个单独袋中都需要填充头控制所需要的产品量精确确定。

在此情况下，该测量过程要求高的精度以在填充时在窄容差内保证预定的或者或许法定要求的产品物质的净重(如+/-0.1g)。

另外，工业化制造的成品包装的生产通常以很高的速度或者说很高的生产率进行，因此称重必须在运动中进行，即待称重的包装在称重时处于运动中而不是静止不动的(动态称重)。

原则上，人们将动态称重分为连续称重和非连续称重。对于连续称重，采用输送带秤，其针对持续不断(连续)的待称重的松散物料流确定与时间相关的物质流。对于非连续称重，采用用于单独称重的自动秤(所谓的毛重秤)和自动检验秤(所谓的校重秤)，它们能够确定分立(单独)的单独包装或包裹的个别重量值。

但在对上述连串的产品链的重量检查中，无论用输送带秤还是用校重秤或毛重秤都可能不利地不够精确地确定位于单独袋内的产品的重量，这是因为连串的相邻袋相互施加机械偶合力，这因为“并行力”导致不允许的测量偏差。

其起因是，输送带秤作为测量结果只能确定一物质流，其随时间的变化过程只允许粗略推导出在单独袋内的单独重量。而作为非连续称量的秤的校重秤和毛重秤通常在秤台上只期待唯一单独(离散的)待称重的包装，且因为在产品链的相邻袋之间的“并行力”而也只能提供不准确的测量结果。

当称重装置作为在成品包装生产中的唯一检验测量仪应保证百分之百检验并且应符合法律规定时，这种情况变得愈加困难。于是，所述称重装置必须具备官方型号核准，而且批量仪器须经受定期反复的测量技术检查(重校)。除了高测量精度外，这还要求测量的高度可再现性。

因此，本发明基于下述任务，即提供一种方法和一种用于执行该方法的装置，它们允许以高精度快速确定在包含多个连串(机械相连)的产品区域(多个只有一个腔或一个产品区域的包装或优选分断开的具有多腔包装)的产品链内的一个单独产品区域内的产品的净装量(尤其是净重)。

根据本发明，该任务通过具有本发明第一方面的特征的方法以及具有本发明第十一方面的特征的装置来完成。

在本发明意义上，透视表示利用辐照源(尤其是X射线源)照射和借助光敏探测器尤其是照相机的检查。

以下采用在习惯用语及贸易中常见的术语重量，如毛重或总重以及称重货物或产品的净重或纯重、包装重量(皮重)等，尽管正确的物理名称是物质。

后续方法可以部分(半自动)或完全手动或优选自动地例如通过控制装置、尤其通过分析装置和/或控制装置进行。另外，可以根据本发明所确定的值来完成进一步处理步骤如分拣、分类、截留(或相应装置如分拣装置、分类装置等的控制)。

根据本发明，由多个连串(机械相连)的产品区域组成的产品链(优选每个产品链)不仅被总体称重(重量_总毛重)，也被总体透射。每个产品链优选被称重(作为每一次)。或者，可以确定总重(重量_总毛重)，做法是通过一次性称重来形成一个参考值(如灰度值)并且每个产品链只与该参考值比较。因为用X射线装置透视该产品链，因此确定对应于下述X射线的值(灰度值)，所述X射线穿透产品链的规定区域或整个产品链，即未被产品或者包装材料吸收。

由前述的获得值确定整个尤其是相加的或积分的总值(灰度值_总毛重)此时能以行的方式或也由整个产品链的唯一的X射线照片或唯一的X射线图像进行。用于产品链的若干值同样既能以行的方式、也能由整个产品链的唯一的X射线照片(借助图像分析)获得。

通过简单的除法(重量_总毛重/灰度值_总毛重)，可以针对产品链确定按照[克/灰度值]为单位的粗略参考值Ref_毛重。但这未关注产品与包装材料之间的密度差。产品本身也可以由各种不同的材料或五谷粮食(食品)构成，例如在包含袋装汤的袋(含面条、豌豆、肉块等)情况下。

另外，根据本发明预定分别具有装在其中的单独产品的区域(产品区域)，或者通过分析所确定的值来挑选出上述区域。这样的挑选例如可以根据所确定的值的所发现的突增或突降来实现。当在产品链宽度基本恒定情况下产品流沿产品链的纵向运动时，这样的(产品)区域能以纵向部段形式存在。但显然也可以想到确定(借助图像分析的包络线或包含单独产品的轮廓线)或者(尤其在产品的已知位置和/或尺寸的情况下)预定任何扁平区域。

同样，可以通过分析获得值求出或确定在相邻两个包装之间的笔直的分割线的位置或者两个产品之间的距离，以便能将单独的(腔内)包装产品区分开。因此例如可以想到，根据对获得的灰度值的分析(相邻最大值的一半距离或者高于或许包含求平均值等的规定值的区域)来发现或确定分割线(发现分割且确定(自然)分割线(自然保证))，并基于此限定分别具有(或不具有)装在其中的产品的区域(袋区域)。这种规定的分割线此时不一定与实际存在的道缝尤其是封缝重合。

在完成将产品链划分为产品区域之后，根据本发明，通过将获得值尤其是灰度值相加或积分而针对每条分割线(或在包络线内)确定用于带有产品的每个区域(袋区域)或每个“逻辑”包装的一个值(灰度值_{产品区域毛重})。

根据本发明，可以由上述值从下述公式求出单独区域连同装在其中的产品的重量(重量_{产品区域毛重})

当包装材料重量比产品区域内的产品净重小许多时，则足够近似地可以将根据本发明方法所确定的毛重重量_{产品区域毛重}视为产品的净重(重量_{产品区域净重})。对于单独产品区域(多腔包装的一个腔或单腔包装)或整个产品链可能遇上所述假定条件。

根据本发明，也可以由所确定的净重得到净装量，例如像包装中所装产品的净体积的其它说明。这种说明可以简单地由所确定的净重通过采用产品链的已知参数情况下的换算来获得。例如净体积可以在预定的且优选均匀的产品密度情况下以简单的方式通过乘以所确定的净重来获得。

本发明的方法优选也允许确定具有多个连串(机械相连)的产品区域产品链内的单独产品区域的净装量，此时这样的产品链正在运动中并且在填充封闭过程之后是进一步的加工步骤。因此，可以在生产线中跟随有质量保证措施如检查外来物、脏污、标牌检验等，在这里，本发明的方法在填充和存在产品链后被加入生产线中的任何位置(作为其整体组成部分)，或者可以作为独立的检查装置构成。

在本发明的其它实施方式中，不带产品的产品区域的重量(产品区域的皮重重量)重量_皮重可以是已知的或者确定的。同样，产品链的皮重重量(重量_总皮重)可以是已知的或确定的。

不同于前述的近似，位于一个包装内的产品的净重(重量_{产品区域净重})或者产品链净重(重量_总净重)现在可以由毛重与预定的或确定的皮重重量之差来求出。

重量_{产品区域净重}＝重量_{产品区域毛重}-重量_皮重

或者

重量_总净值＝重量_总毛重-重量_总皮重

在本发明的其它实施方式中，每长度单位的包装材料重量(重量_皮重/L)(如克/米)或者每面积单位的包装材料重量(如克/平方厘米)可以是已知的或确定的。不带产品的单独产品区域的重量(重量_皮重)为此可以由重量_皮重/L和所探测的产品区域面积或所探测的产品链总面积(或宽度恒定时的其长度(长度_产品区域或者长度_总))来计算。所述面积或长度最好可以借助X射线透视(相应的图像分析)来确定。但或者也可以采用光学传感器如光栅或光学照相机。

所述区域的面积＝长度_产品区域×(恒定)宽度

位于一个包装内的产品的净重(重量_{产品区域净重})又可以由毛重(重量_{产品区域毛重})与不带产品的包装的重量(重量_皮重)之差来算出。

重量_{产品区域净重}＝重量_{产品区域毛重}-重量_皮重

在本发明的另一个实施方式中，在产品链内的不带产品的至少一个分区域(如矩形)被预先规定(皮重区)且为此确定皮重区的灰度值或灰度值数(灰度值_区域皮重)和面积面积_区域皮重(以下同样地采用灰度值数和灰度值)。最好也可以限定多个皮重区并且求出其平均灰度值数。由此可以通过除法根据所述尺寸的至少一个参数(优选长度或面积)来形成灰度值_皮重。

分区域的限定可以在分析所获灰度值之前以不同的变型方式存在并且在分析过程中借助因果检查被改变为预期取值范围。也还可以想到，通过分析灰度值(类似于产品区域的确定)本身来限定皮重区(借助图像分析或阈值考虑，即例如具有恒定低值即最小值的区域或者低于灰度值阈值)。

当原先所选的(保证无产品)皮重区的重量(重量_区域皮重)是已知的或例如通过灰度值数(灰度值_区域皮重)乘以参考值(Ref_毛重)已确定时，于是随后可以计算整个袋的皮重重量。这通过在X射线图像中的皮重区的面积_区域皮重与产品区域的面积_产品区域之比实现并且是可靠的，因为在带有产品的区域(产品区域)内也存在围绕该产品的表示皮重的包装材料。

重量_区域皮重＝Ref_毛重×灰度值_区域皮重

如果可以事先由(优选一次性)包含任意尺寸的空包装(例如小块包装)的皮重部段的参考测量中不仅确定其重量(重量_部段皮重)，也确定其灰度值(灰度值_部段皮重)和面积(或长度)，则可以代替Ref_毛重地采用更合适的Ref_皮重该改善皮重确定。

Ref_皮重＝重量_部段皮重/灰度值_部段皮重

迄今提到的方法忽略不计了一开始确定的产品链总重(重量_总毛重)和产品链的总灰度值(灰度值_总毛重)表示具有不同密度值的产品与包装材料的混合体。

因此，在本发明的一个优选实施方式中，整个产品链的皮重重量(重量_总皮重)被确定。

这例如可以如此进行，即每长度单位(如按照克/米)或每面积单位(如按照克/平方厘米)的包装材料重量(重量_长度皮重)是已知的或者确定的，它乘以所测定的产品链面积面积_总(或者宽度恒定时的其长度，即长度_总)，并由此算出整个产品链的皮重重量(重量_链皮重)。该产品链的面积或长度最好可以借助X射线透视(和相应的图像分析)来确定。

重量_总皮重＝重量_长度皮重×长度_总

接着，可以由产品链皮重(重量_总毛重)与产品链的皮重重量(重量_总皮重)之差计算出产品链的净重(重量_总净重)。

重量_总净重＝重量_总毛重-重量_总皮重

接着，所确定的整个产品链净重(重量_总净重)按照正确比例被分配至单独的袋。

根据本发明，这通过简单的比例计算实现。袋区域的相加灰度值(灰度值_{产品区域毛重})与产品链的总灰度值(灰度值_总毛重)成比例。

重量_{产品区域净重}＝重量_总净重×(灰度值_{产品区域毛重}/灰度值_总毛重)

该方法不再使用可能出错的粗略参考值Ref_毛重，但在用于每个袋的灰度值积分时也忽略所述产品和包装材料具有不同的密度值。因为在产品区域中该产品与上、下包装膜叠置。

因此，在本发明的另一个优选实施方式中，在袋的灰度值(灰度值_{产品区域毛重})积分之前进行X射线图像的标准化。

如上所述，首先确定整个产品链的皮重，即重量(重量_总皮重)。

为此，再次预先规定至少一个包装的至少一个分区域(皮重区)，并为此根据所述尺寸的至少一个参数求出灰度值数(灰度值_区域皮重)和面积，即面积_区域皮重。优选也可以限定多个皮重区并求出其平均灰度值数。

分区域的限定可在分析所获灰度值之前以不同的变型方式存在并且在分析过程中借助因果检查被改变为预期取值范围。另外也可以想到通过灰度值本身的分析来限定一个皮重区(例如具有恒定小值即最小值的区域)。

当原先所选的(保证无产品)皮重区的重量(重量_区域皮重)是已知的或例如通过将灰度值数(灰度值_区域皮重)乘以参考值(Ref_毛重)已确定时，于是随后可以计算出整个产品链的皮重重量重量_总皮重。这通过在X射线图像中的皮重区的面积_区域皮重与产品链的面积_总之比进行并且是可靠的，因为在带有产品的区域(产品区域)内也存在围绕产品的表示皮重的包装材料。

重量_区域皮重＝Ref_毛重×灰度值_区域皮重

如果事先可由(一次性)包含任何尺寸的空包装的皮重部段的参考测量中求出其重量(重量_部段皮重)还有其灰度值(灰度值_部段皮重)和面积(或长度)，则可以代替Ref_毛重采用更合适的Ref_皮重来改善皮重确定。

Ref_皮重＝重量_部段皮重/灰度值_部段皮重

接着，由产品链的皮重(重量_总毛重)与产品链的皮重重量(重量_总皮重)之差计算出产品链的净重(重量_总净重)。

重量_总净重＝重量_总毛重-重量_总皮重

在本发明的优选实施方式中，随后可以进行X射线图像的标准化。为此，人们例如可以从整个X射线图像中减去皮重区的平均灰度值数，接着舍弃(灭除)例如所有出现的负灰度值数。于是人们获得标准化的X射线图像，其只还由对应于该产品的单纯的灰度值数构成。

随后，整个产品链的原先所确定的净重(重量_总净重)可以按照适当比例被分配到若干单独的袋或产品区域。

根据本发明，这通过简单的比例计算来进行。(标准化)产品区域(灰度值_{产品区域标准化})的相加的灰度值与产品链的(标准化)总灰度值成比例。但现在不采用从最初的由产品和包装材料混合的灰度值(灰度值_总毛重)，而是采用新算出的产品链的所有标准化灰度值(灰度值_总标准化)之和。

重量_{产品区域净重}＝重量_总净重×(灰度值_{产品区域标准化}/灰度值_总标准化)

根据本发明的解决方案的优点在于，总皮重(例如为此通过称重空的产品链或包装材料)和或许还有皮重总重可借助合适的秤来确定。接着，通过数字减法得到的总皮重也是可调校的，还有通过数字比例形成(百分比划分)而产生的单独袋内净重也可校准。

所述秤可以是该装置的组成部分或者单独布置。

重量确定可以在透视之前、之中或之后进行。重量确定也可以代替利用秤而借助透视本身进行，例如借助所谓的检验X射线称重，在这里人们借助已知的参考包装的至少一次性重量参考测量而通过灰度值与参考包装灰度值的阈值比较来确定所有其它包装的重量。

本发明的解决方案的另一个优点是以下事实，可以从唯一的X射线图像推导出精确求出的总净重的按比例划分并且与X射线装置的校准无关，X射线装置可能受到外界作用或长期效应的影响。

该解决方案的另一优点是不需要复杂的形状分析或面积考虑，而是能用简单的形状如矩形或三角形来处理。但也可以想到的是采用区域边缘(轮廓)的准确形状分析以获得更高精度。

本发明解决方案的另一优点是，当采用上述皮重区时，可以针对皮重区确定一个控制值K_区域皮重。

K_区域皮重＝灰度值_区域皮重/面积_区域皮重)

控制值可被分析以发现与极限值的不允许的偏差并且如向操作者发出警报。该控制值可用于在连续生产过程中的皮重永久监测并且报告皮重波动。但是，与所确定的皮重面积相关的皮重灰度值的改变不一定只归结于包装材料的厚度变化。它或许也可以由透视装置处的变化引起，例如由于X射线管电压波动。

当事先进行包含已知(未填充)的皮重部段(见上)的皮重参考测量时，也可以将皮重区的控制值K_区域皮重与部段的控制值K_皮重相比较或者与之成比例，例如以产生用于整个测量布置的修正值Korr。例如，所确定的袋的皮重重量或甚至袋净重可以乘以修正值Korr。

所述修正可以补充地或替代地将实际的K_区域皮重与随时间而变的K_区域皮重比较，确定用于皮重的“机动的平均值”并实现“机动的平均值”的跟踪。

K_皮重＝灰度值_部段毛重/面积_部段毛重)

Korr＝K_区域皮重/K_皮重)

在本发明的解决方案中，或许出现的X射线形状角度误差因为产品形状的精确的位置识别(从X射线图像)而按照已知方式被修正。

本发明解决方案实际上已带来针对由薄膜构成的包装材料的很好的结果，因为在那里可顺利采用简单的吸收规则且假定有恒定的吸收系数(α)。

但本方明的解决方案也可以在一个优选解决方案中被补充吸收系数(α)的修正。所述修正可以考虑频率影响，即吸收系数(α)的厚度相关性。但它也可以考虑其它作用例如X射线探测器的噪声、X射线管处的电压变化、包装膜涂覆有例如金属料如铝(蒸镀)及其它。

所述修正能以修正值工作，该修正值例如通过一次性预先求出带有产品和不带产品的代表性的袋的重量和灰度值数来确定。

根据本发明，透视装置能以多个能量级工作，以便改善上述的修正(关键词：双能)。

根据本发明，上述分区域可以是任意选择的，即也是包装搭叠选择的。

在本发明其它实施方式中可如前所述预先限定多个分区域(皮重区)。根据所述尺寸的至少一个参数的灰度值数(灰度值_皮重)随后可关于所有皮重区被求出，在此，尤其在变化的单独灰度值情况下可想到求平均值。

在本发明的其它实施方式中可以平行并排加工多个产品链，从而同时针对并排但不相连的产品链的多个包装进行根据本发明的净装量确定。

但显然也可以想到的是，一个产品链不仅在运动方向上而且在运动方向的横向上具有呈排列形式的并排连串的包装(有多个行列)。在有多道的情况下，可以采用多个单独秤或者一个共同的前设或后设的秤来称重产品链。

本发明不局限于连串的产品链或仅具有一个隔腔或仅唯一的产品区域的容器的连串排列。本发明也适用于确定或许已隔断开的容器内的净装量，但该容器具有多个独立的连续的腔或产品区域(进而具有多个连续的产品区域的产品链)，例如用于主要产品(如酸奶)以及用于谷物(如水果或巧克力碎渣)。因为这种容器通过较厚的连续膜条材的深拉形成且只在填充之后被分开，故根据已知的现有技术无法在连续生产过程中单独称量未填充的容器(皮重)，因而也无法控制填充过程。作为替代方式，根据已知的现有技术可以在填充单独隔腔之前和之后避免多次称重。但由此一来，在生产线上的逻辑运行过程复杂时不利地需要在仅一台秤上的多次称量或占用时间的称重。

在由例如圆形坯片深拉制造单腔杯时，深拉材料的厚度确实在圆形坯片的拉伸内部区域中改变。但在X射线图像中深拉杯的显示与最初的扁平坯片是相同的。因此，本发明的方法也可以被用在复杂的深拉容器中，而不必例如就形状分析冲切掉(空)的中间区。

即便在软囊袋装有松散产品(如粉末)的情况下，也不需要大多明显破裂的产品区域的复杂的图像技术分析，这通常也还受到所用的X射线能量级的明显影响。

当包装材料在其长度或宽度范围内具有强烈波动的厚度时，采用本发明的另一个实施方式。于是根据本发明，拍摄未填充的包装的皮重-X射线图像。皮重-X射线图像按照像素方式从随后在填充状态下所透视的毛重-X射线图像被减去。为此需要在透视时物体尽量相同的定位。或者，可以通过图像处理并通过在产品链上使用所谓的基准标记来事后形成在两个X射线图像中的像素的完全相同的对应。所述方法尤其可被用在药品领域，在这里，皮重(进而包装材料的相对厚度波动)相对于额定填充量(净重)很大。

本发明的方法能按照不同的实施方式不仅被用于净装量的控制和监测(记录)，而且被用于填充装置如填充装置的填充部件的监测、控制或调整。

为了实现很高的加工速度，位于一个单独包装(重量_净重)内的产品的净重或净装量的确定可以动态地即在包装或产品链运动过程中进行。在此情况下只能实现非节拍化的即连续一致的产品链运动。

在本发明的前述优选实施方式中，不带产品的包装的重量(重量_皮重)通过X射线和分析被自动确定以便计算出净装量并根据设定条件尤其是成品包装规定来控制和/或在包装上做标记。

除了扁平构成的产品链外或作为所述产品链补充地也可以想到，本发明的方法被用到多层构成的产品链。为此，X射线装置可以具有多个相互错开的X射线源和探测器用于实现景深显示(三维)。

方法步骤“袋”(见图5的流程图)

1. 称量链

2. 透视链

3. 确定袋的毛重

4. 确定袋的皮重

5. 计算袋的净重

6. 必要时进行修正

方法步骤“链”(见图6的流程图)

1. 称量链

2. 透视链

3. 确定链的皮重

4. 计算链的净重

5. 将链的净重划分至袋

6. 必要时进行修正

由从属权利要求得到其它的有利实施方式。

以下，结合附图所示的实施例来详述本发明，附图示出：

图1是根据本发明方法作业的用于填充并加工软囊袋的生产线(第一实施例)的局部的俯视图；

图2是沿图1的线I-I’的剖视图；

图3是根据本发明方法作业的用于填充并加工软囊袋的生产线(第二实施例)的局部的俯视图；

图4是沿图3的线II-II’的剖视图:

图5是变型“袋”的流程图；

图6是变型“链”的流程图；

图7是多腔杯的俯视图；

图8是根据图7的多腔杯的立体视图；

图9示出由根据图7和图8的多个多腔杯所构成的单列产品链；

图10示出由根据图7和图8的多个多腔杯所构成的产品链排列；

图11a是具有多个相互分开(划分)但串连的袋的袋链(产品链)的侧视图；

图11b是根据图11a的袋链的俯视图；

图11c是根据图11b的袋链的灰度值图像；

图11d是根据图11c的经过修正(清理)的灰度值图像；

图11e是根据图11d的颠倒所示的灰度值图像，同时画出了产品区域；

图11f是根据图11d的颠倒所示的灰度值图像，同时画出了皮重区。

图1所示的产品链1或者产品串具有多个所装产品3a-3e的连续的未分开的单独包装4a-4e(例如呈袋状)。由位于卷上的恒定宽度的膜条形成软囊、填充产品以及借助封缝(焊接、压接等)划分或分隔(未分开产品链1)成连串的包装按照常见方式进行，就像例如在WO2011/050355A1中所述。为了确定的单独包装4a-4e的净装量尤其是净重，出现的主要问题是在单独袋之间的实际封缝27、29、31、33、35被不一致地焊接，因而，封缝27、29、31、33、35的刚性不同，因此总是在各自两个相邻的袋之间出现不同的力作用。因此，该产品链1内的一个部段的称量导致不准确的、例如无法满足成品包装规定要求的结果。

因此，根据本发明的方法，产品链1借助在图中未被示出的X射线装置被透视，该X射线装置由X射线源和传感器尤其是行传感器组成，从而根据产品链的尺寸(宽度恒定时的长度、面积等)获得灰度值。为此，一个行传感器可以例如在图面中垂直于产品流向B位置固定地布置在产品链1下方并且X射线源布置在产品链1上方，从而产品链从起点51到终点53都完全根据各自纵向位置按灰度值被测定。显然也可以想到借助合适的传感器(照相机、大胶片等)共同一下子测定产品链并且从总图像中获得单位长度位置的和/或单位面积的单独灰度值(借助合适的图像处理的读取)。可以由所获得的产品链1的灰度值借助求和或积分来确定用于整个产品链1的灰度值_总毛重。

另外，产品链1借助附图未详细示出的称重装置被共同称量并借此确定产品链的重量(重量_总毛重)。

为了近似且充分地限定依靠X射线技术的分隔且尤其是在单独包装4a-4e(其不同于产品3a-3e或许只能困难地探测发现)之间的封缝41、43、45、47，取而代之地可以与此相关地分析所获得的灰度值。因此例如可以想到的是，根据其在产品链1中的纵向位置(沿方向B)来确定灰度值的最大值。这样的最大值代表下述区域内的一个点，即在所述区域中有一个产品位于包装4a-4e内，其中该灰度值在任何情况下包括包含产品3a-3e在内的包装的顶侧和底侧。

为了限定分隔41、43、45、47，可以确定两个相邻最大值之间的距离并将其平分。图1例如示出(灰度值)最大值5d、5e之间的所确定(所分析)的距离A，从而在距离中心A/2位置上限定封缝47。相应地，这些封缝41、43和45被限定为在相邻(灰度)最大值5a与5b、5b与5c、5c与5d之间的一半距离。

显然也可以想到的是以其它方式限定封缝41、43、45、47，例如通过关于产品区域的灰度值的分析和在相邻产品区域外的封缝41、43、45、47的限定，如借助平分其距离。如下所示，封缝41、43、45、47的实际位置的确定对于求出尽量准确的净装量尤其是净重(重量_净重)并不重要，甚至并非必需的。在此情况下，在一个实际产品区域内的封缝41、43、45、47位置的不希望有的错误限定可以通过简单方式被基本避免，或者借助因果关系检查(例如为此不应被超过的灰度值等级)被排除。

相应地，在产品链1的长度L_p范围内限定具有各自长度L_a、L_b、L_c、L_d和L_e的部段。如图1所示，部段末端可以落在实际封缝的中心，就像例如在封缝41、45情况中那样。

而产品链的起点51或终点53通过产品链1的灰度值的分析一般通过X射线技术被简单地精确发现(第一或最后灰度值)，在此，因为产品链外缺乏灰度值，因此也不需要为了确定尽量准确的净装量尤其是净重(重量_净重)而移动与此相关所规定的极限值。

关于通过这种方式所划分的单独包装或包装部段或产品区域4a-4e，可以在其各自长度L_a、L_b、L_c、L_d和L_e范围内例如通过所获得的灰度值的相加或者积分求出针对这些区域的灰度值。因此，对于每个部段存在一个用于各自的单独包装连同各自所装产品的灰度值灰度值_毛重。为了同时考虑所述包装尤其是膜，为此相应精确的调校X射线装置。

此外，在该长度(和位置)L_a、L_b、L_c、L_d和L_e的各自部段或者产品区域内预定或限定至少一个分区域(皮重区)，分区域位于包装区域内或产品链1区域内，但产品5a-5e不在其中。其例子在图1中由按照不同位置和延伸尺寸的皮重区7、9、11、13、15、17、19、21、23说明。此时，位置和尺寸截然不同的产品3a-3e仅理解为说明皮重区的不同长度，因为在各自包装部段内的产品3a-3e的长度和区域通常在产品链1中彼此相差不大。

这样的区域可以依据经验值来预定或者也根据针对产品链所获得的灰度值采用相应算法(图像分析)来限定。例如具有基本恒定的灰度值的多个区域可以被限定为皮重区。

因为软囊袋或产品链1由交叠的膜构成，因此并非仅包裹产品区域，而是整个袋被两层膜(上膜和下膜)包裹，所述膜或许在接合部位在整个长度范围重叠。为了根据需要更好地考虑重叠的膜段，垂直于纵向布置皮重区是可能有利的，从而所述重叠(大多在中心线上)被同时考虑进来，最好甚至在整个宽度范围。或许也可以将皮重区精确布置在一个封缝区内。

但是，一个皮重区也可以在局部(相邻包装部段)被搭叠限定，而没有不利影响到尽量准确的净装量尤其是净重(重量_{产品区域净重})的确定。为此，例如可以采用一个封缝的所确定的位置并且限定在此区域内的皮重区或者以预定程度超出该区域地限定皮重区。显然也可想到，如前所述地确定用于相邻产品区域的起点和终点的极限值并且搭叠限定在中间区内的皮重区25，即在产品3d、3e之间的产品区域或包装部段4d、4e。

对于相应的皮重区，根据其延伸尺寸(长度和/或面积)来求出一个灰度值并且推算出具有L_a、L_b、L_c、L_d和L_e的相应部段或者产品区域4a-4e。通过这种方式，可以求出不带产品的包装的灰度值(灰度值_皮重)。

可以根据以下公式由灰度值_皮重和已经确定的或存在的值，即灰度值_总毛重和重量_总毛重求出不带产品的包装部段的各自重量，即重量_皮重：

可以根据以下公式由已经确定的或存在的值，即灰度值_{产品区域毛重}、灰度值_总毛重和重量_总毛重求出包含产品的包装部段的各自重量，即重量_{产品区域毛重}：

因而，可以由如此获得的两个值如下计算出装在一个包装部段内的产品的净重重量_净重或重量_{产品区域净重}：

也可以由净重重量_净重或重量_{产品区域净重}简单确定其它形式的净装量。例如在液态产品情况下，净体积可以通过所确定的净重重量_净重乘以针对该液体已知的密度来求出。

如图2所示，产品3a位于包装部段4a内，该包装部段居中地在折痕61下方或者在裹绕的膜63的重叠部下方具有相应的延伸尺寸(厚度)。因而在如图2虚线所示的(折痕)区域65中，膜63因为重叠而以近似两倍的材料厚度的形式存在。

该包装的未被产品3a填充的左侧区域和右侧区域可以根据应用情况被填充空气或保护气体或者具有真空。

图3和图4所示的第二实施例示出本发明的方法应用到另一种产品链即杯链71如呈3×2排列形式的六包酸奶。

杯链71在产品流B的方向上具有并列的两道或两列(杯73a-73c和杯73d-73f)和前后布置的三行(杯73a、73d；73b、73e和73c、73f)。在此情况下，这些杯73a-73f也如在前述实施例中的包装部段一样未被分开，而是彼此相连(机械相连)。

对于已经填充的且或许已封闭的杯73a-73f来说，因为机械连接而也像在软囊袋长条或产品链1的前述例子中那样难以或无法以简单快速的方式确定单独杯的净装量。

在此情况下也采用针对第一实施例的前面的实施方式，只是有以下不同，产品链1被两道或两列的杯阵列71替代。因为杯73a-73f借助深拉制成，故可以借助设置在环绕的杯边缘77a-77f内的(预定的或分析确定的)皮重区也像在第一实施例中描述的那样确定净体积。产品区域和不带产品的区域的区分以及细分的限定也可以按照已提出的方式实现。

但在包装形状比如精确限定的情况下(因为深拉过程)，可以通过简单方式预定一个皮重区，因为边缘区域77a-77f的位置和尺寸只具有最小偏差，且这些皮重区例如在边缘区域77c内的区域79、81可被精确预定。

而这些封缝29、31、33、35以及起点51和终点53因为软囊袋的制造而遇到较大偏差(封缝不准确、变形、歪斜等)，因此，在此实施方式中优选借助灰度值的分析和随后的限定(确定)连同可能有的因果关系检验的皮重区的确定可能是有利的。

针对一个皮重区(单位长度或面积)所确定的灰度值可简单地(由皮重区长度与包装长度之比或皮重区面积与包装面积之比)被推算出该包装的皮重值(灰度值_皮重)，这是因为产品分隔(封缝、细分等)的距离作为包装长度及包装材料宽度尤其在加工(形成软囊或深拉前的膜宽)前是已知的。就是说，在本发明优选实施方式中，在至少一个只存在单纯膜部分(皮重区)的皮重位置上确定用于皮重膜材料的灰度值。这可以针对已知的长度或面积来进行，从而接着可以精确算出用于整个袋长度的皮重。

此过程最好自动、快速且极其准确地进行(例如以0.1g精度)。参考值(Ref_皮重、Ref_毛重)的牢记和定期检验因此不一定是必需的。针对一个包装链或一个排列中的每个袋单独由灰度值确定皮重。在此情况下，皮重波动可以通过膜厚或包装形状的变化被自动识别和/或修正。针对所述链中的每个袋单独由灰度值确定皮重。

这样的每个包装的皮重的确定及其在确定产品纯重或净重中纳入考虑比采用抽样求出的平均皮重值准确许多。

对于图5和图6所示的变型“袋”和变型“链”的流程图适用的是，不一定按照固定的时间顺序进行用于确定净装量或净重的不同的前述步骤。相反，可以一前一后或分先后地在不同时刻进行不同的步骤。另外，从根据图5和图6的流程图中看到，也可以采用不同的(在权利要求1中作为替代方式被要求保护)方法学来达成同一目的。

这两个流程图为了简单起见是针对单腔袋例子来说明的，单腔袋以连续的且尤其是单列链形式相互连接成一个产品链。显然，所示的流程也可以套用到多腔杯或袋上，在这里，在流程图中所用的术语“袋”被术语“产品区域”替代。

相应地，在这些图(图5和图6)中采用以下的观念：

灰度值_袋毛重，代替灰度值_{产品区域毛重}

重量_袋净重，代替重量_{产品区域净重}

重量_袋皮重，代替重量_皮重

重量_袋毛重，代替重量_{产品区域毛重}

重量_链净重，代替重量_总净重

根据图5和图6的流程的基本区别在于，在变型“袋”(图5)中在较早时刻确定灰度值_袋毛重或灰度值_{产品区域毛重}，并且由重量_袋毛重和重量_袋皮重或者重量_皮重之差求出重量_袋净重或重量_{产品区域净重}。为此，重量_袋皮重或是近似被认为是零(在相对于重量_袋毛重估计重量很小时)，或是按照规定方式来确定。

而在如图所示的变型“链”(图6)中，近似求出或通过确定该链的皮重重量来确定所述链的净重重量_链净重或重量_总净重。作为最终的步骤，重量重量_总净重根据单独袋或产品区域的灰度值占比被划分，由此求出该重量，即重量_袋净重或重量_净重。

在两个流程图中，在右侧的分支示出以下可能，在相对于早先求出的控制值K_皮重未遵守用于皮重区的控制值K_区域皮重时可以向使用者发出警报。如果有这样的警报，则例如可以根据该偏差确定修正值并且如前所述地投入使用(例如为了提高精度)。

图7所示的多腔杯91如例子所示地包括两个相互分开的产品区域93、95。例如期望量的酸奶作为产品97位于产品区域93内，而例如五谷粮食、配制水果或类似物作为产品99与之分开地位于区域95内。因此，多腔杯91必须在其不同的产品区域93、95中就类型而言且也就不同量而言被填充不同的产品97、99。借助本发明的方法，现在不仅在施加盖膜之前、而且本身在施加盖膜之后都可以检查所述量以及类型(因为不同的密度，其相应体现在灰度值上)并且利用控制装置相应控制填充生产设备。

因为在一个杯91中有多个即在本例子中示出的两个产品区域，故杯91可以根据本发明被视为产品链。

显然，这样的多腔杯如图7和如图8的立体图所示也能以如图9所示的单列的产品链形式被示出，即多个例如四个串连的杯。

但还可以如图10所示想到的是，这种多腔杯91就像单腔杯或袋那样以排列或阵列(有许多行列)形式存在。如图10所示，这样的阵列例如可由三列四行构成，即12个多腔杯91。

为了将在这样一个杯中的产品区域(自然)分开，例如可以在图像图案识别过程(或图像处理)中或之后限定在两个产品区域93、95之间的笔直倾斜的分割线T。但显然也可行的是，尤其通过总灰度值图像的图像分析直接例如以环绕线或包络线93、95形式来确定产品区域。

在如图9所示的单列产品链的情况下，还可以通过图像分析或者所测灰度值的阈值分析借助竖直分割线L₁、L₂、L₃将相邻的杯区分开。

如果如图10所示地存在例如三列，则还可以又借助图像分析或灰度值阈值分析通过水平直线W₁、W₂(自然地或为了确定填充重量或填充量)将这些列相互分开。显然在此代替具有笔直的(水平的、竖直的或倾斜的)分割线的简单变型地也可以用包络线分别作为一个单元将一个产品区域或多个产品区域(例如两个产品和进而一个杯)纳入进来。在任何情况下，在如所示的多腔杯91情况下也可以针对每个产品区域93、95及每个单杯91(无论是否独自、以单列产品链或者作为产品链的排列形式)单独地考虑产品区域以及优选也将一个杯理解为单元，并且将根据本发明的确定净装量尤其是净重的方法用到所述区域。

在图11a至图11f中，结合袋链101示出了本发明的方法，该袋链具有多个相互分开(分隔)的但串连的袋103。这样的袋链101可以包含从较小数量直至较大任意数量的袋103，例如两个、三个、四个、五个、六个直到十个或更多的袋。

如图11c所示，产品链101在整个宽度(俯视图或鸟瞰图)上被透视，在这里，典型的灰度值图像如在图11c中所示出现。在此情况下看到以不同的形式被填充期望产品105(例如粉末)的且相互分开的区域或者产品区域，其中在原始图像中也在不带产品的区域中示出了不同的像素或灰度值等级。因容差和误差例如噪声而出现的测量误差优选可以在借助图形分析或图像分析的进一步处理之前被修正或清除，从而产生如图11d所示的洁净的图像。

与实际的或相反的视图无关，现在可以像在图11e和图11f中那样结合在相邻产品之间的竖直(红色所示)的自然分割线(宽度恒定)来限定产品区域107。这些分割线(矩形107的竖线)位于不带产品的一个区域内。显然，这些产品区域107也可以如图所示通过一个扁平区域107例如如图11e所示呈矩形(如红色边框所示)或者以包围产品105的任何包络线形式来限定。

如图11f所示，不带产品的区域例如能作为矩形区域、皮重区域109、111、113、115、117来确定，以便随后求出重量_皮重、重量_总皮重、直至控制值K_区域皮重(用于皮重区域)、K_皮重(用于部段或产品区域)以及参考值Ref_皮重。

附图标记列表

1 产品链

3a-3e 产品

4a-4e 各单独包装或包装部段

5a-5e 最大灰度值

7,9,11,13,15,17,19,21,23 皮重区域

25 皮重区域搭叠

27,29,31,33,35,53 实际的封缝

41,43,45,47 规定的封缝(逻辑分割线)

51 产品链起点(实际的第一封缝)

53 产品链终点(实际的最后封缝)

61 折痕

63 膜(软囊)

65 折痕区(虚线)

71 杯链或杯阵列

73a-73f 杯

75c 产品

77c 环绕的边缘区

79,81 皮重区域

91 多腔杯

93 包含产品97的产品区域

96 包含产品99的产品区域

97 产品

99 另一产品

101 袋链

103 单独的袋

105 袋内产品

107 产品区域

109 皮重区(竖直)或皮重区域

111 搭叠的皮重区(竖直)或皮重区域

113 皮重区(竖直)或皮重区域

115 皮重区(竖直)或皮重区域

117 搭叠的皮重区(水平)或皮重区域

A 5d与5e之间的距离

A/2 用于限定41、43、45、47的一半距离

B 产品链的运动方向

T 在区域93与95之间的倾斜笔直的分割线

L₁-L₃ 在杯91之间的竖向笔直的分割线

W₁,W₂ 在杯91的列之间的水平笔直的分割线

L_p 产品链长度

L_a-L_e 包装的限定长度

I-I’ 剖切线

II-II’ 剖切线

灰度值_总毛重 用于整个产品链的灰度值

重量_总毛重 产品链的重量

重量_{产品区域净重} 在不带包装或包装材料的产品区域内的产品净重

灰度值_{产品区域毛重} 包含产品和包装的产品区域的灰度值

重量_{产品区域毛重} 包含产品和包装袋的产品区域的重量

灰度值_皮重 不带产品的产品区域的灰度值

重量_皮重 不带产品的产品区域的重量，即包装重量

重量_总皮重 整个产品链的皮重重量

Ref_毛重 产品链的参考值(Ref_毛重＝重量_总毛重/灰度值_总毛重)

重量_总净重 产品链的净重

重量_总皮重 不带产品的产品链的重量，即产品链包装材料的总重

长度_产品区域 产品区域的长度

长度_总 产品链的长度

面积_总 在X射线图像中的产品链面积

皮重区 不含位于其中的产品的产品链的分区域

灰度值_区域皮重 皮重区的灰度值

面积_区域皮重 皮重区的面积

重量_区域皮重 皮重区的重量

Ref_皮重 空包装部段或产品区域的参考值(Ref_皮重＝重量_皮重/灰度值_皮重)

灰度值_{产品区域Normiert} (标准化)产品区域的灰度值

灰度值_总Normiert 产品链的所有标准化灰度值的计算求和

K_区域皮重 皮重区的控制值

K_皮重 产品区域或部段的控制值

Korr修正值(＝K_区域皮重/K_皮重)

Claims (12)

1.一种用于确定位于一个产品区域内的产品(3a-3e)的净重(重量_{产品区域净重})的方法，其中多个连续的产品区域形成一个产品链(1)，其特征是，

a)确定所述产品链(1)的总重(重量_总毛重)，

b)所述产品链(1)利用X射线装置被透视以确定对应于X射线的值，该X射线相应穿透所述产品链(1)的规定区域，

c)由所确定的所述值确定整个所述产品链(1)的总值(灰度值_总毛重)，

d)通过分析所确定的所述值来选择或预定一个产品区域(L_a-L_e)连同单独装在其中的产品(3a-3e)，

e)由所确定的所述值形成所述产品区域(L_a-L_e)的一个值(灰度值_{产品区域毛重})，

并且或者

f)由此确定所述产品区域(L_a-L_e)的毛重(重量_{产品区域毛重})并且

g)作为单独的所述产品(3a-3e)的净重(重量_{产品区域净重})近似采用所述重量重量_{产品区域毛重}或者由所述重量重量_{产品区域毛重}与不带产品(3a-3e)的产品区域(L_a-L_e)的预定的或所确定的重量(重量_皮重)之差来确定所述净重(重量_{产品区域净重})，

或是代替步骤f)-g)地

g')作为所述产品链(1)的净重(重量_总净重)近似采用所述重量重量_总毛重或者由所述重量重量_总毛重与不带产品(3a-3e)的所述产品链(1)的预定的或所确定的重量(重量_总皮重)之差来确定所述净重(重量_总净重)并且

h)所述单独产品(3a-3e)的净重(重量_{产品区域净重})通过对应于所述产品区域(L_a-L_e)的值(灰度值_{产品区域毛重})分割所述产品链(1)的净重(重量_总净重)来确定。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，为了选择所述产品区域(L_a-L_e)，在相邻的单独的所述产品区域(5a-5e)之间的分割线(41,43,45,47)或者围绕单独产品(3a-3e)的包络线通过分析所确定的值来确定。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，

a)不带产品(3a-3e)的所述产品区域(L_a-L_e)的单位面积重量(重量_皮重/L)是预先已知的或确定的，

b)不带产品(3a-3e)的所述产品区域(L_a-L_e)的重量(重量_皮重)通过重量_皮重/L乘以所述产品区域(L_a-L_e)的面积来确定，

或者代替步骤b)地

b')不带产品(3a-3e)的所述产品链(1)的重量(重量_总皮重)通过重量_皮重/L乘以所述产品链(1)的面积来确定。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征是，如此确定该单位面积重量(重量_皮重/L)，即，所述产品链(1)的不带产品的分区域(7,9,11,13,15,17,19,21,23,25,79,81)是预先规定的或从所确定的值中选择的并为此由一个值(灰度值_皮重)确定所述重量(重量_皮重/L)。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述产品链(1)的至少两个分区域(7,9,11,13,15,17,19,21,23,25,79,81)是预先规定的并且从其平均值求出所述单位面积重量(重量_皮重/L)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征是，多个产品链(1)被平行并排处理。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征是，由多行和多列包装(73a-73f)构成的阵列(71)作为产品链(1)来处理。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征是，根据所确定的净重(重量_{产品区域净重})来监测、控制或调整填充装置。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征是，所述净重(重量_{产品区域净重})的确定在所述产品链(1,71)的运动过程中进行。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征是，借助针对各自区域所预定或确定的参考值(Ref_毛重,Ref_皮重)或参考范围来检查所确定的值(灰度值_毛重,灰度值_皮重)是否有效。

11.一种用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法的装置，该装置具有：

a)秤，该秤被构造用于确定包括分别装在单独的产品区域(4a-4e)中的产品(3a-3e)的产品链(1)的重量重量_总毛重，

其特征是，

b)所述装置包括允许确定用于整个所述产品链(1)的值(灰度值_总毛重)的X射线装置，

c)所述装置包括用于选出包含单独装在其中的产品(3a-3e)的产品区域(L_a-L_e)的分析装置，

d)如此构成该分析装置，即借助透视来确定所述产品区域(L_a-L_e)的值(灰度值_{产品区域毛重})，

e)确定单独的所述产品(3a-3e)的净重重量_{产品区域净重}。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征是，构成该X射线装置，使得针对所述产品链(1)的不带产品的至少一个预先规定的分区域(7,9,11,13,15,17,19,21,23,25,79,81,109)确定一个值(灰度值_皮重)。