CN1104644C - 半透明容器的检测 - Google Patents
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Abstract
一种检测容器(14)的底部(12)的装置，包括：通过容器开口(28)观测容器底部的光传感器(26)；在容器外和底部的对面有一光源(24或46)，并且还包括以入射到传感器上的光能强度检测容器底部的生产偏差的电子元件(34)。光源在容器底部的径向方向上伸长，而在横向方向上狭窄。利用这种方法，容器底部的任何在径向方向上折射传感器光线的偏差实际上是透明的。在容器底部的横向方向上折射传感器光线的偏差(40)上产生一个黑色影象。
Description
本发明涉及半透明容器的质量生产的检测，该偏差影响容器壁的光学特性；本发明特别涉及一种通过容器口检测容器底部的装置和方法。
美国专利U.S.5,243,400披露了沿着光源改变光源有效强度的技术。一个控制光的膜片以靠近光源的方式被置于光源和容器之间，并且它包括许多彼此分开、平行放置的狭条，以便限制角度，从该角度光源的影象能被摄影机摄取到。生产偏差以摄影机接收到的光强的差异被检测到。容器壁上任何可进行折射的偏差使摄影机的视线折射或弯曲，并与摄影机的轴线有一个角度。当这个角度增加的时候，狭缝就更加阻挡光源，直到摄影机在狭缝的临界视角不再能看到光源为止。
在诸如无色或有色玻璃瓶和广口瓶一类的半透明容器的生产中，容器壁中会出现各种裂缝和其它一些生产偏差。例如，玻璃颗粒、结、块及不透光的石头或其它堵塞物可能会出现在容器的底部(即容器的基部或跟部)，它们将影响容器的商业需要。另一方面，不影响容器在商业上的可接受性的缓冲疤痕会出现在容器底部，为了容器的光学特性，标志环能够用最初的模子注入到容器底部。所以就需要提供一种检测技术，它一方面能检测出潜在的不理想的生产偏差(如石头、玻璃颗粒、结、块)，同时它实际上忽略了注入的标志环和那些不影响容器在商业上的可接受性的偏差(如缓冲疤痕)。
至此已经提出了利用电光检测系统来检测影响容器光学特性的生产偏差。基本原理是将光源放置在容器的一边，将摄影机放置在容器的另一边。光源的结构应满足：沿着光源的一维方向具有不断变化的强度。通常来自光源的光线垂直穿过容器壁，然后聚焦在摄影机上，并且在给定的亮度下被摄影机摄取。然而，当光线穿过容器壁时引起折射的生产偏差使光线弯曲，因此投射到摄影机上的影象不同于光源的区域。如果此不同区域与通常投射到摄影机上的区域亮度不同的话，摄影机可以检测出折射位置。不透光的点(如一块石头)阻碍了光穿过容器壁，因此在光亮背景的映衬下它可作为一个黑点被检测出来。
本发明的最佳实施例中的检测容器底部的装置包括：安置一个通过容器开口观测容器底部的光传感器；在容器底部的对面、容器的外部安置一个光源；和以入射到传感器上的光能量检测容器底部的生产偏差的电子元件。光源，正如通过容器底部被传感器观测到的那样，其特征是相对于容器底部的一个方向(即径向方向)是伸长的，而在切线方向上是狭窄的。用这种方法，容器底部的在径向方向上使传感器的视线发生折射的任何偏差(如注入的标志环和缓冲疤痕产生的偏差)正如传感器所观测的，实际上是透明的。另一方面，在容器底部的切线方向上使传感器的视线发生折射的偏差(如玻璃颗粒、结块产生的偏差)在传感器上产生一个黑色影象，原因是传感器不能通过这些偏差看到光源。
本发明的最佳实施例中的光源的结构特征是光源的径向尺寸长，切线尺寸窄，或者光源既长又窄，或者使用上述美国专利中的带有沿容器底部径向延伸的平行窄条的光控制片。在任何一个实施例中，光源的特征是容器底部径向方向上的发光角度宽，切线方向上的发光角度窄。较为可取的是，光源经过容器底部的整个直径，并且光传感器包括一个具有一排光敏感元件的摄影机，光敏感元件接收经过容器底部的整个直径(即包括基部和根部)的光源照射的容器底部的影象。在检测期间容器绕其中心轴旋转，并且在容器旋转递增的情况下，传感器的排列是扫描式的，以便产生一个容器底部的二维影象。利用常规技术分析这个影象从而检测可进行折射的或不透明的生产偏差。
下面将结合附带的权利要求书和附图说明本发明及其额外的目的、特征和优点。
图1是显示本发明的一个最佳实施例的电光示意图；
图2是图1中的检测装置的剖视图；
图3是图1、图2中的被摄影机摄取的光源和容器底部的平面图；
图4和图5是对应于图1和图2中的相似部分、显示本发明的操作的局部剖视图；
图6是一个与图2相似的、但是是本发明的一个改进了的实施例的局部剖视图。
图1和图2所示的是检测半透明容器14的底部12(即半透明容器的基部16和根部18)的检测站装置10。容器14被链轮传动机构或使容器沿着配有窄缝22的滑板20运动的相似机构顺次传送装置10的检测站。光源24位于滑板20的下方，能经过窄缝22照亮容器底部12。一个线性扫描摄影机26位于装置10中的容器14的上方，从而通过容器开口28观测容器14的底部12，这样就摄取了容器底和滑板窄缝22的光源24的影象。
光源24是细长形的，最好是如图1和图2中所示的那样，并且光源24的尺寸是加长的，它沿直径方向经过容器底部，横切容器轴25(图3)。光源24可以包括一个伸长的白炽灯或一系列通过漫射体照射容器14底部的单个灯。线性扫描摄影机26包括一个线性排列的传感器30，传感器30有许多平行于光源24的延长方向、横切容器轴的光传感器件。在光源24照射的情况下，通过容器14的开口28观测的容器底部12被镜头32聚焦成象于线性排列的传感器30上。装置10中的容器14被一个合适的机器36带动沿其中心轴25旋转。摄影机26被连接到一个信息处理器32上，信息处理器34用于在容器旋转增加时对传感器36进行扫描。
图1和图2中的实施例的操作显示于图3-图5中。图3显示了光源24相对于容器底部12的几何形状，象上文叙述的那样，光源24在容器的径各方向上是延长的，在容器的切线方向上是狭窄的。当使摄影机视线基本上沿径向方向折射的折射偏差38(例如缓冲疤痕和注入的标志环)(图5)进入摄影机的视野时，折射偏差并不影响进入传感器的光强度。因为由于光源在径向方向上被加长，所以传感器仍将看到光源。另一方面，当使摄影机视线沿容器直径的切线方向折射的那种折射偏差(例如玻璃颗粒、结或块)(图4)进入摄影机的视野时，至少一些摄影机元件的视线被折射得远离图4所示的光源。摄影机传感器30在容器旋转增加的时候被信息处理器34扫描，而生成一个完整的容器底的两维影象。折射偏差40(以及不透光偏差例如石头)在其它的光亮背景的映衬下将做为一个黑点或黑色区域出现在这种影象中。该影象可以利用常规技术例如美国专利4,601,395中的技术进行分析，并且在任何或所有的折射偏差40(以及不透光的偏差)超过可接受的标准的情况下，信息处理器34产生一个次品信号来从生产线上移走容器14。
图6所示的是本发明的一个改进的装置42，在该装置中光源44在切线方向上被一个光线控制膜片46弄窄了，该光线控制膜片有许多在径向方向上经过容器14的底部12的平行窄条48布于其上。使摄影机的视线沿径向方向折射的任何偏差38(图5)将不影响容器底部的摄影图象，因为折射是在与窄条48平行的方向上。然而，使光源的摄影视线沿切线方向折射的任何偏差40(图4)将更加妨碍摄影机所视的光源，直到在窄条的临界视角摄影机不再能通过容器底部看见光源为止。这样，当摄影视线被折射远离光源的时候图1-5的实施例产生或亮或暗的影象，同时图6的实施例在不妨碍光源的观测和在光线控制膜条的临界视角完全妨碍光源的观测之间提供了灰度级。
Claims (8)
1.一种用于检测带有一个开口(28)和一个中心轴的半透明容器(14)的底部(12)的装置，包括：
安置用于通过容器口观测容器底部的光传感器(26)，
在容器口对面的容器底部的一边安置一个光源(24或26)，该光源位于容器的外部，
以入射到所述传感器的光能量来检测容器底部的生产偏差的装置(34)，
由所述光传感器通过容器的底部观测的所述光源，其特征在于，所述光源有一个容器底部的径向照射角，从而使所述光传感器通过容器口观测，容器底部径向折射光的偏差(38)是透明的，还有一个容器底部的切线方向的照射角，从而在容器底部使光线沿容器底部的切线方向折射的偏差(40)在所述光传感器中产生一个黑色影象。
2.如权利要求1所述的装置，其中容器底部的径向照射角沿径向方向扩展经过容器底部。
3.如权利要求1或2所述的装置，其中所述光源包括许多平行窄条(48)，这些窄条彼此分开，沿容器底部的径向伸展，以便限制所述传感器能观察到的，所述光源的影象的切线方向的角度。
4.如权利要求1或2所述的装置，其进一步包括使容器绕其中心轴旋转的装置(36)。
5.如权利要求3所述的装置，其进一步包括使容器绕其中心轴旋转的装置(36)。
6.如权利要求4所述的装置，其中所述的光传感器(26)包括一个阵列传感器(30)，传感器(30)有许多沿容器底部的径向排列的传感元件，并且所述的偏差测量装置(34)包括在容器的旋转增加的情况下对所述的排列进行扫描来形成一个容器底部的二维影象的装置。
7.一种检测带有开口(28)和一个中心轴的半透明容器(14)的底部(12)的方法，所述方法包括下列步骤：
(a)安置一个光传感器26，以便通过容器口观测容器底部；
(b)从容器的外部沿与传感器轴向排列的方向照射容器底部，使用该种方法，光源的影象在容器底部的切线方向有一个尺寸，以便容器底部的任何切线方向的折射偏差(40)都能使传感器视线沿切线方向折射，远离所述的照射；
(c)以从所述光源通过底部入射到所述传感器的光能强度来检测容器底部产生的偏差。
8.如权利要求7所述的方法，还包括附加的步骤：
(d)在执行所述的(a)和(b)步骤的时候使容器绕其轴旋转。
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