CN117529445A - 用于检查经填充的容器和其中的产品的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于生产填充有液体的容器并且特别是饮料容器(10)的设施(1)，该设施包括：至少一个传送装置(2)，该至少一个传送装置沿着预先确定的传送路径(P)传送容器(10)；填充装置(4)，该填充装置填充该容器(10)；封闭装置(5)，该封闭装置封闭经填充的容器；和检查装置(6)，该检查装置检查经填充的、封闭的容器，所述检查装置(6)沿着该传送路径布置在该封闭装置(5)的下游，其特征在于，该检查装置(6)适于并且旨在用于输出表征倒入该容器中的产品的组成的至少一个测量值。
Description
说明书
本发明涉及一种用于检查填充有液体的容器并且特别是用于检查这些液体的设备和方法。在饮料制造工业的现有技术中已知用于检查饮料容器的许多设备和方法。确定了多种参数，诸如异物检测、填充水平检测等。此外，在现有技术中还期望不仅仅检测容器中的缺陷，诸如液体中的异物，或者相关填充水平。接收关于容器内容物或内容物的组成的信息也是有利的。
从US2006/0037286 A1中已知用于填充饮料的填充设施的示例。US10501 302B2公开了一种用于识别饮料填充范围内的错误状态的方法。
从EP 3 433 204 B1中已知一种容器填充装置，其中设置有与填充贮器或循环管路连接的测量传感器系统，其中根据测量传感器系统的输出信号来控制饮料组分供给。在该设施中，对待填充到容器中的介质进行检查。然而，不可能以这种方式检查经填充的容器。
因此，本领域技术人员面临提供一种允许检查经填充的容器的内容物的设备和方法的目的。这些目的通过独立权利要求的主题实现。有利的实施方案和改进是从属权利要求的主题。
根据本发明的用于生产液体容器并且特别是饮料容器的设施具有沿着预先确定的传送路径传送容器的传送装置、填充容器的填充装置、封闭(利用封闭件)经填充的容器的封闭装置以及检查经填充的、封闭的容器的检查装置，所述检查装置沿着传送路径布置在封闭装置的下游。
根据本发明，检查装置适于并且旨在用于输出至少一个测量值，该至少一个测量值表征倒入容器中的产品的组成。
因此提出，该检查装置检查并且特别地分析倒入容器中的液体。在一个优选的实施方案中，传送装置将容器传送经过检查装置并且/或者将检查装置集成到设施中。检查装置优选地允许在设施的工作操作中检查待生产的饮料容器。检查装置优选地适于并旨在用于容器的在线检查。
这里描述的容器尤其可以是瓶和饮料瓶，尤其是塑料瓶或气体瓶。
该设施此外可具有生产容器的生产装置，诸如吹塑机，特别是拉伸吹塑机。
优选地，容器对于辐射并且特别是对于在可见光和红外波长范围中的光至少部分地并且优选完全地是透明的。
传送装置特别优选地适于并且旨在用于以介于0.05m/s和3m/s之间的传送速度传送容器。
在另外的优选的实施方案中，检查装置布置在容器的直线传送路径部分中。但是也可考虑，传送装置沿着圆形的或圆形分段形状的传送路径传送容器并且在该区域中进行检查。
在另外的优选的实施方案中，该设施具有多个检查装置。它们例如可沿着容器的传送路径一个接着一个地布置。
在另外的优选的实施方案中，在封闭装置与检查装置之间布置有沉降区段，该沉降区段使容器内的液体静止和/或基本上静止。
因此，在本发明的范围内，提出通过(特别是透明的)瓶或封装件进行无接触和/或光学和/或如以下更详细描述的特别是分光测量以及特别是产品本身的在线测量。
优点在于，以这种方式，其中混合发生在填充阀中或仅发生在容器中的填充过程可被监测，即在实际填充过程之后。
该填充装置优选地适于并且旨在用于将由多种组分(例如，水和糖浆)组成的饮料倒入容器中。
根据当前的现有技术，对于此类技术没有进行100％的质量控制。产品质量只能在实验室中离线检验(例如通过气相色谱法)。这可通过应用本发明并且特别是通过应用在线分光测量来改变。因此，优选地进行分光测量。
这使得对于每个单独容器的连续、100％在线和过程监测成为可能，因为质量控制直接在容器上进行。用于监测食品的分光法的应用的优点通过从外部通过容器的测量来补充。
在另外的优选的实施方案中，该设施具有另外的检查装置，该另外的检查装置适于并且旨在用于检查容器。特别优选的是，该另外的检查装置在容器的传送方向上布置在这里描述的检查装置的上游。然而，也可将其布置在这里描述的检查装置的下游，该检查装置检查产品。
该另外的检查装置可检查容器本身，例如用于检查容器中的缺陷、容器中是否存在异物、或液体的填充水平等。
特别优选地，检查装置被构造和旨在用于从外部通过容器进行检查。
在一个优选的实施方案中，填充装置具有填充容器的多个填充元件。这些填充元件可例如布置在可旋转载体上，容器也借助于该可旋转载体被传送。上述传送装置继而可由许多分装置组成，诸如传送星轮形物。这些填充元件优选地各自具有可单独控制的填充阀。
此外，填充装置可具有用于储存饮料的第一组分的第一贮存器和用于储存饮料的第二组分的第二贮存器，所述储存器各自能够与填充元件形成流动连接。
在一个优选的实施方案中，检查装置适于并且旨在用于在这些容器的传送过程中并且特别是在它们的移动过程中检查这些容器。以这种方式，容器内容物的在线测量是可能的。
在一个优选的实施方案中，上述测量值表征液体的从包括液体中预先确定的成分或物质的存在、液体中物质的浓度、液体中组分的浓度、液体中气相的存在等的一组特性中选择的特性。
检查装置可能输出定性值，诸如表征特定物质的存在的值，或者定量值，诸如关于浓度的信息。在每种情况下应当输出这些值中的哪个(些)也可取决于使用者。例如对于使用者来说重要的是，确定待填充的液体的成分是否以正确的浓度比存在。此外，使用者可能对确定液体中是否存在特定异物和/或外来物质(其例如可能来自相同容器的较早使用)感兴趣。
检查装置优选地适于并且旨在用于确定液体中的痕量物质的检测，该痕量物质的检测范围高达μg每升以及更低。检查装置优选地能够防止例如香味遗留或能够检查已经填充到封闭瓶中的饮料。优选地，应当使得经填充的、封闭的瓶中的饮料的最终产品控制(即，不是直接液体)并且特别是经填充的饮料的正/负控制成为可能。此外，本发明优选地检查关于其他液体的稀释或遗留的饮料质量。
在大量测试的范围内，可能确定所使用的传感器适于检查。填充有饮料的瓶通常用作测量单元本身。经由视觉评估进行光谱结果的初始评估和评价。
对于较低的检测限制和更精确的评估以及对于特定污染物的随后校准，该设施优选地具有评估装置，并且特别是基于软件的评估装置。利用适当的算法，可实现比利用纯视觉评价显著更低的检测限制。评估装置优选地使用人工智能来评估测量结果。
优选地，确定待检测和/或分析的(特别是每种)液体的至少一个测量值并且特别优选地确定待检测和/或分析的(特别是每种)液体的多个(或全部)测量值，以及/或者特别地确定从由检查装置生成的测量值的数据或从其导出的数据是基于(计算机实现的)机器学习方法，优选地基于至少一个(人工)神经网络的机器学习方法的。这种神经网络例如可设计为深度神经网络(DNN)和/或卷积神经网络(CNN)和/或循环神经网络(RNN)。
优选地预先确定用于对分析结果(例如，光谱的特定波长相关的最大值或最小值的分析结果)进行分类的类别。这些类别优选地被存储在外部存储装置中(下面具体描述)，并且可通过检索这些存储的类别来更新。这些类别可优选地与至少一个参考光谱进行比较。
优选地，为了确定至少一个链接参数并且优选地确定多个链接参数(特别是通过评估光谱分析)，与液体相关并且包括填充所讨论的特定容器的填充装置或该填充装置的填充元件的(借助于传感器装置)确定的传感器数据(或从其导出的数据)和/或确定的缺陷大小和/或参数(在处理时选择和/或设定)的(至少)一个数据集借助于人工神经网络来处理。
优选地，为了确定至少一个链接参数并且优选地确定多个链接参数(特别是通过光谱分析装置)，与多个检测到的液体相关的(至少)多个数据集(在以上段落中描述)借助于人工神经网络来处理。与特定液体、特别是偏离目标状态的液体相关的数据集可分别涉及与特定填充装置的液体相关的数据集。与特定液体相关的多个数据集优选地涉及至少两个不同的填充装置，并且优选地涉及多个不同的(参考)填充装置和/或涉及填充有参考液体的特定容器。多个数据集优选地存储在(外部)存储装置中，特别是(外部)服务器中。
数据集，特别是填充观察到的容器的填充装置的测量值(或从其导出的数据)和/或缺陷大小和/或参数(在处理时选择和/或设定)优选地作为输入变量提供给人工神经网络。人工神经网络优选地根据可参数化处理链将输入变量映射到输出变量上，其中(预先确定的)填充装置的至少一个链接参数以及优选地多个链接参数被选择作为输出变量。
人工神经网络优选地设计为深度神经网络(DNN)，其中可参数化处理链具有多个处理层，以及/或者设计为卷积神经网络(CNN)和/或循环神经网络(RNN)。
优选地使用预先确定的训练数据来训练人工神经网络，其中训练对可参数化处理链进行参数化。优选地，所使用的训练数据是与上文关于至少一种液体描述的数据集相关的数据集，该至少一种液体特别是通过特定填充装置并且优选地通过多个不同的填充装置或者经填充的容器来倒出。优选地使用以这种方式训练的神经网络。训练优选地借助于监督学习来执行。然而，也可能借助于无监督学习、加强学习或随机学习来训练人工神经网络。
在另外的优选的实施方案中，待输出的测量值能够从一组测量值中选择。这意味着使用者可选择应当检验什么，以及例如应当进行定量还是定性测试。
在另外的优选的实施方案中，检查装置具有将辐射引导到容器上的辐射装置和检测穿过容器的辐射的辐射检测器装置。
优选地，其中辐射装置辐射到容器上的辐射方向与容器的纵向方向成不同于0°的角度。这意味着辐射装置优选地通过容器壁辐射到容器中，并且辐射再次在容器的相对侧上离开。辐射装置特别优选地将辐射引导到容器的基体上或容器的肩部区域上。
这意味着特别优选地使用透射光方法进行测量，并且如上所述，容器本身用作测量单元。
优选地，以使得由于容器的标签而发生很少或不发生阻碍的方式选择通过容器的辐射的波束路径。优选地，对瓶几何形状的进一步改变没有附加影响。
在另外的优选的实施方案中，该设施具有光谱仪和/或单色仪并且/或者该设施具有辐射装置，该辐射装置具有可变发射光谱，特别是相对于波长可变的发射光谱。以这种方式，可执行波束分析。
特别优选地在300nm与3000nm之间的波长范围内进行波束分析。
在另外的优选的实施方案中，辐射装置是激光装置，特别是相对于发射可调谐的激光装置，诸如染料激光器或OPO(光学参数振荡器)。
在另外的优选的实施方案中，该设施具有评估装置，该评估装置评估由检查装置输出的测量值。该评估装置可将测量值与参考值进行比较，以便例如搜索或确定特定的光谱或分光特性。如上所述，可使用人工智能。
在另外的优选的实施方案中，该设施具有卸除装置，考虑到由检查装置输出的结果或测量值(或多个测量值)，该卸除装置在容器的传送方向上布置在该检查装置的下游，并且适于并且旨在用于将容器从传送路径中排除或卸除。例如，由于容器的内容物而被识别为有缺陷的容器可被排除而不进行进一步处理。
在另外的优选的实施方案中，该设施具有至少一个另外的检查装置，该至少一个另外的检查装置适于并且旨在用于检查经填充的容器。例如，可检查容器中的缺陷，例如检查塑料容器的塑料分布、容器内的异物或填充水平等。
在另外的优选的实施方案中，该设施具有分配装置，该分配装置适于并且旨在用于将另外的处理元件诸如填充构件分配给经检查的容器，该填充构件已经填充此容器。以这种方式，在设施中的有针对性的干预是可能的，例如以便响应于此类检查结果而关闭单独的填充构件或者关于饮料的填充而修改这些检查结果。
本发明此外涉及一种用于生产液体容器并且特别是饮料容器的方法，其中传送装置沿着预先确定的传送路径传送容器，填充装置填充容器，封闭装置封闭经填充的容器，并且检查装置检查经填充的、封闭的容器。该检查装置沿着传送路径布置在封闭装置的下游。
根据本发明，检查装置输出至少一个测量值，该至少一个测量值表征倒入容器中的产品的组成。
该填充装置优选地适于并且旨在用于将饮料的不同或多种组分倒入每个容器中。
在另外的优选的方法中，检查装置在容器的移动期间和/或传送期间检查容器。在另外的优选的方法中，辐射装置将辐射引导到容器上，并且检测器装置检测穿过容器的辐射。
检查装置特别优选地对穿过容器的辐射进行光谱分析。在另外的优选的方法中，将由检查装置记录的测量值与比较值进行比较。
在附图中可看到进一步的优点和实施方案：
在附图中：
图1是根据本发明的设施的粗略示意图。
图1是根据本发明的用于生产饮料容器的设施的示意图。这里，塑料预成型件20被提供给成形装置12诸如吹塑机，并且成形为容器10。这些容器借助于填充装置4填充并借助于封闭装置5封闭。任选的检查装置16可连接到该封闭装置，该检查装置例如检查特定标准，例如填充水平是否对应于预先确定的标准或者容器中是否存在异物。
用于使容器中的介质静止的传送区段18优选地连接到该检查装置。沿着传送路径P传送容器的传送装置整体用2表示。
附图标记6表示检查装置，该检查装置用于分析容器中的介质，即特别是饮料。该检查装置具有辐射装置62和辐射检测器装置64，在这些装置62、64之间传送容器。附图标记66表示分析由检测器装置64记录的辐射的评估装置。
附图标记8表示卸除装置，该卸除装置适于并旨在用于响应于来自检查装置16和/或6的信号而从传送路径卸除容器，特别是有缺陷的容器。
申请人保留要求保护在申请文件中公开的对于本发明必要的所有特征的权利，只要它们单独地或组合地相对于现有技术是新颖的。还要指出的是，在各个附图中也描述了本身可能有利的特征。本领域技术人员将立即认识到，即使不采用来自该图的另外特征，图中描述的特定特征也可以是有利的。此外，本领域技术人员将认识到，优点也可由在单独附图中或不同附图中示出的若干特征的组合产生。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于生产填充有液体的容器并且特别是饮料容器(10)的设施(1)，所述设施包括：至少一个传送装置(2)，所述至少一个传送装置沿着预先确定的传送路径(P)传送容器(10)；填充装置(4)，所述填充装置填充所述容器(10)；封闭装置(5)，所述封闭装置封闭经填充的容器；和检查装置(6)，所述检查装置检查经填充的、封闭的容器，所述检查装置(6)沿着所述传送路径布置在所述封闭装置(5)的下游，
其特征在于，
所述检查装置(6)适于并且旨在用于输出至少一个测量值，所述至少一个测量值表征倒入所述容器中的产品的组成，其中，所述设施具有光谱仪和/或单色仪以及/或者具有带有可变发射光谱的辐射装置。
2.根据权利要求1所述的设施(1)，
其特征在于，
所述检查装置(6)适于并且旨在用于在所述饮料容器的传送期间检查所述饮料容器。
3.根据前述权利要求中至少一项所述的设施(1)，
其特征在于，
所述测量值表征所述液体的从包括预先确定的成分或物质的存在、物质的浓度、所述液体的组分的浓度等的一组特性中选择的特性。
4.根据前述权利要求中至少一项所述的设施(1)，
其特征在于，
待输出的所述测量值能够从一组测量值中选择。
5.根据前述权利要求中至少一项所述的设施(1)，
其特征在于，
所述检查装置具有将辐射引导到所述容器上的辐射装置(62)和检测穿过所述容器(10)的辐射的辐射检测器装置(64)。
6.根据前述权利要求中至少一项所述的设施，
其特征在于，
所述设施具有评估装置，所述评估装置评估由所述检查装置输出的所述测量值，所述评估装置优选地使用人工智能来评估所述测量值。
7.根据前述权利要求中至少一项所述的设施，
其特征在于，
所述设施具有卸除装置，考虑到由所述检查装置输出的结果，所述卸除装置在所述容器的传送方向上布置在所述检查装置的下游，并且适于并且旨在用于将所述容器从所述传送路径中排除。
8.根据前述权利要求中至少一项所述的设施，
其特征在于，
所述设施具有至少一个另外的检查装置，所述至少一个另外的检查装置适于并且旨在用于检查经填充的容器。
9.根据前述权利要求中至少一项所述的设施，
其特征在于，
所述设施具有分配装置，所述分配装置适于并且旨在用于将填充构件分配给经检查的容器，所述填充构件已经填充此容器。
10.一种用于生产液体容器并且特别是饮料容器的方法，其中传送装置(2)沿着预先确定的传送路径(P)传送容器(10)，填充装置(4)填充所述容器(10)，封闭装置(5)封闭经填充的容器，并且检查装置(6)检查经填充的、封闭的容器，所述检查装置(6)沿着所述传送路径布置在所述封闭装置(4)的下游，
其特征在于，
所述检查装置(6)输出至少一个测量值，所述至少一个测量值表征倒入所述容器中的所述产品的组成，其中，所述设施具有光谱仪和/或单色仪以及/或者具有带有可变发射光谱的辐射装置。
11.根据前述权利要求所述的方法，
其特征在于，
所述检查装置在所述容器的移动期间检查所述容器。
12.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，
其特征在于，
辐射装置将辐射引导到所述容器上，并且检测器装置检测穿过所述容器的辐射。
13.根据前述权利要求所述的方法，
其特征在于，
所述检查装置进行分光测量。
14.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，
其特征在于，
将由所述检查装置记录的所述测量值与比较值进行比较。
Claims (15)
1.一种用于生产填充有液体的容器并且特别是饮料容器(10)的设施(1)，所述设施包括：至少一个传送装置(2)，所述至少一个传送装置沿着预先确定的传送路径(P)传送容器(10)；填充装置(4)，所述填充装置填充所述容器(10)；封闭装置(5)，所述封闭装置封闭经填充的容器；和检查装置(6)，所述检查装置检查经填充的、封闭的容器，所述检查装置(6)沿着所述传送路径布置在所述封闭装置(5)的下游，
其特征在于，
所述检查装置(6)适于并且旨在用于输出至少一个测量值，所述至少一个测量值表征倒入所述容器中的产品的组成。
2.根据权利要求1所述的设施(1)，
其特征在于，
所述检查装置(6)适于并且旨在用于在所述饮料容器的传送期间检查所述饮料容器。
3.根据前述权利要求中至少一项所述的设施(1)，
其特征在于，
所述测量值表征所述液体的从包括预先确定的成分或物质的存在、物质的浓度、所述液体的组分的浓度等的一组特性中选择的特性。
4.根据前述权利要求中至少一项所述的设施(1)，
其特征在于，
待输出的所述测量值能够从一组测量值中选择。
5.根据前述权利要求中至少一项所述的设施(1)，
其特征在于，
所述检查装置具有将辐射引导到所述容器上的辐射装置(62)和检测穿过所述容器(10)的辐射的辐射检测器装置(64)。
6.根据前述权利要求中至少一项所述的设施(1)，
其特征在于，
所述设施具有光谱仪和/或单色仪以及/或者具有带有可变发射光谱的辐射装置。
7.根据前述权利要求中至少一项所述的设施，
其特征在于，
所述设施具有评估装置，所述评估装置评估由所述检查装置输出的所述测量值，所述评估装置优选地使用人工智能来评估所述测量值。
8.根据前述权利要求中至少一项所述的设施，
其特征在于，
所述设施具有卸除装置，考虑到由所述检查装置输出的结果，所述卸除装置在所述容器的传送方向上布置在所述检查装置的下游，并且适于并且旨在用于将所述容器从所述传送路径中排除。
9.根据前述权利要求中至少一项所述的设施，
其特征在于，
所述设施具有至少一个另外的检查装置，所述至少一个另外的检查装置适于并且旨在用于检查经填充的容器。
10.根据前述权利要求中至少一项所述的设施，
其特征在于，
所述设施具有分配装置，所述分配装置适于并且旨在用于将填充构件分配给经检查的容器，所述填充构件已经填充此容器。
11.一种用于生产液体容器并且特别是饮料容器的方法，其中传送装置(2)沿着预先确定的传送路径(P)传送容器(10)，填充装置(4)填充所述容器(10)，封闭装置(5)封闭经填充的容器，并且检查装置(6)检查经填充的、封闭的容器，所述检查装置(6)沿着所述传送路径布置在所述封闭装置(4)的下游，
其特征在于，
所述检查装置(6)输出至少一个测量值，所述至少一个测量值表征倒入所述容器中的所述产品的组成。
12.根据前述权利要求所述的方法，
其特征在于，
所述检查装置在所述容器的移动期间检查所述容器。
13.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，
其特征在于，
辐射装置将辐射引导到所述容器上，并且检测器装置检测穿过所述容器的辐射。
14.根据前述权利要求所述的方法，
其特征在于，
所述检查装置进行分光测量。
15.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，
其特征在于，
将由所述检查装置记录的所述测量值与比较值进行比较。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102021115729.3A DE102021115729A1 (de) | 2021-06-17 | 2021-06-17 | Vorrichtung und Verfahren zum Inspizieren von befüllten Behältnissen und deren Füllgut |
| DE102021115729.3 | 2021-06-17 | ||
| PCT/EP2022/064131 WO2022263132A1 (de) | 2021-06-17 | 2022-05-24 | Vorrichtung und verfahren zum inspizieren von befüllten behältnissen und deren füllgut |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| WO (1) | WO2022263132A1 (zh) |
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| DE102023103859A1 (de) * | 2023-02-16 | 2024-08-22 | Krones Aktiengesellschaft | Vorrichtung zum Befüllen von Behältern und Verfahren zur Überwachung des Füllprozesses |
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- 2021-06-17 DE DE102021115729.3A patent/DE102021115729A1/de active Pending
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