CS213664B1

CS213664B1 - Device for detecting dirt on the bottom of continuously moving transparent bottles.

Info

Publication number: CS213664B1
Application number: CS314280A
Authority: CS
Inventors: Jiri Klima; Alexander Winkler
Original assignee: Jiri Klima; Alexander Winkler
Priority date: 1980-05-06
Filing date: 1980-05-06
Publication date: 1982-04-09

Abstract

Předmětem vynálezu je zařízení ke zjištění nečistot na dně průhledných kontinuálně se pohybujících lahví, používané v mlékárenském, pivovarnickém a potravinářském průmyslu. Zařízení podle vynálezu sestává z optické a vyhodnocovací části. Nové je zde především uspořádání optické části, která je tvořena světelným zdrojem, nad nímž jsou a axiálním směru umístěny rozptylovací desky, objektiv a snímací část, tj. jeden nebo více srovnávacích fotosnímačů a mozaika fotosnímačů. Spojení optické a vyhodnocovací části je provedeno pomocí jednoduchého elektrického obvodu. Hlavní výhoda zařízení podle vynálezu spočívá v podstatném zjednodušení postupu při vyhodnocování signálu ze snímací čésti, ke kterému dochází vhodným zapojením jak srovnávacích fotosnímačů, tak i fotosnímačů mozaiky.The subject of the invention is a device for detecting impurities at the bottom of transparent continuously moving bottles, used in the dairy, brewing and food industries. The device according to the invention consists of an optical and evaluation part. What is new here is primarily the arrangement of the optical part, which is formed by a light source, above which are located in the axial direction scattering plates, a lens and a sensing part, i.e. one or more comparison photosensors and a mosaic of photosensors. The connection of the optical and evaluation parts is made using a simple electrical circuit. The main advantage of the device according to the invention lies in the substantial simplification of the procedure for evaluating the signal from the sensing part, which occurs by appropriate connection of both the comparison photosensors and the mosaic photosensors.

Description

Předmětem vynálezu je zařízení ke zjišťování nečistot na dnech průhledných, kotinuálně se pohybujících lahví, zejména používané v mlékárenském, pivovarnickém a potravinářském průmyslu.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a device for detecting impurities on bottoms of transparent, cinematic-moving bottles, particularly used in the dairy, brewing and food industries.

U dosud používaných kontinuálních zařízení ke zjišťování nečistot v lahvích jsou lahve v místě kontroly vyvedeny z dopravníku pod prohlížecí hlavu, kde jsou v předem stanovené poloze odspodu prosvíceny přes rozptylovací desku. Paprsky světla, procházející dnem láhve a vystupující z hrdla láhve, jsou pak opticky zpracovány a přes rozklad obrazu vedeny do fotoelektrického snímače. Signály jsou elektronicky zesíleny a logicky zpracovány. Nečisté lahve jsou na pokyn logiky vyřazovány speciálními mechanismy na shromažcíovací stůl.In the continuous bottle contamination detection devices used so far, the bottles are discharged from the conveyor at the inspection site under the viewing head, where they are backlit through a diffuser plate in a predetermined position from below. The rays of light passing through the bottom of the bottle and emerging from the neck of the bottle are then optically processed and passed through the image decomposition to a photoelectric sensor. The signals are amplified electronically and processed logically. Unclean cylinders are discarded by special mechanisms on the assembly table at the order of logic.

U těchto zařízení se pro rozklad obrazu používá otočný hranol, otočné duté zrcadlo neb· otočná clona. Vlastní vyhodnocení musí být provedeno velmi rychle, neboť rychlost kontinuálně se pohybujících lahví činí až 1 m/s, přičemž se lahve během kontroly mohou posunout jen asi o 3 mm.In these devices, a rotating prism, a hollow mirror or a rotating orifice plate is used to decompose the image. The actual evaluation must be carried out very quickly, since the speed of the continuously moving cylinders is up to 1 m / s and the cylinders can only move by about 3 mm during the inspection.

U jiných metod a zařízení se promítá dno láhve na mozaikovitě uspořádané fotosnímače a současně na velkoplošný fotosnímač. Každý fotosnímač v mozaice, jejíž tvar je přizpůsoben tvaru dna láhve, tzn, že je kruhový, avšak s korekcí dna na posun láhve během kontroly, prohlíží svůj úsek dna láhve. Elektronickým vyhodnocením se pak srovnává prosvětlení jednotlivých úseků s celkovým prosvětlením dna láhve. Snížení prosvětlení alespoň jednoho fotosnímače mozaiky má za následek vyřazení láhve. Výhodou tohoto systému je, že neobsahuje žádné pohyblivé části, nevýhodou naopak je složitá konstrukce čidla, protože průmět dna láhve musí současně dopadat na mozaiku i na velkoplošný fotosnímač.In other methods and devices, the bottom of the bottle is projected onto a mosaic-mounted photo sensor and at the same time onto a large-area photo sensor. Each photo sensor in a mosaic whose shape is adapted to the shape of the bottle bottom, i.e. being circular but with a bottom correction to move the bottle during inspection, inspects its portion of the bottle bottom. The electronic evaluation then compares the illumination of the individual sections with the overall illumination of the bottom of the bottle. Reducing the illumination of at least one mosaic photo sensor results in the bottle being rejected. The advantage of this system is that it does not contain any moving parts, the disadvantage is the complicated construction of the sensor, because the projection of the bottom of the bottle must simultaneously impinge on the mosaic and on the large-area photo sensor.

U dalšího zařízení je každý jednotlivý fotosnímač mozaiky napojen na vlastní vyhodnocovací logický systém, což je značně složité, přičemž se neprovádí korekce citlivosti vzhledem k různé průsvitnosti a zabervení skla lahví.In a further device, each individual mosaic photo sensor is connected to its own evaluation logic system, which is quite complex, without sensitivity correction due to different translucency and bottle glass tint.

Uvedené nedostatky odstraňuje v podstatné míře zařízení pre zjišťování nečistot na dně kontinuálně se pohybujících průhledných lahví podle vynálezu, které sestává z Části optické a části vyhodnocovací. Optická část zařízení je tvořena světelným zdrojem, nad nímž jsou postupně v axiálním směru umístěny rozptylovací deska, objektiv a snímací část, jejíž součástí je mozaika sestavená z fotosnímačů. Zařízení podle vynálezu je charakterizováno tím, že součástí snímací části je vedle mozaiky, tvořené fotosnímači zapojenými do série, rovněž nejméně jeden srovnávací fotosnímač, umístěný v průsvitné stěně trubkovitého tvaru. Jediný výstup mozaiky fotosnímačů je potom spojen dále s jedním vstupem prvního diferenčního operačního zeailovačě. Na druhý vstup téhož prvního diferenčního operačního zesilovače je zapojen přes potenciometr citlivosti výstup nejméně jednohe srovnávacího fotosnímače, přičemž výstup tohoto prvního diferenčního operačního zesilovače je přes první oddělovací diodu zapojen na vstup vyhodnocovací čésti.The above-mentioned deficiencies are substantially eliminated by the dirt detection device at the bottom of the continuously moving transparent bottles according to the invention, which consists of an optical part and an evaluation part. The optical part of the device consists of a light source, over which are dispersed in the axial direction a diffuser plate, a lens and a sensing part, which includes a mosaic made of photosensors. The device according to the invention is characterized in that in addition to the mosaic formed by the photographic sensors connected in series, the sensing part also comprises at least one comparative photographic sensor located in a translucent wall of a tubular shape. A single output of the photo sensor mosaic is then coupled further to one input of the first differential op-amplifier. The output of the at least one comparative photo sensor is connected to the second input of the same first differential operational amplifier via the sensitivity potentiometer, and the output of the first differential operational amplifier is connected to the input of the evaluation part via the first separating diode.

0»0 »

Aby bylo srovnávací napětí, hlavně u větších zařízení, nezávislé na poloze nečistot < v láhvi, je možno do průsvitné stěny trubkovitého tvaru vložit více srovnávacích fotosnímačů, které jsou mezi sebou propojeny paralelně.In order to make the comparative voltage independent of the position of the impurities in the bottle, especially in larger devices, it is possible to insert a plurality of comparative photosensors which are connected in parallel in the tubular translucent wall.

Vzájemné propojení optické a vyhodnocovací části je možné i pomocí dvou diferenčních operačních zesilovačů, sestavených do elektrického obvodu tak, že výstup srovnávacích fo213 684 tosnímačů je zároveň napojen na jeden vstup druhého diferenčního operačního zesilovače, na jehož druhý vstup je přivedeno přes další potenciometr citlivosti konstantní stejnosměrné napětí . Výstupy ebou diferenčních operačních zesilovačů jsou^přitom přes první a druhou oddělovací diodu propojeny na společný' výstup, kterýje napojen na vlastní vyhodnocovací část.Interconnection of the optical and the evaluation part is also possible by means of two differential operational amplifiers, assembled into the electrical circuit, so that the output of comparing fo213 684 sensors is simultaneously connected to one input of the second differential operational amplifier. Tension . The outputs or differential operational amplifiers are connected via the first and second separating diodes to a common output, which is connected to the actual evaluation part.

Hlavní výhoda zařízení podle vynálezu spočívá v podstatném zjednodušení postupu při vyhodnocování signálu ze snímací části, ke kterému dochází z toho důvodu, že z mozaiky, tvořené sériově zapojenými fotosnímači, vychází jen jediný signál, udávající znečištění láhve. Účinnost zařízení je zvýšena použitím srovnávacího fotosnímače, který je umístěn v průsvitné stěně nad objektivem. Rozptyl světla pak v závislosti na průsvitnosti a zabarveni skla láhve působí na srovnávací fotosnímač. Signál z mozaiky i srovnávacího fotosnímače pak zpracovává diferenční operační zesilovač. Na druhý diferenční operační zesilovač je přiveden jednak výstup srovnávacího fotosnímače, jednak i pevné stejnosměrné předpětí. Výstupy obou diferenčních operačních zesilovačů jsou přes oddělovací diody přivedeny na vstup té části zařízení, ve které probíhá vlastní vyhodnocování kontroly.The main advantage of the device according to the invention lies in the substantial simplification of the process for evaluating the signal from the sensing part, which occurs because only a single signal indicating contamination of the bottle emanates from the mosaic formed by the series-connected photo sensors. The efficiency of the device is enhanced by the use of a comparative photo sensor, which is located in a translucent wall above the lens. The light scattering, depending on the translucency and color of the bottle glass, then acts on the comparative photo sensor. The signal from the mosaic and the comparative photo sensor is then processed by the differential opamp. The output of the comparative photo sensor is connected to the second differential operational amplifier as well as the fixed DC bias voltage. Outputs of both differential operational amplifiers are connected via separating diodes to the input of the part of the device in which the actual evaluation of the control takes place.

Příkladné provedení zařízení pro zjišťování nečistot na dně kontinuálně se pohybujících průhledných lahví podle vynálezu je dále schématicky znázorněno na výkresech, kde obr. 1 představuje celkové uspořádání zařízení, resp. jeho optické části a obr. 2 elektrické zapojení vyhodnocovací části.An exemplary embodiment of a device for detecting impurities at the bottom of continuously moving transparent bottles according to the invention is further schematically shown in the drawings. 2 shows the electrical connection of the evaluation part.

Optická část zařízení podle vynálezu (obr. 1) sestává ze zdroje 1 světla, nad aímž je umístěna rozptylovací deska 2, nad níž následuje v axiálním směru kontrolovaná láhev „3. Nad lahví 3 je umístěn objektiv 4, nad nímž následují srovnávací fotosnímače 5 zapojené paralelně a uchycené v průsvitné hmotě trubkovitého tvaru. Posledním členem této optické Části je mozaika 6 tvořená aériově zapojenými fotosnímači.The optical part of the device according to the invention (FIG. 1) consists of a light source 1, above which a diffuser plate 2 is placed, above which a bottle 3 to be inspected in the axial direction is placed. Above the bottle 3 is placed an objective 4, followed by comparative photosensors 5 connected in parallel and mounted in a translucent mass of tubular shape. The last member of this optical part is a mosaic 6 formed by a series of photo-connected sensors.

Paprsky ze zdroje 1 světla se rozptylují při průchodu rozptylovací deskou 2 a dopadají přes kontrolovanou láhev 3 na objektiv 4 optického systému tak, aby nad objektivem 4 přicházelo rozptýlené světlo na vložený srovnávací fotosnímač 5. Nerozptýlené paprsky procházejí volně na fotosnímače 14 mozaiky 6.The rays from the light source 1 scatter as they pass through the diffuser plate 2 and impinge through the inspected bottle 3 onto the objective 4 of the optical system so that above the objective 4 the diffused light arrives at the interposed comparison photo sensor 5.

Srovnávací fotosnímače 5 a fotosnímače 14 mozaiky 6 jsou napojeny na logickou vyhodnocovací část zařízení prostřednictvím zapojení znázorněného na obr. 2, kde jeden výstup mozaiky 6 .je zapojen na vstup prvního diferenčního operačního Zesilovače 8, na jehož druhý vstup je přes potenciometr 7citlivosti přiveden signál ze srovnávacích foťosnímačů 5, který je však veden rovněž na jeden vstup druhého diferenčního operačního zesilovače 10,The comparator photos 5 and mosaic photos 6 are connected to the logic evaluation part of the device by means of the circuit shown in Fig. 2, where one output of the mosaic 6 is connected to the input of the first differential operational amplifier 8. comparator cameras 5, which is also connected to one input of the second differential op amp 10,

Na druhý vstup tohoto druhého diferenčního operačního zesilovače 10 je přivedeno napětí z potenciometru 9 citlivosti, který je připojen na zdroj konstantního stejnosměrného napětí. Výstupy prvního a druhého diferenčního operačního zesilovače 8, 10 jsou pak propojeny přes první a druhou oddělovací diodu 12, 13 na společný výstup 11, který je dále propojen na vstup logické vyhodnocovací části.A voltage from the sensitivity potentiometer 9 is applied to the second input of this second differential operational amplifier 10, which is connected to a constant DC voltage source. The outputs of the first and second differential operational amplifiers 8, 10 are then connected via the first and second separation diodes 12, 13 to a common output 11, which is further connected to the input of the logic evaluation section.

Popsané zařízení pracuje následujícím způsobem:The device described works as follows:

prochází-li zařízením čistá láhev, jsou napětí ze srovnávacích fotosnímačů 5 a z mozaiky na obou vstupech diferenčního operačního zesilovače 8 stejné, neboť jsou srovnána poten213 884 ciometrem 7 citlivosti. Na výstupu prvního diferenčního operačního zesilovače 8 je tudíž nulové napětí.when a clean bottle passes through the device, the voltages from the comparative photosensors 5 and the mosaic at the two inputs of the differential opamp 8 are the same as they are compared with the sensitivity sensor 7. There is therefore zero voltage at the output of the first differential opamp 8.

Je-li však některým z fotosnímačů 14 mozaiky 6 zjištěna na dně láhve nečistota, sníží se napětí mozaiky 6 oproti napětí ze srovnávacích fotosnímačů 5. které je dáno celkovým prosvětlením láhve.However, if an impurity is detected at the bottom of the bottle by one of the mosaic photo sensors 14, the mosaic 6 voltage is reduced compared to the comparison photo sensor 5, which is due to the overall illumination of the bottle.

Protože první diferenční operační zesilovač 8 pracuje s velkým zesílením, dojde v tomto případě k prudké změně jeho stavu a na výstupu 11 bude téměř plné kladné napětí, které dá povel k vyřazení láhve.Since the first differential operational amplifier 8 operates at a high gain, in this case its state changes abruptly and at output 11 there will be almost full positive voltage, which will command the bottle to be discarded.

V praxi může nastat i ten případ, že ke kontrole přijde láhev zcela znečištěná či dokonce zazátkovaná. V takovém případě by uvedený postup nebyl postačující k tomu, aby zařízení označilo láhev za nečistou, protože na obou vstupech prvního diferenčního operač- , . ního zesilovače 8 by bylo napětí stejné, a to nulové, Z tohoto důvodu je v zařízení použit druhý diferenční operační zesilovač 10, na jehož jeden vstup je přivedeno napětí srovnávacích fotosnímačů 5 a na druhý vstup pevné napětí, určené nastavením potenciometru 9 oitlivosti. Klesne-li napětí ze srovnávacích fotosnímačů 5 pod hladinu nastavenou potenciometrem 9 citlivosti, bude mít druhý diferenční operační zesilovač 10, pracující rovněž s velkým zesílením, na společném výstupu 11 plné kladné napětí a dá povel k vyřazení láhve. Napětí na výstupu 11 musí být potom dále zpracováno v logické vyhodnocovací části zařízení.In practice, it may also be the case that the bottle comes to be inspected completely soiled or even stoppered. In such a case, the procedure would not be sufficient for the device to designate the bottle as unclean because at both inlets of the first differential operation. For this reason, a second differential operational amplifier 10 is used in the apparatus, one of which is supplied with the voltage of the comparative photosensors 5 and the other with a fixed voltage determined by the setting of the potentiometer 9. If the voltage from the comparative photosensors 5 drops below the level set by the sensitivity potentiometer 9, the second differential opamp 10, also operating at high gain, will have a full positive voltage at the common output 11 and command the bottle to be discarded. The voltage at output 11 must then be further processed in the logic evaluation section of the device.

Pro zvýšení účinnosti mohou být oba diferenční operační zesilovače opatřeny kladnou zpětnou vazbou.To increase efficiency, both differential opamps can be provided with positive feedback.

Claims

An apparatus for detecting impurities at the bottom of continuously moving transparent bottles, which consists of an optical part and an evaluation part, wherein the optical part is a light source, over which a diffuser plate, a lens and a sensing part of which a mosaic is assembled Photographic sensors, characterized in that the sensing part next to the mosaic (6), consisting of the photographic sensors (14) connected in series, comprises at least one comparative photomicrograph (5) located in the translucent wall of the tubular shape, the only exit of the mosaic (6). ) is connected to one input of the first differential opamp (8), while the second input of the same first differential opamp (8) is connected via a sensitivity potentiometer (7) to at least one comparative photo sensor (5), the output of the first differential opamp i (8) is through the first dept The diode (12) is connected to the input of the evaluation part.

Device according to claim 1, characterized in that the comparison photoelectric sensors (5) are connected in parallel.

Device according to Claims 1 and 2, characterized in that the output of the comparative photosensors (5) is simultaneously connected to one input of a second differential operational amplifier (10), the other input of which is connected via a further sensitivity potentiometer (9). wherein the outputs of the first and second differential operational amplifiers (8, 10) are connected via a first and a second separation diode (12, 13) to a common output (11), which is further connected to the evaluation part of the device.