CS253154B1

CS253154B1 - Device for residue liquid determination in bottles

Info

Publication number: CS253154B1
Application number: CS849677A
Authority: CS
Inventors: Milan Krivanek
Original assignee: Milan Krivanek
Priority date: 1984-12-12
Filing date: 1984-12-12
Publication date: 1987-10-15
Also published as: CS967784A1

Abstract

Řešeni se týká zařízení pro zjištová- ní zbytkové kapaliny v lahvích s kontrolním prostorem, ležícím v místě průchodu kontrolovaných lahví po dopravní dráze, s vysílačem a přijímačem energie, s vyhodnocovacím blokem pro vyhodnoceni signálu přijímače a s hradlovým obvodem pro vytváření hradlo-i vého signálu při průchodu kontrolované láhve kontrolním prostorem. Pod kontrolním prostorem je upraven vysílač mikrovlnné energie v pásmu 5 200 až 10 900 MHz a nad kontrolním prostorem je upraven přijímač mikrovlnné energie, ležící v ose směrové vysílací antény vysílače.The present invention relates to a device for detecting residual liquid in bottles with a control space located at the passage of controlled bottles along a conveying path, with an energy transmitter and receiver, an evaluation block for evaluating the receiver signal and a gate circuit for generating a gate signal at the controlled bottle pass through the control area. Under the control space, a microwave energy transmitter is provided in the 5,200 to 10,900 MHz band, and a microwave energy receiver located in the axis of the transmitter's transmitting antenna is provided above the control space.

Description

Vynález se týká zařízení pro zjištování zbytkové kapaliny v lahvích s kontrolním prostorem, ležícím v místě průchodu kontrolovaných lahví po dopravní dráze, s vysílačem a přijímačem energie, s vyhodnocovacím blokem pro vyhodnoceni signálu přijímače a s hradlovým obvodem pro vytváření hradlového signálu při průchodu kontrolované láhve kontrolním prostorem, jehož výstup je napojen na vstup vyhodnocovacího bloku.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a device for detecting residual liquid in cylinders with a control chamber located at the point of passage of the inspected cylinders along a conveyor path, an energy transmitter and receiver, an evaluation block for evaluating the receiver signal and a gate circuit whose output is connected to the input of the evaluation block.

U vysokovýkonných plnicích linek se přítomnost nežádoucí zbytkové kapaliny, zůstávající v lahvích po jejich vymytí, zjištuje automaticky zařízením instalovaným na dopravní dráze, po které láhve postupují k místu plnění. Je-li v láhvi zjištěna přítomnost zbytkové kapaliny, například roztoku louhu a pod., láhev se z dráhy vyřadí. Pro zjištování zbytkové kapaliny se používá různých zařízení. Jedním z nich je zařízení využívající tzv. kapacitní metody, jehož podstata spočívá v tom, že po stranách kontrolního prostoru, kterým procházejí láhve, jsou upraveny kovové elektrody, které spolu s kontrolovanou lahví tvoří kondenzátor.For high throughput filling lines, the presence of unwanted residual liquid remaining in the bottles after rinsing is automatically detected by the equipment installed on the conveyor track, after which the bottles advance to the filling point. If the presence of residual liquid, such as caustic solution, etc., is detected in the bottle, the bottle is discarded. Various devices are used to detect residual liquid. One of them is a device using the so-called capacitive method, which is based on the fact that on the sides of the control space through which the bottles pass, there are metal electrodes, which together with the inspected bottle form a capacitor.

V okamžiku průchodu kontrolované láhve kontrolním prostorem se na základě signálu vytvořeného hradlovým obvodem změří hodnota admitance tohoto kondenzátoru a ve vyhodnocovacím bloku se porovná s předem zjištěnou hodnotou admitance odpovídající prázdné láhvi. Případný rozdíl v hodnotách slouží jako impuls pro vyřazení láhve příslušným vyřazovacím mechanismem. Jiná obdobná zařízení využívají místo měření hodnoty admitance měření hodnot energie, jako je světelné nebo rentgenové záření. Do kontrolního prostoru se vysílá energie o konstantní hodnotě, energie prošlá kontrolovanou láhví se měří a její hodnota se obdobně jako v předcházejícím případě porovnává s hodnotou energie prošlé lahví bez obsahu zbytkové kapaliny.At the moment of the inspected bottle passing through the control space, the admittance value of this capacitor is measured based on the signal generated by the gate circuit and compared with the predetermined admittance value corresponding to the empty bottle in the evaluation block. Any difference in values serves as an impulse for discarding the bottle by the respective discard mechanism. Other similar devices use energy values such as light or X-rays instead of admittance measurements. Energy of constant value is sent to the control space, the energy passed through the inspected bottle is measured and its value is compared to the energy value of the passed bottle without residual liquid content.

Nevýhodou uvedených zařízení je jejich malá spolehlivost, která vede často k zbytečnému vyřazování prázdných lahví. U lahví zpevněných kovovým povlakem se některých z uvedených zařízení, například zařízení využívajících kapacitní metody, nedá vůbec použít. Další nevýhodou uvedených zařízení je značná složitost vyhodnocovacích obvodů. 0 aplikaci jiných druhů energie, například mikrovlnné, bylo zatím uvažováno pouze jako o teoretické možnosti.The disadvantage of said devices is their low reliability, which often leads to unnecessary discarding of empty bottles. For metal-reinforced bottles, some of these devices, such as those using capacitive methods, cannot be used at all. Another disadvantage of said devices is the considerable complexity of the evaluation circuits. The application of other types of energy, such as microwave, has so far been considered only as a theoretical possibility.

Odstranění uvedených nevýhod řeší zařízení pro zjištování zbytkové kapaliny v lahvích podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že pod kontrolním prostorem zařízení je upraven vysílač mikrovlnné energie v pásmu 5 200 až 10 900 MHz a nad kontrolním prostorem je upraven přijímač mikrovlnné energie, ležící v ose směrové vysílací antény vysílače, která je s výhodou totožná s osou kontrolované láhve při jejím průchodu středem kontrolního prostoru. V dolní části kontrolního prostoru je upravena plošina z kovového materiálu, navazující na přiváděči a odváděči část dopravní dráhy a opatřena alespoň jedním otvorem s výplní, vytvořenou z materiály který má menší dlelektrickou ztrátu než materiál plošiny. V prvním alternativním provedení je v plošině upraven otvor s výplní ve tvaru miskovité zátky, přičemž eměrová vysílací anténa vysílače leží pod plošinou v ose miskovité zátky a je orientována směrem k jejímu dnu. Ve druhém alternativním provedení je v plošině upraveno několik otvorů ve tvaru štěrbin opatřených výplní a vytvářejících společně s tělesem plošiny směrovou vysílací anténu.[0008] The solution for the detection of residual liquid in bottles according to the invention is based on the fact that a microwave energy transmitter in the band of 5 200 to 10 900 MHz is arranged below the control space and a microwave receiver is situated above the control space. the axis of the directional transmitter antenna of the transmitter, which is preferably identical to the axis of the bottle being inspected as it passes through the center of the control space. In the lower part of the control space there is a platform made of metal material, connected to the inlet and outlet part of the conveyor track and provided with at least one opening with a filling made of a material which has less dlelectric loss than the platform material. In a first alternative embodiment, there is an aperture with a cup-shaped plug in the platform, the emitter emitter antenna of the transmitter lying below the platform in the axis of the cup-shaped plug and oriented towards the bottom thereof. In a second alternative embodiment, a plurality of slotted apertures are provided in the platform, provided with padding and forming, with the platform body, a directional transmitting antenna.

Jednou z hlavních předností zařízení pro zjišťování zbytkové kapaliny podle vynálezu je vytvořeni velké a jednoznačné změny signálu na výstupu přijímače při přítomnosti i slabé vrstvy kapaliny na dně kontrolované láhve. Tato změna se řádově liší od změn signálu při použití zařízení využívajících jiných principů zjištování. Tím je dána spolehlivost zařízení a možnost zjištování slabších vrstev kapaliny, než tomu je dosud. Z uvedeného vyplývá i jednoduchost elektronických obvodů pro vyhodnocení signálů a pro vytvořeni impulsu k vyřazení láhve z dopravní dráhy. Další neméně podstatnou výhodou je, že vyhodnocení vrstvy kapaliny na dně láhve je možné ve velmi krátké době a je prakticky omezené jen elektronikou vyhodnocení, což umožňuje zjištování pří jakékoliv rychlosti pohybu láhve po dopravní dráze.One of the main advantages of the residual liquid detection device according to the invention is the generation of a large and unambiguous signal change at the receiver outlet in the presence of even a thin layer of liquid at the bottom of the inspected bottle. This change is of an order of magnitude different from signal changes when using devices using other detection principles. This gives the reliability of the device and the possibility of detecting thinner layers of liquid than is the case so far. This also implies the simplicity of the electronic circuits for signal evaluation and for generating a pulse to exclude the bottle from the conveying path. Another equally significant advantage is that the evaluation of the liquid layer at the bottom of the bottle is possible in a very short time and is practically limited only by the electronics of the evaluation, which makes it possible to detect at any speed of movement of the bottle along the conveying path.

Na přiloženém výkresu je schematicky znázorněn příklad zařízení podle vynálezu.An example of a device according to the invention is schematically shown in the attached drawing.

V dolní části kontrolního prostoru 2 je upravena plošina 5 z kovového materiálu, navazující na přiváděči a odváděči část 3, 4 dopravní dráhy, sloužící k dopravě lahví ]J, které po ní postupují ve vertikální poloze k plnicímu zařízení. V plošině J5 je vytvořen otvor 6, opatřený výplní ve tvaru miskovité zátky ji z materiálu, který má menší dielektrickou ztrátu než materiál plošiny J5, například z teflonu. Otvor 6 i miskovitá zátka ji, které mohou mít kruhový nebo i jiný tvar, máji rozměr přibližně totožný s rozměrem dna láhve 1..In the lower part of the control space 2 there is a platform 5 made of metal material, connected to the inlet and outlet part 3, 4 of the conveying path serving for conveying the bottles 11, which follow it in a vertical position to the filling device. An aperture 6 is formed in the platform 5, provided with a cup-like plug filling made of a material having less dielectric loss than the platform material 5, for example of Teflon. The aperture 6 and the cup-like plug, which may have a circular or other shape, have a dimension approximately identical to that of the bottom of the bottle 1.

Pod plošinou 5 proti dnu miskovité zátky 8 je upravena směrová vysílací anténa 10 vysílače 11 mikrovlnné energie, například trychtýřová nebo štěrbinová anténa pro pásmo X, tj. 5 200 až 10 900 MHz. Další části vysílače 11 tvoří zdroj 12 stabilizovaného napětí, generátor 13 mikrovlnné energie, vytvořený Gunnovou diodou v pásmu X, kde X = 3 cm, a z mikrovlnného izolátoru 14· Nad kontrolním prostorem 2_ je upraven přijímač 17 mikrovlnné energie, skládající se z přijímací antény 16, korekčního zeslabovače 18 a detekčního členu .19.- Vysílač 11 i přijímač 17 jsou umístěny tak, že osa 1_ směrové vysílací antény 10, totožné s osou maxima vysílané energie, leží v ose otvoru ji s miskovítou zátkou 8, v ose přijímací antény 16 a v ose kontrolované láhve 9 v tom okamžiku, kdy kontrolovaná láhev 2 prochází středem kontrolního prostoru 2- Součástí zařízeni je dále vyhodnocovací blok 24, napojený svým prvním vstupem 25 na výstup přijímače 17.» ^a hradlový obvod, skládající se ze světelného zdroje 21, fotobuňky 22 a ze silovače 23 s monostabilním obvodem, jehož výstup je napojen na druhý vstup 26 vyhodnocovacího bloku 24.Below the platform 5 opposite the bottom of the cup plug 8, a directional transmit antenna 10 of the microwave energy transmitter 11 is provided, for example a funnel or slot antenna for the X band, ie 5,200 to 10,900 MHz. Further parts of the transmitter 11 comprise a stabilized voltage source 12, a microwave energy generator 13 formed by a Gunn diode in the X band, where X = 3 cm, and a microwave insulator 14. A microwave energy receiver 17 comprising a receiving antenna 16 is provided above the control space 2. The transceiver 11 and the receiver 17 are positioned such that the axis 7 of the directional transmission antenna 10, coincident with the axis of the maximum energy transmitted, lies in the axis of the aperture thereof with the cup-shaped plug 8, along the axis of the reception antenna 16. and on the axis of the inspected bottle 9 as the inspected bottle 2 passes through the center of the inspection space 2- The apparatus further comprises an evaluation block 24 connected by its first inlet 25 to the output of the receiver 17. » ^{and a} gate circuit consisting of a light source 21; and a monostable circuit power 23, the output of which is connected to the second input 26 oh Unblocking Block 24.

Během provozu zařízení je do kontrolního prostoru 2 vysílačem 11 vysílána ve vertikálním směru mikrovlnná energie v pásmu X, přijímaná přijímačem 17, jehož výstupní signál v podobě stejnosměrného napětí je převáděn prvním vstupem 25 do vyhodnocovacího bloku 24. Současně je do kontrolního prostoru 2 ze světelného zdroje 21 příčně vysílán světelný paprsek 20, dopadající na fotobuňku 22 V okamžiku, kdy čelo kontrolované láhve 9, vstupující do kontrolního prostoru 2 z přívodní části 2 dopravní dráhy, přeruší světelný paprsek 20, vytvoří fotobuňka 22 hradlový impuls 28, který je přiveden přes zesilovač 23 na druhý vstup 26 vyhodnocovacího bloku 24.· ^v okamžiku vytvoření hradlového impulsu 28, který je totožný s okamžikem, kdy osa kontrolované láhve 9, procházející kontrolním prostorem 2, je totožná s osou 2 směrové vysílací antény 10 a s osou maxima vysílané energie, dojde ve vyhodnocovacím bloku 24 k vyhodnocení signálu z přijímače 17.During operation of the device, the X-band microwave energy received by the receiver 17 in the vertical direction is transmitted to the control space 2 by the transmitter 11, whose DC output signal is transferred by the first input 25 to the evaluation block 24. At the same time At the moment when the face of the inspected bottle 9 entering the control area 2 from the inlet part 2 of the conveying path interrupts the light beam 20, the photocell 22 forms a gate pulse 28, which is applied via the amplifier 23. to the second input 26 of the evaluation block 24. · ^{at the} moment of the generation of the gate pulse 28, which is identical to the moment when the axis of the inspected bottle 9 passing through the control space 2 is identical to the axis 2 of the directional transmitting antenna 10 evaluation m of the block 24 for evaluating the signal from the receiver 17.

Tento signál je rozdílný v případě, kdy kontrolním prostorem 2 prochází kontrolovaná láhev 2 ^se zbytkovou kapalinou 15, nebo v případě, kdy kontrolovaná láhev 2 zbytkovou kapalinu 15 neobsahuje. V prvním případě, znázorněném na přiloženém výkresu, mikrovlnná energie, která prochází dnem kontrolované láhve 9 a vrstvou zbytkové kapaliny 15, obsahující převážně vodu, se z velké části pohltí a změní se v teplo. Zbytek mikrovlnné energie, vystupující ze zbytkové kapaliny 25, dopadá po průchodu kontrolovanou lahvi 2 ^na přijímači anténu 16 přijímače 17, ^na jehož výstupu je stejnosměrné napětí maximálně v jednotkách mV.This signal is different when the container 2 ^{with the} residual liquid 15 passes through the control space 2 or if the container 2 does not contain the residual liquid 15. In the first case, shown in the attached drawing, microwave energy passing through the bottom of the inspected bottle 9 and a layer of residual liquid 15 containing mainly water is largely absorbed and turned into heat. The remainder of the microwave energy emanating from the residual liquid 25 impinges upon passing through the inspected cylinder 2 ^{on the} receiver antenna 16 of the receiver 17, ^at the output of which the DC voltage is at most in mV.

V druhém případě, kdy v kontrolované láhvi 2 není zbytková kapalina 15 zakrývající její dno, je na výstupu přijímače 17 napětí v desítkách mV. Vyhodnocení signálu přijímače 17 ve vyhodnocovacím bloku 24 je úrovňové. Signál bezpečně menší, než je předem zjištěný průměrný signál z prázdných kontrolovaných lahví 9, je vyhodnocen jako vyřazovací impuls 27 na výstupu vyhodnocovacího bloku 24, jehož trvání je nastaveno monostabilním obvodem zesilovače 23. Vyřazovací impuls 27 pak slouží po zpracování v obvodech, které zde nejsou uvedeny, k vyřazení kontrolované láhve 9 se zbytkovou kapalinou 15 z dopravní dráhy příslušným vyřazovacím mechanismem.In the second case, when there is no residual liquid 15 covering the bottom of the inspected bottle 2, there is a tens of mV at the receiver output 17. The evaluation of the receiver signal 17 in the evaluation block 24 is level. A signal safely less than the predetermined average signal from the empty inspected cylinders 9 is evaluated as a rejection pulse 27 at the output of the evaluation block 24, the duration of which is set by the monostable amplifier circuit 23. The rejection pulse 27 then serves after processing in circuits that are not as described above, to discard the inspected bottle 9 with residual liquid 15 from the conveying path by the respective discard mechanism.

Popsaný příklad představuje pouze jedno z možných provedení vynálezu. Například směrová vysílací anténa 10 může být též vytvořena několika úzkými štěrbinami procházejících tělesem plošiny 2 ^a utěsněných teflonem. Ostatní části vysílače 11 mohou být na jiném místě a se směrovou vysílací anténou 10 spojeny vlnovodem potřebné délky. Osa 7_ směrové vysílací antény 10 se nemusí bezpodmínečně shodovat s osou kontrolované láhve 2 ^a může být od ní i odkloněna.The described example represents only one possible embodiment of the invention. For example, the directional transmitting antenna 10 may also be formed by a plurality of narrow slots extending through the platform body 2 ^and sealed with Teflon. The other parts of the transmitter 11 may be connected elsewhere and with the directional transmitting antenna 10 by a waveguide of the required length. The axis 7 of the directional transmitting antenna 10 does not necessarily coincide with the axis of the bottle 2 to be inspected ^and may be diverted therefrom.

243154243154

Rovněž uspořádání vysílače 11 a přijímače 17 nebo hradlového obvodu může být jiné, než jak bylo popsáno. Vynález je využitelný ke kontrole lahví všeho druhu, at již skleněných, keramických nebo z PVC, jakož i lahví s kovovým povlakem.Also, the arrangement of the transmitter 11 and the receiver 17 or the gate circuit may be different from that described. The invention is applicable to the inspection of bottles of all kinds, whether glass, ceramic or PVC, as well as metal-coated bottles.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

A device for detecting residual liquid in cylinders with a control space located at the point of passage of controlled cylinders along a conveyor path, with an energy transmitter and receiver, an evaluation block for evaluating the receiver signal and a gate circuit for generating a gate signal the output of which is connected to an input of an evaluation block, characterized in that a microwave energy transmitter (11) in the 5 200 to 10 900 MHz band is arranged below the control space (2) and a microwave energy receiver (17) is provided above the control space (2) located in the axis (7) of the directional transmitting antenna (10) of the transmitter (11) i

Device according to claim 1, characterized in that the vertically oriented axis (7) of the directional transmission antenna (10) coincides with the axis of the inspected bottle (9) as it passes through the center of the control space (2).

Device according to claim 1 or 2, characterized in that in the lower part of the control space (2) there is a platform (5) of metal material, connected to the inlet and outlet part (3, 4) of the conveyor track and provided with at least one opening ( 6) with a filler formed of a material having less dielectric loss than the material of the platform (5).

Device according to claim 3, characterized in that a platform (5) is provided with one opening (6) filled in the form of a cup-shaped plug (8), the directional antenna (10) of the transmitter (11) lying below the platform (5). and the axis of the cup-shaped stopper (8) and is oriented towards its bottom.

Apparatus according to claim 3, characterized in that a plurality of slotted apertures (6) are provided in the platform (5), provided with fillings and forming, together with the platform body (5), a directional transmitting antenna (10).