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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fremdkörperinspektion von gefüllten Behältern, umfassend eine flächige Beleuchtungseinrichtung, eine Detektionseinrichtung sowie eine Auswerteeinrichtung, wobei die Detektionseinrichtung unter einem spitzen Winkel gegenüber der Horizontalen auf den Bodenbereich des zu inspizierenden Behälters ausgerichtet ist.
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Die vorliegende Erfindung ist insbesondere zum Einsatz in automatischen Abfüllanlagen der Getränke-, Lebensmittel- und Pharmaindustrie bestimmt, in denen Behälter mit hohen Geschwindigkeiten von bis zu 90.000 Flaschen pro Stunde transportiert werden. Die Behälter werden hierbei auf Transporteinrichtungen geführt, die meist ein umlaufendes Transportband oder eine umlaufende Gliederkette umfassen.
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Insbesondere ist die Erfindung zur Inspektion von gefüllten Behältern bestimmt. In automatischen Abfüllanlagen werden gefüllte Behälter nach der Befüllung auf mögliche Verunreinigungen oder Fremdkörper untersucht. Typische Fremdkörper sind dabei Glassplitter, die während vorgelagerter Behälterbehandlungsschritte, zum Beispiel während der Reinigung, während der Befüllung oder während des Verschlussvorgangs entstanden und in den Behälter eingebracht worden sind. Solche Glassplitter sind mit herkömmlichen Methoden nur unzureichend zu identifizieren.
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Darüber hinaus müssen die Behälter zur Inspektion, insbesondere zur Bodeninspektion von den Transporteinrichtungen abgehoben werden, sodass der Behälterboden strahlungstechnisch erfasst werden kann. Hierzu sind zusätzliche Einrichtungen nötig, die den Gesamtaufbau der Inspektionsvorrichtung verkomplizieren.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Zuverlässigkeit einer Vorrichtung zur Inspektion von gefüllten Behältern auf Fremdkörper zu erhöhen und insbesondere sich am Behälterboden befindende Fremdkörper in gefüllten Behältern verlässlich zu detektieren. Gleichzeitig ist es wünschenswert, dabei die Komplexität der Inspektionseinrichtung zu reduzieren.
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Fremdkörperinspektion von gefüllten Behältern vorgeschlagen, umfassend das Bereitstellen einer flächigen Beleuchtungseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, Strahlung zu emittieren, die einen zu untersuchenden Behälter durchstrahlt, das Bereitstellen einer Detektionseinrichtung, welche ausgebildet ist, die Strahlung zu detektieren, welche von der Beleuchtungseinrichtung emittiert wurde und den Behälter durchstrahlt hat und auf Basis der detektierten Strahlung eine Aufnahme des Behälters zu erstellen, sowie das Bereitstellen einer Auswerteeinrichtung, die dazu ausgebildet ist, die von der Detektionseinrichtung erstellte Aufnahme auszuwerten. Die Detektionseinrichtung ist dabei unter einem spitzen Winkel gegenüber der Horizontalen auf den Bodenbereich des zu inspizierenden Behälters ausgerichtet. Ein sich am Boden des Behälters befindender Fremdkörper wird als lokale Störung in der Bildaufnahme erkannt.
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Bei der vorliegenden Erfindung werden mehrere Effekte ausgenutzt, die überraschenderweise dazu führen, dass bei gefüllten Behältern die Bodeninspektion mit erhöhter Zuverlässigkeit durchgeführt werden kann.
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Zum einen wirkt ein gefüllter transparenter Behälter optisch wie eine Zylinderlinse. Licht, das im Durchlichtbild eines gefüllten Behälters sichtbar ist und den gesamten Querschnitt des Behälters durchleuchtet hat, stammt aus einem relativ kleinen Bereich um den Brennpunkt bzw. um die Brennlinie der Behälter-Zylinderlinse. Es kann daher eine vergleichsweise schmale Beleuchtungsoptik mit hoher Leuchtintensität verwendet werden. Die Beleuchtungseinrichtung wird gleichsam durch die gefüllte Flasche als Zylinderlinse in die Kamera abgebildet. Da die Beleuchtungseinrichtung eine geringere Breite als der zu untersuchende Behälter bzw. als der Durchmesser des zu untersuchenden Behälters hat, wird gleichzeitig vermieden, dass störendes Licht direkt an der Flasche vorbei direkt in die Detektionseinrichtung gelangt. Auch störende Reflexionen von benachbarten Behältern treten nicht auf. Dadurch wird ein erheblich größeres Signal-Rauschverhältnis zwischen dem Nutzlicht durch die Flasche und störenden Auflicht- oder Reflexionsanteilen erzielt.
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Des Weiteren wurde ein weiterer optischer Effekt beobachtet, der insbesondere bei der Bodeninspektion von gefüllten Behältern zum Tragen kommt. Wenn die Kamera unter einem spitzen Winkel von oben auf den Boden eines Behälters gerichtet ist, tritt Totalreflexion an der Unterkante des Behälterbodens auf. Dadurch leuchtet der Boden gleichsam vollflächig auf, obwohl sich unterhalb des Behälters eine normale Kunststoff- oder Metallkette befindet, auf der der Behälter transportiert wird.
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Sich auf dem Behälterboden befindende Fremdkörper, insbesondere auch transparente Glassplitter oder auch Fehler der Behälterwand führen zusätzlich zu Lichtbrechungseffekten und zu erkennbaren Störungen in der von der Detektionseinrichtung erstellten Bildaufnahme. Solche Störungen können erkannt und klassifiziert werden.
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Die vorliegende Erfindung kann zur Inspektion von Behältern aus beliebigem transparentem Material eingesetzt werden. Das vorliegende Verfahren ist insbesondere zur Inspektion von Glasbehältern wie Klarglasflaschen, farbigen Glasflaschen sowie von transparenten Kunststoffbehältern wie PET Flaschen geeignet.
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Die flächige Beleuchtungseinrichtung weist vorzugsweise eine Breite auf, die geringer ist als die Breite bzw. der Durchmesser der zu untersuchenden Behälter. Hierzu kann die Breite der Beleuchtungseinrichtung vorteilhafterweise an die jeweilige Inspektionsaufgabe angepasst werden. Typischerweise in der Getränkeindustrie verwendete Flaschen sind zylinderförmig und weisen einen Durchmesser von zwischen etwa 5 und 15 cm auf. In der Pharmaindustrie verwendete Behälter können dagegen deutlich kleiner sein und Durchmesser von zwischen etwa 1 und 3 cm aufweisen. Die flächige Beleuchtungseinrichtung kann daher vorzugsweise eine Breite von weniger als 4 cm, bevorzugt von weniger als 2 cm und besonders bevorzugt von weniger als 1 cm aufweisen.
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Die flächige Beleuchtungseinrichtung kann vorzugsweise eine Breite von 10 bis 90% des Durchmessers des zu untersuchenden Behälters haben. Die flächige Beleuchtungseinrichtung kann vorzugsweise eine Breite von 20 bis 80% des Durchmessers des zu untersuchenden Behälters haben. Die flächige Beleuchtungseinrichtung kann vorzugsweise eine Breite von 30 bis 70% des Durchmessers des zu untersuchenden Behälters haben.
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Mit der vorliegenden Erfindung können Behälter mit unterschiedlichen Formen untersucht werden. Unabhängig von der Form der Behälter wird als Durchmesser diejenige Abmessung verstanden, die die geringsten Ausmaße hat. Wenn die Beleuchtungseinrichtung eine geringere Breite aufweist als der so definierte Durchmesser der Behälter, so ist sichergestellt, dass kein Licht an dem Behälter vorbei auf direktem Weg in die Detektionseinrichtung gelangen kann.
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Auch die Höhe der Beleuchtungseinrichtung kann vorteilhafterweise an die jeweilige Inspektionsaufgabe angepasst werden. Die Höhe der flächigen Beleuchtungseinrichtung kann so gewählt werden, dass diese in etwa der Höhe der zu untersuchenden Behälter entspricht. Die flächige Beleuchtungseinrichtung kann eine Höhe von weniger als 30 cm, bevorzugt von weniger als 25 cm und besonders bevorzugt von weniger als 15 cm aufweisen.
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Vorzugsweise ist die Höhe und/oder Breite der Abstrahlfläche der Beleuchtungseinrichtung einstellbar und kann an die jeweilige Behältergröße angepasst werden. Hierzu kann eine Blende vorgesehen sein, die die Abstrahlfläche der Beleuchtungseinrichtung begrenzt. Eine solche Blende kann motorisch verstellbar ausgeführt sein, sodass die Blende zum Beispiel bei der Initialisierung der Inspektionsvorrichtung automatisch an die Größe der zu inspizierenden Behälter angepasst wird.
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Die Beleuchtungseinrichtung ist vorzugsweise zur Emission elektro-magnetischer Strahlung eingerichtet. Die Beleuchtungseinrichtung ist weiter vorzugsweise zur Emission für Licht im sichtbaren Bereich eingerichtet. Die Beleuchtungseinrichtung kann ferner dazu ausgebildet sein, UV- oder Infrarotlicht oder eine Kombination hiervon zu emittieren. Infrarotstrahlung kann vorteilhafterweise bei farbigen Behältern, insbesondere bei braunen Glasflaschen, zum Einsatz kommen.
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Die Beleuchtungseinrichtung kann als flächiges Leuchtmittel ausgebildet sein, das im Wesentlichen einfarbiges, beispielsweise weißes sichtbares Licht emittiert.
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Die flächige Beleuchtungseinrichtung kann auch eine Vielzahl an einzelnen Strahlungsquelle aufweisen. Diese Strahlungsquellen können LEDs, LCDs oder OLEDs sein. Die einzelnen Strahlungsquellen der Beleuchtungseinrichtung können in diesem Fall dann zusätzlich in Abhängigkeit von der Behälterform angesteuert werden, so dass hierüber die Größe der Abstrahlfläche der Beleuchtungseinrichtung variiert werden kann.
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Die Inspektionsgenauigkeit kann weiter erhöht werden, wenn man eine Beleuchtungseinrichtung verwendet, die Beleuchtungsbereiche mit unterschiedlicher Abstrahlungscharakteristik aufweist. Zum Beispiel kann die Beleuchtungseinrichtung zur Erzeugung einer farbcodierten Beleuchtung ausgeführt sein. Unter einer farbcodierten Beleuchtung wird dabei verstanden, dass die Beleuchtung ein beliebiges geometrisches Farbmuster aufweist. Glassplitter oder Glasabplatzer verursachen eine Lichtbrechung. Durch diese Lichtbrechung wird der lokale Farbton in der von der Detektionseinrichtung erstellten Bildaufnahme verändert. In Fällen, in denen die Totalreflexion alleine nur zu relativ geringen Intensitätsänderungen der Bildaufnahme führen, kann aus lokalen Änderungen des Farbtons trotzdem noch auf Fremdkörper oder Fehlstellen am Behälterboden geschlossen werden.
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Die farbcodierte Beleuchtung kann zum Beispiel ein Streifenmuster sein, das aus mehreren übereinander angeordneten horizontalen Beleuchtungsstreifen besteht, wobei die Beleuchtungsstreifen jeweils Licht unterschiedlicher Farbe abstrahlen. Das Licht trifft unter unterschiedlichen Winkeln auf den Behälterboden auf, wird dort totalreflektiert und in die Detektionseinrichtung abgelenkt. Aufgrund eines sich am Behälterboden befindlichen Glassplitters des Glasabplatzers kommt es zu einer Störung der Totalreflexion sowie zu Lichtbrechung, wodurch sich die Farbzusammensetzung der von der Detektionseinrichtung erfassten Strahlung verändert. Diese den Farbton verändernde Eigenschaft ermöglicht die Erkennung von derartigen Defekten am Behälterboden, die ansonsten alleine durch Kontrast- und Transparenzunterschiede in der Bildaufnahme nicht erkennbar wären.
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Zur Erzeugung einer farbcodierten Beleuchtung kann im Strahlengang zwischen der Beleuchtungseinrichtung und dem zu untersuchenden Behälter eine Farbfolie vorgesehen werden. Die Farbfolie weist dann entsprechend ein farbiges Muster auf, wodurch die einzelnen Beleuchtungsbereiche ausgebildet werden.
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Besonders flexibel kann die farbcodierte Beleuchtung gestaltet sein, wenn die flächige Beleuchtungseinrichtung eine Vielzahl an einzelnen Strahlungsquellen wie den oben bereits angesprochenen LEDs oder OLEDs aufweist. Insbesondere wenn die Beleuchtungseinrichtung aus mehrfarbigen LEDs und UV-LEDs besteht, kann eine vorgegebene farbcodierte Beleuchtung über eine Softwareparametrisierung eingestellt werden. Jedoch können beliebige Farbmuster eingestellt werden.
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Zusätzlich kann ein Diffusor eingesetzt werden, um weiche Farbverläufe zwischen den einzelnen Beleuchtungsbereichen zu erhalten. Dies kann die Sensitivität der Vorrichtung weiter erhöhen.
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Die Beleuchtungseinrichtung kann auch von einem Beamer oder einem Projektor gebildet sein. Ein Beamer hat den Vorteil, dass beliebige Farbmuster softwareseitig vorgegeben werden können. Hierdurch können in gezielter Art und Weise Farbmuster verwendet werden, die speziell an spezifische Behälterformen angepasst sind. Insbesondere bei Individualflaschen, die heutzutage häufig verwendet werden, können somit spezielle Muster eingesetzt werden. Solche Muster können dann zum Beispiel speziell geeignet sein, um Individualflaschen mit bestimmten Embossings zu inspizieren.
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Die Beleuchtungsbereiche müssen nicht zwangsläufig zur Abstrahlung unterschiedlicher Farben ausgeführt sein. Alternativ oder zusätzlich können sich die Beleuchtungsbereiche auch hinsichtlich anderer Abstrahlungscharakteristika unterscheiden. Neben der abgestrahlten Farbe können sich die unterschiedlichen Beleuchtungsbereiche auch hinsichtlich der Polarisation, der Intensität und/oder der Phase des abgestrahlten Lichts voneinander unterscheiden. Die Farbcodierung wird hierin lediglich beispielhaft für diese Abstrahlungscharakteristika angeführt und näher beschrieben.
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Die Beleuchtungseinrichtung kann gepulst betrieben werden und so gesteuert werden, dass die Strahlungsimpulse nur dann abgegeben werden, wenn sich ein zu untersuchender Behälter vor der Beleuchtungseinrichtung befindet. Alternativ kann die Beleuchtungseinrichtung auch kontinuierlich betrieben werden.
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Die Detektionseinrichtung ist vorzugsweise eine handelsübliche Farbkamera, insbesondere eine Halbleiterkamera. Ebenso können Infrarot- und UV-Kameras eingesetzt werden. Um Bewegungsunschärfe zu vermeiden bzw. zu reduzieren, können Shutter-Kameras mit kurzen Verschlusszeiten eingesetzt werden. Dies ist besonders von Vorteil, wenn die Beleuchtungseinrichtung kontinuierlich betrieben wird.
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Vorzugsweise detektiert die Detektionseinrichtung eine Aufnahme von jedem zu untersuchenden Behälter. Hierdurch kann eine hohe Geschwindigkeit der Inspektion gewährleistet werden. Alternativ kann die Detektionseinrichtung von jedem zu untersuchenden Behälter mehrere Aufnahmen detektieren. Die Aufnahmen können zeitversetzt detektiert werden, beispielsweise zeitversetzt um 100 µs bis 1000 µs, bevorzugt etwa um 300 µs. Die zeitversetzten Aufnahmen werden vorzugsweise in Abhängigkeit der Transportgeschwindigkeit der zu untersuchenden Behälter detektiert. Da dreidimensionale Behälterstrukturen wie beispielsweise Dekorelemente Lichtstreuung erzeugen, können zeitversetzte Aufnahmen den auftretenden lokalen Farbkontrast im Bereich von Dekorelementen besser erkennen lassen. Auch ist es denkbar, mehrere Detektionseinrichtungen vorzusehen, welche jeweils zur Detektion mindestens einer Aufnahme des zu untersuchenden Behälters ausgebildet sind. Vorzugsweise sind die Detektionseinrichtungen so angeordnet, dass sie Aufnahmen des zu untersuchenden Behälters von verschiedenen Aufnahmerichtungen anfertigen können.
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Falls mehrere Aufnahmen von dem zu detektierenden Behälter angefertigt werden, kann die Beleuchtungseinrichtung zwischen den verschiedenen Aufnahmen angesteuert werden, so dass die Beleuchtung zwischen den Aufnahmen modifiziert werden kann. Für jede Aufnahme kann somit ein individuelles Farbmuster erzeugt werden. Beispielsweise können die Farben, welche von den Beleuchtungsbereichen emittiert werden, verändert werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Form der Beleuchtungsbereiche variiert werden. Beispielsweise könnten bei einer ersten Aufnahme vertikale streifenförmige Beleuchtungsbereiche zum Einsatz kommen, während bei einer zweiten Aufnahme horizontale streifenförmige Beleuchtungsbereiche eingesetzt werden. Hierdurch können verschiedene dreidimensionale Strukturen, beispielsweise vertikale oder horizontal ausgerichtete Strukturen optimal hervorgehoben werden.
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Üblicherweise wird mit der Kamera ein Farbbild des Behälters im RGB Farbraum erstellt. Die Auswerteeinrichtung ist vorteilhafterweise ausgebildet, die von der Detektionseinrichtung erstellte Aufnahme des zu untersuchenden Behälters in eine Aufnahme im HSV oder HSL Farbraum umzuwandeln. Der HSV-Farbraum ergibt eine Farbwertaufnahme oder Farbwert H, eine Hellwertaufnahme oder Hellwert V oder L und eine Sättigungsaufnahme oder Sättigung S. Die Hellwertaufnahme entspricht der Aufnahme einer konventionellen Inspektionsvorrichtung mit einer einfarbigen Strahlungsquelle und ermöglicht den Rückschluss auf lokale Helligkeitskontraste.
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Diese Helligkeitskontraste können auf Fremdkörper am Boden der untersuchten Behälter zurückzuführen sein. Das Farbwertsignal H kann ebenfalls zur weiteren Auswertung herangezogen werden. Fremdkörper sollten neben einer Störung im Helligkeitskontrast auch lokale Störungen im Farbkontrast aufweisen.
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Falls also ein lokaler Helligkeitskontrast mit einem lokalen Farbkontrast zusammenfällt, wird von der Auswerteeinrichtung in diesem Bereich das Vorliegen eines dreidimensionalen Fremdkörpers wie z.B. eines Glassplitters detektiert. Die Sättigung S kann ferner zur Beurteilung der Signifikanz des Farbkontrastsignals herangezogen werden.
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Durch die spezielle Auswerteeinrichtung können auch Strukturen wie Glasabplatzer identifiziert werden, welche im Wesentlichen keinen oder nur einen geringen lokalen Helligkeitskontrast verursachen aber einen lokalen Farbkontrast verursachen. Glasabplatzer können ein Hinweis auf Glassplitter im Behälter sein. Solche Behälter sollten also nicht in den Verkehr kommen. Mit herkömmlichen Methoden können solche Glasabplatzer in der Regel nicht detektiert werden.
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Zur Bildauswertung kommen geeignete Filter- und Klassifikationsverfahren zum Einsatz.
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Mit dem vorliegenden Verfahren lässt sich auch eine 360° Inspektion von Behältern realisieren. Hierzu können zwei hintereinander angeordnete Inspektionsstationen vorgesehen sein. Die ohnehin auf einer Transportvorrichtung geförderten Behälter werden dabei nacheinander diesen beiden Inspektionsstationen zugeführt. Zwischen den Inspektionsstationen werden die Behälter während des Transports um 90° gedreht. Dadurch werden die Behälter in zwei zueinander orthogonalen Ausrichtungen inspiziert.
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Die Auswerteeinrichtung kann ein Aussortieren von Behältern in Abhängigkeit des Inspektionsergebnisses steuern. Behälter, bei denen ein Fremdkörper oder ein Glasabplatzer am Behälterboden detektiert worden ist, werden vorzugsweise über eine Ausschleuseeinrichtung aus dem Abfüllprozess aussortiert
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Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Fremdkörperinspektion von gefüllten Behältern, umfassend:
- - eine flächige Beleuchtungseinrichtung, wobei die Beleuchtungseinrichtung ausgebildet ist Strahlung zu emittieren, die einen zu untersuchenden Behälter durchstrahlt,
- - eine Detektionseinrichtung, welche ausgebildet ist die Strahlung zu detektieren, welche von der Beleuchtungseinrichtung emittiert wurde und den Behälter durchstrahlt hat und auf Basis der detektierten Strahlung eine Aufnahme des Behälters zu erstellen, und
- - eine Auswerteeinrichtung, die ausgebildet ist die von der Detektionseinrichtung erstellte Aufnahme auszuwerten,
wobei die Detektionseinrichtung unter einem spitzen Winkel gegenüber der Horizontalen auf den Bodenbereich des zu inspizierenden Behälters ausgerichtet ist, und wobei ein am Boden des Behälters befindlicher Fremdkörper als lokale Störung in der Bildaufnahme erkannt wird.
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung durch die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Hierbei zeigt:
- 1 Aufsicht einer erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung;
- 2 Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung;
- 3 Strahlengang in einer gefüllten Glasflasche;
- 4 Strahlengang in einer leeren Glasflasche;
- 5 Strahlengang in einer gefüllten Glasflasche mit quaderförmigem Eigenglas-Fremdkörper;
- 6 Strahlengang in einer gefüllten Glasflasche mit kugelförmigem Eigenglas-Fremdkörper;
- 7 Farbbildaufnahme eines Behälterbodens mit Glassplittern.
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In 1 ist die erfindungsgemäße Inspektionsvorrichtung in einer Aufsicht abgebildet. In der Inspektionsvorrichtung werden Behälter 10 wie z.B. Glasflaschen auf Fremdkörper untersucht. Die Behälter 10 werden auf einer Transporteinrichtung 12 durch die Inspektionsvorrichtung befördert. Zur Identifizierung der Fremdkörper sind eine flächige Beleuchtungseinrichtung 14 und eine Detektionseinrichtung 16 vorgesehen. Die von der flächigen Beleuchtungseinrichtung 14 erzeugte Strahlung wird von dem gefüllten Behälter 10, der wie eine Zylinderlinse wirkt, in die Detektionseinrichtung 16 abgebildet. Da die Beleuchtungseinrichtung 14 schmäler ist als der Durchmesser des Behälters 10, wird nur solche Strahlung in die Detektionseinrichtung 16 abgebildet, die durch den Behälter 10 hindurchgetreten ist.
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Die flächige Beleuchtungseinrichtung 14 ist zur Erzeugung einer farbcodierten Beleuchtung ausgeführt. Wie in der Seitenansicht von 2 angedeutet ist, ist die Beleuchtungseinrichtung 14 dabei horizontal segmentiert und weist ein Streifenmuster auf. Das Streifenmuster besteht aus übereinander angeordneten, streifenförmigen Beleuchtungsbereichen 18a-18n. Jeder dieser streifenförmigen Beleuchtungsbereiche 18 strahlt Licht unterschiedlicher Farbe ab.
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Die Detektionseinrichtung 16 ist eine handelsübliche CCD Kamera. Diese ist unter einem spitzen Winkel α gegenüber der Horizontalen angeordnet und auf den Bodenbereich 11 des Behälters 10 ausgerichtet. Die Detektionseinrichtung 16 ist so ausgeführt, dass nur Strahlung aus Richtung des Behälterbodens 11 detektiert wird. Hierzu ist die Detektionseinrichtung 16 mit einer entsprechenden Blende 20 versehen.
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Am Behälterboden 11 kommt es beim Austritt der Lichtstrahlen aus dem Behälter zur Totalreflektion, so dass vom gesamten Behälterboden 11 aus Strahlung aus mehreren Beleuchtungsbereichen 18 in die Detektionseinrichtung 16 abgebildet wird.
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In den 3 bis 6 wird der Strahlengang schematisch anhand eines Behälters 10, der die Form einer konventionellen GdB-Flasche hat, erläutert. In allen 3 bis 6 befindet sich der Behälter 10 zwischen einer horizontal segmentierten Beleuchtungseinrichtung 14 mit 5 übereinander angeordneten Beleuchtungsbereichen 18a-e und einer Detektionseinrichtung 16. Für eine Vielzahl von exemplarischen einfallenden Strahlen 22 ist jeweils der berechnete Strahlengang eingezeichnet.
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In 3 ist der berechnete Strahlengang bei einer mit Wasser gefüllten GdB-Flasche gezeigt. Wie man erkennen kann, wird bei einem solchen gefüllten Behälter Licht aus allen verschiedenen Beleuchtungsbereichen 18a-e am Behälterboden 11 totalreflektiert und in die Detektionseinrichtung 16 abgebildet. Der Behälterboden 11 erscheint in einer solchen Aufnahme als heller Bereich, denn Licht aus allen unterschiedlichen Beleuchtungsbereichen 18a-e wird überlagert und in die Detektionseinrichtung 16 abgebildet.
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Wenn sich kein Wasser im Behälter 10 befindet, kommt es nicht zur Totalreflektion. Diese Situation ist in 4 dargestellt. In diesem Fall würde lediglich Strahlung, die von unterhalb des Behälterbodens 11 auf den Behälter 10 gerichtet wird, in die Detektionseinrichtung 16 abgebildet. Ein solcher Strahlengang ist bei der Verwendung von konventionellen Transporteinrichtungen 12 mit Kunststoff- oder Metallketten nicht realisierbar, da diese eine Beleuchtung von unten nicht zulassen.
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In den 5 und 6 ist der berechnete Strahlengang bei einer mit Wasser gefüllten GdB-Flasche gezeigt, wobei sich am Behälterboden 11 jeweils ein quaderförmiger ( 5) oder ein kugelförmiger (6) Eigenglas-Fremdkörper 24 befindet. In beiden Fällen ändert die Lichtbrechung am Fremdkörper 24 den Strahlengang, so dass dadurch Licht aus anderen Beleuchtungsbereichen 18 auf die Detektionseinrichtung 16 abgebildet wird. Dadurch ändert sich lokal die farbliche Zusammensetzung der Gesamtstrahlung, die in die Detektionseinrichtung 16 abgebildet wird. Diese Farbstörung kann zur Detektion des Fremdkörpers 24 genutzt werden.
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In 7 ist eine mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erstellte Aufnahme eines Behälters 10 wiedergegeben. Die Aufnahme zeigt zwei kleine Glasscherben 26, die sich als deutliche Störung des lokalen Farbraumes im Bereich des Behälterbodens 11 abzeichnen. Mit einem herkömmlichen Durchlichtverfahren wären diese Glasscherben 26 nicht erkennbar gewesen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Behälter
- 11
- Behälterboden
- 12
- Transporteinrichtung
- 14
- Beleuchtungseinrichtung
- 16
- Detektionseinrichtung
- 18a-k
- Beleuchtungsbereiche
- 20
- Blende
- 22
- Lichtstrahlen
- 24
- Fremdkörper
- 26
- Glasscherben
