DE1648640C3 - Vorrichtung zum Nachweis von Fremdstoffen an den Wänden eines durchscheinenden oder durchsichtigen Behälters - Google Patents

Description

Dabei wird beim Fehlen von Fremdstoffen in dem

Behälter trotz der erheblichen und unterschiedlicher

Brechung und Streuung des Abtastlichtstrahls prak· 60 tisch die gesamte Lichtmenge gesammelt, so daß du

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum auf die Nachweisvorrichtung fallende Gesamtlicht Nachweis von Fremdstoffen an den Wänden eines menge im wesentlichen konstant ist Auf diese Weise durchscheinenden oder durchsichtigen Behälters mit ist es möglich, zwischen auf Streu- und Brechungs einer Lichtquelle konstanter Lichtstärke zur Erzeu- Wirkungen zurückzuführenden Signalen und solchei gung eines Abtast-Lichtstrahls mit einer Behälter- 65 Signalen zu unterscheiden, die danu entstehen, wem Drehvorrichtung, die an der Peripherie eines Drehti- der Abtastlichtstrahl durch in dem Behälter vornan sches angeordnet ist, auf dem wiederum auf der dem dene Fremdstoffe teilweise zurückgehalten wird.
Zentrum des Drehtisches zugeordneten Seite des Be- Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibunj

eines Ausföhrungsbeispiels an Hand der Zeichnungen einem Photomultiplikator 33 zugeordnet ist, mittels

näher erläutert dessen ein Signal einer noch zu beschreibenden

Fig.! zeigt ein Ausführungsbespiel einer erfin- Steuereinrichtung zugeführt wird,

dungsgemäßen Einrichtung in einer teilweise als Die Konstruktion des Diffusionskollektors 31 ist

Schnitt gezeichneten Seitenansicht; 5 derart, daß die gesamte die Hasche 27 passierende

Fig.2 ist ein Schnitt längs der Linie II-II in Lichtmenge gesammelt wird, und zwar ohiie Rück-

Fig; U sieht darauf, ob der konzentrierte Lichtstrahl oder

Fig.3 ist ein waagerechter Schnitt längs der Linie -Fleck 3c ohne Brechung von der Flasche durchge-

ni-niTOFig. 1; lassen wird, oder ob sowohl eine Streuung als auch

Fig.4 zeigt in einem schematischen Schaltbild das io eine Brechung stattfindet Zu diesem Zweck besitzt

der Einrichtung nach Fig. 1 bis3 zugeordnete elek- der Diffusionskollektor 31 einen matten weißen

frische System. Schirm, der so angeordnet ist, daß beim-Fehlen von

Gemäß den Zeichnungen umfaßt die Einrichtung Fremdstoffen in der zu prüfenden Flasche eine kon-

einen Lichtprojektor 1 mit einem Kondensor 2 zum stante Lichtmenge auf die Detektorfläche 32 fällt

Erzeugen eines konzentrierten schmalen Licht- 15 Während des Betriebs ist die Einrichtung nahe

Strahls 3. einem hier nicht gezeigten Förderband, das die zu

Der Lichtstrahl 3 wird auf eine umlaufende Trom- prüfenden Flaschen trägt, oder in der Bahn dieses

mel 4 projiziert, auf der zwanzig nach außen reflek- Förderbandes angeordnet Die zu prüfenden FIa-

tierende, ebene, versilberte Spiegel 5 tangential an- sehen werden den umlaufenden Rollen 28 zugeführt,

geordnet sind. Jeder dieser Spiegel hat eine axiale 20 und die Flaschen werden in Anlage an den Rollen

Länge von etwa 25 mm und eine Breite von etwa gehalten, so daß sie gedreht werden, während sich

19 mm. Die Trommel 4 sitzt fest auf einer Welle 6, der Tisch 19 dreht.

die eine Riemenscheibe trägt, weiche durch einen Es sei bemerkt, daß während der Abtastperiode

Riemen 8 angetrieben wird; der Riemen 8 läuft über der den Schlitz 26 der Maske 25 passierende Licht-

die Riemenscheibe 9 eines Elektromotors 10; die as strahl 3 c kontinuierlich in einer senkrechten Ebene

Trommel 4, der Elektromotor 10 und die zugehört- eine Abtastung innerhalb eines Winkels von 26° be-

gen Teile sind in einem Gehäuse 15 angeordnet, das wirkt, während der Lichtstrahl gleichzeitig durch die

eine öffnung 16 aufweist, über die der schmale Drehbewegung der Maske 25 veranlaßt wird, in einer

Lichtstrahl3 in das Gehäuse eintreten und auf die waagerechten Ebene einen Winkel von 20° zu über-

die Spiegel tragende Trommel 4 fallen kann. 30 streichen. Ferner wird die Flasche 27 kontinuierlich

Wenn der Lichtstrahl3 auf die einzelnen umlau- gedreht während sie die Abtastzone durchläuft, und

fenden Spiegel 5 fällt, wird er nach unten reflektiert, die Abtastgeschwindigkeit ist so gewählt daß die ge-

so daß er durch eine öffnung 21 im Boden des Ge- samte Fläche der Flasche mit einem Überschuß von

häuses 15 auf einen ebenen, versilberten Spiegel 17 25 °/o abgetastet wird. Die Abtastgeschwindigkeit ist

fallt, wobei eine Folge von Abtastlichtstrahlen 3 α er- 35 auf die Drehung der Flasche so abgestimmt, daß sich

zeugt wird, wobei infolge der Reflexion durch die die aufeinanderfolgenden Abtastungen um lO°/o

einzelnen ebenen Spiegel 5 jeder Lichtstrahl 3 α einen überlappen.

Abtastwinkel von 26° einschließt. Verringert sich die auf den Detektor 32 fallende

Der reflektierte Lichtstrahl 3 a wird erneut durch Lichtmenge, da der Lichtstrahl durch in der Flasche den Spiegel 17 reflektiert, der geneigt in einer auf- 40 27 vorhandene Fremdstoffe teilweise oder vollstänrecht stehenden Säule 18 angeordnet ist, welche un- dig zurückgehalten oder absorbiert wird, verringert terhaib des Gehäuses 15 vorgesehen ist. Ein Dreh- sich das Ausgangssignal des Phototnultiplikators 33, tisch 19 umschließt die Säule 18, dk mit einem senk- so daß ein elektrisches Signal zum Anzeigen des Vorrechten Schlitz 20 versehen ist, so daß der erneut re- handenseins von Fremdstoffen in der Flasche erzeugt flektierte Lichtstrahl 3fc aus der Säule 18 austreten 45 wird. Dieses elektrische Signal wird einem noch zu kann. beschreibenden Mechanismus zugeführt mittels des-

Der Drehtisch 19 trägt eine aufrecht stehende sen die Flasche 27 gegenüber ihrem Rückweg zu dem Maske 25 mit einem senkrechten Schlitz 26, der dazu hier nicht gezeigten Förderband umgelenkt wird,
dient, die aufeinanderfolgenden Lichtstrahlen 3b bis Fig.4 zeigt die Steuereinrichtung in einem Blockauf einen bestimmten Teil zurückzuhalten, so daß 50 diagramm. Die Steuereinrichtung umfaßt den Photoder Lichtstrahl zu einem schmalen Lichtstrahl oder multiplikator 33, dessen Ausgangssignal über einen Fleck 3c konzentriert wird, der gemäß Fig. 3 einen Vorverstärker 37 einem Impulsformer 38 zugeführt Winkel von 20° einschließt, wenn der Tisch 19 zu- wird; der Vorverstärker 37 umfaßt ein Gatter mit sammen mit der geschlitzten Maske 25 gedreht wird. verstellbarem Pegel, das so ausgeoildet ist, daß uner-Somit bewirkt der konzentrierte Lichtfleck eine Ab- 55 wünschte Signale unterhalb eines vorbestimmten Sitastung innerhalb eines Winkels von 26° in einer gnalpegels nicht durchgelassen werden. Wenn die Insenkrechten Ebene und innerhalb eines Winkels von tensität des auf den Photomultiplikator 33 fallenden 20° in einer waagerechten Ebene. Lichtes dadurch verringert wird, daß Fremdstoffe in

Die zu prüfende Flasche 27 wird längs des Um- einer Flasche 27 sind, führt der Vorverstärker 37

fangs des Drehtisches 19 durch hier nicht gezeigte 60 dem Impulsformer 38 einen Impuls zu, der durch

Finger bewegt, die dazu dienen, die Flasche gegen den Impulsformer in eine solche Form gebracht

umlaufende Rollen 28 zu drücken, mittels deren die wird, daß er geeignet ist, die nachfolgende logische

Flasche 27 gedreht wird, während sie die Abtastzone . Schaltung zu betätigen.

passiert, durch die der konzentrierte Abtastlichtstrahl Der geformte Impuls wird einem Eingang 41 eines

3 c fallt, der im wesentlichen auf die Achse der Fla- 65 Und-Gatters 39 mit drei Eingängen zugeführt; dieses

sehe fokussiert ist. Das die Flasche 27 passierende Gatter tritt nur dann in Tätigkeit, wenn auch Ein-

Licht fällt auf einen Diffusionssammler 31 und wird gangsimpulse an den beiden übrigen Eingängen 42

mit Hilfe einer Detektorfläche 32 nachgewiesen, die und 43 erscheinen.

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Ferner ist eine Triggerschaltung mit einer Start-Photozelle 44 und einem Impulsformer 45 vorgesehen; diese Triggerschaltung kann ein Signal dem Eingang 42 des Und-Gatters 39 zuführen. Die Photozelle 44 ist in der Bahn des Abtastlichtstrahls 3 α angeordnet, der die Photozelle 44 betätigt, wenn der Lichtstrahl 3 α die Photozeile überstreicht; das resultierende Signal der Photozelle 44 wird dem Impulsformer 45 zugeführt, an den eine Flip-Flop-Schaltung 46 angeschlossen ist, deren Ausgangssignal dem Eingang 42 des Und-Gatters 39 zugeführt wird. Wenn die Photozelle 44 am Beginn des Abtastvorgangs durch den Lichtstrahl 3 a betätigt wird, erscheint am Eingang 42 des Und-Gatters 39 ein kontinuierliches Signal.

Ferner ist eine zweite Triggerschaltung vorgesehen, die eine Stopp-Photozelle 47 und einen Impulsformer 48 umfaßt; die Photozelle 47 wird durch den Abtastlichtstrahl 3 σ am Ende des Abtastvorgangs betätigt, um ein Signal zu erzeugen, das mit Hilfe des Impulsformer? 48 geformt und der Flip-Flop-Schaltung 46 zugeführt wird, um diese anßer Betrieb zu setzen, so daß dem Gattereingang 42 das kontinuierliche Signal nicht mehr zugeführt wird.

An den dritten Eingang 43 des Und-Gatters 39 ist eine weitere Flip-Flop-Schaltung 51 angeschlossen, der ein Signal durch eine Triggerschaltung zugeführt werden kann, die eine mechanisch zu betätigende Auslösevorrichtung 52 und einen Impulsformer 53 umfaßt. Mit der Flip-Flop-Schaltung 51 ist eine vierte TriggerschaKung verbunden, die eine mechanisch zu betätigende Stopp-Auslösevorrichtung 54 und einen Impulsformer 55 umfaßt

Am Beginn der Periode, während welcher die zu prüfende Flasche 27 die Abtastzone durchläuft, wird die Start-Auslösevorrichtung 52 betätigt, um einen Impuls zu erzeugen, der dem Impulsformer 53 zugeführt wird, dessen Ausgangssignal zu der Flip-Flop-Schaltung 51 gelangt, die betätigt wird, um dem Eingang 43 des Und-Gatters 39 einen kontinuierlichen Impuls zuzuführen. Am Ende der Periode, während deren die Flasche die Prüfzone durchläuft, wird die Stopp-Auslösevorrichtung 54 betätigt, um ein Signal zu erzeugen, das durch den Impulsformer 55 geformt und der Flip-Flop-Schaltung 51 zugeführt wird, um

ίο diese außer Betrieb zu setzen, so daß das kontinuierliche Signal dem Eingang 43 des Und-Gatters 39 nicht mehr zugeführt wird.

Es sei bemerkt, daß während des Hindurchlaufens der Flasche 27 durch die Priifzone am Eingang 43 des Gatters 39 ein kontinuierliches Signal erscheint. Ferner erscheint während der Abtastzeit innerhalb des Abtastwinkels von 26° ein kontinuierliches Signal am Eingang 52 des Gatters.
Während die Flasche die Abtastzone durchläuft, und während der Abtastperiode des Lichtstrahls kann ein durch den Photomultiplikator 33 erzeugtes Signal, das das Vorhandensein von Fremdstoffen in der Flasche 27 anzeigt, zu dem Eingang 41 des Und-Gatters 39 gelangen, um einen Relaisantrieb 57 zu betätigen, mittels dessen ein Relais 58 angetrieben wird, durch welches ein Zurückweisungs-Elektromagnet 59 gesteuert wird.

Wenn der Zurückweisungs-Elektromagnet 59 betätigt wird, wird das Signal der Stopp-Auslösevor-

richtung 54 einem hier nicht gezeigten Verzögerungselement zugeführt, wobei das Signal dazu dient, den Relaisantrieb 57 und den Zurückweisungs-Elektromagneten 59 zurückzustellen, nachdem der Elektromagnet betätigt worden ist, um die zurückgewiesene Flasche umzulenken, so daß sie zu dem Sammeltisch

für die zurückgewiesenen Flaschen gelangt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. baiters eine Maske mit einem senkrechten Schlitz für

   Patentansprüche: den Durchtritt des Uchtsteahls ortsfest angebracht * ist, die mit solcher Geschwindigkeit relativ zur Dreh- * 1. Vorrichtung zum Nachweis von Fremdstoff- geschwindigkeü der Behälter-Dreh™mchtnng umfen an den Wänden eines durchscheinenden oder 5 fiuft, daß der gesamte **ator abg⁶^ ™^rd-.jJf durchsichtigen Behälters mit einer Lichtquelle einer photoelektnschen Emnchtm^ der die UchtkonstanterLichtsförke zur Erzeugung ein« Ab- strahlen nach Durchtritt durch den Behalter zugeiast-Lichtstrahls, mit einer BehSteV-Drehvorrich- führt werden und deren Ausgangssignal miem Distung, die an der Peripherie eines Drehtisches an- kriminator und anschließend einem Auswerfmechageordnet ist, auf dem wiederum auf der dem Zen- ίο nismus zugeführt wird. . team des Drehtisches zugeordneten Seite des Be- Es ist bereits eine Vornchfting zuin Nachweis hälters eine Maske mit einem senkrechten Schlitz einer Verschmutzung von Milchflaschen bekannt gefür den Durchtritt des Lichtstrahls ortsfest ange- worden, die hierzu von emem Uchtstrahl abgetastet bracht ist, die mit solcher Geschwindigkeit relativ und dabei um ihre Achse gedreht wrnL Der durch zur Drehgeschwindigkeit de. Behälter-Prehvor- 15 die Flasche hindurchgetretene Lichtstrahl gelangt zu richtung umläuft, daß der gesamte Behälter abge- einer photoelektrischen Einrichtung, deren Austastet wird, mit einer photoelektrischen Einrich- gangssignal zuerst zu einem Diskrumnator und dann tang, der die Lichtstrahlen nach Durchtritt durch einem Auswerfmechanismus gelangt Iw die Unterden Behälter zugeführt werden und deren Aus- suchung des Flaschenbodens dient ein erstes Abtastgangssignal einem Diskriminator und anschlie- so system mit einem rotierenden, diametralen Schlitz ßend einem Auswerfmedianismus zugeführt und für die Untersuchung des Mantels der Flasche wird, dadurch gekennzeichnet, daß ist ein zweites Abtastsystem mit einer Sene von der von der Lichtquelle (1) ausgesandte Abtast- engen, vertikalen Schlitzen vorgesehen (Engineering Lichtstrahl (3 a) auf ein an sich bekanntes Spie- 1966, S. 244 und 245, und The Engineer, 5. August gelrad (4,5) trifft, durch welches ein innerhalb as 1966, S. 203).

   eines nachfolgenden senkrechten ortsfesten, für Bei einer bekannten Vorrichtung zur photoelektn-

   die Erfassung des gesamten Behälterdurchmes- sehen Fehlerkontrolle von Materialoberflächen dient

   sers ausreichend breiten Schlitzes (20) auf- und ein Spiegelrad zum Erzeugen eines innerhalb eines

   abwärts geschwenkter Lichtstrahl (3 b) erzeugt ortsfesten, durchsichtigen Spaltes hin- und herge-

   wird, der auf die am Drehtisch (19) angebrachte 30 schwenkten Lichtstrahls (deutsche Auslegeschrift

   Maske (25) trifft und daß zwischen dem zu prü- 1 193 701).

   fenden Behälter (27) und der photoelektrischen Auf dem Gebiet der Werkstoffprüfung mit Ultra-Einrichtung (33) ein das gesamte durch den Be- schall ist es bekannt, einen zu prüfenden Körper hälter hindurchgetretene Licht sammelnder, mit gleichzeitig in auf- und abwärts gerichteter sowie in Diffusionsschirmen (31) ausgekleideter Raum an- 35 waagerecht hin- und hergehender Richtung bei zugeordnet ist sätzlicher relativer Drehung des zu prüfenden Kör-
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- pers abzutasten (USA.-Paientschrift 3 023 611).
   kennzeichnet daß der sich drehende, zu untersu- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zuchende Behälter (27) und die Maske (25) syn- gründe, zum Nachweis von Fremdstoffen an den chron um den ortsfesten, senkrechten Schlitz (20) 40 Wänden und am Boden eines durchscheinenden oder umlaufen. durchsichtigen Behälters diesen in einem einzigen
3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, Arbeitsgang vollständig zu prüfen.

   dadurch gekennzeichnet daß der von der Licht- Zur Lösung dieser Frage schlägt die Erfindung

   quelle (1) ausgehende Lichtstrahl (3) von dem vor, daß bei einer Nachweisvorrichtung der eingangs

   um eine waagerechte Achse rotierenden Spiegel- 45 beschriebenen Art der von der Lichtquelle ausge-

   rad (4,5) mit veränderlicher Richtung in ein zy- sandte Abtast-Lichtstrahl auf ein an sich bekanntes

   lindrisches Gehäuse (18) mit senkrechter Achse Spiegelrad trifft, durch v/elches ein innerhalb eines

   umgelenkt wird, in dem sich ein geneigt angeord- nachfolgenden senkrechten ortsfesten, für die Erfas-

   neter Spiegel (17) befindet, von dem die umge- sung des gesamten Behältsrdurchmessers ausreichend

   lenkten Lichtstrahlen (3 a) zu dem senkrechten 50 breiten Schlitzes auf- und abwärts geschwenkter

   Schlitz (20) des Gehäuses reflektiert werden. Lichtstrahl erzeugt wird, der auf die am Drehtisch
4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, angebrachte Maske trifft, und daß zwischen dem zu dadurch gekennzeichnet daß der oberste und der prüfenden Behälter und der photoelektrischen Einunterste der Abtastlichtstrahlen (3 c) den ganzen richtung ein das gesamt·: durch den Behälter hinzu untersuchenden Behälter (27) umschließen. 55 durchgetretene Licht sammelnder, mit Diffusionsschirmen ausgekleideter Raum angeordnet ist