DE1925693C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln von Fremdkörpern in einer in einem durchsichtigen Gefäß enthaltenen Flüssigkeit - Google Patents

Description

In der chemischen und pharmazeutischen Industrie sind laufend Prüfungen von in durchsichtigen Behältern, wie Ampullen od. dgl., abgefüllten Flüssigkeiten auf das Vorhandensein von Fremdkörpern vorzunehmen. Dabei sind Behälter, welche mit Fremdkörpern verunreinigte Flüssigkeit enthalten, von solchen mit reiner Flüssigkeit abzusondern.

Aus der US-PS 26 35 194 ist hierzu eine Vorrichtung bekanntgeworden, bei welcher zu prüfende Ampullen vor einer Lichtquelle mit nachgeschaltetem optischen System gedreht werden. Das durch die Ampulle und ihren Inhalt hindurchtretende Licht fällt auf einen stationären photoelektrischen Wandler, dessen Ausgangssignal der Intensität des auf den Wandler fallenden Lichtes folgt. Als Anzeichen für Verunreinigungen im Ampulleninhalt wird es gewertet, wenn das Ausgangssignal des Wandlers zeitlichen Schwankungen unterliegt. Man geht dabei davon aus, daß diese Schwankungen von Verunreinigungen in der Flüssigkeit hervorgerufen werden, die sich durch den Strahlengang des Lichtes bewegen. Diese bekannte Anzeigeeinrichtung versagt sowohl bei sehr kleinen Teilchen als auch bei einer sehr großen Anzahl von Teilchen in der zu untersuchenden Flüssigkeit, Kleine Teilchen abtarbieren einen so geringen Anteil des Lichtes, daß die Lichtintensität nicht merklich beeinflußt wird, bei einer zu großen Anzahl von Fremdkörpern in der zu untersuchenden Flüssigkeit befindet sich gleichzeitig so viele Teilchen im Strahlengang des Lichtes, daß die Bewegung eines einzelnen Teilchens sich nicht mehr merklich auf die Lichttransparenz auswirkt, da das Eintreten einzelner Teilchen in den Strahlengang durch das Austreten anderer Teilchen aus dem Strahlengang im Mittel ausgeglichen wird. Aber selbst bei einer solchen Verunreinigungskoiizentration, bei welcher die bekannte Vorrichtung noch eine Anzeige liefert, arbeitet diesselbe unbefriedigend, denn sehr häufig ist der Behälter selbst nicht frei von Fehlern, er enthält oft Schlieren und Blasen im Wandmaterial, die von der Vorrichtung wie Verunreinigungen in der Flüssigkeit registriert werden, so daß es bei Verwendung der bekannten Apparatur zu Aussonderungen kommen kann, obgleich der Ampulleninhalt selbst dazu keinen Anlaß gibt.

Aus der US-PS 27 89 765 ist es bekannt, Teilchenzählungen auf nicht bewegten Trägern nach einer elektronischen Abtastmethode vorzunehmen. Die auf dem Träger fixierten Teilchen werden dabei mit zumindest einem Abtaststrahl elektrooptisch erfaßt und zur Anzeige gebracht. In diesem Zusammenhang ist es ferner bekannt, Doppelzählungen durch zweifaches Erfassen von sich über angrenzende Abtastzeilen erstreckenden Fremdkörpern zu verhindern. Hierbei ist jedoch problematisch, daß in Richtung des oder der Abtaststrahlen hintereinandeniegende und sich überdeckende Fremdkörper nur einmal erfaßt werden, so daß beispielsweise bei Untersuchungen von Suspensionen in Ampullen erhebliche Fehler auftreten können.
Zur Vermeidung des vorerwähnten Problems ist bereits vorgeschlagen worden (DE-PS 16 48 364), eine Folge von zumindest zwei Bildern des sich drehenden Gegenstandes mit den Fremdkörpern mittels einer elektronischen Kamera aufzunehmen, für jedes Bild die Anzahl der Fremdkörper zu ermitteln und nur dasjenige Bild auszuwerten, welches die größere Anzahl ermittelter Fremdkörper enthält. Auch diese Verfahrensweise birgt den schon erwähnten Nachteil in sich, daß Verunreinigungen im Behältermaterial selbst, die auf den Behälterinhalt ohne Einfluß sind, wie Verunreinigungen des Behälterinhalts registriert werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches in der Lage ist, zwischen Fremdkörpern in der in dem durchsichtigen Gefäß enthaltenen Flüssigkeit von den Fehlern, die das Gefäß selbst aufweist, zu unterscheiden.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen der Erfindung, insbesondere eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, sind Gegenstand der Unteran-

h^ri spriiche.

Während das früher vorgeschlagene Verfahren eine wenigstens zweimalige Zählung von Fremdkörpern durchführt und nur eine Aussage liefern kann, wie groß

die Anzahl der Fremdkörper ist, ohne zu unterscheiden, ob diese im Behälterinhalt oder im Behältermaterial vorhanden sind, kann durch die Erfindung eine klare Aussage darüber gemacht werden, ob ausschließlich im Behälterinhalt Fremdkörper überhaupt vorhanden sind, d. h. deren genaue Anzahl interessiert gar nicht. Dazu wird wie bei dem früher vorgeschlagenen Verfahren zweimal ein Bild von dem Behälter aufgenommen. Während bei dem früheren Verfahren die beiden Bilder jedoch gegebenenfalls auch gleichzeitig, aber aus zwei verschiedenen Richtungen, aufgenommen werden, ist es beim erfindungsgemäßem Verfahren zwingend, daß der Behälter bei beiden Aufnahmen gegenüber der elektronischen Kamera exakt die gleiche Lage einnimmt, weil in der an die elektronische Kamera angeschlossenen Auswerteeinrichtung eine Lokalisierung der registrierten Fremdkörper vorgenommen wird, um jene registrierten Fremdkörper unbeachtet zu lassen, die bei beiden Aufnahmen an exakt der gleichen Stelle registriert werden und somit höchstwahrscheinlich Fehler im Behältermaterial sind.

Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Prüfung von Ampullen;

Fig. 2 eine graphische Darstellung einer ersten Bildaufnahme einer Ampulle;

F i g. 3 eine graphische Darstellung einer zweiten Bildaufnahme der gleichen Ampulle, und

Fig.4 die Differenzbildung der bei den beiden Bildaufnahmen erhaltenen Impulssignale.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 eine Ampulle 10, welche mittels einer geeigneten Transportvorrichtung 12 in der Vorrichtung in Stellung gebracht ist. Die Transportvorrichtung 12 weist eine Drehvorrichtung 14 auf, durch welche die Ampulle 10 mindestens kurzzeitig mittels des Motors 16 über einen mit 18 bezeichneten Antrieb gedreht werden kann. Die Ampulle 10 enthält eine Flüssigkeit 20, die auf die Anwesenheit von Fremdkörpern, die mit 22 und 25 bezeichnet sind, geprüft werden soll.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist weiter mit einer Lampe 26 zur Beleuchtung der Ampulle von unten sowie mit einem Schirm 28 versehen, welcher das Licht dieser Lampe 26 in die Ampulle 10 hineinrichtet. Durch Reflexion an der Innenseite der Amp-ille verbleibt das Licht in dieser, wodurch eine optimale Beleuchtung der Fremdkörper 22 und 24 erreicht wird. Auf diese Weise wird die Flüssigkeit 20 selbst nicht nennenswert beleuchtet und bildet de-ihalb einen dunklen Hintergrund für die von der elektrischer Kamera 30 zu machenden Bildaufnahmen. Die Vorrichtung ist außerdem mit einer Photozelie 32 od. dgl. ausgerüstet, die einer Schaltvorrichtung 34 die Anwesenheit einer Ampulle in der Vorrichtung anzeigt.

Die elektronische Kamera 30 tastet in herkömmlicher Weise das Bild der Ampulle 10 zeilenweise ab (F i g. 2) und erzeugt ein Ausgangssignal 36 (F i g. 1). Die Kamera 30 wird mit Vertikal- und Horizontal-Synchronisierungsimpulsen von den Ausgängen der Kanäle öund C to eines Speichers 38 betrieben. Dadurch ist gewährleistet, daß bestimmte, von der elektronischen Kamera gelieferte Bildimpulse an eindeutig wiederfindbaren Plätzen des Speichers 38, welcher mit der Kamera 30 verbunden ist, abgespeichert werden. Der Speicher 38 ηί kann eine Platte, eine Walze, eine Verzögerungsleitung, ein Band oder eine andere bekannte elektronische Speichervorrichtung entharten.

Der Speicher 38 kann wenigstens ein vollständiges,, von der elektronischen Kamera 30 geliefertes Bild speichern. Das Videosignal der Kamera 10 wird mittels eines Impulsformers 42 in eine einfache Impulsform, wie bei 44 angegeben, umgewandelt, wenn eine bestimmte horizontale Abtastlinie, wie z. B. die bei 36 gezeigte, Spannungsspitzen aufweist, welche einen vorbestimmten Spannungspegel, der mit 46 angegeben ist, übersteigen. Wird nun ein Fremdkörper mit einer eine vorbestimmte Größe übersteigenden Abmessung durch die Kamera 30 registriert, so wird das Videosignal durch den Impulsformer 42 entsprechend geformt.

Nach Einspeicherung eines vollständigen Bildes in den Speicher 38 wird die Flüssigkeit in der Ampulle 10 bewegt. Dazu könnte die Ampulle geschüttelt werden, im vorliegenden Fall wird sie gedreht. Wichtig ist, daß die Ampulle nach der Bewegung exakt die gleiche Lage wie zuvor einnimmt, d. h. im vorliegenden Fall muß sie exakt 360° oder ein ganzzahliges Vielfaches davon gedreht werden. Es wird dann eine zweite Bildaufnahme von der Ampulle 10 gemacht, wobei cie Impulssignale aus dem Impulsformer 42 einer Vergleic.iseinrichtung 40 und letzterer sümutan dazu der Inhalt aus dem Speicher 38 zugeführt werden. Bei der zweiten Bildaufnahme sind über die Schaltvorrichtungen 34 die dazu erforderlichen Verbindungen hergestellt F i g. 1 gibt den Schaltzustand an, der bei der Einspeicherung des ersten Bildes in den Speicher 38 herrscht. Beim Vergleich der beiden Bilder in der Vergleichsvorrichlung werden die von der elektronischen Kamera 30 und die vom Speicher 38 stammenden Bildsignale miteinander synchronisiert. Auf diese Weise koinzidiert der vom Abtaststrahl der Kamera 30 gerade abgetastete Bildfleck zeitlich mit demjenigen Signal aus dem Speicher 38, welches aus der jenem Bildfleck entsprechenden Speicherstelle stammt.

Es sei erwähnt, daß auf eine Bewegung der Ampulle 10 zwischen den einzelnen Bildaufnahmen auch verzichtet werden kann, wenn die Flüssigkeit in der Ampulle vor der ersten Aufnahme in so starke Bewegung versetzt worden ist, daß sie sich noch nach Vollendung der ernten Aufnahme bewegt.

Unter Bezugnahme auf F i g. 2 wird die Funktion der Vergleichseinrichtung 40 nachfolgend im einzelnen erläutert. Fig. 2 zeigt die Ampulle 10 mit den horizontalen Abtastlinien, welche schematisch mit a bis e bezeichnet sind. Zur Erläuterung ist ein Glasfehler mit 21 auf der Außenseite der Ampulle 10 und sind Fremdkörper 22 und 24 in der Flüssigkeit im Inneren der Ampulle dargestellt. Zunächst wird die AmpullelO mittels der in Fi g. 1 beschriebenen Vorrichtung um ihre vertikale Achse gedreht und nachher angehalten, wobei die in der Ampulle 10 enthaltene Flüssigkeit ihre Di'rch wirbelung fortsetzt und die darin enthaltenen Fremdkörper 22 und 24 mit sich führt. Die erste Bildaufnahme durch die elektronische Kamera 30 erzeugt somit eine Spannung, wie sie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist. Der Vertikal-Synchronisierungsimpuls 48, welcher die erste Bildaufnahme auslöst, wird der Kamera 30 vom Kanal B des Speicheis 38 zugeführt. Die Glasfehler 21, der stationär ist, oder ein entsprechender Schmutzkörper auf der Glasoberfläche wird, wie gezeigt, einen Impuls 50 in der horizontalen Abtastlinie a erzeugen. In der horizontalen Abtastlinie c wird ein Impuls 52 als Folge der Anwesenheit des Fremdkörpers 22, und in der horizontalen Abtastlinie e wird ein Impuls 54 wegen des Fremdkörpers 24 erzeugt.

Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitverzögerung

schaltet die Schaltvorrichtung 34 um. Es wird dann eine zweite Bildaufnahme der Ampulle 10 gemacht, die entsprechend synchronisiert ein zweites Spannungssignal ergibt, welches der Vergleichseinrichtung 40 in der oben beschriebenen Weise zugeführt wird. Wie in F i g. 3 gezeigt ist, wird ein weiterer Vertikal-Synchronimpuls 58 zwecks Auslösung dieser Abtastung vom Kanal B des Speichers 38 ausgeführt. Der Glasfehler oder Schmutzkörper 21 erscheint als Impuls 60 auf der horizontalen Abtastlinie a an der gleichen Stelle, an welcher bei der ersten Aufnahme der Impuls 50 erschienen ist. Zufällig wird der Fremdkörper 22 auch bei dieser zweiten Bildaufnahme auf der gleichen horizontalen Abtastlinic c, wie beim erstenmal, aufgedeckt und hier durch den Impuls 62 dargestellt. Der andere Fremdkörper 24 ist jedoch von der wirbelnden Flüssigkeit zur Abtastlinie d bewegt worden und wird nun durch den Impuls64 dargestellt.

Wie bereits erwähnt, werden die Spannungssignalc beider Bildaufnahmen gleichzeitig der Verglcichseinrichtung 40 zugeführt. Wie in F i g. 4 schematisch angedeutet, wird das erste dieser beiden Signale invertiert, damit es leicht zum zweiter Signal addiert werden kann. Insgesamt findet somit eine Subtraktion statt. Das durch die Synchronisierung entstandene Signal ist mit 70 in Fig.4 dargestellt. Es ist leicht verständlich, daß die durch den Glasfehler :21 erzeugten Impuls 50 und 60 einander auslöschen wenden, wie dies mit 66 angegeben ist. Die vom Fremdkörper 22 herrührenden Impulse 52 und 62 werden sich aber nicht gegenseitig auslöschen, sondern ergeben eine positive

ίο und eine negative !mpulskombination, welche zur Erzeugung eines Fehlcrsigiials zum Betrieb einer Rückwcisungsvorrichtiing 72 zur Ausscheidung der Ampulle 10 dient. Die vom Fremdkörper 24 herrührenden Impulse 54 und b4 erzeugen ebenfalls eine positive und eine negative Impulskombination, welche ebenfalls zur Erzeugung eines Fehlersignals verwendet werden kann. |e nach Amplitude und Breite des auf diese Weise (•r/ptivtcn F->hlrrsign;ils knnn das hier beschriebene Verfahren dazu verwendet werden. Ampullen /urück/uweisen, welche Fremdkörper von einer vorbestimmten Größe an aufwärts aufweisen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche;

1. Verfahren zum Ermitteln von Fremdkörpern in einer in einem durchsichtigen Gefäß enthaltenen Flüssigkeit, wobei von dem befüllten Gefäß mit einer elektronischen Kamera zwei aufeinanderfolgende Aufnahmen gemacht werden, zwischen welchen die Flüssigkeit bewegt wird, und Videosignale der ersten Aufnahme zwischengespeichert werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß bei beiden Aufnahmen die gleiche Lage in bezug auf die Kamera einnimmt, die den festgestellten Fremdkörpern entsprechenden Videosignalen lokalisiert und durch eine die festgestellten Fremdkörperorte berücksichtigende Differenzbildung aus den Videosignalen beider Aufnahmen die in der Flüssigkeit enthaltenen Fremdkörper von in der Gefäßwand etwa enthaltenen Fremdkörpern unterschieden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Gefäß zwischen den Aufnahmen um 360° gedreht wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, enthaltend eine elektronische Kamera, eine an diese angeschlossene Signalauswerteeinrichtung mit Signalspeicher sowie eine Einrichtung zum Erzielen einer Bewegung in der in dem Gefäß enthaltenden Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalauswerteeinrichtung (34, 38, 40) eine Schaltvorrichtung (34) zum Abrufen des Inhalts des Speichers (38) und eine Vergleichseinrichtung (40) ii.nfaßt, die von der Schaltvorrichtung (34) gleichzeitig an der; Speio'-.τ (38) und an die elektronische Kamera (30} anschaltbar ist und die ihr zugeführten Signale hinsichtrich it'-er örtlichen Lage miteinander vergleicht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (38S, 38Qzur Synchronisierung der Strahlablenkung in der elektronischen Kamera (30) mit dem Signalabruf aus dem Speicher (38).

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die elektronische Kamera (30) und den Speicher (38) bzw. die Vergleichseinrichtung (40) ein Signalimpulsformer (42) eingeschaltet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung (40) eine Subtraktionseinrichtung ist.