DE2347973C2 - Vorrichtung zum Untersuchen von Gegenständen wie gefüllte Behälter auf Fremdkörper - Google Patents
Vorrichtung zum Untersuchen von Gegenständen wie gefüllte Behälter auf FremdkörperInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
Eine Vorrichtung dieser Art ist bekannt (DE-AS 15 74111). Die zu prüfenden Gegenstände werden
hierbei kontinuierlich an der Röntgenstrahlenquelle vorbeibewegt. Zur Aussortierung von Gegenständen,
die einen Fremdkörper enthalten, wird das Videosignal der Fernsehkamera ausgewertet, das bei der Feststellung
eines Fremdkörpers eine entsprechende Spannungsspitze aufweist, die über einen Komparator mit
einem Sollwert verglichen wird. Diese bekannte Vorrichtung ist zum Erkennen von kleinen Fremdkörpern
nicht empfindlich genug, sie setzt voraus, daß die den Gegenstand durchstrahlenden Röntgenstrahlen
mindestens mit 10% gedämpft werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung dieser Art so weiterzubilden und zu verbessern, daß sie eine
höhere Empfindlichkeit besitzt und mit ihr Fremdkörper schnell und sicher feststellbar sind.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen
kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung wertet nicht
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung wertet nicht
so unmittelbar das elektronische Videosignal der Fernsehkamera
für die Aussortierung aus, sondern stellt zunächst unmittelbar das Röntgenbild auf einem
Bildschirm optisch dar, und zwar invertiert, so daß normalerweise das Bild dunkel getastet ist und nur
festgestellte Fremdkörper, die eine Dämpfung der Röntgenstrahlen bewirken, als hellgetastete Bereiche
dargestellt werden. Damit kann optisch die Überprüfung der Gegenstände durch eine Bedienungsperson
überwacht werden. Dieses unvertierte Fernsehbild wird dann erneut über einen Photomultiplier abgetastet und
ausgewertet und nach Integration in einem Komparator mit einem Sollwert verglichen. Zusätzlich sind noch eine
Vielzahl von verschiedenen Blenden und Abschirmungen vorgesehen, die sicherstellen, daß nur das
b5 dargestellte Bild von tatsächlich festgestellten Fremdkörpern
in den Gegenständen ausgewertet werden und nur davon dann ein Aussortiervorgang ausgelöst wird.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist durch das
Zusammenwirken all dieser Maßnahmen extrem empfindlich
und genau und sortiert auch noch Dosen oder f-iaschen mit kleinsten Fremdkörpern sicher aus.
Besonders vorteilhaft ist noch die Art der synchronen Bewegung der zu untersuchenden Gegenstände vor der
Röntgenstrahlungsquelle, die ein besonders schnelles Untersuchen ermöglicht
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beispielsweise erläutert Es zeigt
Fig. 1 in einer Prinzipdarstellung eine Ausführungsform
der Erfindung bei der als Prüflinge verschlossene Glasbehälter angenommen werden, die über ein
Förderband mit einer gewissen Geschwindigkeit transportiert werden, wobei die Überprüfung innerhalb
weniger Hundertstel einer Sekunde erfolgt, '5
Fig.2 das elektrische Blockschaltbild mit den wesentlichsten logischen Funktionen und Bausteinen
eines solchen Systems, das aus einer Kombination von elektronischen und optischen Einheiten besteht, die das
durch einen Fremdkörper im Behälter verursachte Dämpfungsmaß ermitteln und jeweils eine Entscheidung
treffen, ob der betreffende Behälter auszusondern ist.
Bei der in den F i g. 1 und 2 veranschaulichten bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird im
folgenden die elektronische und optische Überwachung eines gefüllten Glasbehälters beschrieben, von dem
angenommen wird, daß er unerwünschte Fremdkörper enthält. Die betreffenden Glasgefäße 12 sind auf einem
Bandförderer 14 aufgestellt und werden durch diesen beispielsweise mittels einer Gliederkette 16 transportiert. Der Abstand zwischen den Gefäßen 12 sollte etwa
2,5 cm betragen, um die Triggerung einer Photozelle zu erleichtern, wenn das betreffende Gefäß in die
Überwachungszone eintritt und auch, um den Auswurf jeder Gefäße zu erleichtern, die gegebenenfalls
ausgesondert werden, weil sie Fremdkörper enthalten. Bei Annäherung ar· den Überwachungsbereich werden
die Gefäße durch eine unter gewisser Federvorspannung stehende Führungsschiene 18 gegen eine Takt-Förderschnecke
20 gedrückt und in den Grund der Schraubenlinie gedrückt. Solche Arten von Förderschnecken
sind in verschiedenen Ausführungsformen auf dem Markt erhältlich. Die Taktförderschnecke wird
durch einen Motor 22 über einen Riemen 24 angetrieben. Als Motor kommt beispielsweise ein
Permanentmagnet-Synchronmotor mit einer Drehzahl von 3600 U/min (bei 60 Hz) mit einem unmittelbar
angesetzten Untersetzungsgetriebe in Frage, das beispielsweise eine Drehzahluntersetzung von 15:1
bewirkt. Der Motor liegt beispielsweise an der Stromversorgung, die auch die übrigen elektronischen
Teile der Überwachungsvorrichtung mit Energ'e versorgt. Über das vom Synchronmotor betätigte Untersetzungsgetriebe
15:1 werden die Gefäße, beispielsweise Flaschen, auf mechanische Weise in Phase mit der
Frequenz der Stromversorgung gehalten. Wegen dieser Phasenbeziehung zur Stromversorgung wird der Überwachungsbereich
so nahe als möglich an den Endpunkt der Taktförderschnecke herangesetzt, so daß ein in
Phase liegender Impuls der Röntgenstrahlen zur Auslösung eines Prüf- und Überwachungszyklus emittiert
werden kann, sobald ein Gefäß in den Überwachungsbereich gelangt ist.
Obgleich es für einen befriedigenden Bereich der Überwachungsvorrichtung nicht erforderlich ist, sollte
die Geschwindigkeit des Bands nach Möglichkeit doch auf die durch die Taktförderschnecke bewirkte Liniarverschiebung
abgestellt sein, um Ungleichmäßigkeiten beim Vorschub und der sich daraus ergebenden
Probleme zu vermeiden. Bei der dargestellten bevorzugten Ausfühningsform beträgt die Bandgeschwindigkeit
ca. 30 m/min (90 Fuß/min), so daß sich bei einer Getriebeuntersetzung von 15:1 eine Prüfrate von 240
Gefäßen pro Minute ergibt. Bei dieser Prüfrate ist jeder Schlitz oder jede Vertiefung in der Taktförderschnecke
gefüllt Obgleich auch bei geringeren Prüfraten, d.h. dann, wenn ein oder mehrere Förderaussparungen der
Förderschnecke frei bleiben, läuft der Prüfzyklus in genau der gleichen Zeit ab, unabhängig von der
jeweiligen Förderrate für die Gefäße. Die Prüfgeschwindigkeit kann auch ohne weiteres auf über 240
Gefäße pro Minute gesteigert werden.
Die Verwendung der Taktförderschnecke in Verbindung mit dem Synchronmotor ist eine einfache und
praktische Lösung für das Problem der genau abgestimmten Vorschubbewegung eines Prüfobjekts
auf den getakteten Impuls der Röntgenstrahlquelle, ohne dabei die Bewegung des Förderbands oder des
Prüflings intermittierend zu unterbrechen.
Die in Phase mit der Stromversorgung arbeitende Taktförderschnecke, die das betreffende Gefäß in den
Überwachungsbereich fördert, bewirkt im richtigen Augenblick die Auslösung eines Röntgenstrahlbündels.
Sobald das Gefäß die Förderschnecke verläßt, tritt es in den Überwachungsbereich ein und befindet sich dann
zwischen einer Röntgenstrahlquelle 26 und einem Bildverstärker 28. In dieser Stellung unterbricht das
Gefäß den Strahl der Tast- oder Triggerlichtquelle 30 zu einer Photozelle 32. Dadurch wird ein über die
Stromquelle erzeugter elektrischer Impuls ausgelöst, und der Überwachungszyklus beginnt. Da das Gefäß
wie beschrieben auf mechanische Weise in Phase mit der Frequenz der Stromversorgung gebracht ist, über
die auch der Triggerimpuls erzeugt wird, ist das Gefäß auf den dann ablaufenden Röntgenstrahlblitz ausgerichtet,
wenn die auslösende negative Halbphase der Wechselspannung die Erzeugung des Röntgenstrahlimpulses
bewirkt. Die Dauer des Röntgenstrahlimpulses beträgt etwa eine Halbwelle, d. h. für ein Netz mit 60 Hz
die Dauer von '/jzosec. Die nachfolgende positive
Halbwelle bewirkt die Bildaustastung über den geschlossenen Kreis eines Monitor- oder Fernsehbetrachtungssystems
34, das während einer Vollwelle, also während V» see in Betrieb ist. Ersichtlicherweise
beträgt damit der gesamte Überwachungszyklus V40 see, d. h. also (1A2O + V6o see).
Zwischen der Röntgenstrahlquelle 26 und dem Gefäß 12 ist eine Maske 31 vorgesehen, die zur Egalisierung
grober Ungleichförmigkeiten im Röntgenstrahl selbst dient. Diese Maske kann aus einer 'Λβ" verstärkten
Aluminiumstützschicht bestehen, auf die eine gegen die Röntgenstrahlquelle gerichtete Schicht aus Flußmittel
und/oder Blei aufgebracht ist. Diese, im allgemeinen konvexe Schicht weist eine Dicke von V8" auf. Die Form
der Röntgenstrahlmaske wird durch den Umstand bedingt, daß der Röntgenstrahl in seinem Mittenbereich
am stärksten ist und gegen die Außenbereiche zu schwächer wird. Über diese Maske läßt sich ein Feld
erzeugen, das innerhalb einer 30% Grenze gleichförmig ist.
Enthält ein überprüftes Gefäß einen Fremdkörper, so fällt der das Gefäß durchdringende Röntgenstrahl
zunächst auf die Vorderfläche des Bildverstärkers und erzeugt ein Bild, das im Bereich des Fremdkörpers
geschwächt bzw. stärker gedämpft ist. Da der
Durchmesser der Eingangsblende des Bildverstärkers höchstens 23 cm beträgt, lassen sich bei einem
Durchgang Produkte mit einem Durchmesser von etwa mehr als 20 cm erfassen. Größere Gegenstände können
dadurch überprüft werden, daß sie das Röntgenstrahl-Überwachungsfeld mehrere Male durchlaufen, bis alle
Bereiche überwacht sind. Ein Röntgenstrahlschatten auf dem Bildverstärker wird elektrisch etwa um den Faktor
5000 verstärkt und erscheint als verkleinertes sichtbares Bild auf dem Bildverstärker-Anzeigeschirm 29. der eine
Größe von annähernd 2,5 cm Durchmesser aufweist.
Zwischen dem Gefäß und der Frontfläche des Bildverstärkers 28 ist eine Umrißmaske 36 angeordnet.
Diese Maske kann aus Blei oder einem anderen Material hergestellt sein, das Röntgenstrahlen absorbiert oder in
hohem Maße ausbiendet. Die Umrißiinie dieser Maske entspricht der eines jeweils zu überwachenden Gefäßes.
Diese Umrißmaske ist erforderlich, um zu verhindern, daß außerhalb der Flaschenumlinie liegende Röntgenstrahlen
in den Bildverstärker einfallen. Ist diese Maske nicht vorhanden, so würden die starken ungedämpften
Röntgenstrahlen relativ stark in die durch die Flasche vorgegebene Umrißlinie einfallen, so daß irgendwelche
Fremdkörper, die insbesondere im Bereich der Wand oder Kanten des Gefäßes liegen, überstrahlt und damit
ausgeblendet würden.
Eine weitere Maske ist zwischen dem Anzeigeschirm 29 des Bildverstärkers 28 und der Fernsehkamera 34
angeordnet. Diese als Produktmaske 38 bezeichnete Ausblendvorrichtung besteht aus einem einfachen
Filmnegativ des zu überprüfenden Gefäßes und zwar aufgenommen am Ausgang des Bildverstärkers. Diese
Maske kompensiert Unterschiede in der Dichte der verschiedenen Produkte und Beschaffenheit der Flaschen,
also etwa der Form der Flasche und berücksichtigt außerdem die unterschiedlichen Einflüsse von
Rippen. Kanten usw. an der Flasche selbst. Für die verschiedenen Produkte wird jeweils eine unterschiedliche
Maske hergestellt und verwendet. Ungleichförmigkeiten, die sich durch die Röntgenstrahlen selbst im Bild
auf der Außenseite der Produktmaske ergeben würden, werden durch diese Maske um weitere etwa 3 Prozent
reduziert.
Nach dem Durchlaufen der Produktmaske 38 wird das Licht durch eine in einem geschlossenen Schaltkreis
hegende Kamera 34 abgetastet und in Videosignale umgesetzt, die invertiert und getastet auf einen
Fernsehmonitor 40 geschaltet sind. Da das Bild elektronisch invertiert wird, erscheint es auf dem
Monitor als Dunkelbild abgesehen von den durch Fremdpartikel verursachten Stellen erhöhter Dämpfung.
Wird daher eine Hasche überwacht, so erscheint
an der Stelle eines Fremdpartikels ein heller Fleck zusätzlich zur teilweise abgebildeten Umrißlinie der
Flasche.
Das vom Monitor 40 gelieferte Licht durchläuft eine sogenannte Kantenmaske 42. Diese Maske dient zur
Ausblendung von externem Licht von außerhalb der Gefäßumrißlinie und kann aus irgendeinem geeigneten
nichtdurchscheinenden Materia! hergestellt sein. Nach dem Durchlaufen der Kantenmaske 42 wird das Licht
über einen Photomultipüer 44 in elektrische Signale umgesetzt, verstärkt und durch einen Schwellwert- oder
Pegeldetektor abgetastet. Übersteigt das Lichtausgangssignal einen voreinstellbaren Pegel, so tritt ein
Zurückweise- oder Ausstoßimpuls auf, d. h. es wird ein Zielwert in dem Ausschußzähler und in einem
Schieberegister gespeichert. Das Schieberegister mißt eine festgelegte Strecke auf dem Förderer durch
Abtastung einzelner Glieder der Gliederkette 16 mittels einer zählenden Photozelle 46 aus und betätigt ein
Ausstoßsolenoid 48 in festgelegtem Abstand vom Überwachungsbereich. Erreicht das überprüfte Behältnis
die Ausstoßstation 50, so wird es durch das Ausstoßsolenoid 48 aus dem Fließprozeß ausgeschoben.
Bei der bevorzugten Ausführungsform erfolgt der Ausstoß als fehlerhaft ermittelter Behältnisse
38 Gliederkettenstücke nach dem Überwachungsbereich. Da jedes Glied dieser Kette etwa 16 mm lang ist,
erfolgt also der Ausstoß in etwa 60 cm Abstand. Wird nur ein Ausstoßimpuls registriert, so wird das
Auswurfsolenoid lediglich einmal betätigt. Tritt dagegen eine Folge solcher Ausstoßimpulse auf, so werden auch
diese jeweils um den voreinsteiibaren Abstand verzögert.
Die wesentlichen logischen Funktionen des soweit erläuterten Systems sind im Blockschaltbild der Fig.2
dargestellt.
Unterbricht die Führungskante eines Gefäßes den von der Triggerleuchte 30 ausgehenden Lichtstrahl, so
wird über die triggernde Photozelle 33 ein Impuls erzeugt, der auf die Taktsteuerlogik 52 gelangt, die den
-5 Überwachungs- oder Prüfungszyklus auslöst. Da die für
die Röntgenstrahl-Impulsquelle benötigte Energie direkt aus der Stromversorgung gezogen wird, läuft der
Überwachungszyklus in Phase mit der Frequenz der Stromversorgung. Es kann also die Netzfrequenz selbst
für die Taktsteuerung verwendet werden. Wenn nach der Auslösung die Spannung der Stromversorgung in
den negativen Halbwellenbereich geht, so wird dies durch die Taktsteuerung abgetastet und es wird ein
Hochieistungsimpuis für die Röntgenstrahlquelle erzeugt. Obgleich dieser Impuls die Dauer einer Halbwelle
aufweist, d. h. V120 see (bei 60 Hz) so wird, da zwischen
der Spannung und der ausnutzbaren Röntgenstrahlenergie keine lineare Beziehung besteht, nur ein Teil
dieser '/120 see tatsächlich für den Abtastvorgang
ausgenutzt. Die effektive Belichtungszeit beträgt daher
lediglich wenige Millisekunden. Über die Taktsteuerlogik 52 wird ein Impuls durch die Zonen- und
Multivibratoreinheit 64 abgetastet, die in Verbindung mit einer Tor- und Prozeßverstärker sowie einer
Torschaltungseinheit 54 steht. Der Monitor wird daher lediglich für den die Kante des Gefäßes überdeckenden
Bereich getastet. Dies wird durch Triggern eines Multivibrators in der Einheit 64 erreicht, die ein Tor in
der Einheit 54 für den Bruchteil einer Sekunde schließt, die erforderlich ist, um die Kante des Gefäßes
auszublenden. Die Multivib.-atoren werden für jede Zone getrennt gesetzt und sind so eingesteiit, daß der
Monitor im Bereich der Führungskante des Gefäßes vollständig ausgeblendet wird. Nach der ersten HaIbwelle
der Spannung, d. h. also, wenn ein Impuls der Röntgenstrahlenergie freigesetzt ist, erfolgt die Auswertung
während der nachfolgenden Vollwelle der Spannung.
Wie bereits erwähnt, wird das durch die Röntgenstrahlquelle
erzeugte Schattenbild des Gefäßes durch den Bildverstärker 28 in ein verkleinertes sichtbares
Bild umgewandelt, in ein Abtast-Videosignal mittels der
Fernsehkamera 34 überführt, durchläuft den Prozeßverstärker und die Gattereinheit 54 und gelangt auf den
Monitor 40. Das Signal der Kamera 34 triggert über einen Synchrongenerator 74 die Multivibratoren in der
Einheit 64, um die Abtastzonen in der beschriebenen Weise zu erzeugen. Die Einheit 54 bildet einen Teil der
Kamera 34. Das ausgangsseitige Lichtsignal des Monitors wird durch einen Photomultiplier-Abtaster 44
aufgenommen, einem tastbaren Integrator 56 und dem Pegeldetektor 58 zugeführt und gelangt auf den
Auswurfschalter 60 beispielsweise einen monostabilen Multivibrator, der einem Impuls erzeugt, wenn ein
Ausstoßsignal vorliegt. Dieser Impuls gelangt in das Schieberegister 62 und nachdem eine vorbestimmte
Anzahl von Impulsen gezählt ist, die der vorgebbaren Entfernung auf dem Förderer entspricht, wird das to
Ausstoßsolenoid 48 betätigt und das Behältnis, das einen Fremdkörper enthält, wird ausgestoßen.
Das System ist vollständig unempfindlich für irgendwelche Signale außer während der Eintastzeit und den
Zonenperioden. Der Aufblend- und Empfindlichkeitsbereich bildet einen vollständig gradlinigen »Vorwärtsprozeß«.
Zunächst wird eine weitgehend rechteckförmige Zone abgetastet, die ausreichend groß ist, um das
gesamte Gefäß zu erfassen. Diese Zone wird durch die Zonen- und Austastmultivibratoren 64 in Verbindung
mit dem Prozeßverstärker und den Gattern in der Einheit 54 festgelegt. Diese Zone bestimmt den
Überwachungsbereich innerhalb der Umgrenzungslinie des Gefäßes. In Vertikalrichtung sind 4 zusätzliche
Zonen vorgesehen. Diese können von der Oberseite bis zum Boden für jeden beliebigen Bereich des Gefäßes
festgelegt werden.
Da die zu überprüfenden Gefäße im allgemeinen nicht vollständig zylindrisch sind oder einheitliche
Wanddicken über die Vertikalabmessung aufweisen, lassen sich die Empfindlichkeiten in den Bereichen
größerer Gleichförmigkeit erhöhen und etwas vermindern in den Bereichen, in denen über die Abdeckung
nicht alle Ungleichförmigkeiten entfernbar sind. Da die Kamera das Bild in Horizontalrichtung abtastet, gelangt
ein Synchronimpuls auf die Zonen- und Austastmultivibratoren in der Einheit 64, die einen Austastmultivibrator
in der gleichen Einheit triggern. In jeder der 4 Zonen bestimmt ein zweiter Multivibrator zusätzlich zu den
Multivibratoren, die die Führungskante des Gefäßes austasten, die Länge der Überwachungsperiode. Ist das
Gefäß vollständig zylindrisch, sind alle diese zweiten Einstellwerte der Multivibratoren gleich. In Bereichen,
in denen das Gefäß unterschiedliche Querschnitte aufweist, werden die Multivibratoren, d. h. also die
Überwachungszeit, entsprechend geändert.
Der zur Speicherung der durch das Lichtausgangssignal des Monitors 40 erzeugten Signale bestimmte
Integrator 56 ist ebenfalls abgeschaltet, wenn die Monitorsignale ausgeblendet werden. Dies gewährleistet
eine doppelte Sicherheit gegen irgendwelche Rauschspitzen, die in das System gelangen könnten und
falsche Auswurfbefehle ergeben könnten.
Für ein großes vollständig zylindrisches Gefäß ergeben sich etwa 200 Horizontalabtastlinien von der
Oberseite bis zum Boden des Gefäßes. Jede der 4 Zonen würde daher etwa 50 Zeilen umfassen. Am Ende jeder
dieser Zonen wird der das Lichtsignal speichernde Integrator rückgesetzt Daher müßte der Lichtsignalanteil
von dem erfaßten Partikel größer sein als der gespeicherte Lichtsignalanteil von 50 normalen Abtastzeilen.
Zusätzlich jedoch sind innerhalb jeder der 4 Zonen 10-Zeilen-Multivibratoren 66 vorgesehen, die
den Integrator jeweils nach 10 Horizontalzeilen rücksetzen. Nach jeder 10. Abtastzeile wird der Integrator
56 also mittels der Toreinheit 68 geräumt Das von dem erfaßten Partikel erzeugte Lichtsignal braucht daher
lediglich größer zu sein als der Wert des Lichtsignals über 10 horizontale Abtastzeilen, in denen kein
Fremdpartikel festgestellt wird.
Abgesehen von gelegentlichen zufälligen Rauschsignalstörungen ist der Monitor daher vollständig dunkel,
während ein Fremdkörper innerhalb der Umrißlinienmaske ein helles Licht erzeugt. Diese Licht erzeugt dann
seinerseits das erwünschte Störungssignal. Die linke Außenlinie oder Führungskante des Gefäßes, beispielsweise
der Flasche, wird elektrisch vollständig ausgeblendet. In jenen Bereichen der Flasche, in denen sich
der Durchmesser innerhalb einer einzigen Zone ändert, wird das von der rechten Seite der Flasche stammende
Licht durch die Umrißlinienmaske ausgeblendet. Je größer und dichter der Partikel ist, umso größer wird
aus das Ausgangssignal. Die Zonenempfindlichkeit läßt sich in der Einheit 70 über den Zonenwähler 72 einzeln
für die innerhalb einer bestimmten Zone gewünschte Partikelgröße einstellen. Die Auswahl der speziellen
Empfindlichkeit oder des Schwellwertpegels für das Lichtsignal in jeder beliebigen Zone stellt einen
bemerkenswerten Vorteil beim Betrieb der hier beschriebenen Überwachungsvorrichtung dar.
Der für die Überwachungsvorrichtung verwendete Schaltkreis der hier beschrieben ist, ist herkömmlicher
Bauart und entspricht etwa dem Gegenstand der US-PS 35 80 997 oder insbesondere auch der US-PS 33 90 769.
Auf diese Patentschriften wird hier im Hinblick auf die vollständige Beschreibung des Schaltkreises für die hier
beschriebene Überwachungsvorrichtung ausdrücklich Bezug genommen.
Die hier beschriebene Ausführungsform der Erfindung ist zu bevorzugen. Jedoch können innerhalb des
Rahmens der Erfindung auch Abwandlungen vorgenommen werden. Beispielsweise braucht die Erfindung
nicht unbedingt in Verbindung mit einem speziellen Gegenstand angewendet werden. Die zu überprüfende
Substanz oder die zu überprüfenden Gegenstände können Glas, Metall oder Kunststoffbehälter oder in
Kunststoff oder Papierumhüllungen eingepackte Dosen sein. Die Definition des Begriffs »Behälter« umfaßt alles,
was zur Aufnahme und Verpackung von Gegenständen dienen kann, seien es Papier- oder Kunststofftaschen
oder Gefäße, Flaschen oder Dosen, die aus weitgehend starren Materialien, beispielsweise aus Metall, Glas oder
Kunststoff hergestellt sein können. Für einige Anwendungen kann der die elektrischen Signale der Kamera in
sichtbare Bilder umsetzende Monitor weggelassen sein, so daß die Signale der Kamera dann in bekannter Weise
weiterverarbeitet werden. Unter einigen Betriebsbedinungen kann die Überwachungsvorrichtung auch ohne
die Umriß- oder Kantenabdeckung mit Erfolg betrieben werden. Diese Kantenabdeckung kann aus einem
beliebigen, für Licht undurchlässigen Material bestehen, beispielsweise aus Karton. Obgleich ein Abstand von
etwa 2,5 cm zwischen den einzelnen zu überprüfenden Objekten empfehlenswert ist, läßt sich dieser Abstand
auch vermindern oder kann sogar vollständig entfallen, so daß die Prüfobjekte dann während des Überwachungsvorgangs
einander berühren. Die Schaltkreise in der Überwachungsvorrichtung sind in festverdrahteter,
beispielsweise Festkörper- oder integrierter Schaltkreistechnik ausgeführt die jeweils von der Wechselstromversorgungsquelle
isoliert sein sollten. Jedoch ist eine Isolation nicht auf allen Seiten erforderlich. Im
allgemeinen kann gesagt werden, daß die erfaßbare Minimalgröße für Glasbehälter etwa der Hälfte der
Wanddicke des Behälters entspricht, jedoch läßt sich dieser Wert unter bestimmten Betriebsbedingungen
weiter reduzieren, so daß es möglich wird, Fremdkörper einer Größe zu erfassen, die annähernd dem Abstand
zwischen den einzelnen Abtastlinien entsprechen. Da die Überwachungsvorrichtung so einjustiert ist, daß die
Registrierung eines Prüfobjekts in der Prüfstation innerhalb eines Bereichs von etwa 1,6 mm liegt, so wird
dieses Prüfobjekt ausgesondert als ob es Fremdkörperbruchstücke enthielte, wenn die Registrierung außerhalb
dieses Werts liegt. Die 1,6 mm Toleranz kann auf irgendeinen gewünschten Wert eingestellt werden.
Obgleich ein Gleichpotential- Röntgenkopf verwendet werden kann, wird vorzugsweise jedoch ein selbstgleichrichtender
Röntgenkopf verwendet, daß die Kosten wesentlich niedriger liegen. Außerdem ist er für
den hier beschriebenen Zweck in Verbindung mit der Überwachungsvorrichtung besser geeignet. Es ist
bekannt, daß der Röntgenstrahl in seinem Mittelpunkibereich die größte Intensität aufweist. Um diesem
Umstand Rechnung zu tragen, wird eine Röntgenstrahlblende zwischengeschaltet, um die Röntgenstrahlintensität
zu vergleichmäßigen. Aus diesem Grund ist die Umrißlinie der dafür bestimmten Maske oder Blende
konvex, obgleich auch ein Füller benutzt werden kann, der für die gleiche Funktion zuläßt, daß die äußere
Oberfläche der Blende flache Abmessungen aufweist.
Der Abstand zwischen dem Ende der Taktförderschnecke und der Überwachungsstation ist so eingestellt,
daß Koinzidenz mit der Triggerung der Röntgenstrahlquelle vorliegt, wenn ein Prüfobjekt in die
Überwachungsstation eintritt. Aus diesem Grund sollte der Abstand zwischen der Taktförderschnecke und der
Überwachungszone möglichst klein gehalten werden. Die Überwachungsstation stimmt mit der Position eines
Prüfobjekts überein, wenn dieses innerhalb der Prüfobjektumrißlinie der entsprechenden Maske steht.
Zusammenfassend läßt sich festeilen, daß mit der Erfindung eine Vorrichtung zur Prüfung und Überwachung
von Fremdkörpern in einem im Fließverfahren hergestellten Produkt geschaffen wurde. Diese Vorrichtung
weist eine durch einen Synchronmotor angetriebene Taktförderschnecke, eine in Phase mit dem Motor
und in Abhängigkeit von dem in einen Überwachungsbereich eintretenden Prüfobjekt intermittierend getastete
Röntgenstrahlquelle, einen Bildverstärker, einen Monitor, einen Photomultiplier sowie eine herkömmliche
Schaltkreisanordnung zur Bestimmung der auf das Produkt bezogene Überwachungszone auf, wobei die
Zone gegebenenfalls in einzelne Abschnitte unterteilbar ist, die jeweils für sich abtastbar und gegen einen
voreinstellbaren Wert vergleichbar sind, wobei dann, wenn der Vorcinstellvvert überschritten wird ein
Auswurfsignal erzeugt wird. Die Empfindlichkeit kann für jeden Abschnitt durch Erhöhen oder Erniedrigen des
Schwellwertpegels des Voreinstellwerts verändert werden. Zur Erleichterung des Überprüfvorgangs wird eine
Anzahl von Abdeckungen oder Masken verwendet. Eine Röntgenmaske oder -blende wird zur Glättung der
Intensität des Röntgenstrahls vor der Röntgenstrahlquelle angeordnet; eine Umrißlinienmaske ist zwischen
dem Prüfobjekt und dem Bildverstärker angeordnet und schirmt Hintergrundstrahlung ab; eine Produktmaske
ist auf der Außenseite des Bildverstärkers angeordnet und gleicht Änderungen in der Produktkonsistenz und
Unregelmäßigkeiten im Behälter selbst aus, und eine Kantenmaske ist auf der Außenseite des Monitors
angeordnet und schirmt Hintergrundlicht vom Monitor selbst ab.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (14)
1. Vorrichtung zum Untersuchen von Gegenständen wie gefüllte Behälter auf Fremdkörper mit einer
Röntgenstrahlquelle, an der die Gegenstände mittels einer Fördereinrichtung vorbeibewegbar sind, und
mit einem die die Gegenstände durchstrahlenden Röntgenstrahlen empfangenden Bildverstärker, dessen Bild von einer Fernsehkamera aufgenommen
und auf einem Bildschirm dargestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Videosignale der Fernsehkamera (34) elektrisch invertiert
werden, so daß das Bild auf dem Bildschirm (40) außer bei Fremdkörpern dunkel getastet ist
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erzeugten Videosignale in einem Komparator mit
einem vorbestimmten Sollwert verglichen werden und bei der über diesen Komparator eine Einrichtung zum Aussortieren von festgestellte Fremdkörper enthaltenden Gegenständen gesteuert ist,
dadurch gekennzeichnet, daß das Bild des Bildschirmes (40) durch einen Photomultiplier (44) aufgenommen wird und dessen Ausgangssignal nach Integration (56) im Komparator (58) ausgewertet wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Röntgenstrahl
quelle (26) und den zu untersuchenden Gegenstängen (12) ein die Röntgenstrahlen vergleichsmäßigender
Schirm (31) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm (31) aus einer Aluminiumschicht
und einer Schicht mit konvexer Außenkontur aus Lötflußmittel, Blei und Mischungen davon
besteht.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
den zu untersuchenden Gegenständen (12) und dem Bildverstärker (28) eine entsprechend dem Umriß
der Gegenstände (12) geformte Umrißmaske (36) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umrißmaske (36) aus Blei besteht.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Untersuchen von mit Produkten
gefüllten Behältern, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bildverstärker (28) und der Fernsehkamera
(34) eine Unterschiede in der Dichte der Behälterfüllung und der Beschaffenheit der Behälter
ausgleichende Produktmaske (38) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Produktmaske (38) ein Film mit
einem am Ausgang des Bildverstärkers (28) aufgenommenen Negativbild eines Kontrollbehälters ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
dem Bildschirm (40) und dem Photomultiplier (44) eine Kantenmaske (42) zum Ausblenden von
Randlicht angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenmaske (42) aus Karton
besteht.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsehkamera (34) eine Einrichtung (64, 70) zur
Bestimmung einer Haupt-Abtastzone und zum Unterteilen dieser Haupt-Abtastzone in mehrere
Sekundär-Abtastzonen aufweist und diese Sekundär-Abtastzonen getrennt ausgewertet und mit
voreinstellbaren Sollwerten im Komparator verglichen werden.
12. Vorrichtung nach Anspruch I1., dadurch
gekennzeichnet, daß die Empfindlichkeit der Sekundär-Abtastzonen einstellbar ist
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die För dervorrichtung für die zu untersuchenden Gegenstände (12) eine Förderschnecke (20) umfaßt, die
über einen Synchronmotor (22) angetrieben ist, der durch eine Wechselspannung gespeist ist, die
gleichzeitig auch die Röntgenstrahlenquelle (26) speist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisung der Röntgenstrah
lenquelle (26) durch eine Triggerschaltung (52) gesteuert ist, die ihrerseits über eine der Fördereinrichtung
(20) zugeordnete Auslöseeinrichtung (30, 32) getriggert wird, wenn ein zu prüfender
Gegenstand (12) seine Prüfstellung vor der Röntgenstrahlenquelle (26) einnimmt.
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