DE2347973C2

DE2347973C2 - Vorrichtung zum Untersuchen von Gegenständen wie gefüllte Behälter auf Fremdkörper

Info

Publication number: DE2347973C2
Application number: DE2347973A
Authority: DE
Inventors: Marvin J. Stamford Conn. Fenton
Original assignee: Borden Inc
Current assignee: Hexion Inc
Priority date: 1973-01-26
Filing date: 1973-09-24
Publication date: 1983-11-24
Also published as: JPS49111696A; DE2347973A1; IT997866B; GB1428305A; FR2215870A5

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

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

1 Patentansprüche:

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.