DE2411231C3

DE2411231C3 - Device for detecting defects in cigarette filters

Info

Publication number: DE2411231C3
Application number: DE19742411231
Authority: DE
Inventors: Gerald W.; Sigmon Ned A.; Kirby Ransom P.; Durham N.C. Gibson (V.StA.)
Original assignee: Liggett and Myers Inc
Current assignee: Liggett Group LLC
Priority date: 1973-03-08
Filing date: 1974-03-08
Publication date: 1978-02-16

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des A 1. Ferner bezieilt sich die Erfindung auf eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Λ 9. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des A 16.The invention relates to a device according to the preamble of A 1. Furthermore, the invention relates to a device according to the preamble of Λ 9. The invention also relates to a device according to the preamble of A 16.

Es ist eine Prüf- und Kontrollvorrichtung für die Stirnenden von Zigaretten oder von Zigarettenblocks bekannt (DE-AS 15 32 268). bei der der Gesamteindruck eines Blocks oder do lindes einer Zigaretie von einem Photosensor aufgenommen wird. Die Lücken zu ischen den einzelnen Zigaretten einer L.age oder eines Blocks werden durch mindestens eine Schablone abgedeckt, deren mittlerer Reflexionsfaktor dem der fehlerlosen Zigarettenenden entspricht. Die bekannte Vorrichtung weist eine vergleichende Meßeinrichtung auf, bei der die summierten Signale zweier gleicher Mengen von Meßeinrichtungen miteinander verglichen werden. Im Zusammenhang mit der bekannten Vorrichtung ist auch ein Verstärker bekannt, bei dem der von einem Zigarettenende aufgenommene Lichteindmck verstärkt und als Impuls weitergegeben wird. Hierbei wird die zu prüfende Zigarette an der Meßeinrichtung vorbeigeführt und verursacht hinter dem Verstärker ein wellenartiges Signal, dessen Amplitude von der aufgenommenen Lichtintensität abhängt.It is a test and control device for the ends of cigarettes or cigarette blocks known (DE-AS 15 32 268). where the overall impression a block or a little cigarette from one Photosensor is recorded. To cut the gaps in the individual cigarettes of a layer or a block are covered by at least one template, the mean reflection factor of which is that of the flawless Cigarette ends. The known device has a comparative measuring device in which the summed signals of two equal sets of measuring devices are compared with one another. in the In connection with the known device, an amplifier is known in which the one of Light impression received at the end of the cigarette is amplified and passed on as an impulse. Here the to testing cigarette passed the measuring device and caused a behind the amplifier wave-like signal, the amplitude of which depends on the light intensity recorded.

Liegt bei einer Zigarette, die von der bekannten Vorrichtung überprüft werden soll, ein Fehler bestimmter Größe und bestimmten Farbkontrastes vor, dann verursacht dieser Fehler eine Signaländerung beim Ausgang eines Photosensors. Da der Photosensor den von einer Zigarette bzw. von einem Block von Zigaretten ausgehenden Gesamteindruck gleichzeitig überprüft, muß ein Fehler bereits eine erhebliche Größe und somit einen erheblichen Farbkontrast aufweisen, damit der vom Photosensor aufgenommene, integrierte Gesamtwert sich gegenüber einem Sollwert um eine noch erkennbare Meßschwelle abhebt.If a cigarette that is to be checked by the known device is a certain error Size and certain color contrast, then this error causes a signal change in the Output of a photosensor. Since the photosensor of a cigarette or a block of Checking the overall impression of the cigarettes at the same time, an error must already be of considerable size and thus have a considerable color contrast, so that the integrated one recorded by the photosensor The total value differs from a nominal value by a still recognizable measurement threshold.

Bei der bekannten Vorrichtung werden ferner jeweils gleiche Anzahlen von Meßwerten an zu prüfenden Zigaretten gleichzeitig erfaßt und miteinander verglichen. Tritt hierbei bei den miteinander zu vergleichenden Meßwerten jeweils der gleiche Fehler auf, dann wird die gesamte Partie als fehlerlos eingestuft und weitergegeben. Tritt beispielsweise ein ständig wiederkehrender Fehler bei der Herstellung der Zigaretten auf, beispielsweise das Fehlen des Filters, dann braucht lediglich in jedem der beiden miteinander verglichenen Meßkreise zufällig die gleiche Anzahl fehlerhafter Zigaretten vorzuliegen, die jeweils den gleichen Fehler aufweisen, um zu bewirken, daß die gesamte Partie als fehlerfrei weitergegeben wird.In the known device, the same numbers of measured values are also to be tested Cigarettes recorded and compared with each other at the same time. Occurs here with those to be compared with each other If the measured values show the same error, then the entire batch is classified as error-free and passed on. For example, if there is a recurring error in the manufacture of the cigarettes on, for example, the absence of the filter, then only needs to be compared in each of the two Measuring circles happen to have the same number of defective cigarettes, each with the same error to have the effect that the entire batch is passed on as error-free.

Bei einer Ausgestaltung der bekannten Meßvorrichtung wird jedes zu bestimmende Zigarettenende am Photosensor mit einer bestimmten Geschwindigkeit vorbeigeführt. Dabei muß die Geschwindigkeit so gewählt werden, daß die vom Durchlaufen eines Fehlers vor dem Photosensor verursachte Signalstörung eine derart hohe Amplitude aufweist, daß trotz frequenzabhängiger dämpfender Eigenschaften des VerstärkersIn one embodiment of the known measuring device, each end of the cigarette to be determined is on Photosensor passed at a certain speed. The speed must be like this be chosen that the signal interference caused by the passage of an error in front of the photosensor has such a high amplitude that despite frequency-dependent damping properties of the amplifier

ίο diese Störung hinter dem Verstärker noch erkannt werden kann.ίο this fault still recognized behind the amplifier can be.

LJm die Signalstörungen, die von einem Fehler verursacht werden, bei der bekannten Vorrichtung besser erkennbar zu machen, ist es erforderlich, die Lücken zwischen den einzelnen Zigaretten einer Lage oder eines Blocks mit einer Schablone abzudecken, deren mittlerer Reflektionsfaktor dem der fehlerlosen Zigaretten entspricht, um zu verhindern, daß die Zwischenräume zwischen den Zigaretten Störsigiiale verursachen, die wesentlich höher sind als die von tatsächlichen Fehlern verursachten Störsignale, f's ist somit erforderlich, jeweils bei Wechsel einer zu kontrollierenden Zigarettensorte eine hierzu passende neue Schablone jedem Block zuzuordnen, wobei insbesondere darauf zu achten ist. daß die Schablone frei von Tabakkrümeln und dergleichen Verunreinigungen ist, da derartige Verunreinigungen wegen des Schattens, den sie bei schräger Beleuchtung werfen, ihrerseits wieder in der Meßvorrichtung ein Störsignal auslösen.LJm the signal interference caused by an error in the known device To make it more recognizable, it is necessary that To cover gaps between the individual cigarettes in a layer or block with a stencil, whose mean reflection factor corresponds to that of the faultless cigarettes in order to prevent the Gaps between the cigarettes cause disruptive sigils that are much higher than those of interference signals caused by actual errors, f's is It is therefore necessary to have a matching cigarette when changing a type of cigarette to be checked assign a new template to each block, paying particular attention to this. that the stencil is free from tobacco crumbs and the like impurities, since such impurities because of the shade, which they throw when the lighting is oblique, in turn trigger an interfering signal in the measuring device.

das zum Aussondern einer an sich fehlerfreien Zigarettenpartie führt.which leads to the sorting out of a per se faultless batch of cigarettes.

Die bekannte Vorrichtung weist demnach eine nur verhältnismäßig geringe Meßempfindlichkeit auf. ist aber dennoch in hohem Maße der Gefahr um Fchlmcssiingen ausgesetzt, die sowohl zum Aussondern fehlerfreier Zigaretten als auch /um Weiterleiten fehlerbehafteter Zigaretten führen können.The known device accordingly has only a relatively low measurement sensitivity. is but nevertheless exposed to a high degree of danger to fish, which both lead to weed out faultless cigarettes as well as / to forwarding faulty cigarettes.

Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, die bekannte Vorrichtung derart weiterzubilden, daß sie bei erhöhter Meßempfindlichkeit zu Meßergebnissen mit größerer Zuverlässigkeit führt.It is therefore the object of the invention to develop the known device in such a way that it is at increased Measurement sensitivity leads to measurement results with greater reliability.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Sichtfeld des den Zigarettenfilter ein/ein abtastenden, schräg zur Längsachse des Filters angeordneten Photosensors einen im wesentlichen weißen Hintergrund aufweist.This object is achieved according to the invention in that the field of view of the cigarette filter on / on scanning photosensor arranged obliquely to the longitudinal axis of the filter has an essentially white one Has background.

Beim Abtasten wird nicht die Gesamtheit des Prüffeldes gleichzeitig aufgenommen, sondern das Prüffeld wird in einer bestimmten Reihenfolge abgesucht. Das Blickfeld des Photosensors umfaßt demnach jeweils nur einen Ausschnitt der zu überprüfenden Oberfläche; eine Fehlerstelle im Blickfeld des Photosensors nimmt demnach einen größeren Flächenanteil dieses Blickfeldes ein, als dies der Fall wäre, wenn der Photosensor das gesamte Zigarettenende als Blickfeld umfassen würde. Dies bedeutet nicht mir, daß ein außerordentlich kleiner Fehler ausreicht, um die Meßwelle der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu überschreiten, sondern dies bedeutet insbesondere, daßWhen scanning, not the entirety of the test field is recorded at the same time, but that The test field is searched in a specific order. The field of view of the photosensor therefore includes only a section of the surface to be checked; a fault in the field of view of the photosensor therefore occupies a larger area of this field of view than would be the case if the Photosensor would encompass the entire end of the cigarette as a field of view. This doesn't mean to me that one extremely small error is sufficient to the measuring shaft of the device according to the invention exceed, but this means in particular that

(μ) die Meßwelle der Vorrichtung angehoben werden kann, so daß die Vorrichtung nicht mehr auf geringfügige Farbunterschiede anspricht. Es ist somit nicht mehr erforderlich, daß jede Art von Zigaretlcnfilicr von einer farblich genau auf den Filter abgestimmten Schablone(μ) the measuring shaft of the device can be raised, so that the device no longer responds to slight color differences. So it is no more required that each type of cigarette filicr from one color-coordinated stencil exactly matched to the filter

(i.-s umgeoen werden muß, sondern es genügt ein Hintergrund einheitlicher, neutraler Färbung, gegenüber dem sich die einzelnen Zigarettenfilter durchaus abheben dürfen, solange der Unterschied der von Hintergrund(i.-s must be changed, but a background is sufficient uniform, neutral coloring, against which the individual cigarette filters stand out allowed as long as the difference is that of the background

und Zigarellenfiltcr reflektierten Lichtintensität unterhalb der Meßsehwelle liegt.and the light intensity reflected from the cigarette filter is below the measurement visual wave.

Da sich der neutral gefärbte Hintergrund nicht mehr wie eine Schablone in unmittelbarer Nachbarschaft der Zigarette befinden muß. kann er so angeordnet werden, daß er sich auch so weit außerhalb des Beobachtungsbereiches des Photosensors befindet, daß eine gegebenenfalls auftretende Verschmutzung als solche nicht mehr aufgenommen wird und somit auch nicht zu einer lehlmessung führen kann.Since the neutrally colored background is no longer like a stencil in the immediate vicinity of the Cigarette must be. it can be arranged so that it is so far outside the observation area of the photosensor is that a possibly occurring pollution as such no longer is recorded and therefore cannot lead to a fault measurement.

[■!ine weitere erfindungsgcmäße Lösung der obengenannten Aufgabe besteht darn, daß der Photosensor mit einer Komparatorschallung verbunden ist, die das vom Photosensor ausgehende elektrische Mon-.entsignal mit einem Bezugssignal vergleicht, das auf den vorausgegangenen Signalpcgcln gebildet ist.Another inventive solution to the above The task is that the photosensor is connected to a comparator sound, which electrical signal from the photo sensor with a reference signal which is formed on the previous Signalpcgcln.

Es wird also nicht, wie bei der bekannten Vorrichtung, jeweils eine bestimmte Anzahl noch ungeprüfter Zigaretten mit der gleichen Anzahl ebenfalls ungeprüfter Zigaretten verglichen, sondern es wird ein Meßwert aus Zigaretten gebildet, die bereits als fehlerfrei geprüft und erkannt wurden.Thus, as in the case of the known device, a certain number is not in each case still unchecked Cigarettes are compared with the same number of unchecked cigarettes, but instead a measured value is used formed from cigarettes that have already been checked and recognized as faultless.

Die Erfindung weist aber auch gegenüber dem Vergleich mit einem feststehenden Sollwert, beispielsweise einer einzelnen, vorher geprüften Mustcrzigarctte. den Vorteil auf, daß bei Ändern der zu prüfenden Zigarettensorte nicht auch in zeitraubender WcUc eigens eine Musterzigarette geprüft und angebracht werden muß: die erfindungsgcmäße Vorrichtung vergleicht im übrigen nicht jede Zigarette mit einem starren Muster, sondern überwacht vielmehr, daß die Produktion einheitlich ist. ist dabei aber in der Lage, sich flexibel der Produktion anzupassen.The invention also has compared to the Comparison with a fixed target value, for example a single, previously tested sample cigarette. the advantage that when the type of cigarette to be tested is changed, there is no need for time-consuming WcUc a sample cigarette must be specially tested and attached: the device according to the invention compares Incidentally, not every cigarette with a rigid pattern, but rather monitors that the Production is uniform. but is able to adapt flexibly to production.

Wird mit der Komparatorschaltung ein Photosensor verbunden, der nicht das gesamte F^:ilterende auf einmal erfaßt, sondern der das Filierende abtastet, dann ergibt sich in besonders vorteilhafter Weise aus dem Abtasten eines Zigarettenfilters ein mittlerer Vcrglcichswert, demgegenüber der einzelne Meßwert um die obengenannte Mcßschwelle verschieden sein muß, um ein Siörsignal zu ergeben. L^:s kann also bei erfindungsgemäßem schrägem Betrachten des Zigaretienfihers der Inlcnsitäisunterschied. der vom Photosensor beim Abtasten des Kantenbereichs des Zigarettenfilters vorliegt, durchaus verschieden sein vom Mittelwert, den die Komparalorschaltung als Sollwert liefert, solange dieser Unterschied nicht die Mcßschwelle übersteigt.Is connected to the comparator circuit, a photo sensor that not all of the ^F: ilterende detected at once, but samples the Filierende, then a medium Vcrglcichswert, in contrast, the single measured value to the above-mentioned Mcßschwelle results in a particularly advantageous manner from the scanning of a cigarette filter different must be in order to produce a sound signal. If the cigarette fish is viewed obliquely according to the invention, the difference in incidence can therefore be L ^{: s.} which is present by the photosensor when the edge area of the cigarette filter is scanned, may be quite different from the mean value which the comparator circuit supplies as the setpoint value, as long as this difference does not exceed the Mcß threshold.

Eine weitere erfindungsgcmäße Lösung der obengenannten Aufgabe besteht darin, daß die Verstärkerschaltung an den Ausgang der Photosensoren angeschlossen ist und auf höherfrequente Signale eher anspricht als auf Signale von relativ niedriger Frequenz und daß die Gesam'größe der Verstärkung bei der Verstärkerschaltung für Eingangssignale höherer Frequenz größer ist als für Eingangssignale niedrigerer Frequenz.Another solution of the above-mentioned object according to the invention is that the amplifier circuit connected to the output of the photosensors and to higher frequency signals more likely responds than to signals of relatively low frequency and that the overall magnitude of the gain in the Amplifier circuit for input signals of higher frequency is larger than for input signals of lower frequency Frequency.

Werden Zigarettenfilter in kontinuierlicher Folge und mit gleichbleibender Geschwindigkeit an einem Photosensor vorbeigeführt, dann ergibt sich auch bei Verwendung einer abdeckenden Schablone ein zu- und abnehmender Meßwert verhältnismäßig geringer Amplitude und niederer Frequenz. Weist einer der Zigarettenfilter einen Einzelfehler auf, beispielsweise eine Vertiefung, dann ist dieser Fehler nicht während des gleichmäßigen Vorbeiführens des Zigarettenfilters <·> ständig in gleicher Intensität sichtbar, sondern je nach dem Winkei. den er zu Lichtquelle und Photosensor einnimmt, nimmt sein Wert zu und ab. Der Einzelfehler erzeugt somit im Photosensor ein Signal kürzerer Dauer und somit höherer Frequenz, als dies das Vorbeiführen fehlerfreier Zigareltenfilter verursacht. Durch die erfindungsgcmäße, frequenzabhängige Meßwert verstärkung, bei der ein Meßwert höherer Frequenz in höherem Grade verstärkt wird als ein Meßwert niederer Frequenz, ergibt eine kaum sichtbare Fehlerstelle, die im Photosensor ein Signal gleicher Amplitude wie das Vorbeiführen der fehlerfreien Zigarettenfilter ergibt, nach der erfindungsgemäßen Verstärkung einen Meßimpuls deutlich höherer Amplitude als der von den fehlerfreien Filtermundstücken ausgelöste Meßinipuls, so daß hinter dem erfindungsgemäßen Verstärker bequem zwischen Fehlersignal und fehlerfreiem Signal unterschieden werden kann. Dies wirkt sich insbesondere dann aus, wenn das Filtermundstück nicht in seiner Gesamtheit vom Photosensor aufgenommen, sondern abgetastet wird, da der Übergang des Blickfeldes des Photosensors vom neutralen Hintergrund zum Zigarettenfilter und umgekehrt eine Signalschwankung deutlich niedrigerer Frequenz verursacht als das Durcheilen des Blickfeldes durch einen besonders kleinen Fehler, der demnach eine besonders hohe Frequenz verursacht, und der demnach mit großer Sicherheit hinter dem erfindungsgemäßen Verstärker festgestellt werden kann.Are cigarette filters in continuous succession and at a constant speed on a photosensor passed, then there is also a closed and closed when using a covering template decreasing measured value of relatively low amplitude and low frequency. One of the Cigarette filter a single fault, for example a depression, then this fault is not during the even passing of the cigarette filter <·> constantly visible in the same intensity, but depending on the angle. which he turns into a light source and photosensor occupies, its value increases and decreases. The individual error thus generates a signal of shorter duration in the photosensor and thus a higher frequency than that caused by fault-free cigarette filters. Through the According to the invention, frequency-dependent measured value amplification, in which a measured value of higher frequency in is amplified to a higher degree than a measured value of lower frequency, results in a barely visible defect, which in the photosensor a signal of the same amplitude as the passing of the faultless cigarette filter results, after the amplification according to the invention, a measuring pulse of significantly higher amplitude than that of the flawless filter mouthpieces triggered measuring pulse, so that behind the amplifier according to the invention conveniently between error signal and error-free signal can be distinguished. This is particularly important when the filter mouthpiece is not in its The entirety of the photosensor is recorded, but is scanned because the transition of the field of view of the Photosensors from the neutral background to the cigarette filter and vice versa a signal fluctuation clearly lower frequency than rushing through the field of view caused by a particularly small error, the therefore causes a particularly high frequency, and which can therefore be determined with great certainty behind the amplifier according to the invention can.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigtFurther developments of the invention emerge from the subclaims. Based on the drawing, the Invention explained in more detail, for example. It shows

Fig. 1 schematisch in einer Seitenansicht die Detektor-Vorrichtung mit der die Lampe und den photoclcktrischen Sensor umfassenden Anordnung für den Betrieb in der Fläche eines Filtermundstücks.Fig. 1 is a schematic side view of the detector device with which the lamp and the Arrangement comprising photocyclic sensor for operation in the area of a filter mouthpiece.

Fig. 2 schematisch eine Vorderansicht der in I ig. 1 gezeigten Lampenanordnung.Fig. 2 schematically shows a front view of the in I ig. 1 lamp arrangement shown.

F" i g. 3 perspektivisch die Abtastsensoren, die für die Untersuchung der Filtermundstücke positioniert sind, welche in das Sichtfeld der Sensoren kommen.Fig. 3 is a perspective view of the scanning sensors that are used for the Examination of the filter mouthpieces are positioned, which come into the field of view of the sensors.

F i g. 4A. 4B und 4C die Einsatzweise der photoelcktrischcn Mehrfachsensoren zur Erhöhung des Verhältnisses von Kohlenstoffkornfläche zu Filtermundstück fläche. F i g. 4A. 4B and 4C show the mode of use of the photoelectronic Multiple sensors to increase the ratio of carbon grain area to filter mouthpiece area.

F i g. 5 einen Plan der Detektorschaltung.
F i g. 6A und 6B die am Eingang zur Bezugs- und Komparatorschaltung bzw. am Ausgang der Bez.ugs- und Komparatorschaltung erzeugten Signale.F i g. 5 is a diagram of the detector circuit.
F i g. 6A and 6B show the signals generated at the input to the reference and comparator circuit and at the output of the reference and comparator circuit, respectively.

Fig. 7 den Bezugsschaltungsteil der in Fig. 5 gezeigten Detektorschaltung.FIG. 7 shows the reference circuit part of the detector circuit shown in FIG.

F i g. 8A bis 8D Spannungs-Zeit-Kurvcn von Wellenformsignalen, die an verschiedenen Punkten der in F i g. 7 gezeigten Schaltung erzeugt werden.F i g. 8A to 8D voltage-time curves of waveform signals, the at various points of the in F i g. 7 can be generated.

Fig. 9A und 9B in Diagrammen die Frequenzgangkennlinien der Detektorschaltung bzw. die Kurven für das Ansprechen der Schaltung auf festgestellte Teilchen variierender Größe.9A and 9B are graphs showing the frequency response characteristics the detector circuit or the curves for the response of the circuit to detected particles varying size.

Fig. 10 den Kohlenstoffdetektor im Blockschaltbilc in einer Dreikanal-Ausführung mit drei im wesentlicher identischen Detektorschaltungen.10 shows the carbon detector in a block diagram in a three-channel design with three essentially identical detector circuits.

F i g. 11 eine Ausgangsschaltung für den Empfang dei Ausgangssignale aus jedem der drei Detektorschaltun gen.F i g. 11 an output circuit for receiving the Output signals from each of the three detector circuits.

In den Fi g. 1 und 2 ist die !.age der photoelektrischei Sensoren 10 und der Lichtquellen 12 in bezug auf dif Zigaretten 14 und ihre Filtermundstücke 16 gezeigt. Di( in der Detektorschaltung verwendeten photoelektri sehen Sensoren 10 sind Siliciumphototransistoren, di< hauptsächlich wegen ihrer Mikrosekunden-Ansprech zeit verwendet werden. Jeder Sensor 10a, 10b, 1OiIn the Fi g. 1 and 2 are the days of photoelectricity Sensors 10 and the light sources 12 in relation to dif cigarettes 14 and their filter mouthpieces 16 are shown. Tue ( Photoelectric sensors 10 used in the detector circuit are silicon phototransistors, di < mainly used for their microsecond response time. Each sensor 10a, 10b, 10i

erzeugt eine Änderung im Ausgangsstrom, der durch ihn hindurchgeht, in direkter Beziehung zur Größe der vom Sensor 10 empfangenen Lichtintensität. Anstelle der Siliciumphototransistorcn können auch andere geeignete photoelektrische Sensoreinrichtungen ver- j wendet werden.creates a change in the output current passing through it, directly related to the magnitude of the light intensity received by the sensor 10. Instead of the silicon phototransistors, other suitable photoelectric sensor devices ver j be turned.

jede der Lichtquellen 12 ist eine herkömmliche Glühlampe. Es können auch andere Lampen, wie Neon-Endladungslampen, verwendet werden. Die Lampen 12 umfassen Lampen 12a und YId für das Mundstückpapier, eine Lampe I2f> für das Ende und eine Hintergrundlampe 12c.each of the light sources 12 is a conventional incandescent lamp. Other lamps, such as neon discharge lamps, can also be used. The lamps 12 include lamps 12a and YId for the tip paper , a lamp I2f> for the tail, and a backlight 12c.

Die Lampen 12a und Md für das Mundstückpapier sind in einer Lage im wesentlichen über dem Filtermundstück 16 und auf jeder Seite davon angeordnet. Diese Lage ermöglicht es den Lampen 12a und 12c/, das Mundstückpapier zu beleuchten, ohne daß Licht auf eine Hintergrundwand 21a oder die Stirnfläche 18 des Filtermundstückes 16 fällt.The tipping paper lamps 12a and Md are positioned in a position substantially above the filter tip 16 and on either side thereof. This position enables the lamps 12a and 12c / to illuminate the mouthpiece paper without light falling on a background wall 21a or the end face 18 of the filter mouthpiece 16.

Die Hintergrundlampe 12c ist in einer Lage im wesentlichen vertikal unterhalb und horizontal versetzt von dem Filtermundstück 16 angeordnet. Die Lampe 12c ist innerhalb der teilweisen Umschließung fixiert, die von einem Hintergrundgehäuse 21 gebildet wird. Die Hintergrundwand 21a des Gehäuses 21 ist mit einer weißen Farbe beschichtet, welche einen Lichthintergrund im Weg des Sichtfeldes 20 des Sensors erzeugt, wenn die Zigarette 11 aus dem Sichtfeld 20 herausgegangen ist. Das Sichtfeld 20 ist durch die Form der öffnung bzw. Blende in dem Gehäuse des Sensors 10 begrenzt. Die Lampe 12c kann weder den oberen Teil des Mundstückpapiers 17 noch die Stirnfläche 18 des Filtermundstückes beleuchten.The back lamp 12c is offset in a position substantially vertically below and horizontally arranged by the filter mouthpiece 16. The lamp 12c is fixed within the partial enclosure that is formed by a background housing 21. The background wall 21a of the case 21 is provided with a coated white paint, which creates a light background in the path of the field of view 20 of the sensor, when the cigarette 11 has moved out of the field of view 20. The field of view 20 is due to the shape of the Opening or aperture in the housing of the sensor 10 is limited. The lamp 12c can neither have the upper part of the mouthpiece paper 17 illuminate the end face 18 of the filter mouthpiece.

Die Lampe 126 für das Ende ist in einer Lage gegenüber von und vertikal versetzt zu der Filtermund- 3s Stückoberfläche 18 so angeordnet, daß die Lichtstrahlen aus der Lampe 12ft von der Oberfläche 18 auf die Sensoren 10 reflektiert werden. Die Lampe 12f> kann weder den oberen Teil des Mundstückpapiers 17 noch den Hintergrund 21a beleuchten.The lamp 126 for the end is in a position opposite and vertically offset from the filter mouth 3s Piece surface 18 arranged so that the light rays from the lamp 12ft from the surface 18 onto the Sensors 10 are reflected. The lamp 12f> can illuminate neither the top of the tip paper 17 nor the background 21a.

Wenn in Betrieb die Sensoren 10 eine einzige Zigarette 14 abtasten, empfangen sie reflektiertes Licht von drei Rächen, nämlich erstens von der Stirnfläche 18 des Filtermundstückes, zweitens von der Oberseite des Mundstückpapiers 17, welches das Filtermundstück 16 umschließt, und drittens von der Hintergrundwand 21a, wenn die Zigarette 14 aus dem Sichtfeld 20 des Sensors herausgegangen ist Bei der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Beleuchtungsanordnung befindet sich das von jeder dieser drei Flächen reflektierte Licht in einem geeigneten Maß im Gleichgewicht, wodurch die Sensoren 10 einen im wesentlichen konstanten Lichteingang empfangen, der nur durch ungewöhnliche Störungen unterbrochen wird, beispielsweise durch Kohlenstoffteilchen und dergleichen. Jede der vier Lichtquellen 12a, 126, 12c und YId hat individuell einstellbare Lichtintensitäten. Infolge der Lage einer jeden Lampe hat eine Änderung der Intensität irgendeiner Lampe eine vernachlässigbare Wirkung auf das von jeder der anderen drei Lampen beleuchtete Feld.When in operation the sensors 10 scan a single cigarette 14, they receive reflected light from three avengers, namely firstly from the face 18 of the filter mouthpiece, secondly from the top of the mouthpiece paper 17, which encloses the filter mouthpiece 16, and thirdly from the background wall 21a, When the cigarette 14 has moved out of the field of view 20 of the sensor. In the lighting arrangement shown in FIGS. 1 and 2, the light reflected from each of these three surfaces is in equilibrium to an appropriate degree, whereby the sensors 10 receive a substantially constant light input which is only interrupted by unusual disturbances such as carbon particles and the like. Each of the four light sources 12a, 126, 12c and YId has individually adjustable light intensities. Due to the location of each lamp, a change in the intensity of any lamp has a negligible effect on the field illuminated by any of the other three lamps.

Bei der vorstehenden Anordnung kann die Beleuchtung der abzutastenden Filtermundstücke 16 erreicht werden, wobei Lichtänderungen von normalen Zigaretten auf ein Minimum reduziert sind, so daß die Anordnung für nicht übliche Lichtänderungen, wie sie von Kohlenstoffteilchen und dergleichen hervorgerufen werden, empfindlicher reagiertWith the above arrangement, the illumination of the filter mouthpieces 16 to be scanned can be achieved light changes from normal cigarettes are reduced to a minimum, so that the Arrangement for unusual light changes like her caused by carbon particles and the like is more sensitive

Jeder photoelektrische Sensor 10 ist auf stationäre Weise angrenzend an die Bewegungsbahn der Zigaretten 14 angebracht, so daß das Sensorsichtfeld 20 auf die Mundstückfläche 18 trifft. Wie in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigt ist, ist jeder photoelektrische Sensor 10 in einem schrägen Winkel relativ zur Längsachse des Filtermundstücks 16 angeordnet, so daß das Sensorsichtfeld 20 auf das Filtermundstück an dessen Oberfläche 18 trifft. Die Verwendung der Lichthintergrundwand 21a und die Positionierung der Sensoren 10 in einem schrägen Winkel wirken so, daß ein Fühlen bzw. Erfassen der kleinen nicht beleuchteten Fläche zwischen der Zigarette 14 und der Fläche, auf der sie transportiert wird, vermieden wird. Dieser Schatten würde sonst von den Sensoren bei Fehlen der schrägen Positionierung der Sensoren 10 und der Lichthintergrundwand 21a als Dunkelfläche angesehen werden.Each photoelectric sensor 10 is mounted in a stationary manner adjacent to the path of travel of the cigarettes 14 so that the sensor field of view 20 on the Mouthpiece surface 18 meets. As in Figs. 1, 2 and 3 is shown, each photoelectric sensor 10 is arranged at an oblique angle relative to the longitudinal axis of the filter mouthpiece 16, so that the sensor field of view 20 on the filter mouthpiece hits its surface 18. The use of the light background wall 21a and the Positioning the sensors 10 at an oblique angle act so that a feeling or detecting the small unlit area between the cigarette 14 and the surface on which it is transported is avoided. This shadow would otherwise be caused by the sensors in the absence of inclined positioning of the sensors 10 and the light background wall 21a as Dark area can be viewed.

Wie aus F i g. 3 zu ersehen ist, sind in eine Kammer 25 Kohlenstoffkörner 23 in der üblichen Weise gepackt die zwischen zwei zylindrischen Stopfen 27 und 29 aus Filtermundstückmaterial gebildet wird, so daß die Körner 23 und die Filterstopfen 27 und 29 das Filtermundstück 16 bilden. Die Zigaretten 14 werden auf einem Fördermedium 24 in der durch den Pfeil 26 angezeigten Richtung bewegt Da die Filtermundstücke 16 einzeln die photoelektrischen Sensoren 10 passieren, werden die Mundstückoberflächen 18 von den Sensoren 10 auf Vorhandensein von Kohlenstoffkörnern, beispielsweise des mit 28 bezeichneten Korns, geprüft.As shown in FIG. 3, carbon grains 23 are packed in a chamber 25 in the usual manner is formed between two cylindrical plugs 27 and 29 of filter tip material, so that the Grains 23 and the filter plugs 27 and 29 form the filter mouthpiece 16. The cigarettes 14 are on a conveying medium 24 moves in the direction indicated by arrow 26 Da the filter mouthpieces 16 pass individually the photoelectric sensors 10, the mouthpiece surfaces 18 of the sensors 10 for the presence of carbon grains, for example the grain designated 28, checked.

Im vorstehenden ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in Zusammenhang mit der Feststellung von schwarzen Kohlenstoffkörnern und Flecken beschrieben. Die Vorrichtung ist jedoch auch für die Feststellung irgendwelcher anderer dunkler Stellen im Sensorsichtfeld verwendbar. Solche andere dunklen Rächen zeigen Fehlerstellen an, beispielsweise fehlende Filterstopfen und Lufträume zwischen einem Filterstopfen und dem zugehörigen Filtermundstückpapier. Diese Rächen können einen »Kurzschlußzustand« schaffen, in welchem Rauch um den Zellulosefilter herum entweicht. Andere Fehler, welche als dunkle Flächenbereiche feststellbar sind, können bei einem Filtermundstückpapier vorhanden sein, das nicht korrekt zusammengeklebt ist wodurch an der Klebnaht eine Papierlasche verbleibt ein Filtermundstück, welches Extrafiltermundstückpapierstucke hat die schlecht an dem Mundstück befestigt sind, sowie sehr stark mißgeformte Filterstopfen.In the foregoing, the device according to the invention is in connection with the determination of black carbon grains and spots described. However, the device is also for detection any other dark spots in the sensor field of view can be used. Show such other dark revenge Defects, for example missing filter plugs and air spaces between a filter plug and the associated filter tip paper. These revenges can create a "short-circuit condition" in which smoke escapes around the cellulose filter. Other defects, which can be identified as dark surface areas, can be present in a filter tip paper that is not correctly glued together, as a result of which a paper flap is attached to the glued seam there remains a filter mouthpiece, which has extra filter mouthpiece pieces of paper that are bad at that Mouthpiece are attached, as well as very badly misshapen filter plugs.

Die Sensoren sind derart in eine Schaltung geschaltet daß Änderungen des reflektierten Lichtes, das von den Sensoren empfangen wird, entsprechende elektrische Signale erzeugen, die der Verstärker urtd Filterschaltung zugeführt werden. Eine Bezugs- und Komparatorschaltung vergleicht das momentane Detektorsignal für jeden photoelektrischen Sensor mit schwimmenden bzw. schwebenden bzw. sich anpassenden Bezugssignalen, die von vorhergehenden Signalen von jedem Sensor abgeleitet werden. Die sich anpassenden Bezugssignale werden von den höchsten, sich wiederholenden Signalpegeln von vorher untersuchten normalen Filtermundstücken abgeleitet Die momentan festgestellten Signale werden mit den jeweiligen schwimmenden bzw. sich anpassenden Bezugssignalen derart verglichen, daß eine Dunkelfläche an einem Filtermundstück einen Sensorausgang herbeifuhrt, der größer ist als der Bezugspegel so daß das Vorhandensein eines fehlerhaften Filtermundstückes, d.h. von Kohlenstoffkörnchen an der Filteroberfläche, angezeigt wird. Die sichThe sensors are connected in a circuit that changes in the reflected light emitted by the Sensors are received, generate corresponding electrical signals, which are fed to the amplifier urtd filter circuit. A reference and comparator circuit compares the instantaneous detector signal for each photoelectric sensor with floating reference signals derived from previous signals from each sensor be derived. The matching reference signals are of the highest repetitive Signal levels derived from previously examined normal filter mouthpieces Signals are compared with the respective floating or adapting reference signals such that a dark area on a filter mouthpiece causes a sensor output that is larger than that Reference level so that the presence of a defective filter mouthpiece, i.e. carbon granules on the filter surface. Which

anpassende Bezugsgröße kompensiert automatisch Änderungen in der Farbe und Jextur des Filtermundstückmaterials, wobei diese Änderungen sonst die Feststellung eines Fehlers, herbeiführen könnten, wenn eine festgestellte Bezugsgröße verwendet würde.Adaptive reference value automatically compensates for changes in the color and texture of the filter mouthpiece material, whereby these changes could otherwise lead to the detection of an error, if an established reference would be used.

Die Bezugs- und Komparatorschaliung umfaßt die parallele Kombination eines Widerstands und einer Diode, die mit dem Ausgang der Verstärker- und Filterschaltung und einer Seite eines Kondensators in Reihe geschaltet sind. Die andere Seite des Kondensators ist in Reihe mit einem Ausgangswiderstand geschaltet. In Betrieb führt der photoelektrische Sensor dem Verstärker und der Filterschaltung ein Wechselstrom-Ausgangssignal zu, das sich aus der Bewegung der Filtermundstücke an den Sensoren vorbei ergibt. Der positive Anteil des Wcchsclstromsignals wird dazu verwendet, den Kondensator über die Diode zu laden. Der Kondensator lädt bis zu einem Wert, der dem maximalen, sich wiederholenden, positiven Ausgangspegel aus dem Verstärker und der Filterschaltung für vorher geprüfte normale Zigaretten, verringert um den Durchlaßspannungsabfall an der Diode, entspricht. Diese Ladung am Kondensator wird die sich anpassende Bezugsspannung für die Dektektorschaltung.The reference and comparator cladding includes the parallel combination of a resistor and a diode connected to the output of the amplifier and Filter circuit and one side of a capacitor are connected in series. The other side of the capacitor is connected in series with an output resistor. The photoelectric sensor is in operation an AC output signal resulting from the movement to the amplifier and the filter circuit the filter mouthpieces past the sensors. The positive part of the alternating current signal becomes this used to charge the capacitor through the diode. The capacitor charges up to a value that corresponds to the maximum, repetitive, positive output level from the amplifier and the filter circuit for normal cigarettes tested beforehand, reduced by the forward voltage drop across the diode. This charge on the capacitor becomes the adaptive reference voltage for the detector circuit.

Damit Strom durch den Ausgangswiderstand geht, muß das von dem untersuchten Zigaretlenfiltermundstück erzeugte positive Signal größer sein als die Be^ugsspannung am Kondensator plus dem Durchgangsspannungsabfall über der Diode. Wenn eine dunkle Stelle oder ein Kohlenstoffkern das Sichtfeld des Sensors kreuzt, ist die Verstärkerausgangsspannung auf einem Spannungspegel, der größer ist als die Summe der Bezugs- und Diodenspannungen, so daß die Diode iii Vorwärtsrichtung betrieben wird und Strom in der Schaltung und durch den Ausgangswiderstand fließt. Der Widerstand, der parallel zur Diode geschaltet ist, gestattet ein langsames Entladen des Bezugskondensators, so daß er abnehmenden Bezugspegeländerungen folgen kann. Auf diese Weise kompensiert die sich anpassende Bezugsgröße automatisch Änderungen der Farbe und Textur des Filtermundstückmaterials.In order for current to pass through the output resistor, it must be from the cigarette filter mouthpiece being examined generated positive signal must be greater than the reference voltage on the capacitor plus the forward voltage drop over the diode. If a dark spot or a carbon core is in the field of view of the Sensor, the amplifier output voltage is at a voltage level that is greater than the sum of the reference and diode voltages so that the diode iii is operated in the forward direction and current is in the Circuit and flows through the output resistor. The resistor connected in parallel to the diode, allows a slow discharge of the reference capacitor so that there are decreasing changes in the reference level can follow. In this way, the adapting reference variable automatically compensates for changes in the The color and texture of the filter tip material.

Die schwimmende bzw. sich anpassende Bezugsgröße gemäß der Erfindung erzeugt eine vergrößerte Auflösung zwischen den Kohlenstoffkörpern und der Querschnittsfläche des Filtermundstückes. Sie kompensiert außerdem automatisch die vielen Variablen, die eine Fehleranzeige an der Vorrichtung hervorrufen würden, wenn eine fixe Bezugsgröße verwendet würde. Diese Variablen sind Farbänderungen im Mundstückpapier, Texturänderungen an der Oberfläche des Mundstückpapiers, Änderungen des Filterwergs, Änderungen der Oberflächeneigenschaften des von der Schärfe der Schneideinrichtung beeinflußten Filtermundstücks und dergleichen; eine elektronische Drift infolge Bauteilalterung, Temperatur und Netzspannungsänderungen, Beleuchtungsänderungen infolge Spannungsänderungen und Alterung, Änderungen des Rundungsgrades der betrachteten Zigaretten und andere langfristige Ände rungen, die Änderungen der von den Sensoren oder anderen elektrischen Bauelementen erzeugten Signale herbeiführen können. The floating or adapting reference according to the invention creates an increased resolution between the carbon bodies and the cross-sectional area of the filter mouthpiece. It also automatically compensates for the many variables that would cause the device to be faulty if a fixed reference were used. These variables are color changes in the tip paper, texture changes on the surface of the tip paper, changes in the filter tow, changes in the surface properties of the filter tip affected by the sharpness of the cutter, and the like; electronic drift as a result of component aging, temperature and line voltage changes, lighting changes as a result of voltage changes and aging, changes in the degree of rounding of the cigarettes under consideration and other long-term changes that can lead to changes in the signals generated by the sensors or other electrical components .

Größere Kohlenstoffteilchen bedecken einen größeren Teil des Sichtfeldes des Photosensors als relativ kleinere Teilchen, so daß Lichtänderungen erzielt werden, deren Wert größer ist als die Werte, die von kleineren Teilchen hervorgerufen werden. Wenn jedoch die kleineren Teilchen durch das Sichtfeld des Photosensors hindurchgehen, erzeugen sie Lichtänderungen, die insgesamt höher frequente Bestandteile enthalten als die Frequenzbestandteile, die in Lichtänderungen enthalten sind, welche von größeren Teilchen verursacht werden. Es ist deshalb gewöhnlich schwieriger, kleinere Teilchen wegen des relativ kleineren Wertes der von ihnen erzeugten Lichtänderungen festzustellen. Larger carbon particles cover a greater part of the field of view of the photosensor than relatively smaller particles, so that changes in light are obtained whose value is greater than the values caused by smaller particles. However, when the smaller particles pass through the field of view of the photosensor, they produce changes in light which, as a whole, contain higher frequency components than the frequency components contained in light changes caused by larger particles. It is therefore usually more difficult to detect smaller particles because of the relatively smaller amount of light changes they produce.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Verstärker- und Filterschaltung soIn a preferred embodiment of the invention the amplifier and filter circuit is so

ίο ausgelegt, daß sie für Signale mit höherer Frequenz empfindlicher sind als für Signale mit niedrigerer Frequenz. Insbesondere ist die Verstärker- und Filterschaltung so ausgelegt, daß der Wert der Verstärkung größer ist für die höheren Eingangssignalfrequenzen als für die niedrigeren Eingangssignalfrequcnzcn. Dies beruht insgesamt darauf, daß die niedrigeren Eingangssignalfrequenzen in einem größeren Ausmaß von den Filterschaltungen blockiert werden als die höheren Eingangssignalfrequenzen. Auf diese Weise werden die Eingangssignale mit höherer Frequenz, die von den kleineren Teilchen erzeugt werden, um einen größeren Faktor verstärkt als die Signale mit niedrigerer Frequenz, die von den größeren Kohlenstoffteilchen erzeugt werden.ίο designed to work for higher frequency signals are more sensitive than to signals with a lower frequency. In particular, the amplifier and Filter circuit designed so that the value of the gain is greater for the higher input signal frequencies than for the lower input signal frequencies. This is based on the fact that the lower input signal frequencies are blocked to a greater extent by the filter circuits than the higher input signal frequencies. In this way, the input signals become higher Frequency generated by the smaller particles is amplified by a larger factor than that Lower frequency signals generated by the larger carbon particles.

In den F i g. 4A, 4B und 4C ist in einer Stirnansicht die Stirnfläche 18 des Filtermundstücks gezeigt, wobei sich im Vordergrund Kohlenstoffkörner 28 befinden. Die tatsächliche Größe der schwarzen Stelle oder der Fläche des Kohlenstoffkorns beträgt etwa Vioo der Mundstückoberfläche. Wenn deshalb ein Sensor 10 verwendet würde, der die ganze Mundstückfläche 18 in seinem Sichtfeld abdeckt, müßte dieser Sensor einen Teil in hundert Teilen feststellen können, damit er die Körner sehen würde. In diesem Zusammenhang ist festzustellen, daß die minimal feststellbare Korngröße V200 der Querschnittsfläche des Mundstücks 18 betragen kann. Wie in F i g. 4B gezeigt ist, kann das Sichtfeld eines einzigen Sensors 10 auf den schmalen rechteckigen Bereich oder Spalt 30 eingestellt werden, wodurch die Auflösung des Kornflächen-Filterflächen-Verhältnisses vergrößert ist. In diesem Fall bildet das gleiche Korn 28 etwa V20 der von dem Sensor gesehenen Fläche.In the F i g. 4A, 4B and 4C, the end face 18 of the filter mouthpiece is shown in an end view, with carbon grains 28 in the foreground. The actual size of the black spot or the area of the carbon grain is about Vioo of the surface of the mouthpiece. Therefore, if a sensor 10 were used to cover the entire surface of the mouthpiece 18 in its field of view, this sensor would have to be able to detect one part in a hundred in order for it to see the grains. In this connection it should be noted that the minimum ascertainable grain size V200 of the cross-sectional area of the mouthpiece 18 can be. As in Fig. 4B, the field of view of a single sensor 10 can be adjusted to the narrow rectangular area or gap 30, thereby increasing the resolution of the grain area to filter area ratio. In this case the same grain 28 forms approximately V20 of the area seen by the sensor.

Gemäß der Erfindung werden drei Abtastsensoren 10a, 106 und 10c verwendet, von denen jeder ein Sichtfeld hat, das in Fig.4C mit 32a, 326 bzw. 32c bezeichnet ist. Durch Verwendung drei solcher Sensoren 10a. lOb, 10c nimmt das Kohlenstoffkorn 28 eine Fläche ein, welche etwa V₆ des Sensorsichtfeldes zu einem gegebenen Zeitpunkt bildet. Jeder Sensor 10a, tob und 10c tastet V₃ der Fläche 30 zu einer fesgelegten Zeit ab. Auf diese Weise erhöht die Verwendung von Mehrfachsensoren das Kornflächen-Filtermundstück-Flächenverhältnis, wie es von jedem Sensor gesehen wird, erheblich.According to the invention, three scanning sensors 10a, 106 and 10c are used, each of which has a field of view which is designated in FIG. 4C by 32a, 326 and 32c, respectively. By using three such sensors 10a. 10b, 10c , the carbon grain 28 occupies an area which forms approximately V _{6 of} the sensor field of view at a given point in time. Each sensor 10a, tob and 10c samples V _{3 of} the area 30 at a set time. In this way, the use of multiple sensors increases the grain area to tip area ratio as seen by each sensor significantly.

In Fig.5 ist im einzelnen die Detektorschaltung gemäß der Erfindung zur Erzeugung elektrischer Signale für jede Zigarette gezeigt, die durch den Meßbereich hindurchgeht Die Detektorschaltung um faßt drei Abschnitte, nämlich einen Sensoreingangsabschnitt 34, einen Verstärker- und Filterabschnitt 36 und einen Bezugs- und Komparatorabschnitt 38. Der Sensoreingangsabschnitt 34 umfaßt den Siliciumphototransistor 10 und einen Vorverstärker 43. Der Strom durch den Phototransistor 10 ändert sich abhängig von der Lichtintensität im Sichtfeld des Phototransistors 10. Dieser Strom wird durch den Vorverstärker 43 verstärkt und dem Verstärker 40 zugeführt, der eine entsprechende Spannung an seinem Ausgang erzeugtIn Fig.5, the detector circuit according to the invention for generating electrical signals for each cigarette is shown in detail, which passes through the measurement area. The detector circuit comprises three sections, namely a Sensoreingangsab section 34, an amplifier and filter section 36 and a reference and Comparator section 38. The sensor input section 34 comprises the silicon phototransistor 10 and a preamplifier 43. The current through the phototransistor 10 changes depending on the light intensity in the field of view of the phototransistor 10. This current is amplified by the preamplifier 43 and fed to the amplifier 40, which has a corresponding Voltage generated at its output

Da der Strom durch den Phototransistor 10 sich mit der Größe der Lichtintensität ändert, ändert sich die Spannung am Ausgang des Vorverstärkers 43 in direkter Beziehung zu diesem Strom. Diese Anordnung liefert einen negativen Spannungsausgang für dunkle Flächen in dem Sichtfeld des Phototransistors 10. Die Wechselspannungen am Phototransistor 10 und am Vorverstärker 43 sind über einen Koppelkondensator 44 mit einem Eingangswiderstand 42 verbunden, der in den Verstärkerabschnitt 36 führt. Wie in F i g. 2 gezeigt ist, ist in jedem Sensorsichtfeld 20 ein weißer Hintergrund 21a vorgesehen, so daß die Zigarette 14, die abgetastet wird, und ihr weißer Hintergrund derart beleuchtet sind, daß ein Kohlenstoffkorn an der Filtermundstückfläche 18 die dunkelste, von dem Sensor iO gesehene Fläche istSince the current through the phototransistor 10 changes with the magnitude of the light intensity, the voltage at the output of the preamplifier 43 changes in direct relation to this current. This arrangement provides a negative voltage output for dark areas in the field of view of the phototransistor 10. The alternating voltages at the phototransistor 10 and at the preamplifier 43 are connected via a coupling capacitor 44 to an input resistor 42 which leads into the amplifier section 36. As in Fig. 2, a white background 21a is provided in each sensor field of view 20 so that the cigarette 14 being scanned and its white background are illuminated such that a grain of carbon on the filter tip surface 18 is the darkest area seen by the sensor

Die Wechselstromsignale, die erzeugt werden, wenn die Filtermundstücke 16 sich vor dem fühlenden Phototransistor 10 bewegen, werden verstärkt und umgekehrt, so daß man ein positives Ausgangssignal für dunkle Rächen in den Verstärkerschaltungen 40 und 41 erhält, deren Ausgang der Bezugs- und Komparatorschaltung 38 zugeführt wird. Hier wird der positive Anteil des Wechselstromsignals von dem Signal durch eine Diode 46 getrennt, die in Reihe zu dem Ausgang des Verstärkers 41 geschaltet ist. Die Anodenklemme 47 der Diode 46 ist mit der Verstärkerschaltung 41, die Kathodenklemme 49 mit einem Bezugskondensator 48 verbunden. Die positiven Impulse, die durch die Diode 46 hindurchgehen, wirken so, daß der Bezugskondensator 48 auf einen Spannungswert geladen wird, der gleich dem maximalen, sich wiederholenden positiven Ausgangspegel aus dem Verstärker 41, verringert um den Durchgangsspannungsabfall an der Diode 46, ist. Der Wert dieser Gleichstromladung am Kondensator 48 wird eine schwimmende bzw. sich anpassende Bezugsgröße für die Detektorschaltung. The alternating current signals that are generated when the filter mouthpieces 16 are sensed before Moving phototransistor 10 are amplified and vice versa, so that one has a positive output signal for dark revenge in the amplifier circuits 40 and 41, whose output of the reference and comparator circuit 38 is fed. Here the positive portion of the AC signal is carried by the signal a diode 46 connected in series with the output of amplifier 41. The anode clip 47 the diode 46 is connected to the amplifier circuit 41, which Cathode terminal 49 connected to a reference capacitor 48. The positive pulses generated by the diode 46 will act to charge the reference capacitor 48 to a voltage equal to the maximum repetitive positive output level from amplifier 41, reduced by Forward voltage drop across diode 46 is. The value of this DC charge on capacitor 48 becomes a floating or adapting reference for the detector circuit.

Die Diode 46 ist parallel zu einem Nebenwiderstand 50 geschaltet. Der Kondensator 48 ist in Reihe mit einem Ausgangswiderstand 52 geschaltet Wenn der Bezugskondensator 48 sich auf seinem maximalen bzw. seinen Bezugswert auflädt, geht insgesamt kein Strom durch die Diode 46 oder den Kondensator 48. Die Spannung am Ausgangswiderstand 52 geht nach Null oder auf das Erd- bzw. Massenpotentional. Nachdem der Bezugskondensator auf seinen Maximalwert aufgeladen ist, welcher dem maximalen positiven Ausgangspegel (maximum repeating positive output level) aus dem Verstärker 41 entspricht, werden alle positiven Signale aus dem Verstärker 41 mit der Bezugsspannung am Kondensator 48 verglichen. Wenn die positiven Signale aus dem Verstärker 36 geringer sind als die Bezugsspannung plus dem Spannungsabfall an der Diode 46 oder diesem Wert gleich sind, bleibt die Diode 46 in dem Sperr-Vorspannungszustand, so daß kein Strom durch den Alisgangswiderstand 52 fließt Wenn jedoch der Verstärkerausgang größer ist als die Summe der Bezugs- und Diodenspannungen, wird die Diode 46 in den in Durchlaßrichtung vorgespannten Zustand gebracht, so daß Strom in die Ausgangsschaltung fließen kann, wodurch eine Spannung an dem Aus^angswiderstand 52 auftritt Die Spannung am Widerstand 52 ist gleich der Differenz zwischen dem Verstärkerausgang und der Bezugsspannung plus der Durchlaßspannung an der Diode 46. Dieser in Durchlaß- bzw. Vorwärtsrichtung vorgespannte Zustand liegt vor, wenn ein dunkler Punkt in das Sensorsichtfeld gelangt Demzufolge dient jede parallel am Ausgangswiderstand 52 auftretende Spannung für die Anzeige des Vorhandenseins einer Dunkelfläche.The diode 46 is connected in parallel to a shunt resistor 50. The capacitor 48 is connected in series with an output resistor 52. When the reference capacitor 48 charges to its maximum or reference value, no total current passes through the diode 46 or the capacitor 48. The voltage at the output resistor 52 goes to zero or to ground - or mass potential. After the reference capacitor has been charged to its maximum value, which corresponds to the maximum positive output level (maximum repeating positive output level) from the amplifier 41, all positive signals from the amplifier 41 are compared with the reference voltage at the capacitor 48. If the positive signals from the amplifier 36 is lower than the reference voltage plus the voltage drop across the diode 46 or this value are the same, the diode remains 46 in the locking bias state, so that no current flows through the Alisgangswiderstand 52 However, if the amplifier output is greater is than the sum of the reference and diode voltages, the diode 46 is brought into the forward-biased state so that current can flow into the output circuit, whereby a voltage appears across the output resistor 52. The voltage across resistor 52 is equal to the difference between the amplifier output and the reference voltage plus the forward voltage at the diode 46. This forward-biased condition is present when a dark point comes into the sensor field of view.As a result, each voltage appearing in parallel at the output resistor 52 serves to indicate the presence of a dark area .

Der Nebenwiderstand 50 sorgt für ein langsames Entladen des Bezugskondensators 48, so daß dieser Kondensator fallenden Pegeländerungen folgen kann, die durch Änderungen in der Farbe und Textur des Filtermundstückmaterials hervorgerufen werden, welche durch das Sensorsichtfeld hindurchgehen.The shunt resistor 50 ensures a slow discharge of the reference capacitor 48, so that this Falling level changes can be followed by changes in the color and texture of the capacitor Filter mouthpiece material are caused, which pass through the sensor field of view.

In Fig.6A ist eine Spannungs-Zeit-Kurve der amIn Fig. 6A there is a voltage-time curve of the am

ίο Ausgang des Verstärkers 41 erzeugten Signale gezeigt. Die positiven Spitzen, die von normalen Zigaretten erzeugt werden, sind mit 54 bezeichnet. Der untere oder negative Teil 56 der Signale ergibt sich aus dem Licht, das von dem Hintergrund 21a reflektiert wird, welcherίο output of the amplifier 41 generated signals shown. The positive peaks produced by normal cigarettes are indicated at 54. The lower or negative part 56 of the signals results from the light that is reflected from the background 21a, which

<5 durch die Hintergrundlampe 12c bei Fehlen eines Filtermundstücks 16 im Phototransisiorsichtfeid beleuchtet wird. Aus dem Diagramm sieht man, daß die relativ dunkle Fläche, welche dem Phototransistor 10 bei Vorhandensein eines Filtermundstücks 16 im Phototransistorsichtfeld präsentiert wird, ein positives Ausgangssignal aus dem Phototransistor 10 erzeugt. Die positiven Spitzen 54, die von normalen Zigaretten erzeugt werden, schaffen eine schwimmende bzw. sich anpassende Bezugslage 58, die auf einem Spannungspegel liegt, der der höchste, sich wiederholende Signalpegel von den normalen Filtermundstücken ist. Diese sich wiederholenden Signale 54 werden in den Verstärkern 40 und 41 verstärkt und erzeugen einen sich anpassenden Bezugspegel 58 an dem Bezugskondensator 48.<5 illuminated by the background lamp 12c in the absence of a filter mouthpiece 16 in the photo-transistor visual field will. From the diagram it can be seen that the relatively dark area which the phototransistor 10 is presented in the presence of a filter mouthpiece 16 in the phototransistor field of view, a positive Output signal from the phototransistor 10 generated. The positive peaks 54, those of normal cigarettes create a floating or conforming reference layer 58 that is at a voltage level which is the highest repetitive signal level from the normal filter mouthpieces. This yourself Repetitive signals 54 are amplified in amplifiers 40 and 41 and produce a self matching reference level 58 on the reference capacitor 48.

Wenn an der Oberfläche eines Filtermundstücks 16 ein Kohlenstoffkorn lokalisiert wird, erzeugt eine solche relativ dunkle Fläche im Sensorsichtfeld ein Spitzensignal 60 am Phototransistor 10, das, wenn es durch den Vorverstärker 43 und die Verstärker 40 und 41 verstärkt sind, eine größere Amplitude hat als der sich anpassende Bezugspegel 58, wodurch eine Anzeige für das Vorhandensein einer fehlerhaften Zigarette erzeugt wird.If a grain of carbon is located on the surface of a filter tip 16, it will generate one relatively dark area in the sensor field of view a peak signal 60 at the phototransistor 10, which when it passes through the Preamplifier 43 and the amplifiers 40 and 41 are amplified, has a larger amplitude than the adapting one Reference level 58 which produces an indication of the presence of a defective cigarette will.

In Fig. 63 ist eine Spannungs-Zeit-Kurve des Ausgangssignals aus der Bezugs- und Komparatorschaltung 38 gezeigt, die mit 62 bezeichnet ist und der sich anpassenden Bezugsspannung 58 in F i g. 6A entspricht, mit der Ausnahme, daß das sich anpassende Bezugssignal 62 auf Nullpotential oder Massenpotential liegt. Das Fehlersignal 60, das in Fig.6A gezeigt ist, erzeugt. nach dem Durchgang durch die Bezugs- und Komparatorschaltung 38 ein Fehlersignal 64 parallel zum Ausgangswiderstand 62. Dieses Fehlersignal 64 wird für die Anzeige der Feststellung einer fehlerhaften Zigarette benutzt, damit diese aus dem Förderweg 24 entfernt werden kann.In Fig. 63 is a voltage versus time curve of the Output signal from the reference and comparator circuit 38 shown, which is indicated at 62 and which is matching reference voltage 58 in FIG. 6A is the same except that the adjusting reference signal 62 is at zero potential or mass potential. The error signal 60 shown in Figure 6A is generated. after passing through the reference and comparator circuit 38, an error signal 64 in parallel with the Output resistance 62. This error signal 64 is used to indicate the detection of a faulty Cigarette used so that it can be removed from the conveying path 24.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bildet somit eine genaue und schnelle Detektoreinrichtung für kleine Kohlenstoffkörner an der Oberfläche von Filtermundstücken von Zigaretten. Die Messung bzw. die Feststellung von Fehlerstellen kann mit einer Abtastgeschwindigkeit von 3600 Zigaretten pro Minute durchgeführt werden. Durch die Benutzung dieser Detektorvorrichtung werden die Probleme gelöst, die auftreten, wenn ein kleiner dunkler Punkt gegen eine relativ viel größere Abtastfläche fesgestellt werden muß. Diese Probleme sind hauptsächlich die extrem kleinen Lichtänderungen, die von kleinen Kohlenstoffkörnern hervorgerufen werden, die Detektorgeschwindigkeit und die Veränderbarkeit der Farbe und der Textur von Filtermundstücken, an denen das Kohlenstoffkorn festgestellt werden solL The device according to the invention thus forms an accurate and rapid detector device for small carbon grains on the surface of the filter mouthpieces of cigarettes. The measurement or the detection of defects can be carried out with a scanning speed of 3600 cigarettes per minute . The use of this detector device solves the problems which arise when a small dark point must be detected against a relatively much larger scanning area. These problems are mainly the extremely small light changes, which are caused by small carbon granules, the detector speed and the variability of the color and the texture of filter mouthpieces in which the carbon particle is to be detected

Die sich anpassende Bezugsgröße, die in der Detektorschaltung abgeleitet wird, ermöglicht eine erhöhte Auflösung zwischen den Kohlenstoffteilchen und der Querschnittsfläche des Filtermundstückes und kompensiert automatisch die vielen aufgeführten Variablen, die sonst zu fehlerhaften oder ungenauen Messungen bei Vorrichtungen führen, die eine festgelegte Bezugsgröße verwenden. Zusätzlich wird der sich anpassende Bezugspegel 62, wie in Fig.6B gezeigt ist ?uf das Massen- oder Nullpotential eingestellt, so daß ein Fehlersignal um eine Größe verstärkt werden kann, die einen vernünftigen Auflösungsgrad zwischen dem Signal des normalen Filtermundstücks und dem Fehlersignal gibtThe adapting reference variable which is derived in the detector circuit enables one increased resolution between the carbon particles and the cross-sectional area of the filter mouthpiece and automatically compensates for the many listed variables that would otherwise be incorrect or imprecise Take measurements on devices that use a specified reference quantity. In addition, the matching reference level 62 as shown in Figure 6B Set to ground or zero potential so that an error signal can be amplified by an amount a reasonable degree of resolution between the signal of the normal filter mouthpiece and the Error signal gives

In Fig.7 und in den Fig.8A bis 8D ist die Art und Weise gezeigt in der das sich anpassende Bezugssignal am Widerstand 52 automatisch auf das Massenpotential bzw. null Volt für Signale von normalen Zigaretten reduziert wird. F i g. 7 zeigt eine vereinfachte Form der Bezugsschaltung 38, während die Fig. 8A bis 8D zugeordnete Wellenformen an verschiedenen Steifen 1, 2,3 und 4 in der Schaltung 38 zeigen.In Figure 7 and in Figures 8A to 8D the type and Manner shown in which the adapting reference signal at resistor 52 automatically to the ground potential or zero volts for signals from normal cigarettes. F i g. 7 shows a simplified form of FIG Reference circuit 38, while Figs. 8A to 8D show associated waveforms at different strips 1, 2, 3 and 4 in circuit 38.

Wie aus den F i g. 8A bis 8D zu ersehen ist ist die Eingangsspannung Vm parallel zu den Punkten 1 und 4 der Schaltung 38 ein Wechselspannungs-Rechteckswellensignal, das eine pulsierende Gleichstromwellenform V₂-< nach dem Durchgang durch die Diode 46 erhält. Jedesmal, wenn V2.4 positiv wird, lädt sich der Kondensator 48 langsam mehr und mehr auf, so daß die Spannung V2-J stufenförmig zunimmt bis sie gleich dem Maximalwert von V2-4 wird. Wenn V2.« = V2.3 plus V3-4, da V2-3 zunimmt muß V3-4 abnehmen. Wenn demzufolge V₂.3 schließlich gleich V₂-* (max.) wird, ist die Spannung parallel zum Widerstand 52(V₃₄) auf null Volt oder auf Massenpotential reduziert worden. Wenn jetzt ein Eingangssignal 66 vorhanden ist, welches momentan den normalen positiven Wert des Eingangssignals überschreitet wie dies der Fall ist, wenn ein Kohlenstoffteilchen am Sensor vorbeigeht erscheint am Widerstand 52 (V₃.,) das große Signal 66.As shown in FIGS. 8A through 8D, the input voltage Vm in parallel with points 1 and 4 of circuit 38 is an AC square wave signal _{which receives a pulsating DC waveform V 2} - <after passing through diode 46. Each time V2.4 becomes positive, the capacitor 48 charges slowly more and more, so that the voltage V2-J increases in steps until it becomes equal to the maximum value of V2-4. If V2. «= V2.3 plus V3-4, since V2-3 increases, V3-4 must decrease. Accordingly, when V ₂ .3 finally equals V ₂ - * (max.), The voltage across resistor 52 (V ₃₄ ) has been reduced to zero volts or to ground potential. If an input signal 66 is now present, which momentarily exceeds the normal positive value of the input signal, as is the case when a carbon particle passes the sensor, the large signal 66 _{appears at resistor 52 (V 3.,).}

Der in Fig.5 gezeigte Verstärker- und Filterabschnitt 36 ist so ausgelegt daß er gegen höher frequente Signaie empfindlicher ist als gegen niederfrequente Signale, so daß die Gesamtgröße der Verstärkung für den Abschnitt 36 für höhere Frequenzen größer ist als für niedrigere Eingangssignalfrequenzen. Dies wird insgesamt durch den Verstärker 40 erreicht der einen Kondensator 70 enthält, welcher mit einer Filterschaltung am Ausgang des Verstärkers 40 verbunden ist, wodurch relativ höher frequente Signale in die Leitung 72 auf den Pegel von Masse bzw. Erde abgeleitet oder gedämpft werden. Der Kondensator 44 ist speziell ein Koppelkondensator, der alle Frequenzen von etwa 30 Hz aufwärts durchläßt. Der Widerstand 42 wird dazu verwendet die Impedanz am Eingang des Verstärkers 40a für die Berücksichtigung des Rauschens abzusenken. Der Widerstand 406 von 1 kfl und der Widerstand 40c von 12 kfl bilden einen Verstärker mit einem fixen Verstärkungsgrad von 12. Der Kondensator 70 von 0,01 \iF dämpft das Ansprechen auf hohe Frequenzen des Verstärkers, beginnend bei einigen hundert Hz.The amplifier and filter section 36 shown in FIG. 5 is designed so that it is more sensitive to higher frequency signals than to lower frequency signals, so that the total magnitude of the gain for section 36 is greater for higher frequencies than for lower input signal frequencies. This is achieved overall by the amplifier 40 which contains a capacitor 70 which is connected to a filter circuit at the output of the amplifier 40, whereby relatively higher frequency signals in the line 72 are diverted or attenuated to the level of ground or ground. The capacitor 44 is specifically a coupling capacitor that passes all frequencies from about 30 Hz upwards. The resistor 42 is used to lower the impedance at the input of the amplifier 40a in order to take the noise into account. The resistor 406 of 1 kfl and the resistor 40c of 12 kfl form an amplifier with a fixed gain of 12. The capacitor 70 of 0.01 \ iF dampens the response to high frequencies of the amplifier, starting at a few hundred Hz.

In gleicher Weise hat der Verstärker 41 eine Dämpfungs- oder Ablenkfilterschaltung für niedrige Frequenzen, die von einem Kondensator 73 und einem Widerstand 74 gebildet wird, die zwischen den Emitter des Ausgangsverstärkertransistors 76 und die Massenleitung 72 geschaltet sind. Der Filterkondensator 73 ist so ausgelegt daß die relativ niederfrequenten Signale,Likewise, amplifier 41 has an attenuation or deflection filter circuit for low Frequencies formed by a capacitor 73 and a resistor 74 between the emitter of the output amplifier transistor 76 and the ground line 72 are connected. The filter capacitor 73 is designed so that the relatively low-frequency signals, die am Eingang zum Transistor 76 erscheirien, abgelenki bzw. gedämpft werden. Insbesondere der Verstärker 41 hat einen Kondensator 75 von 47 μΡ, über den dei Ausgang aus dem Abschnitt 40 über einen Strombe grenzungswidersJand 77 von 1 kfl mit dem Eingang de gemeinsamen Emitter-Transistorverstärkers 76 verbunden ist. Dieser Kondensator 75 IaBt alle Frequenzer über etwa 30 Hz durch. Der Widerstand 79 hat 390 kß der Widerstand 81 47 kß. Diese Widerstände diener dazu, den Transistorverstärker 76 vorzuspannen. Dei Widerstand 83 von 6,8 kSl ist ein Transistorverstärker-Belastungswiderstand. Der Widerstand 74 ist ein lemperaturabhängiger Vorwiderstand des Emitters und dient dazu, bei sich ändernden Temperaturen die Stabilität des Verstärkers zu erreichen. Der Kondensator 73 von 8 μΡ wird als Bypass für den Emitterwiderstand 74 so verwendet daß durch die Abschnitte 40 und 41 hindurchgegangene niedrige Frequenzen, beginnend bei mehreren hundert Hz, gedämpft werden.which appear at the input to transistor 76, are deflected or attenuated. In particular, the amplifier 41 has a capacitor 75 of 47 μΡ, via which the output from the section 40 is connected to the input of the common emitter transistor amplifier 76 via a current limiting resistor 77 of 1 kfl. This capacitor 75 passes all frequencies above about 30 Hz. Resistor 79 has 390 kΩ, resistor 81 47 kΩ. These resistors are used to bias the transistor amplifier 76. The 6.8 kSl resistor 83 is a transistor amplifier load resistor. The resistor 74 is a temperature-dependent series resistor of the emitter and is used to achieve the stability of the amplifier when the temperature changes. The capacitor 73 of 8 μΡ is used as a bypass for the emitter resistor 74 in such a way that low frequencies which have passed through the sections 40 and 41, starting at several hundred Hz, are attenuated.

Die genauen Lagen der Dämpfstellen für die hohe und niedrige Frequenz bei den Schaltungen 40 und 41 werden durch die Geschwindigkeit bestimmt mit welcher die Zigaretten an den Detektor vorbeigeführt werden. Der Frequenzgang der Verstärker muß derart bemessen sein, daß alle gewünschten Hochgeschwindigkeitssignale festgestellt werden. Danach muß die Hochfrequenzeignung verkleinert werden, damit die Rauschempfindlichkeit so gering wie möglich wird. Bei einer Produktionsgeschwindigkeit der Maschine von 2000 Zigaretten pro Minute sollte das Ansprechen auf Spitzenfrequenzen bzw. der Spitzenfrequenzgang bei etwa 200Hz liegen, wobei dieser Wert sich direkt abhängig von anderen Maschinengeschwindigkeiten ändert Die Gesamtauslegung der Filterschaltungen in dem Verstärker- und Filterabschnitt 36 ist derart gestroffen, daß die von den kleineren Kohlenstoffteilchen erzeugten Eingangssignale höherer Frequenz um einen größeren Faktor verstärkt werden als die von den größeren Kohlenstoffteilchen erzeugten Signale niedriger Frequenz.The exact positions of the damping points for the high and low frequencies in the circuits 40 and 41 are determined by the speed at which the cigarettes are guided past the detector will. The frequency response of the amplifiers must be such that all desired high-speed signals can be detected. After that she has to High frequency suitability can be reduced so that the sensitivity to noise is as low as possible. at a machine production speed of 2000 cigarettes per minute should be the response to Peak frequencies or the peak frequency response are around 200Hz, this value being direct depending on other machine speeds, the overall design of the filter circuits changes to the amplifier and filter section 36 is tailored so that the higher frequency input signals generated by the smaller carbon particles are reduced in frequency amplified by a larger factor than the low frequency signals generated by the larger carbon particles.

In Fig.9A ist eine Kurve des Frequenzganges bzw. des Frequenzansprechvermögens des Verstärker- und Filterabschnittes 36 gezeigt. Auf der Ordinate ist in Prozent der relative Ausgangssignalpegel für einen konstanten Eingangssignalpegel, auf der Abszisse die Eingangssignalfrequenz zum Verstärker- und Filterabschnitt 36 aufgetragen. Der Ordinatenmaßstab ist linear, der Abszissenmaßstab logarithmisch. Wenn man annimmt daß der brauchbare Eingangssignalfrequenzbereich etwa zwischen 50 und 300 Hz liegt was durch die Linien 82 und 84 gezeigt ist nimmt der relative Ausgangssignalpegel für ein konstantes Eingangssignal in direkter Beziehung mit der zunehmenden Eingangssignalfrequenz zu. Dieser relative Ausgangssignalpegel ist durch 86 gekennzeichnet Der variable Frequenzgang tritt im Gegensatz zu einem geraden Frequenzgang als Ergebnis der anhand des Verstarker- und Filterabschnittes 36 beschriebenen Filterschaltungen auf.In Fig. 9A is a curve of the frequency response or of the frequency response of the amplifier and filter section 36 is shown. The ordinate is in Percentage of the relative output signal level for a constant input signal level, on the abscissa the Input signal frequency to the amplifier and filter section 36 plotted. The ordinate scale is linear, the abscissa scale is logarithmic. If one assumes that the usable input signal frequency range is approximately between 50 and 300 Hz, which is due to the Lines 82 and 84 show the relative output signal level for a constant input signal in direct relation to the increasing input signal frequency. This relative output signal level is characterized by 86 The variable frequency response occurs in contrast to a straight frequency response as a result of the amplifier and Filter section 36 described filter circuits.

In Fig.9B sind Frequenzgangskurven für Detektorvorrichtung für verschiedene Größen von Kohlenstoffteilchen dargestellt Auf der Ordinate ist der relative Detektorausgang, auf der Abszisse die zunehmende Kohlenstoffteilchengröße aufgetragen. Die ausgezogene Linie 88 veranschaulicht die Schaltungsleitung infolge der Änderung in der Frequenz der Lichtveränderungen im Photosensorsichtfeld. Wenn kleine Teilchen durch das Photosensorsichtfeld hindurchgehen.FIG. 9B shows frequency response curves for detector devices for different sizes of carbon particles. The ordinate shows the relative Detector output, the increasing carbon particle size plotted on the abscissa. Solid line 88 illustrates circuit conduction due to the change in the frequency of the light changes in the photosensor field of view. When small particles pass through the photosensor field of view.

wie dies durch den Punkt 90 auf der Linie 88 gezeigt ist erzeugen die kleineren Teilchen Lichtänderungen, weiche im allgemeinen höherfrequente Komponenten enthalten als die Frequenzkomponenten, die in Lichtänderungen enthalten sind, die von größeren Teilchen hervorgerufen werden, wie cües an der Stelle 92 auf der Linie 88 gezeigt ist Die relativen Größen der Kohlenstoffteilchen an den Stellen 90 und 92 sind bezüglich des Photosensorsichtfeldes durch die Pfeile bei 94 und 96 veranschaulicht. Da der Verstärker- und Filterabschnitt 36 auf die relativ höhere Eingangsfrequenz, wie dies in Fig.9A gezeigt ist empfindlicher reagiert, hat die Vorrichtung einen relativ größeren Ausgang infolge der höheren Frequenzen der kleineren Teilchen, wie dies durch die Linie 88 gezeigt ist. Andererseits ist die ausgezogene Linie 98 eine Kurve der Schaltungsleistung infolge der Größe der Lichtveränderungen am Photosensor.as shown by point 90 on line 88, the smaller particles produce changes in light, which generally contain higher frequency components than the frequency components contained in light changes caused by larger particles as shown at 92 on line 88. The relative sizes of the Carbon particles at locations 90 and 92 are indicated by the arrows with respect to the photosensor field of view illustrated at 94 and 96. Since the amplifier and filter section 36 is more sensitive to the relatively higher input frequency, as shown in Fig. 9A responds, the device has a relatively larger output due to the higher frequencies of the smaller ones Particles as shown by line 88. On the other hand, the solid line 98 is a curve the circuit performance due to the magnitude of the light changes at the photosensor.

Die Kurve 98 zeigt deutlich, daß die Leistung der Schaltung in direkter Beziehung zur Größe der Lichtänderungen zunimmt und daß die Größe der Lichtänderungen auf die Kohlenstoffteilchengröße bezogen ist. Beispielsweise ist die Schaltungsleistung oder der Detektorausgang größer für die größeren Teilchen, was an der Stelle 100 auf der Kurve 98 gezeigt ist, als für die kleineren Teilchen, die an der Stelle 102 der Kurve 98 gekennzeichnet sind.Curve 98 clearly shows that the performance of the circuit is directly related to the size of the Light changes increases and that the size of the light changes on the carbon particle size is related. For example, the circuit power or the detector output is greater for the larger ones Particles shown at location 100 on curve 98 than for the smaller particles shown at location 102 the curve 98 are marked.

Die Gesamtleistung der Schaltung ergibt sich aufgrund von zwei Faktoren, nämlich sowohl der Größe der Lichtänderungen, wie dies durch die Kurve 98 gezeigt ist, als auch durch die Frequenz der Lichtänderungen, wie dies auf der Kurve 88 gezeigt ist. Deshalb ist die Gesamtleistungskennlinie eine Funktion der Summe der beiden Kurven 88 und 98, welche durch die gestrichelte Linie 104 dargestellt ist. Die Kurve 104 zeigt, daß der durch die Kurve 88 gekennzeichnete Frequenzgang der Verstärker- und Filterschaltung 36 die Änderung in der Größe mit der Kohlenstoffteilchengröße kompensiert, so daß eine im wesentlichen konstante Leistungscharakterisiik für verschieden große Kohlenstoffteilchen erhalten wird.The overall performance of the circuit is due to two factors, both size of the changes in light, as shown by curve 98, as well as the frequency of the changes in light, as shown on curve 88. Therefore the total power curve is a function of the sum of the two curves 88 and 98 which are represented by the dashed line 104 is shown. Curve 104 shows that indicated by curve 88 Frequency response of amplifier and filter circuit 36 compensates for the change in size with carbon particle size so that a substantially constant performance characteristics for different sized carbon particles is obtained.

Fig. 10 zeigt in einem Blockdiagramm den ganzen elektronischen Teil eines Kohlenstoffdetektors mit Ausnahme der Gleichstromzuführung. Es sind drei unabhängige Sensor-, Verstärker- und Detektorschaltungen 1104,1103 und HOC vorhanden, wie sie anhandFig. 10 shows in a block diagram the entire electronic part of a carbon detector Except for the direct current supply. There are three independent sensor, amplifier and detector circuits 1104, 1103 and HOC, as shown in FIG der Detektorschaltung von F i g. 5 beschrieben wurden. Diese drei im wesentlichen identischen Schaltungen 1104, HOB und HOC sind durch eine Ausgangsschaltung 112 miteinander verbunden. Das einzige Beleuchtungssystem ist allen drei Kanälen gemeinsam. Einzelheiten der Ausgangsschaltung 112 sind in Fig. 11 gezeigt.the detector circuit of FIG. 5 were described. These three essentially identical circuits 1104, HOB and HOC are connected to one another by an output circuit 112. The only lighting system is common to all three channels. Details of the output circuit 112 are in FIG. 11 shown.

Die Ausgänge aus den drei Bezugskondensatoren 48 werden auf Eingangsleitungen 114Λ, 114B bzw. 114C einem einzigen gemeinsamen Widerstand 52 von 47 kß zugeführt. Die Ausgänge der drei Sensorkanäle erscheinen gleichzeitig am Widerstand 52. Dies ist deshalb sinnvoll, da alle drei Kanäle ihr jeweiliges Massenpotential-Bezugssignal an diesem gemeinsamen Widerstand erzeugen. Ein Fehlerimpuls aus irgendeinem Kanal erscheint also am Widerstand 52. Der Widerstand 52 ist ein Potentiometer, so daß die Größe des Signals am Widerstand 52 am Eingang zu einem IC-Verstärker 116 geändert werden kann. Ein 0$-μΡ-Koppelkondensator 118 und ein Widerstand 120 von UO kß ist parallel zum Verstärkereingang zur Berücksichtigung des Rauschens geschaltet. Der Widerstand 122 von 1 kß und der Widerstand 124 von 12 kß legen den Verstärkungsgrad des Verstärkers 116 auf einen Wert von 12 fest. Der Kondensator 126 von 0,01 μΡ und der Kondensator 128 von 15OpF sowie der mit dem Widerstand 132 von 10 kß in Reihe geschaltete Kondensator 130 von 0,1 μΡ werden dazu verwendet den Betrieb des Verstärkers 116 zu stabilisieren. Ein Widerstand 134 von 10 kß wird als Lastwiderstand für den Verstärker 116 benutzt.The outputs from the three reference capacitors 48 are fed on input lines 114Λ, 114B and 114C, respectively, to a single common resistor 52 of 47 kΩ. The outputs of the three sensor channels appear simultaneously at resistor 52. This is useful because all three channels generate their respective ground potential reference signal at this common resistor. An error pulse from some channel will appear on resistor 52. Resistor 52 is a potentiometer so that the magnitude of the signal on resistor 52 at the input to IC amplifier 116 can be changed. A 0 $ -μΡ coupling capacitor 118 and a resistor 120 of UO kß is connected in parallel to the amplifier input to take the noise into account. Resistor 122 of 1 kΩ and resistor 124 of 12 kΩ set the gain of amplifier 116 to a value of 12. The capacitor 126 of 0.01 μΡ and the capacitor 128 of 15OpF as well as the capacitor 130 of 0.1 μΡ, which is connected in series with the resistor 132 of 10 kß, are used to stabilize the operation of the amplifier 116. A 10 kΩ resistor 134 is used as a load resistor for amplifier 116.

Ein monostabiler Multivibrator 136 empfängt von dem Verstärker 116 die Fehlerimpulse variierender Größe und Dauer und liefert auf der Ausgangsleitung 138 einen Impuls von konsistenter Größe und Dauer. Wenn eine Eingangsspannung eines speziellen minimalen Pegels den Tionostabilen Multivibrator 136 triggern soll, triggert ein am Widerstand 52 erscheinendes Rauschen von niedrigem Pegel den monostabilen Multivibrator 136 nicht. Durch Einstellen des Potentiometers oder Widerstandes 52 können Fehlersignale von größerer oder kleinerer Stärke fü■· die Triggerung des monostabilen Multivibrators gewählt werden. Dementsprechend kann eine minimale Größe für den festzustellenden Filtermundstückfehler gewählt werden.A monostable multivibrator 136 receives from the amplifier 116 the error pulses of varying degrees Size and Duration and provides a pulse on output line 138 of consistent size and duration. When an input voltage of a specific minimum level will trigger the Tionostable Multivibrator 136 should, a noise appearing at resistor 52 of low level triggers the monostable Multivibrator 136 does not. By adjusting the potentiometer or resistor 52, error signals from greater or lesser strength for the triggering of the monostable multivibrator can be selected. Accordingly, a minimum size for the the filter mouthpiece defect to be detected can be selected.

Hierzu 5 Blatt ZeichnungenIn addition 5 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for photoelectrically checking for defects and contamination at the ends of Cigarette filter mouthpieces with at least one light source for illuminating the area to be checked Filters and at least one photosensor that reacts to an intensity weakening caused by existing errors of the reflected light rays, characterized in that the field of view (20) of the cigarette filter (16) individually scanning photosensor (10) arranged at an angle to the longitudinal axis of the filter, an im essential white background (2Ia ^.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the photosensor (10) from a plurality of stationary sensors (10a, 106, 1Oc ^ to There is scanning of separate surface sections of the filter mouthpieces (16).

3. Device according to one of claims I or 2, characterized in that the sensors (10, 10a, 106, lOrJSilicon photo-transistors.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving opening of the photosensor (10; 10a, 106, 1Oc ^ is arranged near the end faces (18) of the filter mouthpieces (16), while these are relatively / around Move photosensor.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the photosensor (10; I0.J, 106, lOcj the end faces (18) of the filter mouthpieces (16) opposite in of these reflected beam path of the light source (12) is arranged, the at least one lighting device (I26,).

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the light source (12) additionally at least a lamp (12.7, I2i (j to illuminate the the Has filter mouthpieces (16) surrounding filter paper (17).

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the lamp (12.7, I2d) is arranged on the same side of the plane as the cigarette filler in which the end faces (18) of the filter mouthpieces (16) are located.

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the im essentially white background consisting of a screen (21a, J and a lamp (12c /,) illuminated by this consists.

9. Device for photoelectrically checking for defects and contamination at the ends Cigarette filter mouthpieces with at least one light source for illuminating the area to be checked Filters and at least one photosensor that reacts to a weakening of the intensity caused by existing errors of the reflected light rays due to corresponding fluctuations in the signal level of the electrical torque signal emanating from it reacts, in particular after a of the preceding claims, characterized in that the photosensor (10) with a Comparative circuit is connected, which the outgoing from the photosensor electrical moment signal compares with a train signal that is derived from the '' 5 previous signal levels is formed.

10. The device according to claim 9, characterized in that the reference signal from the highest previous signal level is formed.

11. Apparatus according to claim 9 or 10, characterized characterized in that the comparator circuit has a Input diode (46) and a shunt resistor (50) which are connected in series with a? Reference capacitor (48) are connected.

12. The device according to claim 11, characterized in that in series with the reference capacitor (48) an output resistor (52) is connected.

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the resistance value of the Shunt resistor (50) parallel to the input diode (46) for slowly discharging the reference capacitor (48) has the required height.

14. Device according to one of claims 11 to

13, characterized in that the photosensor (10; 10a, 106, 10..9 with the diode (46) and the Shunt resistor (50) is connected via an amplifier circuit (34,36), the output of which Amplifier circuit with the anode terminal (47) of the diode (46) and with one side of the Shunt resistor (50) and the cathode terminal (49) of the diode (46) with the other side of the Shunt resistor (50) and the reference capacitor (48) is connected.

15. Device according to one of claims 9 to

14, characterized in that the comparator circuit (38) is designed so that you matching reference level is set to ground potential, so that that of the normal Filter mouthpieces (16) generated signals are not amplified, while those of the erroneous Mouthpieces (16) generated signals are amplified.

16. Device for photoelectrically checking for defects and contamination at the ends of cigarette filter mouthpieces with at least one light source for illuminating the area to be checked Filters, with at least one photosensor, which is based on an error caused by an existing one Weakness of the intensity of the reflected light rays reacts and emits corresponding signals, as well as with an amplifier circuit for amplifying and forwarding the output signals, in particular according to claim 14 or 15, characterized in that the amplifier circuit (36) is on the output of the photosensors (10) is connected and is more responsive to higher frequency signals than on signals of relatively low frequency and that the overall magnitude of the gain in the Amplifier circuit (36) for input signals of higher frequency is greater than for input signals lower frequency.

17. The device according to claim 16, characterized in that with amplifier devices (40, 41) of the amplifier circuit (36) capacitive filters are connected to both the high Filter out the frequency response as well as the low frequency response of the amplifier devices and between the high and low frequencies form a usable frequency range.

18. Apparatus according to claim 17, characterized characterized in that the useful frequency range is between a low frequency of about 50 II / and a high frequency of around 300 Hz located.

19. Device according to one of claims 17 and

18, characterized in that the amplifier device (40 41) and the capacitive filter have a maximum frequency response in the vicinity the high frequency side of the need Daren frequency range.

20. Device according to one of claims 9 to

19, characterized in that when several photosensors (10a,! 06, \ 0c) are provided, their output is each individually connected to an associated Kompannor circuit (1104, 110Ä 110Q, each having an input diode (46) and a shunt resistor (50), which is connected in series with a reference capacitor (48).