DE2608040B2

DE2608040B2 - Anordnung zum Überprüfen des Haltbarkeitszustandes von Waren in hermetisch verschlossenen Behältern

Info

Publication number: DE2608040B2
Application number: DE19762608040
Authority: DE
Inventors: Norbert Dr.-Ing. 7517 Waldbronn Fliege; Juerg 7552 Durmersheim Mueller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-02-27
Filing date: 1976-02-27
Publication date: 1978-10-05
Also published as: DE2608040C3; CH632596A5; DE2608040A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Überprüfen des Haltbarkeitszustandes von Waren in hermetisch verschlossenen Behältern, deren Deckel aus einem ferromagnetischen Material bestehen und bei denen zwischen Deckel und Ware ein Zwischenraum ist, in dem ein bestimmter Unter- oder Oberdruck herrschen soll, bestehend aus einer im Bereich eines ausgewählten Frequenzspektrums ein magnetisches Wechselfeld erzeugenden Gebereinrichtung, die einen Frequenzgenerator, einen Verstärker und einen Elektromagneten hat, und einer Empfängereinrichtung, die als Eingangsstufe

ein Mikrofon hat, dem ein Verstärker, ein Bandpaß und ein Frequenz/Gleichspannungswandler nachgeordnet ist, wobei die Geber- und Empfängereinrichtung über den Deckel eines hermetisch verschlossenen Behälters gekoppelt werden.

Stand der Technik

Eine Anordnung der vorbeschriebenen Art ist durch die US-PS 32 90 922 bekannt Bei dieser Prüfanordnung wird stillschweigend vorausgesetzt, daß alle in Ordnung befindlichen Konservenbehällter einen Innendruck haben, der die Deckel mit oder angenähert mit der vorgegebenen Resonanzfrequenz schwingen läßt Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß Behälter, die in den Gutbereich fallen, je nach den gegebenen Verhältnissen und Anforderungen Innendruckdifferenzen aufweisen können, die eine Resonanzfrequenzverschiebung bis zu 1 kHz hervorrufen. Die meisten dieser Behälter würden durch die Anordnung gemäß dieser Druckschrift als fehlerhaft zurückgewiesen, da sie erstens nicht auf der ihnen eigenen Frequenz erregt würden, so daß die abgegebenen akustischen Schwingungen schon stark gedämpft wären. Zweitens würde ein Teil dieser Behälter mit ihrer Resonanzfrequenz außerhalb des sehr schmalbandigen Bandpasses liegen. Weiterhin ist eine Prüfanordnung durch die US-PS 38 02 252 (DE-OS 23 19 502) bekannt, bei der der Behälterdeckel jeweils einem magnetischen Kraftimpuls ausgesetzt wird, der dadurch in Schwingung gerät und akustische Wellen erzeugt, die durch ein Mikrofon aufgenommen und einer Auswertung zugeführt werden. Dieses Verfahren setzt auf der Empfängerseite kostspielige Selektionsschaltungen voraus, die die Anordnung unnötig kompliziert und fehleranfällig macht und verteuert.

Aufgabe und Lösung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die durch den Stand der Technik bekannten Anordnungen zum Überprüfen des Haltbarkeitszustandes von Waren in hermetisch verschlossenen Behältern dahingehend zu verbessern, daß bei automatischem Prüfungsablauf eine Schlecht/Gut-Entscheidung mit stets gleicher, von den Größenabmessungen der Behälter und der Einstellung des Schlecht/Gut- Kriteriums unabhängiger Empfindlichkeit ermöglicht wird. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die Unteransprüche zeigen vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes auf.

Vorteile

Die durch die Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bei automatischem Überprüfungsablauf eine Schlecht/Gut-Entscheidung mit stets gleicher, von den Größenabmessungen der Behälter und der Einstellung des Schlecht/Gut-Kriteriums unabhängiger Empfindlichkeit ermöglicht wird, wobei sich der technische Aufwand in vertretbaren Grenzen hält.

Beschreibung der Erfindung

Anhand von zwei Ausführungsbeispielen wird die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen nachfolgend näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 das Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anordnung, bei der ein Rauschgenerator die Signalquelle der Gebereinrichtung bildet.

F i g. 2 das Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anordnung, bei

der ein Tonfrequenzgenerator die Signalquelle der Gebereinrichtung bildet

Die gebräuchlichsten Konservenbehälter bestehen entweder aus einem Blechbehälter, der sog. Weißblechdose, oder einem Glasgefäß. Der Verschluß erfolgt durch einen den Behälter hermet^:sch abschließenden Deckel aus einem ferromagnetischen Material, z. B. Stahlblech. Zwischen Deckel und Füllgut ist ein gewisser Zwischenraum, in dem bei einwandfreier Beschaffenheit des Konserveninhalts ein bestimmter Unterdruck herrscht Es wurde erkannt, daß das Maß des jeweils herrschenden Unterdrucks ein Maß für den Haltbarkeitszustand der Konserve ist

Wie hinlänglich z. B. von Instrumentensaiten bekannt ist, bewirkt eine zunehmende Spannung eines Gegenstandes bei entsprechender Erregung ein Ansteigen der Tonhöhe = Resonanzfrequenz. Diese physikalische Eigenschaft trifft auch auf die Deckel von Konservenbehältern zu. Hierbei entsteht die Spannung durch den Unterdruck. Die nachfolgend beschriebe iien Anordnungen machen sich diesen Effekt zu Nutze, indem sie mittels einer Gebereinrichtung den Deckel des jeweiligen Konservenbehälters auf elektromagnetischem Wege in Schwingung versetzen und über eine auswertende Empfängereinrichtung aus der Höhe der Deckelresonanzfrequenz eine Gut/Schlecht-Entschsidung treffen.

Beim ersten Ausführungsbeispiel, wie es F i g. 1 in schematischer Blockdarstellung zeigt, ist als Signalquelle der Gebereinrichtung ein Rauschgenerator 1 vorgesehen, der vorzugsweise weißes Rauschen erzeugt Dieser Rauschgenerator 1 ist über ein Bandpaßfilter 2 an einen Leistungsverstärker 3 angeschlossen, dessen Ausgangssignal an der Spule 4 eines Elektromagneten 4/5 liegt. Das Bandpaßfilter 2 schränkt das Rauschspektrum auf den zur Prüfung notwendigen Bereich von z. B. 800 bis 3500 Hz ein. Der Kern des Elektromagneten 4/5 befindet sich in einem geringen Abstand über dem Deckel 6 eines zu überprüfenden Konservenbehälters 7. Das vom Elektromagneten 4/5 abgegebene Wechselfeld, das dem eingeschränkten Rauschspektrum entspricht, wirkt auf den Deckel 6 ein und erregt diesen vorzugsweise auf der Resonanzfrequenz. Je nach dem, welcher Unterdruck im Konservenbehälter 7 herrscht, schwankt die Resonanzfrequenz innerhalb gewisser Grenzen.

Der Elektromagnet 4/5 stellt für den Leistungsverstärker 3 eine nahezu rein induktive Last dar, da der Abstand zum Deckel 6 für den magnetischen Fluß verhältnismäßig groß ist Dadurch nimmt der den Elektromagneten 4/5 erregende Strom mit zunehmender Frequenz annähernd linear ab, so daß auch die magnetische Feldstärke mit höher werdender Frequenz entsprechend abnimmt. Es ist aus technischen Gründen anzustreben, daß der Deckel 6 über den ganzen Freuqenzbereich eine möglichst gleich starke Erregung erfährt. Dieses wird dadurch erreicht, daß der Dämpfungsverlauf des Bandpaßfilters 2 so eingestellt ist, daß dieser im Durchlaßbereich mit zunehmender Frequenz derart linear abnimmt, daß der den Magneten 4/5 erregende Strom und damit das den Deckel 6 erregende Magnetfeld nahezu konstant ist. Dieses kann durch eine geeignete Bemessung des Bandpaßfilters 2 oder mehrere C/R-Glieder erreicht werden.

In unmittelbarer Nachbarschaft des Elektromagneten 4/5 ist, ebenfalls dicht über dem Deckel 6, ein Mikrofon 8 angeordnet. Dieses Mikrofon bildet die Eigangsstufe der auswertenden Empfängereinrichtung. Es nimmt die durch die Erregung des Deckels 6 erzeugten akustischen Schwingungen auf und gibt sie als elektrische Signale an eine Resonanzfrequenzmeßstufe weiter. Diese besteht aus einem Verstärker mit nachgeschaltetem Frequenz/ G'eichspannungswanidler 10 und einem Schwellenrchalter 11. Auf den Eingang des Frequenz/Gleichspannungswandlers 10 gelangt somit ein verstärktes Rauschsignal, dessen Amplituden um die Resonanzfrequenz des Deckels 6 des gerade zu überprüfenden

ίο Konservenbehälters 7 stark angehoben sind. Der Frequenz/Gleichspannungswandler 10 ist so ausgebildet, daß er eine in der Höhe von der maximalen Amplitude im angebotenen Rauschsignal abhängige Gleichspannung abgibt In den Frequenz/Gleichspannungswandler 10 ist ein Bandpaßfilter integriert Dieses begrenzt den Durchlaßbereich des Frequenz/Gleichspannungswandlers auf den Frequenzbereich, der zwischen der unteren Grenzfrequenz des Bandpaßfilters 2 und der Grenzfrequenz liegt die das Entscheidungskriterium für »Gut« oder »Schlecht« bei dem Prüfvorgang bildet Alle in diesem Durchlaßbereich auftretenden Resonanzfrequenzen zeigen an, daß der Unterdruck in dem zugehörigen Konservenbehälter unterhalb eines Grenzwertes liegt und die Konserve somit nicht mehr als gut anzusehen ist Die in diesen Fällen vom Freuqenz/Gleichspannungswandler 10 abgegebenen Gleichspannungen gelangen auf den nachgeordneten Schwellenschalter 11. Die Empfindlichkeit dieses Schalters ist mittels eines Potentiometers 12 einstellbar. Sein Schwellwert ist dabei so eingestellt, daß der Schwellenschalter 11 nur anspricht, wenn ein Resonanzfall im Durchlaßbereich des Bandpaßfilters auftritt Die Schalterfunktion kann zum Betätigen einer Signaleinrichtung 13 dienen oder einen Steuervorgang auslösen, der z. B. bewirkt, daß der betreffende Konservenbehälter aussortiert wird.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2, in der die mit F i g. 1 funktionsgleichen Teile gleiche Bezugszeichen haben, ist anstelle eines Rauschgenerators I ein Tonfrequenzgenerator 15 vorgesehen, dessen Frequenz durch einen weiteren Generator 16, z. B. einen Sägezahngenerator, in dem zur Überprüfung notwendigen Bereich von beispielsweise 800 bis 3500Hz gewobbelt wird. Der Generator 16 ist so eingestellt, daß

bei einer Überprüfung im Durchlauf, z. B. am Fließband, dieser Frequenzbereich während der Zeit, in der sich der Konservenbehälter 7 unter dem Elektromagneten 4/5 befindet, mindestens einmal durchfahren wird.

Weil der Tonfrequenzgenerator 15 nur die zur Prüfung notwendigen Frequenzen erzeugt, ist kein Bandpaßfilter 2 (Fig. 1) zur Einengung des Frequenzbandes am Eingang des Leistungsverstärkers 3 notwendig. Es genügt somit ein frequenzabhängiges Glied 17, dessen Dämpfung in dem zur Prüfung vorgesehenen Frequenzbereich annähernd linear mit der Frequenz abnimmt. Dieses frequenzabhängige Glied 17 kann z. B. ■ aus einem oder mehreren C/R-Gliedern bestehen und bewirkt, wie zu F i g. 1 beschrieben, eine gleich starke Erregung des Deckels 6 über den eingestellten Frequenzbereich.

Die Erkennung einer fehlerhaften Konserve erfolgt durch eine Einrichtung, die mit der zu F i g. 1 beschriebenen Empfangseinrichtung identisch ist. Eine Wiederholung erübrigt sich daher. Lediglich die Signalform, mit der die Resonanzfrequenzmeßstufe angesteuert wird, ist eine andere. Im vorliegenden Fall besteht diese aus einer Folge diskreter Frequenzen. Zum Einstellen der vorbeschriebenen Anordnungen

auf verschiedene Arten von Konservenbehältern bzw. Deckelarten ist es zweckmäßig, das Entscheidungskriterium des Frequenz/Gleichspannungswandlers 10 stetig oder in Stufen veränderbar zu machen.

Für die gleichzeitige Prüfung mehrerer Konservenbehälter 7, z. B. am Fließband, können an einen Leistungsverstärker 3 mehrere Elektromagneten 4/5 angeschlossen werden, von denen jeder einen Deckel 6 erregt. Die von den Deckeln 6 erzeugten akustisc Schwingungen lassen sich dann von einem ( mehreren Mikrofonen 8 erfassen und in der beschrii nen Weise auswerten. Hierzu ist wahlweise eine < eine Anzahl von Anordnungen mit je einem Verstäi 9, einem Frequenz/Gleichspannungswandler 10
einem Schwellenschalter 11 vorzusehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Überprüfen des Haltbarkeitszustandes von Waren in hermetisch verschlossenen Behältern, deren Deckel aus einem ferromagnetischen Material bestehen und bei denen zwischen Deckel und Ware ein Zwischenraum ist, in dem ein bestimmter Unter- oder Überdruck herrschen soll, bestehend aus einer im Bereich eines ausgewählten Frequenzspektrums ein magnetisches Wechselfeld erzeugenden Gebereinrichtung, die einen Frequenzgenerator, einen Verstärker und einen Elektromagneten hat, und einer Empfängereinrichtung, die als Eingangsstufe ein Mikrofon hat, dem ein Verstärker, ein Bandpaß und ein Frequenz/Gleichspannungswandler nachgeordnet ist, wobei die Geber- und Empfängereinrichtung über den Deckel eines hermetisch verschlossenen Behälters gekoppelt v/erden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebereinrichtung so ausgebildet ist, daß das erzeugte magnetische Wechselfeid im Bereich eines ausgewählten Frequenzspektrums eine nahezu konstante Amplitude besitzt, daß der dem Frequenz/ Gleichspannungswandler (10) zugeordnete Bandpaß einen Durchlaßbereich hat, der zwischen der unteren Grenzfrequenz des Bandpaßfilters (2) der Gebereinrichtung und einer oberen Grenzfrequenz liegt, die das Schlecht/Gut-Kriterium des Prüfvorganges bildet, und daß dem Frequenz/Gleichspannungswandler (10) ein Schwellenschalter (11) nachgeordnet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebereinrichtung einen Rauschgenerator (1) und einen Bandpaßfilter (2) umfaßt, das so ausgebildet ist, daß die Dämpfung im Durchlaßbereich derart mit steigender Frequenz abnimmt, daß die Erregung des Elektromagneten (4/5) annähernd konstant ist

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebereinrichtung einen Tonfrequenzgenerator (15) hat, dessen Frequenz durch einen zweiten Generator (16) im Bereich des ausgewählten Frequenzspektrums gewobbelt wird, daß zwischen dem Tonfrequenzgenerator (15) und dem Verstärker (3) ein frequenzabhängiges Glied (17) angeordnet ist, dessen Dämpfung im Bereich des ausgewählten Frequenzspektrums derart mit steigender Freuqenz abnimmt, daß die Erregung des Elektromagneten (4/5) annähernd konstant ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Grenzfrequenz des Frequenz/Gleichspannungswandlers (10) stetig oder in Stufen veränderbar ist.