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Verfahren und Vorrichtung zur Kennzeichnung oder Identifizierung eines
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Ieuchtmaterial enthaltenden oder tragenden Körpers
Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kennzeichnung
und / oder Identifizierung eines Gegenstandes oder Körpers, wobei die Eigenheiten
eines Leuchtmaterials benutzt werden, das im Körper enthalten oder auf diesem angeordnet
ist.
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Es ist bekannt, dass die Emissionsspektren von leuchtendem (fluoreszierendem)
Material häufig eigenartig in einer besonderen Zusammensetzung sind.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren
und eine Vorrichtung zur Kennzeichnung (Charakterisierung) und /oder Identifizierung
von Gegenständen oder Körpern durch Überprüfung der Intensitäts-Wellenlängen-Verteilung
im Emissions spektrum zu schaffen, das von dem in einemVersuchs- oder Testkörper
enthaltenen oder von diesem getragenen Leuchtmaterial abgeleitet wird.
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Die Erfindung sieht eine Vorrichtung zur Kennzeichnung oder Identifizierung
eines Gegenstandes oder Körpers vor, welcher Leuchtmaterial
(fluoreszierendes
Material) enthält, einschliesst oder trägt, welche Vorrichtung eine Erregerstrahlungsquelle
zum Richten einer Erregerstrahlung auf einen in einer Teststation befindlichen Testkörper,
eine Vielzahl optischer Systeme zum gleichzeitigen Empfang der vom Leuchtmaterial
ausgesandten Leuchtstrahlung und zum Richten der Leuchtstrahlung auf betreffende
Photodetektoren, eine Vielzahl von optischen Filtern> die jeweils zur Übertragung
verschiedener Wellenlängen angeordnet sind und von denen jeder einem der betreffenden
optischen Systeme zugeordnet und derart angeordnet ist, dass die Leuchtstrahlung
einer ausgewählten Wellenlänge oder eines Bereiches von Wellenlängen zum zugeordneten
Photodetektor durchgelassen wird, und einen elektrischen Stromkreis umfasst, der
zugeordnet ist, um 1. von den Photodetektoren abgeleitete elektrische Ausgangssignale
zu empfangen, wobei diese Signale nach Massgabe der darauf einfallenden Strahlungsintensität
verändert werden 2. um das Signalniveau von einem Photodetektor durch Bedämpfung
oder Verstärkung zu verändern; 3. um das modifizierte Signalniveau mit einem von
einem anderen Photodetektor abgeleiteten Signalniveau zu vergleichen und um 4. anzuzeigen,
wenn das andere Signalniveau auf ein vorherbestimmtes Verhältnis zum geänderten
Signalniveau Bezug hat.
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Vorzugsweise umfassen die optischen Systeme jeweils ein Bündel optischer
Fasern, wobei jedes Bündel eine Ende aufweist, das zum Sichten von Licht auf einen
betreffenden Photodetektor angeordnet ist und wobei die anderen Enden der Fasern
eine oder mehrere Gruppen bilden diese Gruppe oder Gruppen weisen Fasern auf, die
engbenachbart zueinander in einer gemeinsamen Ebenes liegen und so verteilt sind,
dass die Fasern
aller Bündel eine gleichmässige Verteilung an demjenigen
Ende haben» das zum Empfang der Leuchtstrahlung zum Test - oder Versuchskörper angeordnet
ist.
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Vorzugsweise ist wenigstens ein Lichttrichter zum Empfang der vom
Leuchtmaterial ausgesandten Leuchtstrahlung vorgesehen und richtet die Leuchtstrahlung
auf ein Ende der Bündel von Fasern. Vorzugsweise sind die Fasern aller Bündel an
einem Ende zu einem oder mehreren, allen Bündeln gemeinsamen Lichttrichtern verbunden»
wobei die Fasern verschiedener Bündel eine gleichmässige Verteilung in der Grenzfläche
mit dem oder jedem Lichttrichter haben.
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Es kann eine langgestreckter Erregerstrahlungsquelle verwendet werden.
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Das Licht von der Erregerstrahlungsquelle kann auf den Versuchs-oder
Testkörper unter Verwendung geeigneter optischer Mittel, wie z. B.
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eines Lichttrichters, optischen Fasern»Linsen oder Spiegeln gerichtet
werden.
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Zusätzliche optische Fasern können zum Richten der Erregerstrahlung
von der Erregerstrahlungsquelle auf das Leuchtmaterial vorgesehen sein, wobei diese
zusätzlichen Fasern zwischen den das optische System bildenden Fasern verteilt angeordnet
sind.
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Die Verwendung einer oder mehrerer gemeinsamer Lichttrichter zum Richten
des vom Leuchtmaterial ausgesandten Lichtes auf die Faserbündel ist besonders vorteilhaft
für die gleichmässige Übertragung der ausgesandten Strahlung aller Bündel. Dies
vermeidet Probleme,
die sonst beim Erzielen einer gleichmässigen
Übertragung auf die verschiedenen Bündel von Fasern auftreten könnten, insbesondere
in Fällen, bei welchen eine ungleichmässige Intensität der Beleuchtung über das
Leuchtmaterial von den Fasern abgetastet wird. Der Lichttrichter oder die Lichttrichter
sammeln die gesamte Strahlung, die in jedem Augenblick von der Fläche des betrachteten
Leuchtmaterials ausgesandt wird. Dieses Licht wird dann zu den Enden der Faserbündel
in gleicher Weise übertragen» unabhängig von der Intensitätsverteilung über die
Fläche des Leuchtmaterials Vorzugsweise ist die Erregerstrahlungsquelle derart angeordnet,
dass Strahlung im ultravioletten Wellenlängenberh ausgesandt wird, ohwohl in manchen
Fällen sichtbares Licht verwendet werden könnte.
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Die Erregerstrahlungsquelle kann zweckmässigerweise in der Art einer
Blinklampe» wie z B mit Xenon gefüllte Blitzlampe ausgebildet sein» die von einer
pulsierenden Energiequelle betätigt wird. Wahlweise kann auch eine Niederdruckquecksilberdampflampe
verwendet werden, die kontinuierlich arbeitet und einzelne Quecksilberlinien vorsieht.
Es kann eine Phosphorummantelung für die Lampe vorgesehen sein, um breitere Spektrallinien
auszubilden Die Erregerstrahlung kann eine einzelne Wellenlänge aufweisen oder isolierte
Bereiche von Wellenlängen.
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Die vorliegende Erfindung schliesst die Erfassung der ausgesandten
Strahlung bei verschiedenen Wellenlängen ein und bildet eine Abschätzung der relativen
Intensitäten der ausgesandten Leuchtstrahlung
bei verschiedenen
Wellenlängen. Dies ermöglicht die positive Charakterisierung oder Identifizierung
von Gegenständen oder Körpern, die leuchtendes oder fluoreszierendes Material tragen.
Dies ist auf die eindeutigen Emissionsspektren besonderer leuchtender Bestandteile
zurückzuführen. Die Form des Wellenlängen-Intensitäts-Emissions-Spektrums ist bedeutend
und durch Vergleich der relativen Intensitäten bei getrennten ausgewählten Wellenlängen
sind die erhaltenen Ergebnisse unabhängig von der Gesamtintensität der ausgesandten
Strahlung.
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Die Körper oder Gegenstände, die das Leuchtmaterial tragen, können
irgendein geeignetes Material umfassen, sowie z. B. Papier, Pappe, Karton, Metall,
Kunststoff oder Gewebe, vorausgesetzt, dass die Eigenarten des Leuchtmaterials nicht
bedeutsam beeinflusst werden, wenn die genannten Materialien darin enthalten sind.
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Das Leuchtmaterial kann im Körper enthalten oder von diesem getragen
sein und zwar während oder nach seiner Herstellung. Wenn der Körper z. B. ein thermoplastisches
Material umfasst, kann das Leuchtmaterial während der Herstellung des Körpers durch
Extrusion oder Ausformen darin eingebracht sein. Wenn der Körper ein Fasermaterial
wie z. B.
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Papier, Pappe, Karton oder Textilgewebe umfasst, kann das Leuchtmaterial
während der Herstellung des Körpers darin eingebracht sein, gewöhnlich in Form einer
Faser oder eines Fadens der das Leuchtmaterial umfasst. Alternativ kann das Leuchtmaterial
auch auf den Körper durch Druck, Schreibmaschinen- oder Handschrift oder dgl. aufgebracht
werden. Das Leuchtmaterial kann farbig sein oder nicht. Wahlweise kann es alleine
oder in Verbindung mit gefärbten Färbemitteln
oder Pigmenten verwendet
werden.
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Durch die Wahl eines oder mehrerer geeigneter Leuchtmaterialien ist
es möglich, einen besonderen Gegenstand auf der Basis seines charakteristischen
Emissionsspektrums zu bezeichnen. Z. B. Etiketten für antliotische Präparate, die
nähere Angaben über Dosierung, Wirksamkeit oder Alter usw. enthalten, oder photografische
Chemikalien von begrenzter Haltbarkeit können mit geeigneten Leuchtmaterialien markiert
und positiv identifiziert werden unter Verwendung der vorliegenden Erfindung. Die
Etiketten können auch auf der Basis ihrer fluoreszierenden Signale sortiert werden.
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Zusätzlich zum Erkennen und Sortieren der Etiketten ist es möglich,
Alterungs- oder chemische Veränderungen zu erkennen, so wie Lichtschwund, durch
Verwendung von Materialien, die spezifisch schlechte chemische Beständigkeit haben.
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Vier Ausführungsformen der Erfindung werden nun beispielsweise und
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 ein charakteristisches Strahlungspektrum eines Leuchtmaterials
(floureszierendes Material), wobei die Ordinate die leucht-oder fluoreszierende
Intensität und die Abszisse die Wellenlänge zeigen, Fig, 2 eine prinzipielle Ansicht
des ersten Ausftihrungsbeispieles der Erfindung,
Fig. 3 die Anordnung
optischer Fasern beim ersten Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 Fig. 4 einen Steuer-
Stromkreislauf für das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2, Fig. 5 die optische Anordnung
des alternativen, zweiten Ausfilhrungsbeispiele 8, Fig. 6 eine Ansicht in Richtung
des Pfeiles A in Fig. 5, Fig. 7 die optische Anordnung eines weiteren, dritten Ausführungsbeispieles
der Erfindung, Fig. 8 das bevorzugte vierte Ausführungsbeispiel der Erfindung und
Fig. 9 einen Steuerkreislauf zum Gebrauch bei der Vorrichtung gemäss Fig. 8.
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Die nachatehend beschriebenen Beispiele beziehen sich alle auf die
Kennzeichnung, Charakterisierung oder Identifizierung von Gegenständen oder Körpern,
die leuchtendes, flunreszierendes Leuchtmaterial tragen, welches ein charakteristisches
Emissionsspektrum aufweist.
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Die Fig. 1 zeigt diagrammartig eine einfache Form eines Strahlungsspektrums
(Wellenspektrum),welches von einem Leuchtmaterial erhalten werden kann. Die mit
der vorliegenden Erfindung verwendeten
Leuchtmaterialien sind so
ausgewählt, dass die Form des Wellenlänge-Intensität-Spektrums charakteristisch
für das Leuchtmaterial und eindeutig für dieses Material ist. Die Strahlungsintensität,
die vom Leuchtmaterial ausgesandt wird, wird bei ausgewählten Wellenlängen erfasst,
so wie es mit den Marken A, B und C in Fig. 1 angegeben ist. Die relativen Intensitäten
dies er ausgewählten Wellenlängen werden verglichen und derVerSh kann einen Aufschluss
über die Art des untersuchten Leuchtmateriales dahingehend geben1 ob dieses ein
besonders ausgeprägtes Leuchtmaterial ist oder nicht, das im Versuch untersucht
worden ist. Durch Vergleich der relativen Intensitäten bei ausgewählten Wellenlängen
sind die sich ergebenden Resultate unabhängig vom gesamten Intensitätsniveau der
ausgesandten Strahlung. Auf dieseWeise können Veränderungen in der verwendeten Erre{gungstrahlung
oder irgendwelche anderen variablen Faktoren, wie die genaue Lokalisierung oder
Menge des Leuchtmateriales oder Veränderungen in dem verwendeten optischen Erfassungsystem
Änderungen in der Gesamtintensität der ausgesandten Strahlung bewirken, aber diese
Änderungen haben keinen Einfluss auf die relative Grösse der Intensität und der
ausgewählten Wellenlängen.
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Eine erste optische Anordnung, welche zur Ausführung der Erfindung
verwendet werden kannJist in der Fig. 3 dargestellt. In diesem Fall ist ein Testkürper
als Papierblatt oder Xartonstück II dargestellt Der Testkörper 11 trägt auf einer
oberenOberfläche eine ausgewählte Fläche . ein eines Leuchtmaterials, das/ charakteristisches
Emissionsspektrum hat.
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Eine Strahlungquelle 12 ist vorgesehen, um eine Erregungsstrahlung
zu erzeugen, welche durch einen Filter 13 geleitet wird, der zum Richten der Strahlung
auf einen ausgewählten Bereich des Testkörpers 11 unterhalb eines Lichttrichters
27 angeordnet ist In diesem besonderem Fall
ist die E rregungsstrahlungsquelle
12 eine Niede rdruckquecks ilberdampflampe mit einer Phoshporummanteing, die ein
Breitband-Ultraviolettlicht erzeugt, dass auf etwa 350 nm zentriert ist. Der Filter
13 dient zur Absonderung des u.ltravioletten Lichtes und scheidet Quecksilberemissionslinien
im sichtbaren Bereich aus. Es können auch andere Erregungsstrahlungs-Lichtquellen
verwendet werden, wie z. B. eine kapillare Blitzlampe, welche z. B. mit 50 Hz arbeitet.
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Wenn die Fläche des Leuchtmaterials auf dem Testkörper 11 unter dem
Lichttrichter 27 angeordnet ist, antwortet das Leuchtmaterial auf die Erregungsstrahlung
durch Aussendung einer Leuchtstrahlung in alle Richtungen. Ein Teil der ausgesandten
Leuchtstrahlung wird vom Lichttrichter 27 gesammelt, welcher die Leuchtstrahlung
durch drei separate optische Systeme zu betreffenden Lichtverstärkern 18, 19 und
20 überträgt, die jeweils zugeordnete Filter 21, 22 und 23 aufweisen. Die drei getrennten
optischen Systeme» welche Licht gleichzeitig zu den Photodetektoren (Lichterfassern)
vom Leuchtmaterial übertragen, umfassen in diesem Falle getrennte Bündel optischer
Fasern 24, 25 und 26. Jedes dieser Bündel von Fasern 24, 25 und 26 enthält eine
gleiche Anzahl von Fasern. Die äusseren Enden der Fasern enden an den jeweiligen
Filtern 21, 22, 23. Am anderen Ende sind die Fasern jedes Bündels 24, 25, 26 alle
vermengt mit einer gleichmässigen Verteilung an der Grenzfläche mit dem gemeinsamen
Lichttrichter 27. In diesem Falle umfasst der Lichttrichter 27 einen kompakten Block
transparenten Materiales, wie z. B. Glas oder Kunststoff, und weist abgeschrägte
Seiten auf, wie es in der Fig, 2 dargestellt ist, so dass das Ende des Lichttrichters
27, das an den Testkörper 11 angrenzt, wesentlich breiter als das andere Ende ist,
welches
eine Grenzfläche mit den Faserenden bildet. Der Lichttrichter 27 ist wie es in Fig.
2 dargestellt istlabgeschrägt, so dass der Trichter das Licht über einen wesentlichen
Bereich des Testkörpers sammelt und, zurückzuführen auf eine totale innere Reflektion,
das ausgesandte Licht zu den Faserenden führt. Der Lichttrichter 27 ist ähnlich
den in den Fig 5 und 6 dargestellten Lichttrichtern und, wie es in der Fig 6 dargestellt
ist, zwei Seitenflächen des Lichttrichters 27 sind parallel zueinander. Der Gebrauch
eines Lichttrichters 27 vermeidet, dass die Fasern nichtzugehörige,von aussen kommende
Strahlung sammeln und ermöglicht weiterhin eine gleichmässige Lichtintensität für
alle Faserenden. Wie es aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind die Fasern jedes Bündels
derart angeordnet, dass eine gleiche räumliche Verteilung in der Grenzfläche mit
dem Ende des Lichttnchters 27 erreicht wird er der Fig. 3 sind den Fasern Bezugszahlen
zugeteilt, die den Bezugszahlen entsprechen, die für die jeweiligen Faserbündel
verwendet werden, von denen die Fasern einen Teil bilden.
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Die Filter 21, 22 und 23 sind Band-Pass-Filter, die so ausgewählt
sind, dass ihre Durchlässigkeiten sich nicht in einem weserfichen Grad überlappen
und dass das Durchlassmaximum des einen Filters nSherungsweise einem Maximum der
Leuchtemissions-Spektralkurve des Leuchtmateriales entspricht1 während die Durchlassmaxima
der anderen beiden Filter zu irgendeiner anderen geeigneten Wellenlänge im Spektrum
des Leuchtmaterials entsprechen und vorzugsweise derart gewählt sind, dass diese
auf beiden Seiten des Emissionsmaximums liegen, welchem ein Filter näherungsweise
entspricht. Dies ist in der Fig. 1 dargestellt, in welcher die drei Filter so ausgewählt
sind, dass sie den WeNenlangen A bzw. B bzw. C entsprechen.
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Die Photodetektoren 18, 19 und 20 geben jeweils ein elektrisches Ausgangssignal
ab, welches in Abhängigkeit von der Intensität der ausgesandten, darauf einfallenden
Strahlung linear variiert. Die elektrischen Ausgänge der drei Phobdetektoren 18,19,
20 sind mit einem Steuerkreis verbunden, welcher entsprechend der Darstellung in
Fig. 4 ausgebildet sein kann und der nachfolgend beschrieben werden wird. Der Steuerkreislauf
ist angeordnet, um das Signal von einem der Photodektoren durch Bedämpfung oder
Verstärkung abzuwandeln und das abgewandelte Signalniveau mit den Signalniveaus
zu vergleichen, die von den anderen beiden Photodetektoren abgeleitet sind. Die
Ergebnisse des Vergleiches werden gebraucht, um zu bestimmen, ob das getestete Leuchtmaterial
ein besonderes Leuchtmaterial ist, das gesucht worden ist, oder ob das Leuchtmaterial
eines aus einer gewählten Zahl möglicher Leuchtmaterialien ist.
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Der in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 verwendete
Steuerkreislauf ist in Fig. 4 dargestellt. Die Photodetektoren 18, 19 und 20 weisen
jeweils einen Lichtverstärker auf, der elektrische Ausgänge 28 bzw. 29 bzw. 30 aufweist.
Das von jedem Verstärker abgeleitete Signalniveau kann durch eine zugeordnete Verstärkungsregelung
31 gesteuert werden, die an jeden Photodetektor (Lichtverstärker) 18, 19, 20 angeschlossen
ist. Jeder Photodetektor hat einen zugehörigen Maximal-Folge-Stromkreis 32, der
als ein Verstärker für den Ausgang des zugeordneten Lichtverstärkers dient und der
die Wechselstromkomponente des Ausgangssignales des Lichtverstärkers gleich'richtet.
In diesem Falle werden Gleichstromausgangsspannungssignale in den Leitungen 33,
34 und 35 erhakn, welche repräsentativ für die Intensität der Beleuchtung sind,
die vom jeweiligen Photodetektor (Lichtverstãrker)
abgetastet worden
ist. In diesem besonderen Fall entspricht das Signal 28 demjenigen für die in Fig.
1 mit A markierte Wellenlänge, das Signal 29 entspricht der Intensität der Wellenlänge
B und das Signal 30 entspricht der Intensität, die abgetastet worden ist bei der
Wellenlänge C.
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Die relativen Intensitäten, die auf den Wellenlängen A, B und C beruhen,
sind durch vorhergehende Eichung bekannt, wobei ein Bezugsmaterial verwendet worden
ist, und die Vorrichtung gemäss dem Beispiel ist gebraucht worden, um zu ermitteln,
ob der Testkörper ein Leuchtmaterial aufweist, das demjenigen entspricht, das vorher
während der Eichung benutzt worden ist. Es wird deshalb erwartet, dass dann, wenn
das Testmaterial das Leuchtmaterial ist, das vorher bei der Eichung verwendet worden
ist, das Signal 28 grösser ist,als die Signale 29 und 30, da die Intensität der
Wellenlänge, die vom Photodetektor 18 abgetastet worden ist, die grösste sein sollte.
Folglich wird das Signal der Leitung 33 einem Potentiometer 36 zugeführt, welcher
einen Ausgang 37 aufweist, der einem ausgewählten Bruchteil des Spannungsniveaus
in der Leitung 33 entspricht. Das verminderte Ausgangssignal 37 wird selbst einem
weiteren Potentiometer 38 zugeführt, um ein weiterhin vermindertes Ausgangs signal
39 zu erhalten. Ein Komparator 40 hat zwei Eingänge, von denen einer mit dem Signal
37 und der andere mit der Leitung 34 verbunden ist. Der Ausgang des Komparators
40 ist mit einer Licht aussendenden Diode 4 und mit einem AND Gatter 42 verbunden.
Der Komparator ist so angeordnet, dass die Diode 41 aufleuchtet, wenn das Signal
in der Leitung 34 kleiner ist als das gedämpfte Signal 37, das vom Photodetektorausgang
28 abgeleitet worden ist Ein weiterer Komparator 43 hat einen Eingang, der mit der
Leitung 34 verbunden ist, und einen zweiten Eingang, der zum Empfang des zweiten
gedämpften
Signals 39 dient. Der Ausgang des Komparators 43 ist
mit einer Licht aussendenden Diode 44 und dem AND-Gatter 42 verbunden. Der Komparator
43 ist derart angeordnet, dass die Diode 44 aufleuchtet, wenn das Signal in der
Leitung 34 grösser ist als das zweite gedämpfte Signal 39.
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Bei Verwendung der Komparatoren 40 und 43 werden zwei gedämpfte Signale,
die von dem Ausgang des Photodetektors 18 abgeleitet sind, verglichen mit dem Ausgang
des Photodetektors 19 und die Licht aussendenden Dioden 41 und 44 geben eine Anzeige
über die relative Grösse des Signals der Photodetektoren (Lichtverstärker) 18 und
19. Eine gleiche zusätzliche Schaltung ist vorgesehen, um einen ähnlichen Vergleich
zwischen dem Ausgangssignal 28 und dem Ausgangs signal 30 durchzuführen, das vom
Photodetektor 20 abgeleitet ist. Das Signal in der Leitung 33 wird zu einem Potentiometer
45 geführt, der ein erstes gedämpftes Auegangssignal 46 abgibt. Das gedämpfte Ausgangssignal
46 wird selbst zu einem Potentiometer 47 geführt, welches Anlass zu einem zweiten
abgeschwächten Ausgangs signal 48 gibt. Die abgeschwächten Ausgangssignale 46 und
48 werden jeweils zu Eingängen zusätzlicher Komparatoren 49 bzw. 50 geführt» die
jeweils angeordnet sind, um an ihren anderen Eingängen das ungeänderte Signal aus
der Leitung 35 zu empfangen. Jeder der Komparatoren 49 und 50 ist mit dem AND-Gatter
42 verbunden und diese haben betreffende Lichtaussendungsdioden 51 und 52 in ihren
Ausgangskreisen. Auf diese Weise leuchtet die Licht aussendende Diode 51 auf, wenn
das abgedämpfte Signal 46 grösser als das Signal in der Leitung 36 ist, und die
Licht aussendende Diode 52 leuchtet auf, wenn das Signal in der Leitung 35 6irösser
ist als das zweite gedämpfte Signal 48. Das AND-Gatter 42 ist mit einer Licht aussendenden
Diode 53 verbunden, welche angeordnet ist, um aufzuleuchten, wenn die Ausgänge aller
vier
Komparatoren 40, 43, 49 und 50 anzeigen, dass das getestete
Leuchtmaterial relative Intensitäten bei den Wellenlängen A, B und C hat, welche
mit denjenigen des Bezugsmateriales übereinstimmen, das beim Eichen der Vorrichtung
benutzt worden ist. Wenn aus irgendeinem Grunde das auf dem Testkörper ermittelte
Leuchtmaterial nicht mit dem vorhergehend beim Eichen der Vorrichtung gebrauchten
übereinstimmt, dann sind die relativen Grössen der Signale der Photodetektoren,
entsprechend den Wellenlängen A, B und C, nicht derart, um die Komparatoren 40,43,
49 und 50 zu sättigen, und folglich leuchten einige der Licht aussenden Dioden nicht
auf. Die Leitung 33, die das stärkste Ausgangssignal hat, ist mit einer Überlasteinrichtung
55 verbunden, welche einen Komparator umfasst, der von einem geeigneten Bezugseingang
56 gespeist wird. Der Ausgang der Überlasteinrichtung 55 ist mit einer Licht aussendenden
Diode 57 so verbunden» dass ein Warnsignal abgegeben werden kann, wenn der Ausgang
vomPhotodetektor 18 zu gross ist.
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Es ist verständlich, dass die Einstellungen der Potentiometer 36,
38, 45 und 47 von der früheren Eichung der Vorrichtung abgeleitet sind, wobei Beferenz-
Leuchtinatertal verwendet worden ist, und dies kann von Zeit zu Zeit geändert werden,
wenn der Apparat benutzt wird) um verschiedene Arten von Leuchtmaterial zu untersuchen.
Obwohl die beschriebenen Beispiele drei Photodetektoren mit einer entsprechenden
Anzahl von Bauteilen im Steuerstromkreis umfassen, können weiterhin mehr als drei
Photodetektoren mit einer entsprechenden Zahl zusätzlicher Potentiometer und Komparatoren
im Reuerstromkrels verwendet werden.
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Eine Erhöhung der Anzahl der Photodetektoren erhöht die Sicherheit
der Identifizierung des Testmaterials. Es kann dadurch auch die Vielseitigkeit
der
Vorrichtung erhöht werden. Wenn z. B. zwei fluoreszierende Materialien Emissionskurven
haben, welche teilweise übereinstimmen und teilweise unterschiedlich sind, kann
die Vorrichtung verwendet werden, um zwischen den beiden Emissionskurven zu unterscheiden,
und um das Vorliegen oder das Nichtvorliegen einer von beiden anzugeben.
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Die Fig. 5 und 6 zeigen eine weitere alternative optische Anordnung.
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Diese ist insgesamt ähnlich der Anordnung, die in der Fig. 2 dargestellt
ist, in dem wiederum die Photodetektoren 18, 19 und 20 verwendet werden, die jeweils
ein zugeordnetes Bündel von Lichtfasern 24, 25 und 26 aufweisen, die zu einem gemeinsamen
Lichttrichter 27 führen. Jedoch ist im Falle der Fig. 2 die Erregerstrahlungsquelle
eine einzelne Erregerstrahlungsquelle (nicht dargestellt), wobei bei den Fig. 5
und 6 die Erregerstrahlungsquelle aus zwei Lampen 12 besteht, die an beiden Seiten'des
Lichflrichters 27 angeordnet sind. Jede Lampe erstreckt sich entlang eines horizontalen
Gehäuses 60, das ein geneigtes langgestrecktes Fenster aufweist, das nach unten
gegen den Testkörper 12 gerichtet ist. Der Lichttrichter 27 verläuft vertikal zwischen
den beiden benachbarten Kanten der Lampengehäuse 60 und die untere Kante des Lichttrichters
ist nach unten bis unterhalb der Lampengehäuse geführt.
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Bei beiden Ausführungsformen gemäss den Fig. 2 und 5 ist es möglich,
die Vorrichtung abzuändern, um die Verwendung des Lichttrichters zu vermeiden. In
diesem Falle enden die Enden der Fasern selbst kurz oberhalb des Testkörpers und
die Faserenden haben dann die gleichförmige
Verteilung, wie sie
in der Fig. 3 dargestellt ist, unmittelbar oberhalb des Testkörpers. Eine Anordnung
dieser Art ist in der Fig. 7 in Kombination mit einem alternativen Weg zur Lieferung
der Erregungsstrahlung dargestellt. In diesem Falle hat jeder der Photodetektoren
18, 19 und 20 sein zugeordnetes Faserbündel 24, 25 und 26, wobei die Enden der Fasern
kurz oberhalb des Testkörpers 11 enden. Jedoch sind in diesem Falle die Enden der
Abtastfasern gleichförmig verteilt in einer ringförmigen Anordnung rund um ein zusätzliches
Bündel von Fasern, das die Erregungsstrahlung leitet. Dieses zusätzliche Bündel
von Fasern 62 bildet einen zentralen Kern der Fasern und ist von den Abtastfasern
24, 25 und 26 an deren dem Testkörper gegenüberliegenden Ende umgeben.
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Das Bündel 62 ist mit einem Lichttrichter 63 verbunden, der insgesamt
ähnlich dem Lichttrichter 27 ist, sowie dieser vorher beschrieben worden ist. In
diesem Falle ist das breitere Ende des Lichttrichters einer Lichtquelle 12 zugekehrt,
die mit einem geeigneten Filter 64 versehenist.
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Es ist in manchen Fällen wünschenswert, Testkörper zu untersuchen,
welche auf einem Transportsystem gefördert werden. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung, das für diesen Zweck ausgebildet ist, ist in den Fir. 8 und 9 dargestellt.
In diesem Falle werden die Testkörper auf einem Transportsystem 70 mit motorisch
angetriebenen Rollen 71 gefördert. Das Transportsystem ist angeordnet, um unterhalb
einer schlitzartigen Öffnung 72 in einer Platte 73 hindurchzugehen. In ein Gehäuse
76 oberhalb der Öffnung 72 ist eine Blinklampe 74 eingesetzt. die eine Erre£erstrahlun£seuelle
bildet, Ein Ultravblett- Filter der ,, , Lampe 75 und eine zylindrische Linse 79
sind unmittelbar unterhalb /14 ahgeordnet.
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Das durch den Filter 75 hindurchgehende Licht wird mittels der Linse
78
durch ein unteres offenes Ende des Gehäuses 76 gegen die schlitzartige
Öffnung 72 gerichtet. Benachbart zum Aussehen des Gehäuses 76 sind zwei Lichttrichter
77, 78, die ähnlich dem vorher beschriebenen Lichttrichter 27 ausgebildet sind.
Jeder der Lichttrichter 77, 78 ist mit den Faserbündeln 24, 25 und 26 verbunden,
die zu den Photodetektoren 18, 19 und 20 führen. Die Fasern jedes Bündels sind in
zwei Gruppen geteilt, wobei eine Gruppe mit dem Lichttrichter 77 und die andere
Gruppe mit dem Lichttrichter 78 verbunden ist. Jede Gruppe enthält eine gleiche
Verteilung von Fasern von jedem der Bündel. Die Lichttrichter 77 und 78 sind gegen
die Vertikale geneigt, so dass die unteren Flächen der beiden Lichttrichter gegen
die Oberfläche des Transportsystemes unterhalb der schlitzartigen Öffnung 72 gerichtet
sind. Die Långsrichtung der Lichttrichteröffnungen läuft parallel zur Längsrichtung
der schlitzartigen Öffnung 72 und diese ist quer zur Bewegungsrichtung des Transportsystems
70 gerichtet. Die Blinklampe 74 ist mit einem Steuerkreislauf gekoppelt, der zur
Synchronisierung der Betätigung der Blinklampe mit der Ankunft jedes Testkörpers
an der Teststation vorgesehen ist, wobei ein kurzdauernder Lichtblitz auf den Testkörper
gerichtet wird, während dieser auf dem Transportsystem bewegt wird, wodurch die
Bewegung des Testkörpers scheinbar erstarrt. Die Tätigkeit der Vorrichtung ist ansonsten
ähnlich wie die vorherbeschriebene.
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Die Synchronisation der Lampe 74 mit der Ankunft jedes Testkörpers
wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 9 beschrieben.
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Die Fläche des fluoreszierenden Materials auf dem Testkörper ist vorzugsweise
so klein wie möglich gehalten, so dass die Lichttrichter 77 und 78 nur fluoreszierendes
Material abtasten, welches durch die
schlitzartige Öffnung 72 hindurchstrahlt.
Die Fläche des fluoreszierenden Materials kann leicht grösser als die Fläche der
schlitzartigen Öffnung 72 gehalten werden, aber eine genaue Synchronisation der
Tätigkeit der Blitzlampe 74 ist notwendig, um eine ausreichende Wirkung zu erhalten.
Bei der in der Fig. 9 dargestellten Anordnung ist der Testkörper 11 in einer Bewegung
entlang dem Transportsystem 70 zwischen einer Lampe 81 und einem Lichtabtaster 82
dargestellt. Dieser ist in einer zweckdienlichen Anordnung in Beziehung auf die
in der Fig. 8 dargestellte Vorrichtung angeordnet, so dass der Detektor 82 die Kante
des Testkörpers abtasten kann, sobald der Testkörper sich der Teststation nähert.
Wenn- die Kante des Testkörpers in einer vorher bestimmten Position ankommt, wird
das normalerweise vom Detektor 82 abgetastete Licht unterbrochen und dies ruft ein
Signal an einem Bistable 83 hervor. Der Ausgang des Bistables 83 wird zusammen mit
dem Ausgang eines kristallgesteuerten Zeitmessers 84 zu einem AND-Gatter 85 geführt.
Der Ausgang des AND-Gatters 85 wird zu einem Zähler 86 geführt, der angeordnet ist,
um dem Bistable 83 ein Auslösesignal zu geben. Der Zähler 86 ist wiederum mit einem
Komparator 87 gekoppelt, welchem ein einstellbares Verzögerungssignal über die Leitung
88 zugeführt wird. Der Komparator 87 ist angeordnet um einen Ausgangs impuls in
der Leitung 89 vorzusehen, um so die Blink- Blitzlampe 74 auszulösen. Der Ausgangsimpuls
in der Leitung 89 wird dabei zu einer genau bestimmten Zeitverzögerung nach Abtastung
der Kante des Testkörpers 11 ausgelöst. Die gesamte Tätigkeit wird zu genau bestimmten
Zeitpunkten durch den Zeitmesser 84 aufrechterhalten.
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Auf diese Weise kann der Testkörper mit hoher Geschwindigkeit auf
dem
Transportsystem bewegt werden, so wie z. B. 250 Inch/sec.
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DieBlink /Blitz - Lampe kann mit einer Zeitverzögerung von 14 ms betätigt
werden, nachdem die Position des Testkörpers vom Detektor 82 abgetastet worden ist.
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In einer alternativen Ausführungsform zum Gebrauch der Lampe 81 und
des Photodetektors 82 kann die Position des sich der Teststation nähernden Testkörpers
durch Verwendung eines einzelnen Lichttrichters und eines Photodetektors abgetastet
werden, um die fluores -zente Fläche auf dem Testkörper abzutasten. Der Detektor
kann benutzt werden, um den Zeitpunkt zu bestimmen, an dem die fluoreszente Wirkung
einen bestimmten Wert übersteigt. In diesem Falle kann der Lichttrichter benachbart
zu einer Kante der schlitzartigen Öffnung 72 angeordnet werden und Licht vom Lichttrichter
kann zu einem Detektor an der Stelle des Detektors 82 in Fig. 9 geführt werden.
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Es ist offensichtlich, dass die Erfindung nicht auf die Details der
vorstehenden Beschreibung beschränkt ist. Verschiedene Änderungen können in der
Lichtquelle und in der Zahl der angewendeten Photodetektoren gemacht werden, sowie
auch im gebrauchten Steuerkreislauf zum Vergleich der Ausgangs signale der Photodetektoren.
Weierhin kann die Erfindung für eine Vielzahl von Zwecken eingesetzt werden.
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Die Erfindung ist besonders geeignet für die Prüfung von Etiketten
von pharmazeutischen Produkten und auch für die Prüfung und Sortierung von Behältern,
an welchen geeignete Etiketten angebracht sind, wenn die Behälter transportiert,
sortiert oder verpackt werden. Weiterhin kann eine Vielzahl von Artikeln, denen
Leuchtmaterial zugeordnet ist, geprüft und oder sortiert werden unter Verwendung
der Vorrichtung und des vorher beschriebenen Verfahrens.