DE2805656C3 - Behälterprüfsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Behälterprüfsystem mit einer Ultraschallwellen-aendeeinrichtung zum Erzeugen einer Ultraschallwelle und zum Aufstrahlen dieser <>o Ultraschallwelle auf ein zu untersuchendes Objekt, mit einer Ultraschallwellen-Empfangseinrichtung zum Empfangen einer Ultraschallwelle, die von dem Objekt reflektiert worden ist, und mit einer Wandlereinrichtung zum Umwandeln der reflektierten Ultraschallwelle in *>■> ein elektrisches Signal.

Dieses Behälterprüfsystem dient allgemein zur Inspektion, Kontrolle, Nachprüfung, Überwachung, Untersuchung, Prüfung, Durchsicht od. dgl. von Behältern und die Erfindung bezieht sich besonders auf ein Behälterprüfsystem, welches eine mit hoher Geschwindigkeit, Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit durchführbare Unterscheidung von guten oder schlechten Behältern u. dgl., die inspiziert, geprüft, überwacht, untersucht, nachgesehen oder in ähnlicher Weise behandelt werden sollen, ermöglicht.

Nach dem Stand der Technik war die Beurteilung des Innendrucks oder die Prüfung von gut oder schlecht abgedichteten Behältern, wie von in Dosen verpackten Produkten, in weitem Umfang von einer Abklopfprüfung abhängig, die auf der Hörfähigkeit des Menschen (Empfindlichkeitsprüfung) beruht, wohingegen während der letzten jähre Verfahren zum Prüfen der Dosen durch elektrische Energie oder elektrische Signale, die auf die Dosen übertragen wurden, um eine Schwingung der Dose zu bewirken und auf diese Weise eine Messung der Energieverteilung von verschiedenen Frequenzen des elektrischen Signals durchzuführen, die durch die Schwingung der Dosen verursacht worden sind, um feststellen, ob die Dosen gut oder nicht gut sind, vorgeschlagen worden sind.

Jedoch wird durch diese Verfahren, durch die feinen Unterschiede, wie es die Wanddicke der Dose oder der Umlauf- bzw. Radialabdichtungsgrad der Kappen von Flaschen sind, die Energieverteilung der verschiedenen Frequenzen beeinflußt, und weiterhin wird, wenn relativ große elektrische Energiestöße auf Behälter, wie z. B. Dosen, ausgeübt werden, ein nachteiliges Geräusch, das nicht die dem Behälter inhärente Resonanzfrequenz ist, gleichzeitig erzeugt, wodurch es schwierig wird, die richtigen elektrischen Signale, die sich auf den Innendruck des Behälters, wie z. B. auf den Innendruck von Dosen, beziehen, herauszuholen, und infolgedessen ergibt sich bei den obigen oder konventionellen Verfahren insbesondere der Nachteil, daß es mit ihnen unmöglich ist, eine fehlerfreie Prüfung durchzuführen.

Normalerweise ist es, um ein Geräusch auszulöschen oder die besondere Energie der verschiedenen Frequenzen herauszuziehen, erforderlich, eine komplizierte elektrische Signalverarbeitung durchzuführen, die eine lange Behandlungszeit erfordert. Infolgedessen ist es nach wie vor ungeeignet, eine solche obengenannte, bekannte Technologie zur Unterscheidung darüber anzuwenden, ob die erzeugten Dosen gut oder schlecht sind, die auf einem mit hoher Geschwindigkeit betriebenen Förderer vorbeilaufen.

Insbesondere sind aus der deutschen Offenlegungsschrift 16 48 540 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Untersuchung der Dichtigkeit von Gegenständen, wie Behälterdeckeln, -körpern oder ähnlichem bekannt, worin die zu untersuchenden Gegenstände auf die Abgabe hochfrequenter Schwingungen getestet werden und die durch ein Leck verursachten Schwingungsänderungen zur Ermittlung des Fehlers dienen, wobei vorzugsweise nur Schwingungen über 20 000 Hertz, d. h. Ultraschallschwingungen, zur Fehlerermittlung dienen. Im einzelnen wird auf der einen Seite des zu untersuchenden Gegenstandes ein Gas- oder Flüssigkeitsdruck angewandt, während auf der anderen Seite dieses Gegenstandes, die dem Schallaufnehme.· zugewandt ist, ein Feuchtigkeitsfilm aufgetragen wird; die hierbei in der Untersuchungskammer entstehenden Ultraschallschwingungen werden vom Schallaufnehmer in elektrische Signale umgewandelt, die ihrerseits analysiert und ausgesondert werden, wobei nur die charakteristischen Signale einer Leckstelle zur Auslö-

sung eines Aussonderungssignals benutzt werden.

Das Verfahren der DE-OS Ib 48 540 erfordert viel Zeitaufwand für die Prüfung des jeweiligen Gegenstandes, weil dieser Gegenstand zwischen der Untersuchungskammer und dem Verschlußkopf zum Zwecke seiner Dichtigkeitsprüfung extra eingespannt werden und in dieser eingespannten Position während einer nicht unbeträchtlichen Zeitdauer verbleiben muß. Darüber hinaus ist ein verhältnismäßig großer Schaltungsaufwand erforderlich, um die Schwingungen nach Frequenz, Amplitude, Häufigkeit und Dauer miteinander vergleichen zu können. Schließlich ist ein nicht unbeträchtlicher Aufwand für die Automatisierung einer solchen Prüfung notwendig, da viele mechanische Vorgänge gestet.ert werden müssen.

Weiterhin sind aus der deutschen Offenlegungsschrift 24 22 701 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prüfen des Drucks in einem luftdicht verschlossenen Behälter mit mindestens einer flexibler, metallischen Wand bekannt, die elektromagnetisch zu Schwingungen angeregt wird, und zwar zuerst mit einer ersten und dann mi! einer zweiten, von der ersten unterschiedlichen Frequenz, wobei mittels eines Mikrophons die Amplitude des von der Wand des Behälters abgestrahlten Schalls festgestellt und automatisch ein Ausgangssigna! erzeugt wird, wenn die jeder angeregten Frequenz entsprechende Schallamplilude einen jeweiligen vorgegebenen Wert überschreitet.

Dieses bekannte Behälterprüfsystem ist ebenfalls sehr zeitaufwendig, da die zu prüfenden Behälter nacheinander unter einen ersten und dann unter einen zweiten Elektromagneten bewegt werden müssen, damit man sie mit zwei verschiedenen Frequenzen erregen kann. Abgesehen hiervon hat das Behälterprüfsystem nach der DE-OS 24 22 701 alle die Nachteile, die bereits weiter oben bezüglich der Prüfung mit elektrischen Signalen erwähnt sind.

Diese Nachteile treffen im übrigen auch auf die Anordnung zum Überprüfen des Haltbarkeitszustandes von Waren in Konservenbehältern nach der deutschen Offenlegungsschrift 26 08 040 zu, denn auch in dieser Anordnung wird der Deckel einer Dose durch ein elektrisches bzw. elektromagnetisches Signal zu Schwingungen angeregt, und diese Schwingungen werden elektrisch ausgewertet.

Schließlich sind in der Zeitschrift «Electronics«, Mai 1944, Seiten 122 und 123 in Spalte 2 der Seite 122 drei verschiedene Prüfungsverfahren erwähnt, bei denen Ultraschallwellen auftreten. Das erste dieser Prüfungsverfahren besteht darin, daß man den zu untersuchenden Gegenstand in Schwingungen versetzt und den dadurch hervorgerufenen Ton mit dem Ton eines Standardgegenstandes vergleicht; dieses Verfahren ist sehr mühsam und aufwendig, da es praktisch ebenfalls eine schaltungsmäßig und zeitmäßig aufwendige Frequenzanalyse erfordert. Das zweite Verfahren besteht darin, daß man die Dauer eines Tones mißt, der von dem zu prüfenden Gegenstand abgegeben wird, wenn sich dieser in freier Schwingung befindet; dieses Verfahren ist zeitaufwendig, da man das Abklingen dieser Schwingungen abwarten muß, und es ist mit vielen Fehlerquellen behaftet, da diese Dauer außer von der Güte des zu prüfenden Gegenstandes insbesondere auch von verschiedensten sonstigen Faktoren, wie beispielsweise der Stärke der Schwingungsanregung, der durch die Anordnung des zu prüfenden Gegenstandes bedingten Dämpfung der freien Schwingung etc. abhängt. Zur Erregung der Schwingungen wird in

beiden Fällen kein Ultraschall benutzt. Schließlich ist als drittes Verfahren das Hindurchlaufenlassen einer Ultraschallwelle durch den zu untersuchenden Gegenstand erwähnt, wobei die sich ergebende Reflexion oder Absorption der Ultraschallwellen gemessen wird. Derartige Prüfgeräte, die für die Materialprüfung vorgesehen sind, eignen sich nicht für die Behälterprüfung, da sie den Problemen der Prüfung von dicht verschlossenen Behältern nicht Rechnung tragen.

Zusammenfassend ist festzusteilen, daß es /war aus der DE-OS 26 08 040 bekannt ist, die flexible Wand eines Behälters in Eigenschwingungen zu versetzen. diese Schwingungen zu registrieren und daraus Rückschlüsse auf die Dichtigkeit des Behälters zu ziehen. Die Anregung der flexiblen Wand des Behälters kann auf elektromagnetischem Wege erfolgen, wie in den DE-OS 26 08 040 und 24 22 701 beschrieben, sie kann aber auch mechanisch durchgeführt werden, wie aus der US-PS 39 75 949 bekannt ist, wonach in einem Kernbrennstoffelement eine darin befindliche Stahlstange mittels einer elektromagnetischen Spule bewegt wird, um Vibrationen in dem abgeschlossenen Kernbrennstoffelement zu erzeugen, die mittels eines mechanisch angekoppelten piezoelektrischen Wandlers in elektrische Schv/ingungen umgewandelt werden. Aber alle diese Methoden, wie oben dargelegt, sind zeitlich und apparativ aufwendig sowie verhältnismäßig unzuverlässig.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein Behälterprüfsystem zur Verfügung zu stellen, mit dem die Prüfung darüber, ob Behälter, wie zum Beispiel Dosenprodukte, gut oder schlecht sind, mit hoher Geschwindigkeit und mit großer Zuverlässigkeit sowie Betriebssicherheit durchgeführt werden kann und das trotz hoher Prüffähigkeit einen verhältnismäßig einfachen Aufbau besitz.t.

Diese Aufgabe wird mit einem Behälterprüfsystem der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ultraschallwellen-Sendeeinrichlung eine im Abstand von dem Objekt angeordnete, Uitraschallwellenimpulse konstanter Zeitdauer erzeugende Ultraschallwellenimpuls-Sendeeinrichtung ist, deren Ultraschallwellenimpulse das Objekt zu Eigenschwingungen anregen, und daß die Wandlereinrichtung eine einen dem modulierten Ultraschallwellenimpuls entsprechenden elektrischen Impuls erzeugende Detektorschaltung aufweist, der eine den elektrischen Impuls mit einem Bezugssignal vergleichende Vergleichseinrichtung nachgeschaltet ist.

Die Prüfung eines Behälters mit dem Behälterprüfsystem nach der Erfindung erfolgt außerordentlich schnell, mit einer verhältnismäßig einfachen Einrichtung und mit hoher Zuverlässigkeit.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung sei nachfolgend anhand einiger, in den Fig. 1 bis 7 der Zeichnung im Prinzip dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei in den einzelnen Figuren gleichartige Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind; es zeigt

Fig. 1 ein Systemdiagramm, das ein erstes Ausführungsbeispiel eines Behälterpiüfsystems gemäß der Erfindung veranschaulicht,

Fig. 2A, 2B und 2C Wellenformendarstellungen, die zum Erläutern der Betriebsweise des erfindungsgemäßen Behälterprüfsystems nach F i g. 1 dienen,

F i g. 3 ein Schaltbild, das ein Ausführungsbeispiel der

Detektorschaltung veranschaulicht, wie sie in dem Behälterprüfsystem nach Fig. 1 verwendet werden kann,

F i g. 4 ein Schaltbild, das ein Ausführungsbeispiel der Vergleichseinrichtung darstellt, wie sie in dem Behälterprüfsystem nach F ι g. 1 verwendet werden kann,

Fig. 5A und 5B Wellenformendarstellungen, die ?ur Erläuterung der Erfindung dienen,

F i g. 6 eine schematische, perspektivische Darstellung eines anderen Ausführungsbeispiels nach der Erfindung und

F i g. 7 ein Schaltbild, welches die Antriebs- bzw. Steuerschaltung veranschaulicht, die in dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 6 verwendet werden kann.

In Fig. 1, die ein schematisches Schaltbild zeigt, ist mit J eine Ultraschaüweüen-Scndeeinrichtung und -Empfangseinrichtung bezeichnet, die z. B. aus Titanoxid-Bariumkeramik oder -kristall oder aus Ferrit etc. hergestellt ist bzw. diese Materialien aufweist, und 2 ist ein Impulsgenerator, der z. B. ein elektrisches Impulssignal mit der Frequenz von etwa 50 bis 200 MHz erzeugt und dieses dem Wandler der Ultraschallwellen-Sendeeinrichtung 1 beispielsweise über einen Transformator Ti und eine Brückenschaltung 3 zuführt. Dann überträgt der Wandler einen strahlartigen Ultraschallwellenimpuls Pi, wie er z. B. in F i g. 2A veranschaulicht ist und der eine sehr kurze, konstante Zeitdauer hat, wie z. B. 1 bis 3 Millisekunden. Dieser Ultraschallwellenimpuls P1 wird auf einen Behälter als Objekt 4, wie z. B. eine Dose, eine Flasche od. dgl., der geprüft werden soll und beladen bzw. gefüllt und abgedichtet ist, übertragen. Hierdurch wird die äußere Wand des Behälters durch den Ultraschallwellenimpuls P1 erregt, und sie schwingt fein mit ihrer Eigenfrequenz, und zwar in Korrelation mit dem Innendruck des Objekts 4, und infolgedessen wird der Ultraschallwellenimpuls Pi von dem Wandler mittels des Objekts 4 durch dessen Eigenfrequenz modifiziert oder moduliert. Mit anderen Worten bedeutet das, daß Ultraschallwellenimpulse P 2 oder P3, wie sie in den F i g. 2B und 2C gezeigt sind, von dem Behälter ausgestrahlt werden.

Allgemein ist, wenn der abgedichtete Behälter, wie z. B. eine gefüllte Dose oder Flasche, einen hohen Unterdruck aufrechterhält (was einem guten Produkt entspricht), die Resonanzfrequenz des Behälters hoch, welcher ein hohes Q bzw. einen hohen Gütefaktor hat, wogegen dann, wenn der Unterdruck im Behälter niedrig ist (was einem schlechten Produkt äquivalent ist), die Resonanzfrequenz des Behälters niedrig ist, und zwar mit einem niedrigen Q bzw. Gütefaktor. Mit anderen Worten bedeutet das, daß der Ultraschallwellenimpuls, der durch einen Behälter moduliert worden ist, der einen guten Unterdruck und ein hohes Q hat die in Fig.2B bei P2 dargestellte Form hat Dieser Ultraschallwellenimpuls P2 hat eine hohe Schwingungsenergie und setzt sich während einiger Millisekunden (5 bis 6 Millisekunden) fort, was hier als Beispiel genannt sei. Andererseits hat ein Ultraschallwellenimpuls, der von einem Behälter moduliert worden ist der einen schlechten Unterdruck und ein niedriges Q hat die in F i g. 2C bei P 3 gezeigte Form. Dieser Ultraschallwellenimpuls F3 hat eine niedrigere Schwingungsenergie als der Ultraschallwellenimpuls P2, der in Fig.2B gezeigt ist und er hat außerdem eine kürzere Fortsetzungsdauer, die z. B. 2 bis 3 Millisekunden beträgt Demgemäß kann durch Messung des Ultraschallwellenimpuls-Energiebetrages, wie er durch den Behälter moduliert ist bzw. wie er sich durch Modulation durch den Behälter ergibt, beurteilt werden, ob der Behälter gut oder schlecht ist Infolgedessen wird in dem Ausführungsbeispiel, das in F i g. 1 dargestellt ist, der Ultraschallwellenimpuls, der von dem als Objekt 4 > dienenden Behälter moduliert worden ist, vom Wandler empfangen, der die empfangene Ulli abv-Iiallwelle in ein entsprechendes elektrisches Signal umwandelt. Dieses elektrische Signal wird über die Brückenschaltung 3, einen Transformator T2 und einen Verstärker 5 einer

κι Detektorschaltung 6 zugeführt, die die Energie des modulierten Ultraschallwellenimpulses oder des entsprechenden elektrischen Signals ermittelt. Als nächster Schritt wird das Ausgangssignal der Detektorschaltung 6 einer Gut-und-Schlecht-Beurteilungsschaltung, die eine Vergleichseinrichtung 7 ist, zugeführt, in der das Ausgangssignal der Detektorschaltung 6 mit einem vorbestimmten Bezugswert verglichen wird, welches den Energiewert eines guten Produktes des Behälters repräsentiert, so daß es auf diese Weise möglich ist zu unterscheiden, ob der Behälter gut oder schlecht ist. Das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung 7 wird einer Aufzeichnungs-, Darstellungs- oder Alarmeinrichtung D zugeführt, die aufzeichnet, darstellt oder in sonstiger Weise bemerkbar macht, ob der Behälter gut oder schlecht ist.

Nun sei ein praktisches Ausführungsbeispiel der Detektorschaltung 6, wie sie in dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel benutzt wird, anhand der F i g. 3 näher erläutert. Wie F i g. 3 zeigt, weist die Detektorschaltung 6 eine Diode 6-1, einen Widerstand 6-2, der zwischen die Ausgangsseite der Diode 6-1 und Masse geschaltet ist, und einen Kondensator 6-3 auf, der parallel zum Widerstand 6-2 geschaltet ist. Wie oben bereits erwähnt, wird das Ausgangssignal Sp des Verstärkers 5 in die Detektorschaltung 6 eingegeben, die dann ein Hüllsignal in Form eines elektrischen Impulses Se von dem Ausgangssignal Sp erzeugt Dieser elektrische Impuls Se wird an die Ausgangs-Vergleichseinrichtung 7 angelegt

Die Fig.4 zeigt ein Schaltbild eines praktischen Ausführungsbeispiels der Vergleichseinrichtung 7. Wie in F i g. 4 veranschaulicht ist, umfaßt die Vergleichseinrichtung 7 einen Niveauvergleicher 7-1, dem an seinem einen Eingangsanschluß der elektrische Impuls Se von der Detektorschaltung 6 zugeführt wird, sowie eine Bezugsspannungseinstelleinrichtung 7-2, wie z. B. ein Potentiometer, dessen beweglicher Abgriff mit dem anderen Eingangsanschluß des Niveauvergleichers 7-1 verbunden ist; das Potentiometer dient dazu, eine gewünschte Einsatz- oder Bezugsspannung als Bezugssignal Vs einzustellen, wie in den Fig.5A und 5B veranschaulicht ist Dieser Niveauvergleicher 7-1 erzeugt ein Ausgangssignal, und zwar z. B. dann, wenn der elektrische Impuls Se ein solches Niveau hat daß er das Bezugssignal Vs überschreitet wie in Fig.5B angedeutet ist Da jedoch ein schlechter Behälter, dessen elektrischer Impuls Se einem niedrigen Niveau entspricht wie in Fig.5A gezeigt ist entfernt oder ausgeschieden werden soll (was weiter unten näher erläutert wird), ist der Niveauvergleicher 7-1 in der Praxis vorzugsweise so ausgebildet daß er allgemein ein niedriges Ausgangssignal L (oder die Spannung Null) abgibt und daß das Ausgangssignal des Niveauvergleichers 7-1 das niedrige Ausgangssignal L ist wenn das Niveau des elektrischen Impulses S_E das Bezugssignal Vs nicht überschreitet (was einem schlechten Behälter entspricht), wie in Fig.5A gezeigt ist Wohingegen dann, wenn der elektrische Impuls Se, dessen Niveau das

Bezugssignal Vs- überschreitet (was einem guten Behälter entspricht), wie in Fig. 5B gezeigt ist, an den Niveauvergleicher 7-1 angelegt wird, letzterer ein hohes Ausgangssignal H erzeugt. Das Ausgangssignal L oder H vom Niveauvergleicher 7-1 wird auf einen Inverter *■, 7-3 gegeben, in dem es invertiert wird, so daß es als hohes oder niedriges Signal H oder L erscheint. Das Ausgangssignal H oder L vom Inverter 7-3 wird an die Aufzeichnungs-, Darstellungs- oder Alarnieinrichtung D angelegt, so daß diese aufzeichnet, darstellt oder in m sonstiger Weise wiedergibt, ob der geprüfte Behälter schlecht oder gut ist, und zwar in Ansprechung auf das Ausgangssignal A/oder L von der Vergleichseinrichtung 7 oder dem Inverter 7-3; ζ. B. kann dann, wenn das Signal H an die Aufzeichnungs-, Darstellungs- oder Alarmeinrichtung D angelegt wird, dieses eine Lampe (nicht dargestellt) zum Aufleuchten bringen, um auf diese Weise anzuzeigen, daß der geprüfte Behälter schlecht ist; sie kann somit auch allgemein als Anzeigeeinrichtung bezeichnet werden.

In der Einrichtung wird also das spezifisch zeitlich abgegebene elektrische Signal oder der spezifisch zeitlich abgegebene elektrische Impuls, wie in Fig.2A veranschaulicht, dem Wandler über den Transformator Ti und die Brückenschaltung 3 von dem Impulsgenerator 2 zugeführt, aber das Impulssignal vom Impulsgenerator 2 wird nicht dem Verstärker 5 zugeführt; während natürlich der Wandler den modulierten Ultraschallwellenimpuls Pl oder P3 vom Behälter als Objekt 4 empfängt und nur das entsprechende elektrische Signal dem Verstärker 5 über die Brückenschaltung 3 und den Transformator T2 zuführt. Es sei darauf hingewiesen, daß in F^;g. 1 mit 31 eine Abgleichschaltung für die Brückenschaltung 3 bezeichnet ist. Als Alternative kann ein solcher Schaltungsaufbau verwendet werden, in dem die Brückenschaltung 3 nicht benutzt wird und in dem während der Zeit, in welcher der Wandler den Ultraschallwellenimpuls überträgt, der Verstärker 5 seine Funktion stoppt, was die gleiche Wirkung wie die oben erwähnte Schaltung hat. Weiterhin können anstelle eines Wandlers zwei Wandler für das Senden der Ultraschailwelienimpuise und für den Empfang der modulierten Ultraschallwellenimpulse getrennt installiert werden, um die gleichen Ergebnisse zu erhalten.

Im Falle des aufeinanderfolgenden Prüfens von Behältern, die kontinuierlich von einem Förderband 8 transportiert werden, arbeitet das Behälterprüfsystem für die Ultraschallwellenerzeugung mit einer kurzen Zeit, die z. B. so gewählt ist, daß sie 1 bis 3 Millisekunden beträgt; und die Zeitdauer, während der die modulierten Ultraschallwellenimpulse durch den Behälter, der geprüft werden soll, erzeugt werden, ist auch eine sehr kurze Zeit, die z. B. im Bereich von wenigen Millisekunden liegt Infolgedessen ist es aufgrund der Erfindung möglich, die Behälter, die auf einem Förderband 8 transportiert werden, in einfacher Weise aufeinanderfolgend und automatisch zu prüfen bzw. eine Prüfung mit hoher Geschwindigkeit durchzuführen.

Wie oben erläutert worden ist, wird bei dem erfindungsgemäßen System ein Ultraschallwellenimpuls μ auf ein zu prüfendes Objekt 4 während einer kurzen Zeitdauer übertragen, der durch das zu prüfende Objekt 4 modulierte Ultraschallwellenimpuls kurzer Zeitdauer wird empfangen, dieser modulierte Ultraschallwellenimpuls wird in ein entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt der Energiebetrag dieses elektrischen Signals wird mit dem Energiebetrag eines Bezugssignals, welches ein gutes Produkt repräsentiert verglichen, und es wird beurteilt, ob das geprüfte Objekt gut oder schlecht ist; infolgedessen ist das Unterscheidungsergebnis darüber, ob der Behälter gut oder schlecht ist, fehlerfrei und in hohem Maße zuverlässig, und zusätzlich wird es ermöglicht, die Objekte, die aufeinanderfolgend mit einer hohen Geschwindigkeit gefördert werden, fehlerfrei und mit Zuverlässigkeit sowie Betriebssicherheit zu prüfen.

Das oben erläuterte Behätlerprüfsystem kann z. B. dazu verwendet werden, gute und schlechte Behälter auszuscheiden bzw. abzusondern, wie in Fig.6 veranschaulicht ist. Die F i g. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das oben dargelegte Behälterprüfsystem an einem geeigneten Ort hinter der Behälterfertigstellungsanlage angeordnet ist, z. B. im Weg zu der Stelle, an der die als Objekte 4 vorgesehen Behälter gespeichert werden und zu der sie durch das Förderband 8 gefördert werden, auf dem unterschieden werden soll, ob sie gut oder schlecht sind. Zu diesem Zweck sind, wie Fig.6 zeigt, Führungen, wie z.B. die Führungen 10 und 11, so in bezug auf dem Förderband 8 installiert, daß die Behälter, die von dem Förderband 8 gefördert werden, durch eine vorbestimmte Stellung hindurchlaufen.

Mit Bezug auf diese vorbestimmte Stelle ist eine als Stellenfindesystem dienende Detektoreinrichtung 12 vorgesehen, die anzeigt, daß die Objekte 4 an dieser Stelle angekommen sind. Diese Detektoreinrichtung 12 umfaßt eine Lichtquelle, wie z. B. eine Lampe 12-1, und ein photoelektrisches Umwandlungselement 12-2, wie z. B. eine Photozelle, und diese sind z. B. in der Nähe der beiden Seiten des Förderbandes 8 angeordnet, so daß dann, wenn die Objekte 4 zwischen diesen beiden Elementen ankommen, durch die Detektoreinrichtung 12 dieses Ankommen angezeigt wird, indem letztere ein elektrisches Signal erzeugt.

In der Fig.6 ist die Ultraschallwellen-Sendeeinrichtung 1, durch die ein Ultraschallimpuls auf den Behälter aufgestrahlt wird, mit Bezug auf die Bewegungsrichtung A des Förderbandes 8, wie weiter oben in Verbindung mit F i g. 1 erläutert wurde, an der oberen Vorderseite der Detektoreinrichtung 12 angeordnet Wenn nun der Behälter auf dem Förderband 8 gefördert wird und an der vorerwähnten Stelle ankommt, dann wird diese Ankunft durch die Detektoreinrichtung 12 oder die Photozelle 12-2 ermittelt die zu diesem Zeitpunkt ein elektrisches Signal Sj erzeugt Dieses elektrische Signal Ss wird einem Hauptgehäuse 13 zugeführt, das den Impulsgenerator 2 sowie eine elektrische Schaltung enthält, die hauptsächlich aus der Vergleichseinrichtung 7 besteht die in Verbindung mit F i g. 1 erläutert worden ist um dieses System zu starten.

Zu diesem Zeitpunkt wird die Schaltung in dem Hauptgehäuse 13 gestartet, während bzw. woraufhin der Wandler ein auf den Behälter auftreffendes Ultraschallsignal überträgt, und die Schaltung in dem Hauptgehäuse 13 funktioniert danach in der oben beschriebenen Weise, um zu beurteilen, ob der Behälter gut oder schlecht ist Wenn der Behälter z. B. schlecht ist, dann wird ein elektrisches Signal wie das hohe Signal H, von der Vergleichseinrichtung 7 oder dem Inverter 7-3 erzeugt, die bzw. der in der Schaltung des Hauptgehäuses 13 enthalten ist Dieses hohe Signal H wird über eine Antriebsschaltung 14, die weiter unten erläutert wird, einem Drehsolenoid 15-1 einer Ausscheidungs- bzw. Trenneinrichtung 15 zugeführt, die in Förderrichtung A des Förderbandes 8 hinter der Detektoreinrichtung 12 installiert ist Diese Ausschei-

dungs- bzw. Trenneinrichtung 15 umfaßt einen Arm 15-2, der durch das Drehsolenoid 15-1 gedreht wird, wenn letzteres angetrieben wird. Allgemein ist der Arm 15-2 nicht in Kontakt mit der oberen Oberfläche des Förderbandes 8 angeordnet, sondern um einen schmalen Spalt oberhalb derselben, so daß der Arm 15-2 die Bewegung der Behälter, wenn diese gefördert werden, nicht behindert (also in der Lage, welche durch die 2-F'unkt-Strich-Linie, die sich in dieser Position in F i g. 6 befindet, angedeutet ist); wenn jedoch der Behälter aufgrund der Beurteilung als schlecht befunden wird, dann erzeugt die Vergleichseinrichtung 7 oder der Inverter 7-3 ein elektrisches Signal H, das dem Drehsolenoid 15-1 zugeführt wird, wodurch der Arm 15-2 oberhalb der Oberseite des Förderbandes 8 in der Richtung B gedreht wird, so daß der schlechte Behälter durch den Arm 15-2 an eine bestimmte Stelle weg von dem Förderband 8 ausgeschieden wird.

Nun sei die Antriebsschaltung 14 unter Bezugnahme auf Fig. 7 näher erläutert. In der Antriebsschaltung 14 ist eine UND-Torschaltung 14-1 vorgesehen, der an ihrem einen Eingangsanschluß das Ausgangssignal H oder L vom Inverter 7-1 der Vergleichseinrichtung 7 (Fig.4) zugeführt wird, während ihr an ihrem anderen Eingangsanschluß das elektrische Signal Ss (welches einem hohen Signal H entspricht und die Ankunft eines Behälters an einer vorbestimmten Stelle repräsentiert) von der Detektoreinrichtung 12 oder der Photozelle 12-2 zugeführt wird. Wenn kein Behälter an der vorbestimmten Stelle ankommt, dann erzeugt die Detektoreinrichtung 12 ein niedriges Ausgangssignal L oder kein elektrisches Signal Ss. Wenn die Detektoreinrichtung 12, die auch als Behälterortungs- bzw. -feststellsystem bezeichnet werden kann, kein Signal erzeugt, dann erzeugt das UND-Tor 14-1 aufgrund seiner Ausbildung bzw. Schaltung ein niedriges Ausgangssignal L, oder es erzeugt überhaupt kein Signal, und zwar unabhängig von den Ausgangssignalen Hund L vom Inverter 7-3; aber dieses UND-Tor 14-1 erzeugt ein hohes Ausgangssignal H nur dann, wenn die Detektoreinrichtung 12 ein Signal Ss (hohes Signal H) beim Ankommen des Behälters erzeugt und der Inverter 7-3 ein hohes Signal H beim Ermitteln eines schlechten Behälters abgibt Selbst wenn das Signal Ss (hohes Signal H) dem UND-Tor 14-1 zugeführt wird, dem außerdem ein niedriges Signal L (entsprechend einem guten Behälter) von dem Inverter 7-3 zugeführt wird, dann erzeugt das UND-Tor 14-1 kein hohes Signal H, sondern ein niedriges Signal L oder kein Signal. Das Ausgangssignal L oder H vom UND-Tor 14-1 wird monostabilen Multivibratoren 14-2 und 14-3 zugeführt, so daS es um eine vorbestimmte Zeitdauer verzögert wird, weil die Ajisscheidungs- bzw. Trenneinrichtung 15 in Förderrichtung unterhalb des Prüfsystems und der Detektoreinrichtung 12 angeordnet ist. Wenn das UND-Tor 14-1 ein hohes Signal H erzeugt (was bedeutet, daß ein Behälter an der vorbestimmten Stelle angekommen ist der aufgrund der Prüfung als schlecht befunden wurde), dann wird dieses Signal durch die monostabilen Multivibratoren 14-2 und 14-3 und einen Treiber 14-4 zu einer Relaisspule 14-5 zugeführt so daß es die letztere erregt Infolgedessen wird dessen normalerweise geöffneter Relaiskontakt 14-6, der in Reihe mit einer Reihenschaltung des Drehsolenoids 15-1 und dessen Stromquelle 15-3 geschaltet ist, durch die Erregung der Relaisspule 14-5 geschlossen, und ϊ infolgedessen wird das Drehsolenoid 15-1 erregt, so daß es den Arm 15-2 aus der Position, die in 2-Punkt-Strich-Linien dargestellt ist, in die Position dreht, die in ausgezogenen Linien (in F i g. 6) veranschaulicht ist, so daß der schlechte Behälter von dem Förderband 8

ίο entfernt wird. Danach wird das Relais 15-4 sofort entregt, so daß infolgedessen der Kontakt 15-6 geöffnet wird, also in die Position gelangt, in der er sich normalerweise befindet, und das Drehsolenoid 15-1 wird entregt, wodurch der Arm 15-2 in seine ursprüngliche Position zurückkehrt (in der er durch die 2-Punkt-Strich-Linie in F i g, β dargestellt ist).

Wenn ein Behälter, der an der vorbestimmten Stelle ankommt, gut ist, dann wird das Relais 14-5 nicht erregt, und daher wird auch das Drehsolenoid 15-1 nicht erregt.

Infolgedessen bleibt der Arm 15-2 in seiner Position, in der er durch die 2-Punkt-Strich-Linie angedeutet ist, und der geprüfte Behälter wird durch das Förderband 8 weiter ungehindert in der Richtung A transportiert.

Bei diesem letzten Ausführungsbeispiel ist es möglich, die Aufzeichnungs-, Darstellungs- oder Alarmeinrichtung D mit dem Hauptgehäuse 13 zusammenzubauen oder darin einzubeziehen, so daß die Ankunft eines schlechten Behälters aufgezeichnet und/oder angezeigt wird.

Die obigen Erläuterungen beziehen sich auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung, die dazu dienen, gut oder schlecht abgedichtete bzw. verschlossene Behälter, wie z. B. gefüllte Dosen, zu unterscheiden, damit diese abgesondert bzw. voneinander getrennt werden können. Es ist jedoch ohne weiteres ersichtlich, daß die Erfindung nicht notwendigerweise auf die Unterscheidung von gut oder schlecht abgedichteten bzw. verschlossenen Behältern, wie z. B. gefüllten Dosen etc. beschränkt ist, sondern selbstverständlich kann die Erfindung auch auf die Prüfung von Behältern und Materialien etc. angewandt werden, welche die gleiche Wirkung, wie sie oben erläutert worden ist, gegenüber Ultraschallwellen zeigen, und es sind die verschiedensten Abwandlungen möglich.

Kurz zusammengefaßt betrifft die Erfindung ein Behälterprüfsysiem, in dem ein Ultraschallwellenimpuls zum Auftreffen auf ein Objekt z. B. einen Behälter, das ermittelt oder geprüft werden soll, gebracht wird; und der Ultraschallwellenimpuls, der mit der Eigenschwingung des Objekts moduliert worden ist wird empfangen; der modulierte Ultraschallwellenimpuls wird in ein entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt; und cias elektrische Signal wird mit einem Bezugssignal verglichen, um das Prüfergebnis zu erhalten, z. B. um zu unterscheiden, ob ein geprüfter Behälter gut ist oder nicht Dieses Behälterprüfsystem kann weiterhin eine Einrichtung zum Ausscheiden bzw. Abtrennen von schlechten und guten Objekten in Ansprechung auf das Prüfergebnis, das bezüglich dieser Objekte erhalten worden ist umfassen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Behälterprüfsystem mit einer Ultraschallwellen-Sendeeinrichtung zum Erzeugen einer Ultraschall- ~> welle und zum Aufstrahlen dieser Ultraschallwelle auf ein zu untersuchendes Objekt, mit einer Ultraschallwellen-Empfangseinrichtung zum Empfangen einer Ultraschallwelle, die von dem Objekt reflektiert worden ist, und mit einer Wandlereinrich- i< > tung zum Umwandeln der reflektierten Ultraschallwelle in ein elektrisches Signal, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschallwellen-Sendeeinrichtung (1) eine im Abstand von dem Objekt (4) angeordnete, Ultraschallwellenimpulse (Pl) r> konstanter Zeitdauer erzeugende Ultraschallwellenimpuis-Sendeeinrichtung ist, deren bltraschallwellonimpulse das Objekt (4) zu Eigenschwingungen anregen, und daß die Wandlereinrichtung eine einen dem modulierten Ultraschallwellenimpuls entspre- M chenden elektrischen Impuls (5;) erzeugende Detektorschaltung (6) aufweist, der eine den elektrischen Impuls mit einem Bezugssignal (Vs) vergleichende Vergleichseinrichtung (7) nachgeschaltet ist.

2. Behälterprüfsystem nach Anspruch 1, dadurch :~ gekennzeichnet, daß die Ultraschallwellen-Sendeeinrichtung (1) einen Impulsgenerator (2), einen Transformator (Tl), eine Brückenschaltung (3) und einen Wandler umfaßt.

3. Behälterprüfsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschallwellen-Empfangseinrichtung zum Empfangen der modulierten Ultraschallwellenimpulse (P2, P3) einen Transformator (T2) aufweist.

4. Behälterprüfsystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, J> dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschallwellen-Sendeeinrichtung (1) und die Wandlereinrichtung oberhalb eines Förderbandes (8) angeordnet ist, das zu prüfende Objekte (4) fördert; daß eine Detektoreinrichtung (12) zum Ermitteln des Arikommens des -to Objekts (4) in einer vorbestimmten Position und zum Steuern der Ultraschallwellen-Sendeeinrichtung (1) zum Zwecke des Erzeugens einer Ultraschallwelle, die auf das Objekt in der vorbestimmten Position auftrifft, vorgesehen ist; und daß eine Ausschei- 4"> dungs- bzw. Trenneinrichtung (15) zum Ausscheiden bzw. Abtrennen des Objekts (4) in Ansprechung auf die Unterscheidung der Vergleichseinrichtung (7) vorgesehen ist.

5. Behälterprüfsystem nach Anspruch 4, gekenn- ^r>o zeichnet durch eine Führungseinrichtung (10, 11) zum Führen des Objekts (4) in die vorbestimmte Position.