DE3008914A1

DE3008914A1 - Verfahren und vorrichtung zur feststellung von fremdkoerpern in fluessigkeit

Info

Publication number: DE3008914A1
Application number: DE19803008914
Authority: DE
Inventors: Toshio Takahashi
Original assignee: Eisai Co Ltd
Current assignee: Eisai Co Ltd
Priority date: 1979-03-08
Filing date: 1980-03-07
Publication date: 1980-09-18
Also published as: GB2046436B; GB2046436A; DE3008914C2; IT8067369A0; SE454917B; SE8001774L; FR2451043B1; FR2451043A1; IT1129415B; JPS55119049A; CH651394A5; US4303342A; JPS6211300B2

Description

Henkel, Kern, Feuer ftHänzel Patentanwälte

-Cl " Registered Representatives

~ before the

European Patent Office

Eisai Co., Ltd., i££!&!??l nn

D-8000 München 80

Tokio, Japan

Tel.: 089/982085-87 Telex: 0529802 hnkld

Telegramme: ellipsoid

F-55-13

7. März 1980

Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung von Fremdkörpern in Flüssigkeit

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Feststellung von Feststoffen und Fremdkörpern, die in durchsichtigen, mit einer Flüssigkeit gefüllten Behältern vorhanden sein können. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Feststellung von sehr kleinen, unerwünschten Fremdkörpern, wie Glassplitter, Fasern und Staubteilchen, die in durchsichtigen, verschlossenen und mit einer Flüssigkeit gefüllten Behältern, wie Phiolen, Ampullen und Infusionsflaschen, enthalten sein können, durch Messung der Änderung des übertragenen Lichts mittels einer Gruppe kleiner Lichtempfänger, mit einer Einrichtung, die im MeßSichtfeld nur die Si- ©lale von der wirbelnden oder rotierenden Oberfläche unterdrückt, die dann entsteht, wenn ein Untersuchungs-Gegenstand, wie eine Ampulle, gedreht und dann schnell angehalten wird, wobei diese Einrichtung den sich drehenden und sich allmählich

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zurückbildenden Flüssigkeitsspiegel abtastet. Dabei kann die Messung unmittelbar nach Beendigung der Drehung erfolgen, ohne daß die völlige Beruhigung des Flüssigkeitsspiegels abgewartet zu werden braucht, obgleich das übertragene Licht durch den Flüssigkeitsspiegel verändert wird.

Für die Feststellung von Fremdkörpern wurde bisher ein in Fig. 1 schematisch dargestelltes Verfahren angewandt. Dabei wird eine zu untersuchende Ampulle 1 auf eine Drehvorrichtung aufgesetzt, durch einen Motor 2 mit hoher Drehzahl in Drehung versetzt und dann mittels einer Bremse schnell angehalten. Das von einer Lampe 4 emittierte Licht wird auf die in Fig. 1 dargestellte Weise über eine Kondensorlinse 5 und einen nicht dargestellten lotrechten (Blenden-)Schlitz durch die Ampulle 1 gerichtet. Das durch die Flüssigkeit hindurchtretende Licht trifft über eine bildformende Linse 6 auf kleine Lichtempfänger 7.., 7~, .... 7 eines Lichtdetektors 7 auf. Die durchgelassene Lichtmenge ändert sich, wenn in der Flüssigkeit suspendierte, herumwirbelnde Fremdkörper vorhanden sind. Das Vorhandensein von Fremdkörpern wird nach der Größe der Verringerung der durchgelassenen Lichtmenge bewertet.

Dieses bisherige Verfahren ist mit dem Nachteil behaftet, daß dann, wenn die Oberfläche 8 des Flüssigkeitsinhalts mit der Lichtempfangsposition koinzidiert, die auf den betreffenden Lichtempfängerteil fallende Lichtmenge abnimmt, so daß die (betreffenden) kleinen Lichtempfänger eine stark verminderte Lichtmenge empfangen, wobei die dabei erzeugten Signale auf dieselbe Weise wie Signale infolge einer durch Fremdkörper bewirkten Minderung der Lichtmenge verarbeitet und fälschlich als durch Fremdkörper hervorgerufene Signale bewertet werden. Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es erforderlich, die der Flüssigkeitsoberfläche 8 entsprechenden Signale von der Prüfung auszuschließen. Dies erfolgt beim bisherigen Verfahren in der Weise, daß die Messung durchgeführt wird, während die

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Fremdkörper sich noch in Schwebe befinden und mit dem Ampulleninhalt rotieren, nachdem sich die Wirbelbewegung in der Ampulle beruhigt hat und die Flüssigkeitsoberfläche 8 zum oberen Flüssigkeitsspiegel zurückgekehrt ist. Dies bedingt aber den weiteren Nachteil, daß schwere oder vergleichsweise große Fremdkörper, wie Glassplitter, bestrebt sind, sich unmittelbar nach dem Anhalten der Drehung der Ampulle 1 auf deren Boden abzusetzen, so daß sie nicht mehr erfaßt werden können, wenn die Messung nach Beruhigung der Wirbelbewegung und der Rückbildung der Flüssigkeitsoberfläche 8 vorgenommen wird.

Die Messung wird noch dadurch kompliziert, daß die Rückbildung der wirbelnden bzw. rotierenden Flüssigkeitsoberflache 8 in unmittelbarer Abhängigkeit von der Viskosität des Flüssigkeitsinhalts, der Menge der eingefüllten Flüssigkeit, der Form und der Größe des Behälters 1, der Drehzahl und dem Zeitpunkt des Anhaltens (der Drehung) variiert. Außerdem bestehen selbst zwischen Ampullen, die mit derselben Lösung gefüllt sind, Unterschiede.

Das bisherige Verfahren, bei dem die Messung nach einem standardisierten, vorgegebenen Programm sequentiell vom Boden zur Oberseite des Behälters erfolgt, vermag daher nicht den feinen Unterschieden zwischen den einzelnen Ampullen zu entsprechen, so daß es zu falschen Meßergebnissen führen kann. Außerdem ist das bisherige Verfahren dann unwirtschaftlich, wenn verschiedene Programme für unterschiedliche Arten von Ampullen und Flüssigkeiten vorgegeben werden sollen.

Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur schnellen Untersuchung von durchsichtigen Behältern, indem diese nacheinander mit hoher Drehzahl in Drehung versetzt und dann schnell zum Stillstand gebracht werden, wobei keine unterschiedlichen

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Programme für verschiedene, zu untersuchende Behälter und Flüssigkeiten erforderlich sein sollen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Feststellung von Fremdkörpern in Flüssigkeit, bei dem ein mit einer Flüssigkeit gefüllter, durchsichtiger Behälter mit hoher Drehzahl gedreht und anschließend schnell zum Stillstand gebracht wird, so daß suspendierte Fremdkörper mit der Flüssigkeit wirbeln bzw. rotieren können, die Flüssigkeit und die Fremdkörper beleuchtet werden, das durch die Flüssigkeit hindurchtretende Licht von Lichtempfängern eines auf die Lage des Behälters ausgerichteten (provided in correspondence) Lichtdetektors empfangen wird und die Änderung des einfallenden Lichts und des durchgelassenen Lichts gemessen wird, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Lichtempfänger eine Anordnung kleiner Lichtempfänger verwendet wird und daß diejenigen kleinen Lichtempfänger an der Abgabe eines Ausgangssignals zur Bewertung für die Aussonderung gehindert werden, deren Ausgangssignal der Flüssigkeitsoberfläche bzw. dem Flüssigkeitsspiegel entspricht.

Als Lichtdetektor zur Verwendung als Lichtempfänger bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein einziges photoelektrisches Element ungeeignet, weil die festzustellenden Fremdkörper im Vergleich zum Meßsichtfeld außerordentlich klein sind und der durch das Vorhandensein von Fremdkörpern bedingte Unterschied im photoelektrischen Strom zu klein ist, um Fremdkörper mit annehmbarer Empfindlichkeit bzw. Meßgenauigkeit festzustellen. Eine zufriedenstellende Messung bei ausreichendem Rauschabstand kann für jede Art von Fremdkörpern, unabhängig von ihrer Form - ob teilchen- oder faserförmig -, dann gewährleistet werden, wenn eine Vielzahl kleiner Lichtempfänger vorgesehen wird, die jeweils eine bestimmte Lichtempfangsfläche, gleich groß oder kleiner als die Projektionsfläche der einzelnen Fremdkörperteilchen, besitzen, und die sich entsprechend^/ Frojektionsfläche der Fremdkörper ändernde

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Intensität der (durch die Flüssigkeit) hindurchtretenden Lichtstrahlen mittels der kleinen Lichtempfänger gemessen wird.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die rotierende Flüssigkeitsoberfläche in jeder Ampulle durch die kleinen Empfänger des Lichtdetektors erfaßt, wobei die dieser rotierenden Oberfläche entsprechenden Ausgangssignale der Lichtempfänger bei der Messung von den anderen Signalen getrennt werden. Auf diese Weise ist eine kontinuierliche Messung einzelner Ampullen möglich, auch wenn die Zeit für die Rückbildung des Flüssigkeitsspiegels aus den vorher angegebenen Gründen zwischen den einzelnen Ampullen variiert. Infolgedessen sind keine Vorgabeprogramme nötig, und es kann eine, wirksame, fehlerfreie Messung gewährleistet werden.

Das durch den Flüssigkeitsspiegel hindurchfallende Licht wird im Vergleich zu dem durch den Flüssigkeitsinhalt hindurchtretenden Licht sehr stark gedämpft. Aufgrund dieses Umstands ist es möglich, die dem Flüssigkeitsspiegel entsprechenden Lichtempfänger an der Abgabe von AusgangsSignalen zu hindern und die anderen Lichtempfänger digitale Ausgangssignale liefern zu lassen, wenn die Signale insbesondere von den zuerst genannten Lichtempfängern kleiner sind als ein willkürlich gewählter Bezugswert. Die Signale von den kleinen Lichtempfängern werden durch Kondensatoren zur Beseitigung von Gleichspannungskomponenten gefiltert, und es werden nur durch sich bewegende Fremdkörper bedingte Signale als Wechselspannungskomponenten abgenommen. Diese Signale werden dann durch Komparatoren mit dem willkürlich gewählten Bezugswert (standard value) verglichen, und die diesen Bezugswert übersteigenden Signale werden für zurückzuweisende Ampullen ausgegeben. Das Ausgangssignal aufgrund von Fremdkörpern und das nicht dem Flüssigkeitsspiegel entsprechende Ausgangssignal werden zur Beseitigung oder unterdrückung von dem Flüssigkeitsspiegel entsprechenden Signalen einer UND-Operation unterworfen, so daß nur durch Fremdkörper bedingte Ausgangssignale am Ausgang

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erscheinen, um ein Solenoid zum Auswerfen von zurückzuweisenden Ampullen zu betätigen.

Beim Verfahren und bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung bestreicht zwar das Meßsichtfeld auch den keine Flüssigkeit enthaltenden oberen Teil der Ampulle, doch hat dies keinen Einfluß auf die Feststellung von Fremdkörpern, weil das durch diesen leeren Ampullenteil hindurchtretende Licht eine größere Intensität als das die Flüssigkeit passierende Licht besitzt und diese Intensität zudem auch konstant bleibt.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Grundprinzips einer bisherigen Vorrichtung zur Feststellung von Fremdkörpern ,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Abwandlung der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Abwandlung der Vorrichtung nach Fig. 4.

Figur 1 ist eingangs bereits erläutert worden.

In Fig. 2 ist ein Lichtdetektor 7 in Form einer Anordnung aus kleinen Lichtempfängern 1^, 7₂, ... 7 , 7_fl dargestellt,

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die jeweils aus einem Bündel aus optischen Fasern, wie Glasfasern, bestehen, wobei jedes Faserbündel eine Querschnittsfläche von 10 - 1 mm² besitzt und ein mit seinem einen Ende verbundenes photoelektrisches Element aufweist. Die Lichtempfänger 7. - 7 sind mit Verstärkern 9.-9 und weiterhin mit ersten Komparatoren 12. - 12 zur Bestimmung des Flüssigkeitsspiegels 8 sowie mit einer Schaltung 11 zur Bestimmung von Fremdkörpern verbunden. Die Schaltung 11 besteht aus Kondensatoren 14., - 14 , Verstärkern 15. - 15

In τη

und zweiten Komparatoren 16.. - 16 . UND-Glieder 13- - 13 verhindern die Abgabe von Signalen zur Feststellung von Fremdkörpern, wenn der Flüssigkeitsspiegel abgetastet wird.

Im folgenden ist die Arbeitsweise der Schaltung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau näher erläutert. Bei der Drehung der Ampulle bildet der Flüssigkeitsspiegel 8 einen trichterförmigen Wirbel. Das durch diese Flüssigkeitsoberflache hindurchtretende Licht wird wesentlich stärker gedämpft als das ungehindert durch die Flüssigkeit hindurchfallende Licht.

/durch

Die Ausgangssignale der Lichtempfänger 7- - 7 werden die Verstärker 9.-9 verstärkt und sodann den Komparatoren 12. In in

eingegeben. Die Verstärker für das Licht, das durch die Flüssigkeit hindurchgefallen ist, liefern Ausgangssignale von etwa 8 V, während die Verstärker zur Verarbeitung der Signale entsprechend der Flüssigkeitsoberfläche 8 Ausgangssignale von weniger als 1 V liefern.

Den ersten Komparatoren 12. - 12 wird andererseits von einer Eingangsklemme 17 her eine Standard- bzw. ^Ug "spannung A eingegeben, die auf eine bestimmte Größe eingestellt worden ist und die zur Bestimmung der Ausgangssignale aufgrund des durch die Flüssigkeitsoberfläche bzw. den Flüssigkeitsspiegel 8 hindurchgetretenen Lichts benutzt wird. Diese Bezugsspannung kann z.B. auf 2 V eingestellt sein. Wenn der Flüssigkeits-

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spiegel 8 beispielsweise auf den in Fig. 2 schraffierten kleinen Lichtempfanger 7 projiziert wird, wird die von diesem Lichtempfänger abgegebene Ausgangsspannung durch den ersten Komparator 12 mit der über die Eingangsklemme 17 eingespeisten Bezugsspannung A verglichen. Dieser Komparator ist so ausgelegt, daß er ein Ausgangssignal entsprechend Null liefert, wenn die Spannung kleiner ist als 2 V, d.h. wenn der Flüssigkeitsspiegel abgetastet wird, aber ein Ausgangssignal entsprechend "1" erzeugt, wenn die Spannung mehr als 2 V beträgt, d.h. wenn der Flüssigkeitsspiegel nicht abgetastet wird. Der erste Komparator 12 gibt somit ein Signal "0" ab, während die anderen ersten Komparatoren 12.. - 12 _.. ,

12 ₁ bis 12 Signale "1" abgeben, wobei die betreffenden Ausgangssignale den UND-Gliedern 13.., ... 13 .. , 13 . , ....

13 eingespeist werden.

Andererseits werden nicht alle Ausgangssignale der Verstärker 9.. - 9 durchgelassen. In den Ausgangs Signalen enthaltene Gleichspannungskomponenten werden durch Kondensatoren 14.. bis 14 beseitigt, und es werden nur die Signale zur Bestimmung von Fremdkörpern durchgelassen. Mit anderen Worten: da sich die Fremdkörper in der Flüssigkeit bewegen, können die Ausgangssignale der Lichtempfänger 7^ - 7_m als Wechselspannungskomponenten betrachtet werden. Letztere werden durch die Verstärker 15.. - 15 verstärkt und dann den zweiten Komparatoren 16.. - 16 eingegeben, denen von einer Eingangsklemme 18 her eine auf eine beliebige Größe einstellbare Bezugsspannung B eingespeist wird. Die Bezugsspannung bzw. -größe B bestimmt die Ansprechempfindlichkeit für die Bestimmung oder Feststellung von Fremdkörpern. Wenn die jeweiligen, von den Verstärkern 15.. - 15 zugeführten Spannungen die Bezugsspannung B übersteigen, liefern die zweiten Komparatoren 16^ - 16_n Digitalsignale, die anzeigen, daß Fremdkörper in einer Menge über dem zulässigen, vorgeschriebenen Pegel vorhanden sind.

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Diese Ausgangssignale und die von den ersten Komparatoren 12. - 12 gelieferten Signale werden den UND-Gliedern 13. bis 13 eingespeist. Wenn das Ausgangssignal eines der ersten Komparatoren 12. - 12 eine "0" ist, geben die (betreffenden) UND-Glieder 13^ - 13 kein Ausgangssignal ab; wenn das Ausgangssignal eines der ersten Komparatoren 12. bis 12 eine "1" ist, erscheint über die betreffenden UND-Glieder 13. - 13 ein Ausgangssignal an der Ausgangsklemme 19. ,

Der dem Flüssigkeitsspiegel 8 entsprechende Lichtempfanger 7 empfängt weniger Licht und erzeugt eine Spannung von weniger als 2 V entsprechend der Bezugsspannung A, so daß der erste Komparator 12 ein Ausgangesignal "0" abgibt.

Andererseits erzeugen die kleinen Lichtempfänger 7., .... 7 _-, 7 . , ... 7 , welche nicht dem Flüssigkeitsspiegel 8 entsprechen, Spannungen von mehr als 2 V, so daß die ersten Komparatoren 12., 12 _., 12 . , .... 12 Ausgangssignale des Pegels "1" erzeugen. Infolgedessen liefert das UND-Glied 12 der UND-Glieder 12. - 12 unabhängig von der Feststellung von Fremdkörpern keine Signale, während die anderen UND-Glieder

13., ... 13 ., 13 ^. , .... 13^ die zweiten Komparatoren 16., ι m—ι m+ι η ι

.... 1⁶ _m_-|/ 16 ₊₁ ι ···· 16 / ^di^e Fremdkörper-Meßsignale führen, zur Übertragung von Ausgangesignalen zur Ausgangsklemme 19 veranlassen, um ein Solenoid zu betätigen und die zurückzuweisenden Ampullen auszuwerfen. Mit anderen Worten: wenn ein Ausgangssignal entsprechend dem Flüssigkeitsspiegel vorliegt, wird der betreffende kleine Lichtempfänger an der Abgabe von Ausgangssignalen gehindert, während die anderen Lichtempfänger, an denen kein Signal für den Flüssigkeitsspiegel anliegt und die Ausgangssignale für Fremdkörper führen, entsprechende Ausgangssignale liefern können.

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Die Lichtempfänger 7.. - 7 werden möglicherweise nicht sämtlich abgedunkelt, weil einige der Lichtempfänger, auf welche das obere oder das untere Ende der (trichterförmigen) Flüssigkeitsoberfläche jroj.ziert wird,nicht vollkommen abgedunkelt werden, auch wenn die restlichen Lichtempfänger aufgrund der Projektion der Flüssigkeitsoberfläche vollständig abgedunkelt werden. Wenn dies bei der Schaltung nach Fig. 2 der Fall ist, tritt keine Abdunklung auf, und die Sperrung oder Blockierung der betreffenden Lichtempfänger erfolgt erst dann, wenn die Spannung unter die Bezugsspannung von 2 V abgesunken ist. Die unvollständige Abdunklung kann fälschlicherweise als Signal für die Feststellung von Fremdkörpern aufgefaßt, d.h. abgenommen werden, so daß brauchbare Ampullen als fehlerhaft bewertet werden. Eine Schaltung zur Verhinderung einer solchen Fehlbewertung und zur Gewährleistung einer einwandfreien Prüfung ist in Fig. 3 dargestellt.

Der Unterschied zwischen den Schaltungen nach Fig. 2 und Fig. liegt darin, daß die Ausgangssignale der ersten Komparatoren 12.] - 12_n UND-Gliedern13_l - 13_R eingepeist werden, die an zugeordnete kleine Lichtempfänger angeschlossen sind. Wenn bei der Schaltung nach Fig. 2 der Flüssigkeitsspiegel auf alle Lichtempfänger 7 und einen Teil des Lichtempfängers 7 ₊₁ projiziert wird, ist das Ausgangssignal des ersten Komparators 12 eine "0", während das Ausgangssignal des Komparators

12 ι nicht zu einer "0" wird, weil der Lichtempfänger 7 ₁ nicht vollständig abgedunkelt oder abgeschattet wird und seine Spannung nicht unter 2 V abfällt. Bei der Schaltung nach Fig. 3 werden dagegen drei Eingangssignale an die UND-Glieder

13 ^ angelegt, so daß diese kein Ausgangssignal liefern, solange das "O"-Signal vom ersten Komparator 12 eingespeist wird. Infolgedessen werden die zweiten Komparatoren 16_m und 16 .j an der Abgabe von Ausgangssignalen gehindert. Der kleine Lichtempfänger 7_₊₁ neben dem Lichtempfänger 7 , der durch den Flüssigkeitsspiegel 8 vollständig abgedunkelt bzw. abgeschattet worden ist, wird daher bei der Prüfung nicht berück-

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sichtigt. Auf diese Weise wird die vorher genannte Möglichkeit für eine Fehlbeurteilung vermieden.

Fig. 3 veranschaulicht eine Abwandlung, bei welcher nicht nur die vollständig abgedunkelten Lichtempfänger, sondern auch die darunter befindlichen, anschließenden Lichtempfänger für die Prüfung außer acht gelassen werden. Nach demselben Prinzip kann eine Schaltung konstruiert werden, bei welcher die an der Oberseite und Unterseite oder »an der rechten und linken Seite benachbarten kleinen Lichtempfänger an der Abgabe von Ausgangssignalen für die Bewertung gehindert werden.

Gemäß Fig. 3 sind die ersten Komparatoren 12.. bis 12 mit UND-Gliedern 13-j - 13 verbunden, welche den kleinen Lichtempfänger an der Oberseite, an Ober- und Unterseite oder an rechter und linker Seite der betreffenden (abgedunkelten) Lichtempfänger entsprechen. Aus Sicherheitsgründen ist es auf dieselbe Weise möglich, die dem Lichtempfänger', welcher das Projektionsbild des Flüssigkeitsspiegels empfängt, als nächste und übernächste benachbarten Lichtempfänger an der Ausgabe eines Ausgangssignals für die Bewertung zur Aussonderung zu hindern.

Die Querschnittsfläche der einzelnen Lichtempfänger ist außerdem so gewählt, daß sich das vollständige Projektionsbild des Flüssigkeitsspiegels bzw. der Flüssigkeitsoberfläche über mindestens einen Lichtempfänger erstreckt.

Im folgenden ist eine andere Ausführungsform der Erfindung anhand der Fig. 4 und 5 erläutert.

Gemäß Fig. 4 werden die einzelnen Ausgangssignale der kleinen Lichtempfänger 7. - 7 Verstärkern 9.. - 9 eingespeist. Die Gleichspannungskomponenten in jedem Ausgangssignal werden durch Kondensatoren 14.. - 14 beseitigt, und es werden nur

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die WechselSpannungskomponenten, welche die Signale für die Feststellung von Fremdkörpern darstellen, Verstärkern 1S₁ bis 15 und sodann Komparatoren 16.. - 16 eingespeist. Weiterhin sind Dioden 2O₁ - 20 in Sperrichtung (in direction of inverse) zwischen die Ausgangsklemmen b.. - b der Verstärker 15.. - 15 und die Ausgangsklemmen a.. - a der Verstärker 9₁ - 9 eingeschaltet. Den Komparatoren 16.. - 16 wird die auf einen bestimmten Pegel eingestellte Bezugsspannung B eingespeist, und diese Bezugsspannung wird in diesen Komparatoren mit den von den Verstärkern 1S₁ - 15 gelieferten Eingangssignalen verglichen. Wenn die Eingangssignale kleiner sind als die Bezugsspannung B, erscheint an der Ausgangsklemme 19 ein Digitalsignal für eine zurückzuweisende Ampulle.

Im folgenden sei angenommen, daß der kleine Lichtempfänger 7 dem Flüssigkeitsspiegel 8 entspricht, d.h. das Projektionsbild des Flüssigkeitsspiegels 8 empfängt. Die Lichtempfänger

Ί_Λ, ... 7 _Λ , 7 ^₁, . 7 , welche das durch die Flüssigkeit

I m—1 m+1 η

hindurchfallende Licht empfangen, erzeugen dabei eine niedrigere Spannung als der Lichtempfänger 7 . Unter Ausnutzung dieser Erscheinung werden die Verstärker 9. - 9_R so eingestellt, daß die Spannung der Verstärker 9 aufgrund des durch die Flüssigkeit hindurchfallenden Lichts beispielsweise -1V beträgt, während die nicht von dem durch die Flüssigkeit hindurchfallenden Licht stammende Spannung der Verstärker 9₁, .... 9.i ⁹TTi₊I' ···· ⁹ beispielsweise 8 V beträgt. Die Ausgangsspannung aufgrund des Fremdkörper-Meßsignals von den Verstärkern 15.. - 15_n wird außerdem auf 0 bis 5 V eingestellt, während die Bezugspannung B auf 2 V eingestellt wird. Wenn dann der Flüssigkeitsspiegel 8 gemessen bzw. abgetastet wird, ist die Ausgangsspannung a vom Verstärker 9 kleiner als die Spannung b des Verstärkers 15 . Infolgem m m

dessen wird die Spannung b aufgrund der Diode 20 praktisch gleich der Spannung a , so daß der Komparator 16 nicht arbeitet.

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Bei den Lichtempfängern 7,, .... 7 _Λ , 7 ., ... 7 , mit

ι m—ι πι+1 η

Ausnahme des genannten Lichtempfängers 7 , ist die kathodenseitige Spannung a.., .... a__^ / ^a _m+i » · · · ^a _n höher als die anodenseitige Spannung b.. , . . . b _.. , b .. , .... b . Infolgedessen fließt kein Strom durch die Dioden 20., ...

20 „ , 20 „, ... 20 / und die betreffenden Signale werden m-1 m+1 η

in die Komparatoren 16_1# ... 1⁶ _m_·]/ ¹⁶ _m+i' ···· ¹⁶ _n ^ein9^e~ geben. Auf diese Weise werden Ausgangssignale für das Licht ausgegeben, das - ausgenommen den Flüssigkeitsspiegel 8 -

» die Flüssigkeit passiert hat.

Einige der kleinen Lichtempfänger ⁷I ~ ⁷ _n werden durch das Projektionsbild des Flüssigkeitsspiegels vollständig abgeschattet, während andere Lichtempfänger nicht vollständig abgedunkelt oder abgeschattet werden, weil der Flüssigkeitsspiegel nur teilweise auf sie projiziert wird. In diesem Fall besteht die Möglichkeit, daß die Abschattung durch den Flüssigkeitsspiegel als Abschattung durch Fremdkörper angesehen wird. Dies wird bei der Abwandlung nach Fig. 5 vermieden, bei welcher die jeweiligen Ausgangsklemmen a- - a der Verstärker 9. - 9 mit nachgeschalteten Komparatoren 16„ - 16 über in Sperrichtung geschaltete (inversed)

Dioden 2I₁ - 21 ., verbunden sind. Bei dieser Konstruktion ι η—ι

fällt die Spannung der Ausgangsklemme a .. des Lichtempfängers 7 .. nicht auf -1V ab, wenn ein Teil des Lichtempfängers 7 ₊i durch den Flüssigkeitsspiegels 8 abgeschattet wird, während sich die Spannung der Ausgangsklemme a_m des vollständig abgedunkelten oder abgeschatteten Lichtempfängers 7 auf -1 V verringert. Infolgedessen wird die Spannung an der Ausgangsklemme b .. durch die Diode 21 ebenfalls auf - 1 V verringert, so daß kein Signal in den Komparator 16 ·. eingegeben wird. Infolgedessen geben nicht nur die vollständig durch das Projektionsbild des Flüssigkeitsspiegels abgeschatteten Lichtempfänger, sondern auch die benachbarten Lichtempfänger keine Signale ab. Hierdurch wird eine Fehl-

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- 17 beurteilung vermieden.

Fig. 5 veranschaulicht eine Ausführungsform, bei welcher nicht nur die durch den Flüssigkeitsspiegel 8 vollständig abgeschatteten Lichtempfänger, sondern auch die sich an der Unterseite anschließenden Lichtempfänger von der Prüfung der Gegenstände ausgeschlossen sind. Dasselbe Prinzip kann auf die Konstruktion einer Schaltung angewandt werden, bei welcher die sich an Oberseite, an Ober- und Unterseite oder an rechter und linker Seite der abgeschatteten Lichtempfänger anschließenden kleinen Lichtempfänger an einer Abgabe von Signalen für die Bewertung gehindert werden.

Bei einer solchen Schaltung sind die betreffenden Ausgangsklemmen a.. - a der Verstärker 9.. - 9 über in Sperrichtung geschaltete Dioden an Komparatoren 1O₁ - 16 angeschlossen, die dem betreffenden, benachbarten Lichtempfänger zugeordnet sind. Es ist hierbei möglich, die Schaltung so auszulegen, daß mehr als zwei benachbarte Lichtempfänger an der Abgabe von Signalen für die Bewertung gehindert werden.

Zudem kann dabei die Querschnittsfläche jedes Lichtempfängers so bemessen sein, daß der Flüssigkeitsspiegel bzw. die Flüssigkeitsoberfläche auf mehr als einen Lichtempfänger projiziert wird.

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Leerseite

Claims

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Telex: 0529802 hnkl d

Telegramme: ellipsoid

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Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung von Fremdkörpern in Flüssigkeit

Patentansprüche

■( 1. !verfahren zur Feststellung von Fremdkörpern in Flüssigkeit, bei dem ein mit einer Flüssigkeit gefüllter, durchsichtiger Behälter mit hoher Drehzahl gedreht und anschließend schnell zum Stillstand gebracht wird, so daß suspendierte Fremdkörper mit der Füssigkeit wirbeln bzw. rotieren können, die Flüssigkeit und die Fremdkörper beleuchtet werden, das durch die Flüssigkeit hindurchtretende Licht von Lichtempfängern eines auf die Lage des Behälters ausgerichteten (provided in correspondence) Lichtdetektors empfangen wird und die Änderung des einfallenden Lichts und des durchgelassenen Lichts gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtempfänger eine Anordnung kleiner Lichtempfänger verwendet wird und daß diejenigen kleinen Lichtempfänger an der Abgabe eines Ausgangssignals zur Bewertung für die Aussonderung gehindert werden, deren Ausgangsignal der Flüssigkeitsoberfläche bzw. dem Flüssigkeitsspiegel entspricht.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die über und unter und/oder rechts und links von dem kleinen Lichtempfänger entsprechend dem Flüssigkeitsspiegel befindlichen kleinen Lichtempfänger an der Abgabe eines Bewertungs-Ausgangssignals gehindert werden.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An-Spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Lichtdetektor (7) aus einer Anordnung (aggregate) aus kleinen Lichtempfängern (7.. - 7 ) aufweist, die jeweils mit einem zugeordneten ersten Komparator (12.. - 12 ) verbunden sind, welcher die vom betreffenden Lichtempfänger abgenommene Gleichspannungssignalkomponente mit einer willkürlich gewählten Standard- bzw. Bezugsgröße als Signalpegel für die Bestimmung des auszuschließenden Flüssigkeitsspiegels vergleicht, daß die einzelnen Lichtempfänger (weiterhin) an je einen zugeordneten zweiten Komparator (16., - 16 ) angeschlossen sind, welcher die vom betreffenden Lichtempfänger gelieferte WechselspannungsSignalkomponente mit einer als Pegel für die Feststellung von Fremdkörpern gewählten Bezugsgröße vergleicht, und daß die Komparatoren der ersten und der zweiten Gruppe mit einer entsprechenden Gruppe von UND-Gliedern verbunden sind, wobei die kleinen Lichtempfänger, deren Ausgangssignal dem Flüssigkeitsspiegel entspricht, an der Abgabe eines Bewertungs-Ausgangssignals gehindert werden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß der Komparator für die Gleichspannungssignalkomponenten und die Bezugsgröße auch an ein UND-Glied entsprechend mehr als einem kleinen Lichtempfänger angeschlossen ist.

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5. Vorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 3 und 4 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtdetektor aus einer Anordnung aus kleinen Lichtempfängern besteht, die jeweils mit einem zugeordneten Verstärker für Wechselspannungssignalkomponenten verbunden sind, daß diese Verstärker ihrerseits mit einer Komparatorgruppe verbunden sind, welche das Ausgangssignal jedes Verstärkers mit einer entsprechend dem Pegel zur Feststellung von Fremdkörpern eingestellten Bezugsgröße vergleicht, und daß

/angeordneten die kleinen Lichtempfänger mit in Sperr ichtun g (mversed) Dioden verbunden sind, die zu den genannten Verstärkern parallelgeschaltet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden in Sperrichtung (in direction of inverse) zwischen die kleinen Lichtempfänger und die Komparatoren eingeschaltet sind, die diesen Lichtempfängern benachbart sind und dem kleinen Lichtempfänger zur Feststellung des Flüssigkeitsspiegels entsprechen.

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