DE3146506A1

DE3146506A1 - Verfahren und pruefgeraet zum pruefen des fuellungsgrades von zigarettenenden

Info

Publication number: DE3146506A1
Application number: DE19813146506
Authority: DE
Inventors: Günter 5820 Gevelsberg Lang
Original assignee: Maschinenfabrik Alfred Schmermund GmbH and Co
Current assignee: Maschinenfabrik Alfred Schmermund GmbH and Co
Priority date: 1981-11-24
Filing date: 1981-11-24
Publication date: 1983-06-01
Also published as: US4553847A; EP0080073A3; JPS58101674A; DD204841A5; EP0080073A2; CS236494B2

Description

Maschinenfabrik Alfred Schrnermund GitoH & Co., Brüggefelder Str. 16-18,

582o Gevelsberg

Vorfalircn und Piiitgerät zum Prüfen des Füllungsgrades von Zigarettenenden

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Prüfgerät zum Prüfen des Füllungsgrades von Zigarettenenden nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 9.

Aus der DE-OS 28 13 866 ist eine Vorrichtung zum Prüfen des Füllungsgrades von Zigarettenenden bekannt, bei der die Lichtaustritts- und -eintrittsf lache von Lichtsender bzw. -enpfanger queraxial zur Zigarettenachse und durch eine neutrale Zone voneinander getrennt angeordnet SiM und gemeinsam innerhalb der Stirnfläche einer Faseroptikplatt.o liegen, an die das zu prüfende Zigarettenende zur Anlage gebracht wird. Hioi'bei gelangt das Licht durch Vielfachreflexion im Bereich des Z Lgarottenendes van Lichtsender zum -enpfanger, wodurch die Lichtintensität stark reduziert wird. Je schwächer das enpfangene Signal ist, desto mehr Tabakfasern sind vorhanden. Wird ein voreingestellter Schwellwort für die Lichtintensität überschritten, so gilt die betreffende Zigarette als Ausschuß. Nachteilig ist hierbei die komplexe Bauweise und der insbesondere komplizierte Aufbau der Reflexions Ii el ltschranken, die Verwendung eines kleinen Signals als Anzeige für intakto. Zigaretten, mögliche Fremdlichtbeeinflussung und mögliche Verschmutzungen der Anlagefläche der Faseroptikplatte für die Zigarettenenden, wodurch das enpfangebe Signal beeinflußt werden

25 kann.

3o

Hin weiterer Nachteil besteht darin, daß diese Vorrichtung im ansteigenden Ast der Bcleuchtungskurve der Reflexionslichtschranke arbeitet. Dadurch wird ein zweideutiger Meßwert möglich: Wenn eine Zigarette durch Bruch oder starke Beschädigung einen relativ großen Abstand vom Prüfkopf hat, kann das reflektierte Signal auf dem abfallenden Ast der Kurve gleich groß sein wie bei einer guten Zigarette.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und ein Prüfgerät der

eingangs genannten Art zu schaffen, bei denen eine Verfälschung der Signale ausgeschaltet bzw. überprüft wird, wobei ein einfacher Aufbau des Prüfgerätes ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird entsprechend den kennzeichnenden Teilen der Ansprüehe 1 bzw. 9 gelöst.

Hierdurch wird nicht nur die Verwendung handelsüb lichar Reflexionslichtschranken - bestehend aus einer Leuchtdiode und einem Fototransistor, die in einer Ebene nebeneinander angeordnet sind - ermöglicht, sondern auch Fremdlichteinfall kompensiert und Verschmutzungen überprüft, um gegebenenfalls die Zigarettentransporteinrichtung, in der Regel eine Zigarettenverpackungsnflchine, anzuhalten und die festgestellten Fehler zu beseitigen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand dar in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsformen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild für ein Zigarettenblock-Prüfgerät.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform eines optischen Blockprüfkopfes für das Gerät von Fig. 1.

Fig. 3 zeigt die Beleuchtungsstärke B des reflektierten Lichts von einem Zigarettenende aufgetragen gegenüber dsn Abstand d des Zigarettenendes von dem Lichtenpfanger einer Rc^lexionslichtschranke.

Fig. 4 zeigt ein Schaltbild (schematisch) für einen Freirtdlichtunterdrückungskreis.

Fig. 5 zeigt den zeitlichen Ablauf der Fremdlichtuntexdrückung.

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsfarm für einen Mittelwertbildungskreis.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform für einen Mittelwertbildungskreis.

* · m m m

- O

-2Γ

Fig. 8 zeigt ein Diagramm betreffend die statistische Verteilung der Zigarettenqualität aufgetragen gegenüber der Zahl der Zigaretten in %.

Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Blockschaltbild besteht das Zigarettenblockprüfgerät aus einem optischen Blockprüfkopf 1o, der mit einem Zweifach-Multiplexer 11 verbunden ist. Die van Blockprüfkopf 1o erzeugten Signale werden über eine Leitung 12 einem Fremdlichtunterdrückungs-kreis 13 zugeführt, von dem aus eine Leitung 14 zu vier parallelgeschalteten Prüfkreisen 15, 16, 17 und 18 zur Prüfung auf fehlende Zigaretten, zur Prüfung auf schlechte Zigaretten, zur Prüfung, ob die Grundreflexion eine obere Grenze überschreitet, sowie zur Prüfung, ob die Grundreflexion eine untere Grenze unterschreitet, führt. Die Prüfkreise 15 bis 18 besitzen jeweils einen Schwellwarteingang 19. Die Ausgänge der Prüfkreise 15 bis 18 sind an einen digitalen Auswertekreis 2o angeschlossen.

Der Auswertekreis 2o enpfängt ferner Signale von einem Fremdlichtprüfkreis 21, dessen Eingang an die Leitung 12 angeschlossen ist und der ferner einen Grenzwerteingang 22 besitzt. Zur Steuerung des Fremdlichtunterdrückungskrcises 13 gibt der Auswartekreis 2o Signale über eine Leitung 23 an den l-rundlichtunterdrückungskreis 13.

Der Auswertekreis 2o besitzt ferner Eingänge 24 für Signale von einer Maschine, etwa einer Zigarettenverpackungsinaschine, mit der die zu prüfenden Zigaretten am optischen Blockprüfkopf 1o entlang transportiert werden. Bei einer Revolver aufweisenden Verpackungsmaschine, bei der die Zigarettenblocks von Zellen eines Revolvers aufgenommen werden, handelt es sich bei diesen Signalen um solche, die die Winkelstellung der Zellen betreffen.

Der Auswertekreis 2o besitzt ferner einen Ausgang 25 zum Anhalten der Maschine, einen Ausgang 26 zum Auswarfen des geprüften Zigarettenblocks sowie einen Ausgang 27, der eine gepulste Konstantstronquelle 28 für den Blockprüfkopf 1o ansteuert, der seinerseits über den Zweifach-Multiplexer 11 mit dem Blockprüfkopf 1o verbunden ist. Ein weiterer Ausgang 29 des Auswertekreises 2o steuert den Zweifach-Multiplexsr 11 an.

O O O Q Ο

Zusätzlich ist ein Mittelwertbildungskreis 3o vorgesehen, der über Leitungen 31 von Ausgangssignalerides Auswartekreises 2o sox-äe von den Signalen der Leitung 14 angesteuert wird. Ferner besitzt der Mittelwertbildungskreis 3o einen Eingang 32, über den etwa mit Hilfe eines Potentiometers 33 die zur Mittelbildung heranzuziehende Anzahl von Zigaretten vorgegeben wird, sowie einen Eingang 34, über den etwa mit Hilfe eines Potentiometers 35 die Auswurfrate vorgegeben wird. Der Ausgang 36 des Mittelwertbildungskreisos 3o ist über einen Analogschalter 37 mit dem Schwellwerteingang 19 des Prüfkreises 16 sur Prüfung auf schlechte Zigaretten verbunden. Der Schalter 37 besitzt einen Eingang 38, auf den er umschaltbar ist und der einen festen, ets-a durch ein Potentiometer 39 vorgegebenen Wart als Sctasllwart lieferte

Eine Ausführungsform für einen Blockprüfkopf 1o ist i;₃ Fig„ 2 dargestellt, er umfaßt eine Montageplatte 4o, dia mit einer Baihe von Aufnahmeöffnungen versehen ist, in die eine entsprechende Anzahl von Reflexionslichtschranken 41 eingesetzt sind, bei ösnsi es sich um Bauteile bestehend aus einer Leuchtdiode als Lichtsereier und einem Fototransistor als Lichtenpfanger handelt, die in einer Ebene nebeneinander angeordnet sind.

Vor der Montageplatte 4o ist eine planparallele transparente Platte 42 etwa aus Glas befestigt, die die Reflexionslichtschranken 41 nach außen abdeckt. Die Stärke dar Platte 42

ist derart getroffen, daß bei Anlage der zu prüfenden Zigarettenenden von Zigaretten 43 eines Zigarettenblocks 44, dsr sich beispielsweise in einer Zelle 45 eines Revolvers 46 einer Zigarettenverpakkungsmäschine befindet, der Abstand d der Zigarettenenoan von den jeweiligen Fototransistoren dsr Reflexionslichtschranken 41 größer als M,, vgl. Fig. 3, ist, d.h. daß bei Anlage der Zigareitenenden an der Platte 42 in jedem Fall das größte Signal (natürlich in Abhängigkeit vom Füllungsgrad des Zigarettenendes) erzeugt wird, und man sich bei größer werdendem Abstand d auf dem abfallenden Äst K. der Kurve K von Fig. 3 bewegt. Die Platte 42 verhindert, daß man in den aufsteigenden Bereich K - der Kurve K gelangt, so daß Zweideutigkeiten ausgeschaltet werdenο

.: ■: .:. .:. ·..· -3U6506 - ζ - ΛΌ

Die Reflexionslichtschranken 41 sind über ein schematisch angedeutetes Interface 47 mit einer Auswerteschaltung 48 verbunden, wie sie als Blockschaltbild in Fig. 1 dargestellt ist.

Die Fremdlichtunterdrückung wird nachstehend anhand der Fig. 4 und 5 erläutert.

Die Abtastung jeder Reflexionslichtschranke 41 erfolgt in drei Phasen PhI, Ph2 und Ph3. In der ersten Phase Ph1 bleibt der Lichtsender 41a ausgesclialtet. Das dabei vom Lichtempfänger 41b empfangene Signal SF wird gemessen und analog abgespeichert. Dieses Signal SF entspricht dem Frendlichtanteil. Während der zweiten Phase Ph2 ist der Lichtsender 41a eingeschaltet. Von dem dabei gemessenen Signal SL wird das erste gespeicherte Signal SF abgezogen, das resultierende Signal SR entspricht dann dem von zu prüfenden Zigarettenende reflektierten Licht ohne jeden Frendlichtanteil. Am Anfang der dritten Phase Ph3 werden die Ausgänge der Prüfkreise 15 bis 18 abgefragt und digital ausgewertet. Während der dritten Phase Ph3 ist der Lichtsender 41a wieder ausgeschaltet, damit an deren Ende der Eingangsmultiplexer des Zweifach-Multiplexers 11 stromlos umgeschaltet werden kann.

Gemäß Fig. 4 gelangt das von der Reflexionslichtschranke 41 empfangene Signal über den Zweifach-Multiplexer 11 an einen Eingangsverstärker 5o der das Signal auf den richtigen Pegel, richtige Polarität und ausreichende Leistung verstärkt, um einen nachfolgenden Kondensator 51 laden zu können. Hinter dem Kondensator 51 befindet sich ein Analogschalter 52, der während der ersten Phase Ph1 leitend geschaltet ist, so daß sich der Kondensator 51 auf den vom Fremdlicht erzeugten Pegel SF aufladen muß. Während der zweiten Phase Ph2, in der die eigentliche Messung mit eingeschaltetem Lichtserder 41a erfolgt, ist der Analogschalter 52 wieder hpchohmig. Der Kondensatetor 51 kann jetzt während dieses Zeitraums seine Ladespannung SF nur unwesentlich verändern, zumal auch ein nachfolgender Verstärker 53 - als SpannungsfOlger geschaltet - sehr hochohmig ist. Am Anfang dor zweiten Pfiase Ph2 ist die Spannung am Verstärker 53 inner Null,

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während gleichzeitig die Spannung am Ausgang des Eingangsverstärkers 5o bereits dem Frerodlicht SF entspricht.

Bis zum Ende der zweiten Phase Ph2 erhöht sich jetzt die Spannung nur um den Betrag, der dem aufgrund des eingeschalteten Lichtsenders 41a mehr empfangenen Licht entspricht. Wall am Anfang der zweiten Phase Ph2 die Spannung am Verstärker 53 Null i-ar, liegt jetzt an ihm eine Spannung SR an, die nur dem voip Lichtsender 41a zum Lichtempfänger 41b reflektierten Licht entspricht» Die dem Fremdlicht entsprechende Kondensatorspannung SF ist jetzt von der empfangenen und verstärkten Gesamtspannung SL abgezogen. Die zweite Phase Ph2 muß genügend lang andauern, um die Verzögerungszelten von Lichtsender 41a und Lichtempfänger 41b zu überbrücken.

Fig. 5 zeigt die Zeitfunktionen bsi der Frendlichtunterdnickung, und zwar die Multiplexkanalbreite S für eine Messung, die Spannung am Ausgang des Eingangsverstärkers 5o (I) , die Spannung am Eirejang des Verstärkers 53 (II), die Kondensatorladung (III), dan Zustand des Schalters 52 (IV) , den Zustand des Lichtsenders 41a (V), die Auswartung (VI) und die Phasen (VII) .

Während das Fremdlicht in der baschriebunen Weise unterdrückt wird, dient der Frendlichtprüfkreis 21 dazu, das von der leitung 12 kommende Fremdlichtsignal mit einem beispielsweise über ein Potentiometer einstellbaren vorgegebenen Grenzwert, dar am Grenzvierteingang 22 anliegt, zu vergleichen. Ifenn das Fremdlicht so groß wird, daß es die Lichtempfänger 41b zu übersteuern droht, liefert der Auswertekreis 2o, der mit dem Ausgang das Fremdlichtprüfkrei3es 21 verbunden ist, auf seinem Ausgang 25 ein Stop-Signal.

Die fremdlichtkorrigierten Signale auf der Leitung 14 warden im Prüfkreis 16 mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen. Bai Unterschreiten dieses Schwellwertes durch eine oder mehrere Sigaretten eines Zigarettenblocks bewirkt der Ausgang des Prüfkreises 16, daß der Auswertekreis 2o auf seinem Ausgang 26 ein Auswerfsignal zum Auswerfen des Zigarettenblocks als Ausschuß erzeugt.

Fehlen in einem Zigarettenblock eine cder mehrere Zigaretten, dann sind die von den entsprechenden Lichtenpfängern 41b enpfangenen Signale wesentlich geringer als bei einer schlechten Zigarette, selbst wenn Nachbarzigaretten den leeren Platz durch Verschiebung im Block zum Teil bedecken. Ein wesentlich niedrigerer Schwellwert am Eingang 19 des Prüfkreises 15 im Vergleich zum Schwellwert für den Prüfkreis 16 wird mit den Signalen auf der Leitung 14 verglichen, so daß alle Plätze innerhalb eines Zigarettenblocks erkannt werden, an denen Zigaretten fehlen. Wenn eine vorgebbare Anzahl an Zigaretten in einem Block fehlt, die von dem Auswertekreis 2o festgestellt wrd, erzeugt dieser auf seinem Ausgang 25 ein Stop-Signal und zugleich auf dem Ausgang 26 ein Auswerfsignal.

Die Prüfkreise 17 und 18 dienen zur Selbstübervachung. Hierbei wird die Grundreflexion ausgenutzt, die an der transparenten Platte 42, die vor den Reflexionslichtschranken 41 angeordnet ist, auftritt, wenn keine reflektierenden Objekte (Zigaretten) sich vor der Platte 42 befinden. Diese Grundreflexion ist an sich gering, kann sich aber je nach Art einer auf der Platte 42 vorhandenen Verschmutzung, die während des Betriebs entsteht, zu geringeren oder höheren Werten ändern.

Wenn die Grundreflexion über einen oberen vorgegebenen Schwellwert, der am Eingang 19 des Prüfkreises 17 anliegt, ansteigt und damit Zigaretten als zu gut erkannt wurden, oder unter einen unteren vorgegebenen Schwellwert, der am Eingang 19 des Prüfkreises 18 anliegt, absinkt (Verschmutzung oder Teile des Geräts ausgefallen), erzeugen die als Konparatoren wirkenden Prüfkreise 17 bzw. 18 ein Ausgangssignal, das bewirkt, daß der Auswertekreis 2o ein Stop-Signal auf seinem Ausgang 25 erzeugt.

Diese Selbstüberwachung wird in den Zeiten vorgenommen, in denen Jo keine Zigaretten vor dem Blockprüfkopf Io angeordnet sind. Hierdurch werden außerdem alle Reflexionslichtschranken 41 nach jeder Messung auf verschiedene Ausfallarten hin überprüft.

Da der Auswertekreis 2o Stop-Signale aus verschiedenen Gründen erzeugen kann, ist es zweckmäßig, eine Anzeige vorzusehen, die die

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Ursache des jeweiligen Stops speichert und anzeigt. Vor jedem neuen Start der Maschine nüssen diese Stopanzeigen übsr einen Rsseteingang 24a gelöscht werden.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Äusführungsform ist ein ZweifachiMultiplexer 11, d.h. jeweils ein Multiplexer für die Lichtsender 41a und einer für die Lichtenpfänger 4Ib₁, die synchron arbeiten, vorgesehen, jedoch läßt sich auch ein einfacher Multiplexer verwenden, der dann jede Reflexionslichtschranke 41 (Versorgungsspannung von Sender 41a und Empfänger 41b) mit einom Schalter schaltet,, Bai der dargestellten Ausführungsform ist es besonders vorteilhaft, daß der Multiplexer 11 in der dritten Phase Ph3 der Ätastung stromlos umgeschaltet werden kann.

In Fig. 6 ist eine Ausführungsfoxm für dan Mittelt-sr'-MMungskreis 3o dargestellt. Dieser besteht aus einen Analogschalter 6o mit zwai Eingängen, nämlich der Leitung 14, über die ein analoger Spannungswert A der Zigarette, die gerade gsmessen wird, angelegt wird, und eine der Leitungen 31, über die ein digitales Steuersignal C von dem Äuswertekreis 2o angelegt wird, das bewirkt, daß der Änalcgschalter 6o beispielsweise während dar letzten 3/5 der Sendezeit einer jeden Reflexionslichtschranke 41 geöffnet wird« Hinter dem Analogschalter 6o befindet sich ein Kondensator C₁ und ein weiterer Analogschalter 62 mit einem weiteren Eingang, dem üfoar eine der Leitungen 31 ein digitales Steuersignal D vom Auswertekreis 2o zugeführt wird, das bewirkt, daß der Anahogschalter 62 iirnttar dann für eine konstante Zeit geöffnet v/ird, wenn die Prüfung einer Zigarette beendet ist und diese Zigarette vom Prüfkreis 16 als guc befunden wurde. Dem Analcgschalter 62 folgt ein RO-Glied 63 mit einem Kondensator C_ und einem Widerstand R, wobei der Ausgang des RC-Gliedes 63 mit einem Eingang eines als Spannungsfolger geschalteten Operationsverstärkers 64 ist.

Ferner ist ein Analogschalter 65 vorgesehen, von dam ein Eingang durch einen analogen Spannungswsrt H beaufschlagt wird, der beim Einschalten des Geräts als Mittelwert vorgegeben wird, während ein zweiter Eingang über eine der Leitungen 31 mit einem digitalen Steu-

ersignal E versorgt wird, das von dem Auswertekreis 2o erzeugt wird und den Analogschalter 65 für eine kurze Zeit nach dem Anlegen der Betriebsspannung durch einen Master-Reset-Impuls öffnet.

Ein weiterer Analogschalter 66 ist einerseits mit einer Konstant-Stromquelle 67 und andererseits mit einer der Leitungen 31 verbunden, über die er ein digitales Steuersignal F vom Auswertekreis 2o empfängt, wodurch er immer dann für eine konstante Zeit geöffnet wird, wenn eine Zigarette vom Prüfkreis 16 als schlecht befunden wurde. Die Ausgänge der Analogschalter 65, 66 sind mit dem Kondensator C~ verbunden, so daß der Kondensator C₂ durch das öffnen des Analogschalters 66 bei Vorhandensein einer schlechten Zigarette durch die Konstantstromquelle 67 jeweils um einen geringen, aber konstanten Betrag entladen wird.

Der Mittelwertbildungskreis 3o erzeugt ein Signal G, das den Schwellwert für den Eingang 19 des Prüfkreises 16 darstellt und aus einem Mittelwert und einer Auswurfrate gebildet wird.

Die Mittelwertbildung erfolgt folgendermaßen: Wahrend des letzten Teils einer jeden Messung (während ein Lichsender 41a an ist), liegt der Kondensator C₁ über den Analogschalter 6o am Ausgang der Ver-Stärkerschaltung (am Ausgang des Spannungsfolgers 53) und wird auf den Spannurxjswert geladen, der der Qualität der gerade geprüften Zigarette entspricht. Die Spannung am Kondensator C- entspricht dem Mittelwert und wurde zu Beginn durch das Signal H vorgegeben. Wenn nach der Auswertung der Messung die Zigarette als gut befunden wid, öffnet der dazwischen liegende Analog schalter 62 für eine konstante Zeit. Während dieser konstanten Zeit wird der Mittelwert um einen kleinen Teil der Spannungsdifferenz der Kondensatoren C₁ und C_? an die gemessene Spannung am Kondensator C₁ angenähert. Mit diesem einstellbaren Bruchteil der Spannung wird der Anteil festgelegt, mit dem joder einzelne als gut befundene Wert den Mittelwert aktualisieren kann.

Das Verhältnis, mit. dem ein einzelner Meßwert in den Mittelwert eingeht, ist folgendes:

Δ υ,

^U1 -

wobei U. der Meßwert, LL, , der alte Mittelwert vur Änderung durch U₁, Λ U? <-^3or Bruchteil, um den sich der Mittelwert an den Meßwort U₁ angleicht, und IL - U-, ,. die Differenz zwischen Mittelwort und Meßwert ist. Um einen annähernd linearen Zusammenhang zwischen dem Verhältnis, mit dem der Meßwert den Mittelwert verändert und einer Veränderung des Widerstandes R zu bekommen, muß die Öffnungszeit T viel kleiner sein als die resultierende Zeitkonstante T

res

^U1 - ^Ü2alt

für Ί ^SC *£ . Diese Mittelwertbildung entspricht einer arithmetischen Mittelwertbildung, bsi der durch jeden neuen Wert der Mittel wert mit einem konstanten Faktor modifiziert wird»

Durch die Beziehung für die resultierende Zeitkonstante

res

ergibt sich die größte Zeitkonstante bei kleinsten Kapaziäten, wenn C₁ = C₂ ist.

Dann vereinfacht sich die Berechnung des Mittelwartfaktors auf A U. _ 2T

- e

für

^Ur^ü2alt
, = C

Mrd beispielsweise mit dem Widerstand R ein Verhältnis 1;1oo, d.h. Mittelwertbildung über jeweils loo Zigaretten, eingestellt, dann wird auch gleichzeitig gewünscht, daß die Zigarettenblöcke der ersten 1oo Zigaretten ausgeworfen werden. Hierzu ist es notwendig, die geprüften Zigaretten mit einem Zähler zu zählen, der bei der Zahl 1oo abgefragt wird. Wenn man den Mittelwert faktor verändern

will, muß man einerseits den Widerstand R verändern und andererseits den Zähler entsprechend abfragen.

Um diese beiden Werte durch einen Eingang richtig zu bemessen, kann ein von einem digitalen Zähler gesteuerter Widerstand R verwendet werden. Um aber zu erreichen, daß der Mittelwert ab der zweiten Zigarette bereits exakt richtig gebildet wird, kann man anstelle des Widerstandes R ein R-2R-Netzwerk eines D/A-Wandlers 7o einsetzen, der von dem Zähler 71 gesteuert wird, vgl. Fig. 7.

Während der Messung der ersten Zigarette und. nur bei dieser sind hierbei die beiden Analogschalter 6o, 62 geöffnet. Dabei ist das R-2R-Netzwerk durch den Zähler 71 auf 0 Ohm gestellt. Beide Kondensatoren C₁ und C„ werden auf den ersten Meßwert aufgeladen.

Während die zweite Zigarette gemessen wird, ist nur noch der durch das Signal C gesteuerte Analogschalter 6o geöffnet und C₁ wird auf den zweiten Meßwert geladen. Wann die Zigarette als gut befunden wurde, wir der Analogschalter 62 durch das Signal D geöffnet. Das R-2R-Netzwerk hat immer noch den Wert 0 Ohm. Dadurch wird am Kondensator C₀ ein Mittelwert gebildet, der den beiden ersten Messungen entspricht:

^U1(2) ~ ^U2(1) U =U + ^lUJ ^Z{V

^W2(2) ^U2(1) 2

Der in Klammern stehende Index bedeutet die Zahl der Messung. Bei der ersten Messung war U₁ .... = [L·,-.. Bei der zweiten Messung ist der Faktor

Δ^ϋ2(2) _ 1

Bei dm Mit telwettbildung mit dem dritten Meßwert wird erstmals das R-2R-Ne.>tzwerk mit dem kleinsten Wert zugeschaltet. Der kleinste Widerstandswert muß nun mit den Kondensatoren den Mittelwertfaktor auf 1/3 reduzieren, so daß sich nach η Mussungen folgendes ergibt:

₊ ^UHn) " ^U2(n-1)

2(n) ^U2(n-1) η

0 ο 0 ο

Die Mittelwertbildung ist auf eine gewünschte Zahl η zu begrenzen? da es kernen Sinn nacht, einen Mittelwert über beliebig viele Messungen zu bilden. Wenn nan beispielsweise einen Mittelwart über hundert Zigaretten vorsieht, läßt man den Zähler bis 98 zählen und hält von da an den Widerstand konstant. Für den Mittelwertfaktor bedeutet dies, daß er wich von 1/1, 1/2,».„„auf 1/1oo während der ersten hundert Messungen ändert und dadurch immer den aktuellen Mittelwert bildet (wenn man von dem Fehler absieht,, der dadurch zustande kaum., diiii boi kleinen Verhaltjni «zählen die Funktion^U_?~f(t) weniger linear ist, weil sie über einen größeren Teil der e-Funktion läuft). Alle weiteren Messungen als die Ιοί. haben einen konstanten Mittelwertfaktor von 1/100.

Wenn als schlecht erkannte Zigaretten die Mittelwertbildung nicht beeinflussen, stellt sich in der statistischen Verteilung der Msßwerte der Mittelwert rechts vom Maximum ein, wie in Fig= 8 dargestellt ist, wobei der Mittelwert auch von der Einstellung des Potentiometers 35 für die Auswurfrate beeinflußt wird (unter der Voraussetzung , daß die Auswurfrate größer Null eingestellt ist).

Dieser Betriebszustand ist normalerweise zufriedenstellend. Jedoch kann der Fall eintreten, daß bei hoch eingestellter Auswurfrate und plötzlicher Änderung der Tabakfarbe zum Dunklen hin alle Zigaretten wegen der zu geringen Reflexion als schlecht erkannt werden. Dann würde kein Meßwert den Mittelwert mehr beeinflussen, so daß dieser sich nicht an die neue Farbe des Tabaks anpassen kann» Um eine derartige Fehlreaktion zu verhindern, kann man vorsehen, daß auch die als schlecht erkannten Zigaretten den MittelwE-rt beeinflussen. Dies kann in der Weise geschehen, daß bei der Ausführungsform der Fig. 7 die Konstantstrojiquelle 67 und der durc^s das Signal F gesteuerte Analogschalter 66 verwendet werden.

Hierbei wird immer dann, wenn eine Zigarette vom Prüfkreis 16 als schlecht erkannt wird, der Analogschalter 66 durch das Signal F für eine konstante, sehr kurze Zeit geöffnet. Während dieser Zeit fließt ein konstanter Strom in den Kondfnnator C. Jn einer Richtung,

· .:. ₃ H 6-5 QB-

daß der Mittelwert geringfügig abgesenkt wird. Jede schlechte Zigarette (aber keine fehlende oder abgebrochene) verkleinert den Mittelwert um eine geringen (einstellbaren) konstanten Betrag, gleichgültig, wie schlecht sie ist.

Hierdurch wird das Gerät befähigt, sich auf eine so dunkle Tabakfarbe einzustellen, bei der die Zigaretten anfangs als schlecht bewertet werden, ohne die Meßwerte der als schlecht erkannten Zigaretten zur Mittelwertbildung heranziehen zu nüssen. Den konstanten Betrag, um den den Mittelwert jeweils verringert wird, läßt sich an der Konstantstrcmquelle 67 einstellen. Da der Wert des konstanten Betrages mit dem Mittelwert in Beziehung steht, ist zur Vermeidung einer verstärkten Mittelwertbeeinflussung durch schlechte Zigaretten dieser konstante Betrag nicht zu groß zu wählen, sondern beispielsweise entsprechend der Beeinflussung des Mittelwertes durch eine etwas unter dem Mittelwert liegende gute Zigarette.

Das Gerät, eiynet sich auch zum Prüfen von Einzelzigaretten, wobei dann der Zweifach-Multiplexer 11 entfällt und durch eine einfache Schaltung für den einen Eingangs- und Ausgangskanal ersetzt werden kann.

Damit: es nicht, zu einer zweifachen Grundu flexion an der Platte 42 kaum., was zu einem ungünstigen Verliältnis von Signal zu Grundreflexicn führen könnte, ist die Platte 42 unmittelbar vor den Reflexionslichtschranken 41 anzuordnen. In dem Falle, daß dann die Grundreflexicn doch noch zu groß ist, kann man eine Platte 42 verwenden, die auf der den Reflexionslichtschranken 41 abgewandten Seite eine diffuse Reflexion erzeugt, so daß der von der Glascberfäche reflektierte Lichtanteil, der die Grundreflexicn bildet, verringert wird. Die Platte 42 kann dort beispielsweise milchig sein, jedoch darf sie zur Vermeidung von Versclimutzungen keine rauhe Oberflache aufweisen, da dort die Ziyarettenenden anliegen.

Leerseäte

Claims

Maschinenfabr ik Alfred Schmernaind CitibH & Co. Brüggef ekler Str. 16-18 582o Gevelsborq Ansprüche

1. Verfahren zum Prüfen des Füllunqsgnidps von Z i'jnret tonenden mit Hilfe von Ref 1 exionsl.ichtsclirankon, wdjei ein Schwellwart vorgeben wird, der mit dem von der Reflexionslichtschranke erzeugten Signal verglichen wird und bei Unterschreiten des Schwellwertes ein Verwerfen der Zigaretten auslöst, dadurch gekennzeichnet, daß eine Frendlichtkcmpensation bezüglich dos von der Reflexionslichtschranke erzeugten Signals durchgeführt wird, indem ,as auf die Reflexionslichtschranke fallende Froiiidlicht bei ausgeschaltetem Lichtsender genessen und von dem Signal der Reflexionsliehtschranke von der Messung des Füllungsgrados alxjezcxjen wird, und zwischen zwei Messungen des Füllungsgrades eine Selbstüberprüfung der Meßeinrichtung vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch qi'kennzeichnet, daß ein zweiter Schwollwort, der niedriger als der erste liecjt, vorgegeben wird, dessen Unterschreiton fehlende cdcr abgebrochene Zigaretten anzeigt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung einer lichtdurchlässigen Platte vor der Reflexionslichtschranke zwischen zwei Messungen dos Füllungsgrades die Grundreflexion an der Platte bei eingeschaltetem Lichtsendor gemessen und mit zwei ein Fenster definiererden Schwellworten verglichen wird, wobei ein Stop-SignaL erzeugt wird, wann die Grundreflexion außerhalb des Fensters liegt.

Jo

4. Verfaliren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fremdliditmussung mit einem Grenzwert vorglichen wird,

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bei dessen überschreiten ein Stop-Signal erzeugt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer vorgegebenen Anzahl von Messungen des Füllungsgrades ein Mittelwert gebildet wird, der zur Bildung des Schwell- wertes für den Füllungsgrad verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwert durch jede neue Messung des Füllungsgrades eines Zigarettenendes oberhalb des Schwallwertes in einem Maß entsprechend der vorgegebenen Anzahl von Messungen zur Mittelwertbildung verändert wid.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwert durch jede neue Messung des Füllungsgrades eines Zigarettenendes unterhalb des Schwellwertes für den Füllungsgrad und oberhalb des Schwellwertes für fehlende oder abgebrochene Zigaretten verändert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittel-wert jeweils um einen konstanten Betrag erniedrigt wird, der einem Füllungsgrad unterhalb des Schwellwertes für den Füllungsgrai und oberhalb de;; Schwellwertes für fehlende oder abgebrochene Zigaretten

entspricht.

9. Prüfgerät für den Füllungsgrad von Zigarettenenden mit einer oder ntMireren Reflexionslichtschranken, die jeweils aus einem Lichtsender, der das zu prüfende Zigarettenerde bestrahlt, und einem Lichtempfängor, der das vom Zigarettenende reflektierte Licht empfängt, bestehen und an eine Auswarteschaltung angeschlossen sind, in der das van Lichtempfanger erzeugte Signal mit einem Schwallweit verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung eine Einrichtung zur Fremdlichtkonpensation (13), in der ein Meßwert entsprechend dem empfangenen Licht bei ausgeschaltetem Lichtsender (41a) gespeichert und von einem nachfolgenden Meßwert

3c- bei eingeschaltetem Lichtsender (41a) subtrahiert und der fremdlichtkorrigierte Meßwert einem Prüfkreis (16) zum Vergleichen mit dem Schwellwert zugeführt wird, und eine Einrichtung (17, 18, 42)

»βοο ο αοο οοο to coo *"\ ^l i C* Γ" ^i

314650 - 3 -

zur Selbstülxirprüfung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Messungen sowie ein Taktgeber (2o) zum zeitlich aufeinanderfolgenden Schalten des Lichtsenders (41a) aufweist.

To. Prüfgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (13) zur Fremdlichtkonpensation einen Kondensator (51) aufweist, der über einen während einer Phase (Ph1), während der der Lichsender (41a) ausgeschaltet ist, leitenden Analogschalter (52) aufladbar ist und dem ein Spannungsfolger (53) nachgeschaltet ist, wobei der Kondensator (51) und der Spannungsfolger (53) in der Leitung (12) vom Lichtenpfänger (41b) angeordnet sind,,

11. .Prüfgerät nach Anspruch 9 oder 1o, dadurch gekonnzeichnet, daß die Einrichtung (17, 18, 42) zur SelbstuberprUfuru eine transparente Platte (42) vor der oder den Reflejcionslichtschranken (41) sowie zwei Prüfkreise (17, 18) aufweist, in denen er frendlichtkorrigierte Meßwert mit einem oberen und einen unteren Schwsllwert verglichen werden.

12. Prüfgerät nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Prüf kreis (15) vorgesehen ist, in dam der freundlich tkorrigierte Meßwert mit einen Schwellwert verglichen wird, dessen Unterschreiten fehlende oder abgebrochene Zigaretten anzeigt«

13« Prüfgerät nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittelwertbildungskreis (3o) vorgesehen ist, in dem aus einer vorgegebenen Anzahl von Messungen ein Mittelwert gebildet wird.

14, Prüfgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet-. daß der Mittelwertbildungskreis (3o) einen Kondensator (C₂) aufweist, dessen Ladung den Mittelwart repräsentiert und in einem Bruchteil entsprechend der vorgegebenen Anzahl von Messungen entsprechend der Abweichung vom Mittelwert bei jaier neuen Messung veränderbar ist.

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15. Prüfgerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Kondensator (CJ vorgesehen ist, dessen Ladung der jeweiligen Messung entspricht und der mit dem ersten Kondensator (C-) während eines Zeitraums in Verbindung steht, der dem Bruchteil entsprechend der vorgegebenen Anzahl von Messungen entspricht.

16. Prüfgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (C.) nur dann (in Ph3) mit dem Kondensator (C-) nach der jeweiligen Messung in Verbindung gebracht wird, wenn der Meßwert den Schwellwert des Prüfkreises (16) überschritten hat.

17. Prüfgerät nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Konstantstronquelle (67) vorgesehen ist, die bei Unterschreiten des Schwellwertes des Prüfkreises (16) und überschreiten des Schwellwertes des Prüfkreises (15) die Ladung des Kondensators (C-) um einen vorbestimmten Betrag verringert.

18. Prüfgerät nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (C₂) mit einem R-2R-Netzwerk eines D/A-Wandlers (7o), der von einem Zähler (71) gesteuert wird, ein RC-Glied bildet.

19. Prüfgerät nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung mehrerer Reflexionslichtschranken (41) ein Zweifach-Multiplexer (11), der synchron für Lichtsender (41a) und Lichtenipfanger (41b) arbeitet, vorgesehen ist zum Zweck der kontinuierlichen Mittelwertanpassung beim Durchlauf der ersten Zigaretten bis zu der Anzahl, über der der Mittelwert gebildet werden soll, beim Start der Maschine.

20. Prüfgerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Zweifach-iMultiplexer (11) die Lichtsender (41a) im. stromlosen Zustand mit einer Konstantstronquelle (28) verbindet.

21. Prüf gerät nach einem der Ansprüche 11 bis 2o, dadurch gekenn-

zeichnet, daß die Platte (42) vor der oder den Reflexionslichtschranken (41) derart angeordnet ist, daß die zu prüfenden Zigarettenenden bei Anlage an der Platte (42) sich, in einem Abstand im Bereich des

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abfallenden Teils (K ) der Kurve (K) der Beleuchtungsstärke des reflektierenden Lichts aufgetragen gegenüber deti Abstand (d) das Zigarettenendes von dem Iäditoripf anger (·; ib) befindet»