DE3879319T2 - Leckdetektor. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft allgemein ein Behälterprüfgerät und behandelt insbesondere ein Gerät zum Testen, die Öffnung eines Behälters abdichten zu können.
• Zwei Arten von Abdichtoberfiächendefekten sind Vertiefungen und Sattel. Eine Vertiefung ist eine schmale Senkung in der Flaschenöffnung und ein Sattel ist eine breite Senkung.
• Bisher war eine breite Vielfalt von Leckdetektoren bekannt, wie beispielsweise jene, die in den US-Patenten 3 496 761 und 4 490 800 offenbart sind. Diese Detektoren prüfen die Abdichtobertläche einer Flasche, die durch ein Förderband oder eine Förderschraube zu einem Prüfort geführt wird, der neben dem Detektor angeordnet ist. Der Detektor des US-Patents 3 496 761 enthält eine Testpassung, die an dem Präfort in einen Eingriff mit der Öffnung der Flasche abgesenkt ist, und eine luftdichte Abdichtung bildet, wenn die Flaschenöffnung geeignet ausgebildet ist; glatt, flach und im allgemeinen horizontal; andererseits resultiert ein Leck. Die Abdichtmöglichkeit der Flaschenöffnung durch die Testpassung alrrnt die Abdichtmöglichkeit der Plaschenöffnung durch eine Kappe oder eine andere Art einer kommerziellen Abdichtung nach. Bei verschiedenen bisher bekannten Leckdetektoren wird Luft in die Flasche injiziert und Druck wird gemäß einer Vielfalt von Arten erfaßt. Beispielsweise wird bei dem US-Patent 3 496 761 ein abgemessenes Luftvolumen durch eine Kolben- und Zylinderanordnung, die eine Pumpe bildet, in den Behälter injiziert. Am Ende des Entladungshubs der Kolben- und Zylinderanordnung, während die Testpassung die Öffnung des gerade getesteten Behälters noch schließt, wird der Luftdruck gemessen, der in dem Behälter zurückbehalten ist, um zu bestimnien, ob in dem Behälter ein übermäßiges Leck aufgrund von Mängeln in der Behälteröffnung aufgetreten ist. Während dieses System beim Erfassen von Defekten in der Oberfläche einer Flaschenöffnung wirksam ist, ist es bezüglich des Tempos beschränkt, mit dem es Flaschen prüfen kann. Darüberhinaus erfordert diese Art Prüfsystem einen Kontakt mit der Flasche und eine Injektion von Luft, und die Erfüllung jedes Erfordernisses kann die Flasche verunreinigen.
• Das US-Patent 3 555 980 von Mathias offenbart einen anderen Typ eines Leckdetektionsgeräts. Das Gerät illuminiert den Rand einer Flasche mit einem Strahl von Strahlungsenergie, der polarisiert ist, so daß er rechtwinklig zu der oberen Oberfläche des Behälters einen elektrischen Vektor aufweist. Der Behälter wird während der Prüfung relativ zu dem Strahl gedreht. Gewisse Typen von Defekten reflektieren einen Teil des Strahls nach oben in einen Sensor, der seine sichtbare Linie hat, die einen Brewster-Winkel mit der Richtung des Strahls bildet. Aufgrund der Polarisierung und der winkelmäßigen Beziehung bewirkt ein Defekt eine wesentliche Verringerung des Betrags der in den Behälter gesendeten Strahlungsenergie.
• Das US-Patent 3 880 750 von Butler offenbart ein weiteres optisches Gerät zum Prüfen der Abdichtoberfläche eines Glasbehälters, wobei eine Lichtquelle eine dünne Lichtlinie über den Rand fokussiert. Ein Lichtsensor empfängt eine Beugung dieses Lichtes von dem Rand, um einen Referenzpegel zu erzeugen. Ein Defekt in dem Rand verursacht ein Ansteigen oder Abfallen des empfangenen Lichtes.
• Das US-Patent 4 026 414 von Ellinger offenbart ein weiteres optisches Gerät zum Testen der Abdichtoberfläche eines Behälters, wobei ein Lichterfassungskopf; der aus einem Mosaik von 30-40 Lichtsensoren in der Form eines kreisförmigen Rings gemacht ist, oberhalb einer zu sprüfenden Flasche gestützt wird. Eine Lichtquelle erzeugt einen Strahl durch die mittlere Öffnung, der die Öffnung der Flasche durchflutet, und Licht wird von dem Flaschenrand zu den verschiedenen Sensoren nach oben reflektiert.
• Die DE-A-3 631 973 offenbart ein Gerät zum Prüfen der Abdichtoberfläche einer aufrechtstehenden Flasche, die einen Öffnungsabschnltt an ihrer Spitze aufweist, wobei eine kreisförmige Quelle, deren Achse mit jener der Flasche übereinstimmt, vertikal über der aufrechten Flasche positioniert ist, und wobei ein kreisförmiger Reflektor konzentrisch und vertikal oberhalb der kreisförmigen Quelle positioniert ist. Das von der Abdichtoberfläche der Flasche reflektierte Licht wird durch eine Videokamera erfaßt, die bei dem Zentrum der kreisförmigen Quelle angeordnet ist, und ein Datenverarbeitungsgerät wird benutzt, um das erfaßte Licht mit jenem eines Standardbilds zu vergleichen.
• Eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Detektor zu schaffen, um die Abdichtfähigkeit einer Behälteröffnung zu erfassen, wobei der Detektor zuverlässig und genau ist und einen hohen Durchsatz bietet.
• Die Erfindung besteht in einem Gerät zum Prüfen der Abdichtoberfläche eines Behälters auf Vertiefungen, Sattel und Neigungen. Während der Behälter gedreht wird, wird ein Lichtstrahl über und durch einen Endabschnitt des Behälters projiziert. Gemäß einem Merkmal der Erfindung erfaßt ein optischer Detektor die Höhe der Abdichtoberfläche durch Erfassen des Ortes eines Minimurns des Lichtstrahls. Vertieftmgen in der Höhe zeigen Vertiefungen oder Sattel an. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein opakes Trägerelement auf die Abdichtoberfläche in den Pfad des Lichtstrahls beruntergelassen, um eine Referenz zu erzeugen, die die vorherrschende Höhe der Abdichtoberfläche anzeigt. Licht, das unter der Unterseite des Trägerelements und oberhalb der Abdichtoberfläche vorbeiläuft, zeigt eine Vertiefung oder einen Sattel an.
• Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Prüfsystem darstellt, das einen End-Leckdetektor enthält, der die vorliegende Erfindung verkörpert.
• Fig. 2 ist ein vergrößertes, bmchstückartiges schematisches Diagramm des End-Leckdetektors der Fig. 1.
• Fig. 3 ist ein schematisches Blockdiagramm des elektronischen Schaltkreises in dem End-Leckdetektor der Fig. 1.
• 20 Fig. 4 ist ein Diagramm, das die Antwort einer Kamera in dem End-Leckdetektor der Fig. 1 während einer Prüfoperation darstellt.
• Fig. 5 ist ein Flußdiagranm, das den Betrieb eines Mikroprozessors in dem End-Leckdetektor der Fig. 1 während einer Prüfoperation darstellt.
• Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht, die ein weiteres Prüfsystem darstellt, das einen weiteren End-Leckdetektor enthält, der die vorliegende Erfindung verkörpert.
• Fig. 7 ist eine vergrößerte, bruchstückartige perspektivische Ansicht des Prüfsystems der Fig. 6, das den weiteren End-Leckdetektor enthält, der die vorliegende Erfindung verkörpert.
• Fig. 8 ist eine vergrößerte, bmchstückartige schematische Ansicht des End-Leckdetektors der Fig. 6.
• Fig. 9 und 10 sind Diagramme, die die Antworten einer Kamera in dem End-Leckdetektor der Fig. 6 während einer Prüfoperation darstellen.
• Fig. 11 ist ein Flußdiagramm, das den Betrieb eines Mikroprozessors in dem End-Leckdetektor der Fig. 6 während einer Prüfoperation darstellt.
• Fig. 1 stellt ein im allgemeinen mit 10 bezeichnetes Prüfsystem dar, das einen End-Leckdetektor 11 enthält, der die vorliegende Erfindung verkörpert. Ein zu prüfender Behälter 15 wird auf einem linearen Förderband 12 von konventionellem Aufbau zu dem Detektor 11 gebracht. Die Behälter werden durch eine Förderschnecke 14 beabstandet und aufeinanderfolgend in einen Testbereich oder einen Prüfort bewegt. Wenn der Behälter 15 in den Testbereich eintritt, wird er von einem Paar von beabstandeten Rollen 16 an einem horizontalen Druckkolhen 18 gefaßt, der an einem horizontal beweglichen Wagen 20 montiert ist. 23 Der Wagen 20 ist ffir eine Bewegung entlang den Achsen von Wellen 22 montiert (nur eine Welle ist dargestellt). Während nur ein Paar von Rollen 16 dargestellt ist, kann eine Verwendung von zwei Paaren von Rollen, die übereinander angeordnet sind, bei gewissen Arten von Behältern wirkungsvoller benutzt werden.
• Die Rollen 16 kontaktieren den Behälter 15 und bewegen ihn mit dem Wagen 20, während sie den Behälter 15 gegen ein sich horizontal bewegendes Endlosband 4 drücken. Das Band 4 dreht den Behälter 15 schnell genug, um mindestens eine volle Drehung durchzuführen, wenn er durch den Testbereich läuft. Das Band 4 erstreckt sich um Führungsrollen 5 in einem Gehäuse 21 und wird durch einen Motor 17 mit variabler Geschwindigkeit angetrieben (Fig. 3), dessen Geschwindigkeit eingestellt werden kann, um die notwendige Drehung zu erzeugen. Ein Bremsblock 23 aus einem Material wie beispielsweise Gummi und mit einer Nockenfläche wird durch das Gehäuse 21 gestützt. Der Block 23 und seine abgewinkelte Nockenfläche veranlassen den Behälter zu einem losen Kontakt mit dem Band 4 und halten den Behälter ab, sich zu drehen, und zwar aufgrund des durch die Rollen 16 ausgeübten Drucks. Der Block 23 ist am stromabwärtigen Ende des Testbereichs angeordnet.
• Das Band 4 kann sich entweder entgegengesetzt zu der Richtung der Förderbandbewegung oder in der Richtung der Förderbandbewegung bewegen. Die bevorzugte Richtung ist in der Förderbandbewegung, um die Entladung defekter Flaschen, die während der Prüfung brechen können, von dem Förderband zu erleichtern.
• Ein Wagen 26 mit einem sich nach unten erstreckenden Druckkolben 28 ist hin- und herbewegend für eine horizontale Bewegung entlang von Wellen 30 montiert (nur eine Welle ist dargestellt). Der Druckkolben 28 ist fur eine vertikale Bewegung in bezug auf den Wagen 26 montiert. Die Wagen 20 und 26 werden bei einer konstanten Geschwindigkeit in die Bewegungsrichtung des Förderbandes 12 synchron durch den Testbereich bewegt und kehren nach Beendigung der Prüfung des Behälters 15 in einer im wesentlichen sinusförmigen Rate um. Der Mechanismus zum Hin- und Herbewegen der Wagen 20 und 26 in abgestirnmter Beziehung zu der Schnecke 14 und auch der Mechanismus zum Bewegen des Druckkolbens 28 nach unten an dem Anfang des Testbereichs und nach oben bei dem Ende des Testbereichs sind in den US-Patenten 3 387 704 und 3 557 950 von Powers beschrieben. Eine weitere Beschreibung davon ist nicht notwendig. Jeder der Druckkolben 18 und 28 ist, in Eingriff gebracht oder durch eine Feder vorgespannt, zu Beginn des Hubs der Wagen in Kontakt mit dem Behälter 15 und am Ende der Wagenhubbewegungen weg von dem Behälter vorgespannt.
• Blickt man nun auf die vorliegende Erfindung, wie sie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, umfaßt der End-Leckdetektor 11 eine Beleuchtungsanordnung 68, die durch den Druckkolben 28 für vertikale Hin- und Herbewegungen darnit in und aus der Öffnung der Flasche 15 gestützt ist. Wenn die Flasche 15 an dem Prüfort ankommt, ist der Druckkolben 18 ausgefahren, so daß die Rollen 16 die Flasche 15 gegen das Drehband 4 zwingen, um eine Drehung der Flasche 15 zu beginnen. Gleichzeitig wird der Druckkolben 28 gesenkt, so daß die Beleuchtungsanordnung 68 in die Öffnung der Flasche 15 zu der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Position abgesenkt wird. Die Beleuchtungsanordnung 68 urnfaßt eine Lichtquelle 70, die eine einfache helleuchtende Glühbirne sein kann, eine Linse 72 zum Sammeln des Lichtes von der Quelle 70 und zum Fokussieren von ihm nach unten zu einem Spiegel 74 (oder alternativ dazu einem Prisma), der auch in der Beleuchtungsanordnung 68 enthalten ist. Die Anordnung 68 umfaßt weiterhin einen Diffuser 76, der zwischen der Linse 72 und dem Spiegel 74 gelagert ist, um das von der Quelle 70 ausgestrahlte Licht zu diffundieren, um einen im wesentlichen parallel gerichteten Lichtstrahl 77 einheitlicher Intensität zu erzeugen, der den Spiegel 74 über einem Bereich 80 beleuchtet. Der Querschnitt des Lichtstrahls 77 ist breit genug und der Winkel des Spiegels 74 ist derart, daß das Licht horizontal reflektiert, wie es durch Pfeile 84 über und unter einer Abdichtoberfläche 86 der Flasche 15 angezeigt ist.
• Der End-Leckdetektor 11 umfaßt weiterhin eine Kamera 100, die fest an dem Wagen 20 durch einen Halter 92 für eine Hin- und Herbewegung smit dem Wagen 20 in der Richtung des Förderbandes 12 und der Richtung entgegengesetzt zu ihm fest angebracht ist. Folglich verfolgt die Kamera 100 die Flasche 15 an dem Prüfort. Die Kamera 100 umfaßt eine Linse 94, die das von dem Spiegel 74 reflektierte Licht empfängt, es sammelt und es auf einen vertikal ausgerichteten linearen Array 96 von ladungsgekoppelten Vorrichtungen fokussiert, wobei der Array auch in der Kamera 100 angeordnet ist. Beispielhaft enthält der lineare Array 256 Pixel, die für eine Tiefe zu dem Defekt 1/16 Inches (1,6 mm) ± 1/16 Inches (1,6 mm) Toleranz bei einer Auflösung von 0,0007 Inches (0,00018 mm) pro Pixel zuläßt. Der lineare Array 96 kann, auch beispielhaft, einen Zeilenabtastsensor vom Typ Fairchiid CCD111 umfassen, der auch unter dem Warenzeichen I-Scan verkauft wird. Die Kamera 100 enthält auch eine Elektronik 97, um die Ausgaben der ladungsgekoppelten Vorrichtungen zu verarbeiten. Wie es unten detaillierter beschrieben ist, erfaßt die Kamera die Höhen der Abdichtoberfläche bei einer Vielzahl von Punkten, wenn die Flasche gedreht wird, und Abweichungen, wie beispielsweise Senkungen in solchen Höhen, zeigen Abdichtoberflächendefekte an.
• Die Kamera 100 ist ein Teil eines Videoprozessors und einer -steuerung 101, dargestellt in den Fig. 1 und 3, wobei der Prozessor von einem Haupttakt 102 betrieben wird. Der Videoprozessor 101 enthält auch ein Belichtungszeitelement 104, das eine Belichtungs- oder Integrationszeit für den linearen Array 96 einstellt. Um nicht zwei Zeilen der Videoinformation in dem linearen Array 96 zu vermischen, muß die Belichtungszeit größer als die Zeit sein, die notwendig ist zum Lesen der gesamten Information von der vorangehenden Zeile. Die Kamera 100 fährt drei Ausgaben, nämlich einen Videotakt, einen Abtastanfang und ein binäres Videosignal, zu einem seriellen Ausgangsschaltkreis 106, der seriell Analogdaten ausgibt, die die Intensität der Beleuchtung an jedem der Pixel anzeigt. Der analoge Ausgang des Schaltkreises 106 wird in einen Signalzustandsschaltkteis 108 geführt, dessen Ausgang in Fig. 4 für eine Ausgestaltung der Flaschenöffnung dargestellt ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das "0-ste" Pixel des linearen Arrays 96 das höchste und das 255-ste Pixel ist das niedrigste gemäß der Ausrichtung der Fig. 1. Wie es darüberhinaus in Fig. 4 dargestellt ist, werden die Pixel 0-255 bis zu einem gewissen Grad durch den Lichtstrahl 84 beleuchtet, der durch die Beleuchtungsanordnung 68 gesendet wird. Die Pixel 0-24 werden durch einen Teil des Strahls 84 beleuchtet, der vollständig über der Abdichtoberfläche 86 liegt, so daß die Pixel 0-24 nahezu einen Lichtpegel maximaler Intensität empfangen, und somit durch die relativ große Höhe der Kurve für die Pixel 0-24 angezeigt wird. Die Intensität des durch das Pixel 25 empfangenen Lichts ist die kleinste des linearen Arrays, weil dieses Pixel horizontal mit der Abdichtoberfläche 86 ausgerichtet ist. Folglich wird bei jenem Pegel zu dem Pixel 25 gesendetes Licht von der Oberfläche 86 weg von dem Pixel 25 reflektiert, und zwar aufgrund von entweder kleineren Unregelmäßigkeiten an der Abdichtoberfläche 86 oder einem Mangel an Parallelität zwischen der Abdichtoberfläche 86 und dem Strahl 84, so daß der Lichtstrahl von der Abdichtoberfläche 86 gemäß dem Snellius-Gesetz reflektiert. Die Pixel 26-255 sind unter dem Pegel der Abdichtoberfläche 86 lokallsiert und erhalten einen Intensitätspegel, der im wesentlichen größer als der von dem Pixel 25 erhaltene Pegel ist, weil der Lichtstrahl 84 unter der Abdichtoberfläche 86 durch den Endteil gesendet wird, der im wesentlichen transparent ist. Eine Unregelmäßigkeit in den Intensitätspegeln, die durch die Pixel 26-255 beobachtet werden, können aufgrund von Unregelmäßigkeiten in dem Querschnitt des Endteils vorhanden sein, wie z.B. aufgrund von Gewinden in dem Ende. Unregelmäßigkeiten bezüglich der Höhen der Pixel 0-255 können auch aufgrund von Aufwärts- und Abwärtsvibrationen vorhanden sein. Es sollte angemerkt werden, daß, wenn die Flasche 15 gedreht wird, die Videokamera 100 kontinuierlich die Intensitätspegel ausgibt, die von den Pixeln in der linearen Anordnung 96 erfahren werden, und die Höhe der Abdichtoberfläche bei dem Schnittpunkt mit dem Lichtstrahl 84 wird durch die Position des Pixels angezeigt, das den niedrigsten Intensitätspegel erhält. Wenn beispielsweise die Kurve der Fig. 4 einen normalen Teil der Abdichtoberfläche 86 darstellt, würde die entsprechende Kurve des Profils eines "vertieften" Teils anzeigen, das ein höherzahliges Pixel, d.h. ein Pixel unter dem 25-sten, das mit dem niedrigsten Intensitätspegel ist. Wenn beispielsweise die Auflösung für ein Pixel 0,0007 Inches (0,00018 mm) beträgt und die Flasche in einer derartigen Position war; daß der Strahi 84 durch das Flaschenende bei der geringsten Tiefe einer Vertiefung von 0,007 Inches (0,0018 mm) läuft, dann würde das Pixel 35 den geringsten Intensitätspegel anzeigen.
• Der Ausgang des Signalzustandswandlers 108 wird einem Eingang eines Komparators 150 zugeführt. Der andere Eingang des Komparators wird durch ein Potentiometer 152 zugeführt, um einen Schwellpegel zu erhalten, der über dem Intensitätspegel eingestellt ist, der der Abdichtoberfläche 86 entspricht (die Höhe des Intensitätsbalkens des 25-sten Pixels in Fig. 4), aber geringer ist als die anderen Intensitätspegel der anderen Pixel (geringer als der Intensitätspegel des Pixels 26). Folglich geht der Ausgang des Komparators 150 nach unten, wenn der Signa1zustandsschaltkreis 108 ihrn den Intensitätspegel des Pixels eingibt, der der Höhe der Abdichtoberfläche 86 entspricht, in dem zuvor angeführten Beispiel Pixel 25. Die Signalausgabe niedrigen Pegels von dem Komparator 150 wird einem Eingang eines Mikroprozessors 156 in dem Videoprozessor und der -steuerung 101 zugefährt. Nach Empfangen des Signais niedrigen Pegels liest der Mikroprozessor den Ausgang eines Zählers 160 in dem Videoprozessor 101, wobei der Zähler durch den Haupttakt von der Zahl 0 für jeden seriellen Ausgang inkrementiert wird, der den Intensitätspegel darstellt, der von jedem der Pixel beobachtet ist. Folglich bietet der Zähler bei dem vorgenannten Beispiel, wenn die Ausgabe des Komparators 150 nach unten geht, dem Mikroprozessor 156 eine Zahl 25, so daß der Mikroprozessor die Höhe der Abdichtoberfläche 86 lernt. Beispielsweise können der Schaltkreis 106 mit seriellem Ausgang und der Zähler 160 durch ein Fairchild-Pixel-Locator Modell CCD1120-02 aufgebaut sein. Der Schaltkreis mit seriellem Ausgang setzt auch den Zähler über eine Leitung 159 zurück, nachdem alle Pixel einer Abtastung durch den Schaltkreis mit seriellem Ausgang ausgegeben worden sind.
• Der Betrieb des Mikroprozessors 156 ist durch ein Flußdiagramm der Fig. 5 dargestellt, das ein Computerprogramm oder Firmware in einem Nur-Lesespeicher (ROM) 164 in dem Videoprozessor und der -steuerung 101 darstellt. Der Mikroprozessor startet (Schritt 165), wenn ein Anwesenheitssensor 71, der mit der Schnecke 14 gekoppelt ist, aktiviert wird, was das Ankommen der Flasche 15 bei dem Testbereich anzeigt. Dann liest der Mikroprozessor periodisch die durch die Ausgabe des Kornparators 150 zugeführte Eingabe (Schritt 166), und wenn die Ausgabe nach unten geht, liest er, wie oben angemerkt ist, die Ausgabe des Zählers 160 (Schritt 168), und dann speichert er die Zahl in einem Direktzugriffsspeicher (RAM) 170. Diese Zahl entspricht der Höhe der Abdichtoberfläche der Flasche. Der Miliroprozessor fährt fort, die Ausgabe des Zählers zu überwachen und liest zusätzliche Zahlen, bis die Flasche einmal gedreht worden ist (Schritt 167) (oder alternativ dazu, während eines längeren vorbestimmten Prüfintervalls). Die Vollendung der Drehung wird durch einen Drehgeber an dem Rotationsmotor 17 angezeigt. Dann berechnet der Mikroprozessor die Durchschnittszahl pro Flasche für die Vielzahi von Abtastproben der Flasche, wobei die Berechnung die Durchschnittsböhe der Abdichtoberfläche 86 über 360º darstellt (Schritt 169), und er speichert die Durchschnittszahl in dem RAM 170. Dann vergleicht der Mikroprozessor jede der in dem RAM 170 gespeicherten Zahlen mit der im Schritt 169 berechneten Durchschnittszahl (Schritt 172). Wenn irgendwelche der Zahlen kleiner sind als die Durchschnittszahl abzüglich einem Toleranzwert, der in den Mikroprozessor über eine Tastatur 180 (Fig. 1) (oder alternativ über einen digitalen Vorwählschalter etc.) eingegeben ist, dann aktiviert der Mikroprozessor ein Sperrfilter 184 (Schritt 183), weil eine solche Zahl anzeigt, daß ein Teil der Abdichtoberfläche 86 gut unter der Durchschnittshöhe liegt, eine Eigenschaft entweder einer Vertiefung, eines Sattels oder einer Neigung. Wenn keine solche Zahl kleiner als die Durchschnittszahl abzüglich der Toleranz ist, dann führt der Schritt 182 ohne Aktivierung des Sperrfilters 184 zu dem Endschritt. Dies zeigt eine akzeptierbare Abdichtoberfläche an.
• Es sollte auch angemerkt werden, daß die vorgenannte Schaltung und das Verfahren schiefe Flaschen erfassen, weil die Abdichtoberfläche einer schiefen Flasche sich im allgemeinen zusammen mit der Flasche neigt, so daß ein Teil der Abdichtoberfläche in der schiefen Flasche im wesentlichen unter der Durchschnittshöhe liegt. Wenn es gewünscht ist, kann der Mikroprozessor programmiert werden, um schiefe Flaschen von Vertiefungen zu unterscheiden, und zwar durch Berechnen der Anzahl aufeinanderfolgender Abtastproben, die eine Abdichtoberflächenhöhe haben, die im wesentlichen kleiner als der Durchschnitt ist. Eine sehr große Anzahl, die etwa der Hälfte des Endumfangs entspricht, zeigt eine Neigung an.
• Die Fig. 6, 7 und 8 stellen einen weiteren End-Leckdetektor 200 dar, der auch die vorliegende Erfindung verkörpert. Der End-Leckdetektor 200 ist an ein Prüfsystem 202 angepaßt, das dem in Fig. 1 dargestellten Prüfsystem 10 sehr ähnlich ist, und ähnliche Bezugszeichen zeigen ähnliche Komponenten an. Der End-Leckdetektor 200 ist auch ähnlich zu dem End-Leckdetektor 11, wobei ähnliche Bezugszeichen ähnliche Elemente anzeigen. Die grundlegenden Unterschiede zwischen den zwei End-Leckdetektoren sind wie folgt. Der End-Leckdetektor 200 enthält einen auf einem Lager montierten Kopf 204, der die Beleuchtungsanordnung 68 umfangsmäßig umgibt und gegen die gesamte Abdichtoberfläche 86 der Flasche 15 abstützt. Der auf einem Lager montierte Kopf 204 enthält ein Kugelgelenk, das ein Kugellager 206, eine innere Bahn 208 und eine äußere Bahn 209 umfaßt. Die innere Bahn 208 ist fest an dem Drehkolben 28 angebracht, so daß die Buchse trotz eines beschränkten Betrages einer Neigung der Abdichtoberfläche an der Abdichtoberfläche 86 sitzen kann. Der an einem Lager montierte Kopf enthält auch ein Lagerelement 210, das mit der Abdichtoberfläche 86 in Eingriff steht und während einer Drehung der Flasche relativ dazu stationär ist. Folglich dreht sich das Lagerelement 210 während einer Drehung der Flasche relativ zu der äußeren Bahn 209. Der an einem Lager montierte Kopf dient zwei Funktionen. Er hilft, die Flasche 15 gegenüber vertikalen Vibrationen zu stabilisieren, so daß das Pixel, das der Höhe der Abdichtoberfläche entspricht, während jeder Abtastprobe durch Vibrationen weniger beeinträchtigt wird. Der an einem Lager montierte Kopf erzeugt auch einen Referenzpegel, der die nichtdefekten oder vorherrschenden Höhenteile der Abdichtoberfläche 86 anzeigt. Wie durch die Kurve der Fig. 9 dargestellt ist, die einen Profilteil der Flaschenöffnung darstellt, der normal ist, und tatsächlich dem Profilteil der Fig. 4 entspricht, ist dem Intensitätspegel, der durch jedes der Pixel 0-24 oberhalb der Abdichtoberfläche 86 beobachtet ist, 0 außer für Umgebungslicht, weil die Teile des Lichtstrahls 84, die über der Abdichtoberfläche 86 angeordnet sind, durch den an einem Lager montierten Kopf abgeblockt sind. Das Pixel 25, das bei dem Pegel der Abdichtoberfläche 86 angeordnet ist, empfängt einen sehr kleinen Lichtbetrag, der mit dem Lichtbetrag vergleichbar ist, der durch das Pixel 25 in dem Beispiel der Fig. 4 empfangen wird. Die Pixel 26-255, die unterhalb der Höhe der Abdichtoberfläche 86 angeordnet sind, empfangen Licht, das durch den Endteil der Flasche gesendet ist, und der Lichtbetrag, der durch jedes der Pixel 26-255 in dem Beispiel der Fig. 9 empfangen wird, ist nahezu der gleiche wie für jedes der Pixel 26-255 in dem Beispiel der Fig. 4. Wie in Fig. 9 dargestellt ist, stellt das erste oder niedrigstzahlige Pixel, das einen signifikanten Intensitätspegel zeigt, die Höhe der unteren Oberfläche des an einem Lager montierten Kopfes dar, und diese Höhe ist die normale Höhe oder die vorherrschende Höhe der Abdichtoberfläche 86. Das Lagerelement 210 ist nicht übereinstimmend genug, um der Kontur einer Vertiefung oder sogar eines Sattels zu folgen.
• Fig. 10 stellt die Intensitätskurve eines Profilteils des Flaschenendes dar, der einer Vertiefung 87 (oder einem Sattel) entspricht. Aus oben angemerkten Gründen stellt die Höhe des Pixels 25 die untere Oberfläche des Lagerelements 210 oder die normale oder die vorherrschende Höhe der Abdichtoberfläche dar. Die Kurve stellt auch dar, daß die vier Pixel unter der unteren Oberfläche des Lagerelements 210, nämlich die Pixel 25-28, eine sehr hohe Lichtintensität empfangen, die einen Spalt unter dem Lagerelement 210 anzeigen. Das nächstuntere Pixel, das Pixel 29, zeigt den niedrigen Intensitätspegel, der der Höhe der Abdichtoberfläche bei dem Profil der Abtastprobe zugeordnet ist, so daß der Spalt zwischen der unteren Oberfläche des Lagerelements 210 und der Abdichtoberfläche 86 bei diesem Profil ungefähr vier Pixel breit ist. Die Pixel unter dem Pixel 29 empfangen die Lichtintensität, die wie oben angemerkt ist, der Spalte 84 zugeordnet ist, und die durch das Flaschenende gesendet wird. Der End-Leckdetektor 200 benutzt die gleiche Videokamera 100 und den gleichen Videoprozessor und -steuerung 101 wie oben für den End-Leckdetektor 10 gezeigt ist, außer daß der ROM 164 in dem End-Leckdetektor 200 ein etwas unterschiedliches Betriebsprogramm oder eine Firmware enthält, wie sie in Fig. 11 dargestellt ist. Wenn der Anwesenheitssensor anzeigt, daß die Flasche 15 bei dem Prüfort angekommen ist (Schritt 165), prüft der Mikroprozessor periodisch die Ausgabe des Komparators 150. Wann immer die Ausgabe einen Übergang zu irgendeiner Polarität durchfährt (Schritt 220), liest der Mikroprozessor die Ausgabe des Zählers 160 und speichert diese Zahl und die Art des Übergangs (Schritt 222). Der Mikroprozessor fährt fort, die Zahien und Übergänge zu merken, bis die Abtastprobe vervollständigt ist, d.h., wenn die Zahl 255 erreicht ist (Schritt 223). Es sollte angemerkt werden, daß für die Abtastproben, in denen der Profilteil keine Vertiefung oder keinen Sattel enthält, nur einen Übergang gibt, der dem Übergang von einem Pixel mit einem Intensitätspegel von nahezu 0 zu einem Pixel mit einem Intensitätspegel, der größer als 0 ist, wie es in Fig. 8 dargestellt ist. Wenn jedoch eine Abtastprobe ein Profilteil ist, der eine Vertiefung oder einen Sattel enthält, wird es einen ersten Übergang geben, der dem Übergang von einem Pixel mit der Intensität 0 zu einem Pixel mit einer Intensität, die größer als 0 ist, entspricht, einen zweiten Übergang von einem Pixel mit einer hohen Intensität zu einem Pixel mit einer sehr niedrigen Intensität, entsprechend der Höhe der Abdichtoberfläche, und einen dritten Übergang, der dem Übergang von einem Pixel mit sehr niedrigem Intensitätspegel der Abdichtoberfläche zu dem Pixel darunter mit einem relativ hohen Intensitätspegel entspricht. Der Mikroprozessor wiederholt die Schritte 220-223 für zusätzliche Abtastproben oder Proffie des Flaschenendes, bis eine Drehung vervollständigt worden ist (Schritt 225).
• Als nächstes subtrahiert der Mikroprozessor die Differenz in Zahlen zwischen dem ersten ins Positive gehenden Übergang und dem ersten ins Negative gehenden Übergang (Schritt 224), was den Spalt zwischen der unteren Oberfläche des Lagerelements 210 oder der vorherrschenden Höhe der Abdichtoberfiäche und der geringsten Tiefe der Abdichtoberfläche 86 unter iIlln in dem Profllteil anzeigt. Dies ist die Tiefe der Vertiefung oder des Sattels, und wenn sie größer als ein Toleranzpegel ist (Schritt 226), der vorher dem Mikroprozessor über die Tastatur 180 eingegeben ist, aktiviert der Mikroprozessor das Sperrfilter 184 (Schritt 228), und wenn nicht, wird entschieden, daß die Flasche eine geeignete Abdichtoberfläche aufweist (Schritt 230).
• Somit dient der an einem Lager montierte Kopf als ein Referenzpegel, um die Tiefe der Vertiefungen oder Sattel zu messen, und die Leistungsfähigkeit des End-Leckdetektors 200 wird durch Vibrationen nicht wesentlich beeinträchtigt.
• Durch das Vorangehende sind End-Leckdetektoren, die die vorliegende Erfindung verkörpern, offenbart worden. Es können jedoch zahlreiche Modifikationen und Substitutionen durchgeführt werden, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Wenn es beispielsweise gewünscht ist, können Endrollen, die in dem US-Patent 3 690 456 von Powers dargestellt sind, in Verbindung mit dem End-Leckdetektor 11 benutzt werden, um die Flasche 15 gegen Vibrationen zu stabilisieren; solche Endrollen sollten nicht in dem Pfad des Lichtstrahls 84 positioniert werden und sollten nicht auf andere Weise das Verfahren beeinträchtigen, das durch die dem End-Leckdetektor 10 zugeordnete elektronische Steuerung 158 ausgeführt wird. Weiterhin können die End-Leckdetektoren 11 und 200 auch benutzt werden, um gebildete "Hubbel" in der Abdichtoberfläche zu erfassen. Daher ist die Erfindung mittels einer Darstellung offenbart worden und bezüglich der folgenden Ansprüche sollte keine Beschränkung und Bezugnahme durchgeführt werden, um den Schutzumfang der Erfindung zu bestimmen.

Claims (4)

1. Gerät zum Prüfen der Abdichtoberfläche einer vertikal stehenden Flasche mit einem Öffnungsteil an ihrer Spitze, das aufweist:

eine Einrichtung zum horizontalen Projizieren eines parallel gerichteten und einheitlich intensiven Lichtstrahls mit einer ausgewählten vertikalen Höhe, die enthält:

eine Lichtquelleneinrichtung (70, 72, 76) zum Erzeugen eines vertikal nach unten gerichteten, im wesentlichen parallel gerichteten und einheitlich intensiven Lichtstrahls (77), und

eine Spiegeleinrichtung (74), die eine ausgewählte Größe aufweist und mit einem vorbestimmten Winkel gelagert ist, zum Reflektieren des Lichtstrahis (77) als einen horizontalen, im wesentlichen parallel gerichteten einheitlich intensiven Lichtstrahl (84) mit einer ausgewählten vertikalen Höhe,

eine Einrichtung (28) zum Versetzen der Spiegeleinrichtung (74) vertikal nach unten von einem Ort vertikal über der zu prüfenden Flasche in eine Position, wo ein Teil der Spiegeleinrichtung (74) in der Flasche angeordnet ist, wodurch ein Teil des horizontalen Lichtstrahls durch eine Wand der Flasche gehen wird und der übrige Teil über die Flasche gehen wird,

eine Einrichtung (96) außerhalb der Flasche zum Empfangen des horizontalen parallel gerichteten Strahls,

eine Einrichtung (4) zum Drehen der Flasche, so daß die Empfangseinrichtung den horizontalen Strahl empfangen wird, wenn er durch horizontal kontinuierliche Teile der Spitze der Flasche geht, und

eine Einrichtung (97) zum Vergleichen des empfangenen Lichtstrahls mit einem Standard, wenn die Flasche gedreht wird, um eine Ungenauigkeit in der Spitzenoberfläche des Flaschenendes zu erkennen.

2. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Lichtquelleneinrichtung eine Lichtquelle (70) umfaßt.

3. Gerät nach Anspruch 2, wobei die Lichtquelleneinrichtung weiterhin eine Unseneinrichtung (72) zum Sammeln des Lichts von der Lichtquelle (70) und zum Fokussieren des gesammelten Lichts zu der Spiegeleirtrichtung (74) umfaßt.

4. Gerät nach Anspruch 3, wobei die Lichtquelleneinrichtung weiterhin eine Einrichtung (76) zum Diffundieren des fokussierten Lichts in einen parallel gerichteten und einheitlich intensiven Lichtstrahl umfaßt.