DE4400179C2 - Vorrichtung zur Behältnisprüfung - Google Patents
Vorrichtung zur BehältnisprüfungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach
dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2.
Aus der Technischen Rundschau, Heft 31, 1993, S. 44-51, ist es
bekannt, dreidimensionale Verformungen mit einer 3 D-
Meßtechnik zu vermessen, wobei entweder punktweise einer
nacheinander von dem Objekt reflektierter und abgelenkter
Strahl bezüglich der Lage seiner Auftrefforte am Sensor
triangulatorisch ausgewertet wird oder die Lage von
Objektpunkten durch eine Nachführung der Fokussierung eines
Beleuchtungsmusters anhand des Nachführungsmaßes ermittelt
wird. Außerdem ist es bekannt, die Defokussierung der
Abbildung eines auf dem Objekt erzeugten runden Lichtfleckes
zu vermessen und aus der Defokussierung jeweils die Tiefenlage
des bestrahlten Objektoberflächenbereichs zu bestimmen. Die
Fokussierungswirkung einer gekrümmten zur beurteilenden
Oberfläche wurde dabei nicht genutzt.
In der Getränke- und Nahrungsmittelindustrie werden eine
Vielzahl von Behältnissen, wie Flaschen und Gläser, nach der
Befüllung evakuiert und dann mit einem Deckel verschlossen.
Durch das Absaugen der Luft im Behälter wird eine bessere
Haltbarkeit des jeweiligen Abfüllgutes erzielt.
Der Verschlußdeckel eines evakuierten Behältnisses wird durch
den Unterdruck geringfügig verformt und nach innen eingezogen.
Beim Öffnen des Behälters wird die Verformung sprunghaft
rückgängig gemacht, was einen Knacklaut erzeugt. Dieser
Knacklaut wird vom Verbraucher als "Frischenachweis" und
"Unversehrtheits-Siegel" aufgefaßt. Aus diesem Grunde werden
sogar speziell ausgeformte Verschlußdeckel eingesetzt, die
diesen Knack-Effekt beim ersten Öffnen besonders ausgeprägt
erzeugen.
Die Abfüllung, Evakuierung und das Verschließen der
evakuierten Behältnisse erfolgt automatisch, wobei mit hohen
Durchsatzzahlen (z. B. Flaschen pro Minute) gearbeitet wird.
Bei einer fehlerhaften Evakuierung, d. h. bei nicht erfolgter
Absaugung der Luft aus den Behältnissen, entsteht daher, wenn
der Fehler nicht sofort erkannt wird, ein beträchtlicher
wirtschaftlicher Schaden.
Es ist somit notwendig, die Behältnisse daraufhin zu
überprüfen, ob in ihnen Vakuum vorhanden ist, d. h. ob sie
ordnungsgemäß evakuiert worden sind.
Bisher wurden die Verschlußdeckel zur Vakuumüberprüfung im
mechanischen Berührungskontakt, z. B. mit einer Mikrometeruhr,
abgetastet, um die im Fall eines evakuierten Behältnisses
vorhandene, nach innen gezogene Wölbung auf dem
Verschlußdeckel festzustellen. Für den Einsatz zur Überprüfung
während des Transportes der Behältnisse auf einem Förderband
ist dieses mechanische Abtasten aufgrund seiner Trägheit
schlecht geeignet. Wenn die Behältnisse auch nur geringfügig
wackeln, ist eine Vakuum-Prüfung nach diesem Verfahren nicht
mehr möglich. Die Umrüstung der bekannten Prüfvorrichtungen
für verschiedene Behältnis- und Verschlußdeckelgrößen ist
darüberhinaus sehr aufwendig und zeitintensiv. Durch den
Berührungskontakt ist eine verschleißfreie Überprüfung nicht
möglich.
Aus der OS 37 25 739 ist ein Verfahren zum Überprüfen der
Dichtheit von Behältnissen mit aufgeschweißtem Deckel bekannt,
bei welchem mittels analoger, u. U. auch optisch arbeitender
Wegaufnehmer die Höhenauslenkung des Verschlußdeckels unter
externer Druckänderung relativ zu einem für jedes Prüfobjekt
unter Normalbedingungen einzeln zu bestimmenden Referenzwert
gemessen wird. Bei diesem Verfahren wird hierzu zunächst mit
einem Wegaufnehmer als Referenzwert die Lage eines Punktes auf
der Deckeloberfläche des unter einer Saugglocke befindlichen Behältnisses
bei Normaldruck registriert. Anschließend wird das
Behältnis unter der Saugglocke einem äußeren Unterdruck
ausgesetzt und dann die Lage des betreffenden Punktes auf der
bei einem ordnungsgemäß verschlossenen Behältnis nach außen
gewölbten Deckeloberfläche erneut gemessen und mit dem
Referenzwert verglichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der
eingangs genannten Art zu schaffen, die in einfacher,
zuverlässiger und schneller Weise die Erkennung auch von
kleinsten Wölbungen auf Verschlußdeckeln von evakuierten
Behältnissen, auch bei bewegten und unter Umständen auch
unkontrolliert bewegten, z. B. wackelnden Prüfobjekten
ermöglicht, die verschleißfrei arbeitet und eine einfache
Einstellung auf unterschiedlich große Prüfobjekte
gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des
Patentanspruchs 1 bzw. 2 gelöst. Die sich daran
anschließenden Unteransprüche enthalten vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet mit Licht und nutzt
die optischen Abbildungseigenschaften einer verformten oder
gewölbten Oberfläche im Unterschied zu einer planaren
Oberfläche zur Erkennung eben dieser Verformungen und
Wölbungen aus. Eine konkave Wölbung eines
durch Unterdruck
eingezogenen Verschlußdeckels einer evakuierten Flasche
hat - vorausgesetzt, die Oberfläche hat einen
gewissen Reflexionsgrad - ähnliche optische
Abbildungseigenschaften wie ein Hohlspiegel. Durch die
Auswirkung dieses Effektes wird die Messung im Gegensatz zu
dem in der OS 37 25 739 genannten Verfahren äußerst einfach
und unempfindlich gegenüber Störungen.
Die Vorrichtung kann eine Lichtquelle, die im sichtbaren oder
infraroten Spektralbereich arbeitet, und einen für den
jeweiligen Spektralbereich entsprechenden lichtempfindlichen
Sensor aufweisen, welche so auf die zu prüfende Oberfläche gerichtet
sind, daß die von der Lichtquelle auf die zu prüfende
Oberfläche einfallende Strahlung von dieser direkt oder
indirekt zum Sensor reflektiert wird. Eine konkave Wölbung auf
der zu prüfenden Oberfläche wird z. B. die einfallenden
Strahlen hohlspiegelartig fokussiert zum Sensor reflektieren.
Damit wird auf dem Sensor im Unterschied zu einer planaren
oder konvexen Wölbung ein kleinerer und bezogen auf die
Lichtintensität pro Fläche ein hellerer Lichtfleck erzeugt.
Gestalt, Größe und/oder die Lichtintensität in wenigstens
einem Flächenelement des jeweils von dem reflektierten Licht
erzeugten Lichtfleckes sind mit dem lichtempfindlichen Sensor,
z. B. eine CCD-Kamera oder ein Array aus einzelnen, separaten
Fotozellen, meßbar. Dazu ist der Sensor an eine
Intensitätsmeßschaltung oder an einen Bildverarbeitungs- und
Auswertecomputer angeschlossen. Eine Meßung einzelner
Referenzwerte für jedes Behältnis ist hierbei nicht notwendig.
Es müssen für jeden Prüfobjekttyp nur einmal die Referenzwerte
(Intensitätsschwellenwert, Ausdehnungsgrenzwert) festgelegt
werden.
Mit dieser Vorrichtung sind bei einem entsprechend langen
Lichtweg selbst geringste Verformungen nachweisbar wie bei
einem Lichtzeigermeßinstrument, wo kleinste Auslenkungen
aufgrund des langen Lichtweges nachweisbar sind. Die optische
Erkennung ist naturgemäß sehr schnell, so daß die Prüfung auch
von relativ schnell bewegten Objekten keine Probleme bereitet.
Die Vorrichtung arbeitet berührungslos und somit
verschleißfrei. Bei entsprechender Auslegung der Lichtquelle
und des lichtempfindlichen Sensors ist auch die quasi
gleichzeitige Erkennung von mehreren Verformungen möglich,
z. B. bei einer Palette mit mehreren Behältnissen. Die
Überprüfung mit dieser Vorrichtung ist auch dann noch
zuverlässig, wenn die Prüfobjekte beim Transport wackeln.
Die Vorrichtung besitzt einen großen Toleranzbereich gegenüber
verschiedenen Prüfobjekthöhen und -lagen. Eine Einstellung auf
unterschiedlich große Prüfobjekte kann in einfacher
vorgenommen werden. Auch bei einer Schieflage der Objekte bzw.
der Deckel innerhalb weiter Grenzen kann diese Vorrichtung
problemlos eingesetzt werden. Prinzipiell könnte hiermit sogar
die Schieflage selbst detektiert werden.
Auf den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele dargestellt, die
nachfolgend näher erläutert werden. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform mit
einer auf den Verschlußdeckel einer Flasche
gerichteten Lichtquelle, einer das vom
Verschlußdeckel reflektierte Licht auffangenden
Mattscheibe und mit einer auf die Mattscheibe
gerichteten Kamera,
Fig. 2 den geometrischen Strahlenverlauf der von einer
konkav gewölbten Oberfläche (z. B. ein durch Vakuum
eingezogener Verschlußdeckel) reflektierten
Lichtstrahlen,
Fig. 3 eine Draufsicht (gemäß Ansicht "A", Fig. 2) auf die
Mattscheibe mit einem durch die reflektierten
Lichtstrahlen erzeugten Lichtfleck,
Fig. 4 den geometrischen Strahlenverlauf der von einer
planaren Oberfläche (nicht eingezogener
Verschlußdeckel), reflektierten Lichtstrahlen,
Fig. 5 eine Draufsicht (gemäß Ansicht "A", Fig. 4) auf die
Mattscheibe mit einem durch die reflektierten
Lichtstrahlen erzeugten Lichtfleck,
Fig. 6 ein Diagramm, welches die Lichtintensität entlang
einer durch den kleinen, hellen Lichtfleck in Fig. 3
verlaufenden Linie darstellt,
Fig. 7 ein Diagramm, welches die Lichtintensität entlang
einer durch den großen, schwachen Lichtfleck in
Fig. 5 verlaufenden Linie darstellt,
Fig. 7A ein weiteres Diagramm, welches die Lichtintensität
(I) entlang einer durch einen Lichtfleck,
verlaufenden Linie (X) darstellt,
Fig. 7 B ein Diagramm, welches die differentielle Änderung
(dI/dx) der Lichtintensität (I) entlang der durch
den Lichtfleck verlaufenden Linie (X) entsprechend
der Fig. 7A darstellt,
Fig. 8
bis Fig. 10
unterschiedliche Arten von Lichtquellen
Fig. 11 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform mit
einer auf zwei unterschiedlich hohe Behältnisse
gerichteten Lichtquelle, einer im reflektierten
Strahlengang angeordneten Mattscheibe und einer
Kamera,
Fig. 12 eine Darstellung eines auf einen Verschlußdeckel
einfallenden und von diesem reflektierten
Lichtkegel,
Fig. 13 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform mit
einer Lichtquelle und einer Kamera mit vorgeordneter
Sammellinse für die von Verschlußdeckeln
reflektierten Strahlen,
Fig. 14 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform in
zwei unterschiedlichen, den Prüfobjekten angepaßten
Höhenlagen,
Fig. 15 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform mit
einer auf den Verschlußdeckel einer Flasche
gerichteten Lichtquelle und einem gekrümmten Spiegel
zur Fokussierung der vom Verschlußdeckel
reflektierten Strahlen auf den lichtempfindlichen
Sensor,
Fig. 16 eine Draufsicht auf ein Array aus einzelnen
Photozellen mit einem kleinen, hellen Lichtfleck
(vgl. Fig. 3),
Fig. 17 eine Draufsicht auf ein Array aus einzelnen
Photozellen mit einem großen, schwachen Lichtfleck.
In Fig. 1 ist schematisch die Vorrichtung zur Erkennung einer
durch Unterdruck erzeugten, konkaven Wölbung auf dem
Verschlußdeckel (3) eines evakuierten Behältnisses (4)
dargestellt. Die von einer auf den Verschlußdeckel (3)
gerichteten Lichtquelle (1) ausgesandten Strahlen (6) werden
von der Verschlußdeckel-Oberfläche (3A) reflektiert und von
einer Mattscheibe (5) zur Erzeugung eines Lichtfleckes (8)
aufgefangen.
Auf die Mattscheibe (5) ist ein lichtempfindlicher Sensor (2),
z. B. eine Matrix-Kamera (CCD-Kamera) gerichtet, welche die
Mattscheibe (5) mit dem Lichtfleck (8) optisch erfaßt. Das mit
der Matrix-Kamera (2A) aufgenommene Bild der Mattscheibe (5)
kann in einem digitalen Bildspeicher in einer Bildpunktematrix
aus Zeilen und Spalten gespeichert werden. Die Speicherinhalte
der einzelnen Bildpunkte der Bildpunktematrix entsprechen den
jeweiligen Lichtintensitäten. Mit einem Bildverarbeitungs- und
Auswertecomputer ist so die Gestalt, Größe und Lichtintensität
eines auf der Mattscheibe (5) eingefangenen Lichtfleckes (8)
vermeßbar.
In den Fig. 2 bis 5 sind die optischen Abbildungseigenschaften
einer durch Unterdruck konkav gewölbten Verschlußdeckel-
Oberfläche (3A) im Unterschied zu einer planaren
Verschlußdeckel-Oberfläche (3C) dargestellt.
Die konkav gewölbte Verschlußdeckel-Oberfläche (3B) hat
ähnliche optische Abbildungseigenschaften wie einen
Hohlspiegel, vorausgesetzt, daß die Oberfläche einen gewissen
Reflexionsgrad aufweist. Parallel einfallendes Licht (6) wird
von der konkav gewölbten Oberfläche fokussiert und erzeugt auf
der im reflektierten Strahlengang (7) angeordneten Mattscheibe
(5) einen kleinen, hellen Lichtfleck (8) - vgl. Fig. 3 -.
Bei der Reflexion an einer planaren Oberfläche (3C) ist im
Unterschied zur Reflexion an der konkaven Oberfläche (3B) der
Lichtfleck (8) auf der Mattscheibe (5) größer und weniger hell
(vgl. Fig. 4 und 5).
In Fig. 6 und Fig. 7 sind Intensitätsverteilungs-Diagramme
dargestellt. Die Diagramme zeigen die Intensitätsverteilung
längs einer jeweils durch den auf der Mattscheibe (5)
erzeugten Lichtfleck (8) verlaufenden Linie (X). Die in Fig. 6
gemessene Intensitätsverteilung resultiert aus der Reflexion
an einer konkav gewölbten Oberfläche (3B). Der Durchmesser (D)
dieses Lichtfleckes (8) ist deutlich kleiner als der
Durchmesser der durch Reflexion an einer planaren Oberfläche
(3C) erzeugten Lichtfleckes (X).
Die Lichtintensitäten (I) werden von einer mit dem Sensor (2)
verbundenen Intensitätsmesschaltung (nicht dargestellt)
ermittelt. Fig. 7A zeigt ein weiteres, mögliches
Intensitätsverteilungs-Diagramm mit einer ausgeprägten
Struktur. An Hand der differentiellen Änderung (dI/dx) der
Lichtenintensität (I) - vgl. Fig. 7 B - lassen sich typische
Kurvenbetrachtungen durchführen. Zum Beispiel läßt sich das
Intensitätsmaximum durch den Null-Durchgang der
differentiellen Änderung (dI/dx) der Lichtintensität (I)
ermitteln. Das Maximum der Flankensteigung des
Kurvenverlaufes der Lichtintensität läßt sich z. B. durch den
Null-Durchgang der zweimalig differentiellen Änderung
(d2I/dx2) ermitteln.
Eine konkave Wölbung (3B) auf der zu prüfenden Oberfläche (3A
wird von der Vorrichtung erkannt, wenn der auf der Mattscheibe
(5) erzeugte Lichtfleck (8) in mindestens einer Richtung (X)
kleiner als ein vorgebbarer Grenzwert ist und/oder die
Lichtintensität (I) in wenigstens einem Flächenelement/Punkt
des Lichtfleckes (8) größer als ein vorgebbarer Schwellwert
(IS) ist.
In einer Ausführungsform ist für die Lichtquelle (1) eine
Parallellichtquelle (1A) vorgesehen (vgl. Fig. 2, 4 und 9). In
einer weiteren Ausführungsform ist eine Punktlichtquelle (1B)
vorgesehen (vgl. Fig. 10, 11, und 13), welche die zu
prüfende Oberfläche (3A) mit einem Lichtkegel (6A) anstrahlt.
Alternativ dazu wird die zu prüfende Oberfläche (3A) von einer
feinen Lichtstrahl mit verschwindend kleiner Divergenz (z. B.
einem LASER-Strahl) angestrahlt, welcher mit einer
einstellbaren Frequenz periodisch in einem
Schwenkwinkelbereich geschwenkt wird.
Bei einer Ausführungsform wird eine Lichtquelle (1)
eingesetzt, die im sichtbaren Spektralbereich abstrahlt, z. B.
eine Glühlampe oder ein mit einer bestimmten Frequenz
abstrahlender Laser. Alternativ dazu wird als Lichtquelle (1)
ein Infrarotlicht-Sender eingesetzt. Der lichtempfindliche
Sensor (2) ist dabei jeweils von einem für den jeweiligen
Spektralbereich empfindlichen Empfänger gebildet.
Bei der Verwendung von sichtbarem Licht sind die Lichtquelle
(1), der lichtempfindliche Sensor (2) und die zu prüfende
Oberfläche (3A) zum Schutz vor Fremd- und Streulicht,
vorzugsweise von einer innenseitig geschwärzten
Verdunkelungskammer (9) umgeben. Bei der Verwendung von
infrarotem Licht ist eine solche Verdunkelungskammer nicht
notwendig.
Infrarotlicht-Sender und -Empfänger sind auf eine bestimmte
Frequenz einstellbar. Der Infrarotlicht-Sender wird
vorzugsweise gepulst betrieben, wodurch eine hohe
Strahlungsleistung erzielbar ist.
In der Getränke- und Nahrungsmittelindustrie sollen die zu
überprüfenden Behältnisse während des Transportes auf einem
Förderband untersucht werden. Ein dafür geeigneter,
lichtempfindlicher Sensor (2) ist in Fig. 12 dargestellt. Er
besteht aus einem senkrecht zur Transportrichtung verlaufenden
Sensorstreifen (2B), der aus einzelnen, nebeneinander
angeordneten Photozellen (2C) gebildet ist, wobei der von
einem Verschlußdeckel (3A) reflektierte Lichtkegel (7A) mehrere
Photozellen (2C) überdeckt.
Vorzugsweise ist in Transportrichtung vor der optischen
Erkennungsvorrichtung ein ankommende Behältnisse
signalisierender Initiator (nicht dargestellt) angeordnet,
welcher z. B. von einer Lichtschranke, einem mechanischen oder
induktiven Taster gebildet sein kann. Von der Vorrichtung kann
ein optisches oder ein akustisches Warnsignal gegeben werden,
wenn ein nicht evakuiertes Behältnis erkannt ist. Außerdem
kann von der Vorrichtung eine Weiche (nicht dargestellt) zur
Aussonderung von nicht evakuierten Behältnissen betätigt
werden.
Auf den Fig. 16 und 17 ist ein lichtempfindlicher Sensor (2)
dargestellt, der von einem zeilen- und spaltenförmig aus
einzelnen Photozellen (2E) aufgebauten Array (2D) gebildet
ist. Mit diesem Sensor-Array (2D) wird das von der zu
prüfenden Oberfläche (3A) reflektrierte Licht (7)
aufgefangen, wobei gleichzeitig eine ortsaufgelöste
Lichtintensitätsmessung möglich ist. Dazu ist der Sensor (2)
mit einer Intensitätsmesschaltung (nicht dargestellt) und/oder
einem Auswertecomputer (10) verbunden. Die ortsaufgelöste
Lichtintensitätsmessung wird durch die Aufteilung der
Sensorfläche in einzelne Flächenelemente ermöglicht, wobei
die Größe der Flächenelemente (2F) die Auflösung bestimmt.
In Fig. 16 ist im Vergleich zu Fig. 17 ein kleiner durch
Reflexion an einem konkav gewölbten Verschlußdeckel (3B)
erzeugter Lichtfleck (8) dargestellt, während der in Fig. 17
gezeigte, durch Reflexion an einem planaren Verschlußdeckel
(3C) erzeugte Lichtfleck (8) wesentlich größer ist. Zur
Auswertung ist es z. B. möglich, mit der
Intensitätsmesschaltung die Gesamtzahl der von reflektiertem
Licht bestrahlten Flächenelemente (2F) zu ermitteln und mit
einem vorgebbaren Grenzwert zu vergleichen. Außerdem kann die
in jeweils einem Flächenelement (2F) gemessene Lichtintensität
zu einem Schwellwert ins Verhältnis gesetzt werden.
Wenn der lichtempfindliche Sensor (2) eine Mattscheibe (5) mit
Matrix-Kamera (2A) oder ein Array (2D) aus einzelnen
Photozellen (2E) hinsichtlich der aktiven Sensorfläche groß
genug ausgelegt ist, können mehrere, von verschiedenen
Prüfobjekten erzeugte Lichtflecke (8) gleichzeitig aufgenommen
und ausgewertet werden. Damit ist es z. B. möglich, eine
Palette mit mehreren Flaschen gleichzeitig zu überprüfen. Auch
wenn ein auf einem Förderband laufendes, zu überprüfendes
Behältnis (9) wackelt (vgl. Fig. 13), wird das von dem
Verschlußdeckel (3) reflektierte Licht (6) von dem Sensor (2)
noch aufgefangen und kann zuverlässig ausgewertet werden.
Die Vorrichtung weist einen großen Toleranzbereich gegenüber
verschieden hohen Behältnissen auf. In Fig. 11 ist eine
Lichtquelle (1) auf den Verschlußdeckel (3) einer Flasche (4A)
und auf den Verschlußdeckel eines Kleinglases (4B) geringer
Höhe gerichtet. In dem Strahlengang der reflektierten Strahlen
(7) ist eine Mattscheibe (5) zur Lichtfleck-Erzeugung
angeordnet. Trotz dieser unterschiedlichen Behältnis-Höhen
kann für jedes Behältnis (Flasche, Kleinglas) zuverlässig
zwischen einem durch Unterdruck eingezogenen Verschlußdeckel
(3A) oder einem nicht eingezogenem, planaren Verschlußdeckel
(3B) unterschieden werden.
In Fig. 14 sind Lichtquelle (1) und Matrix-Kamera (2A) als
eine gegenüber dem Prüfobjekt (Flasche, Glas)
höhenverstellbare Einheit dargestellt.
In Fig. 15 ist eine Ausführungsform dargestellt, welche einem
gekrümmten Spiegel (11) für die von der zu prüfenden
Oberfläche (3A) reflektierten Strahlen (7) aufweist, welcher
die Strahlen (7) gebündelt zum Sensor (2) reflektiert.
Die Photozellen sind von Halbleiter-Photowiderständen,
Photoelementen, Photodioden oder Phototransistoren gebildet.
Claims (20)
1. Vorrichtung mit einer Lichtquelle (1) und einem
lichtempfindlichen Sensor (2), welche auf einen
Verschlußdeckel (3) eines auf eine Evakuierung hin zu
prüfenden Behältnisses (4) und zueinander so ausgerichtet
sind, daß von der Lichtquelle (1) auf eine zu prüfende
Oberfläche (3A) des Verschlußdeckels (3) einfallende Strahlen
(6) von der Oberfläche (3A) zum Sensor (2) reflektiert werden,
und bei der das Sensorsignal mit einer elektronischen
Meßschaltung ausgewertet und bezogen auf einen Referenzwert
bewertet wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtung zur Erkennung einer durch Unterdruck erzeugten
Wölbung (3B) des Verschlußdeckels (3) verwendet wird, wobei
der auf dem Sensor (2) von dem reflektierten Licht (6)
erzeugte Lichtfleck (8), die fokussierenden Eigenschaften der
durch ein im Behältnis (4) befindliches Vakuum erzeugten
konkaven Wölbung (3B) der Verschlußdeckeloberfläche (3A)
ausnutzend, bezüglich seiner Intensität (I) mit einer
elektronischen Intensitätsmeßschaltung vermessen und mit einem
Intensitätsschwellwert (IS) verglichen wird und dann, wenn die
Lichtintensität an mindestens einem Flächenelement (2E) des
Lichtfleckes (8) den Intensitätsschwellwert (IS)
überschreitet, ein vorgegebenes Vakuum in dem Behältnis (4)
erkannt wird.
2. Vorrichtung mit einer Lichtquelle (1) und einem
lichtempfindlichen Sensor (2), welche auf einen
Verschlußdeckel (3) eines auf eine Evakuierung hin zu
prüf enden Behältnisses (4) und zueinander so ausgerichtet
sind, daß von der Lichtquelle (1) auf eine zu prüfende
Oberfläche (3A) des Verschlußdeckels (3) einfallende Strahlen
(6) von der Oberfläche (3A) zum Sensor (2) reflektiert werden,
und bei der das Sensorsignal mit einer elektronischen
Meßschaltung ausgewertet und bezogen auf Referenzwerte
bewertet wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß der auf dem Sensor (2) von dem reflektierten Licht (6)
erzeugte Lichtfleck (8), die fokussierenden Eigenschaften der
durch ein im Behältnis (4) befindliches Vakuum erzeugten
konkaven Wölbung (3B) der Verschlußdeckeloberfläche (3A)
ausnutzend, bezüglich seiner räumlichen Ausdehnung (D) mit
einer elektronischen Intensitätsmeßschaltung vermessen wird
und dabei seine räumliche Ausdehnung (D) in mindestens einer
Richtung mit einem Ausdehnungsgrenzwert verglichen wird und
dann, wenn die gemessenen räumliche Ausdehnung (D) den
Ausdehnungsgrenzwert unterschreitet, ein vorgegebenes Vakuum
in dem Behältnis (4) erkannt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß dann, wenn die gemessene Ausdehnung (D)
des Lichtfleckes (8) den Ausdehnungsgrenzwert unterschreitet
und wenn die Lichtintensität des Flächenelements (2E) des
Lichtfleckes (8) den Intensitätsschwellwert (IS)
überschreitet, ein vorgegebenes Vakuum im Behältnis (4)
erkannt wird.
4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der lichtempfindliche Sensors (2)
mit einem Bildverarbeitungs- und Auswertecomputer (10)
verbunden ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (1) und der
lichtempfindliche Sensor (2) mit ihren optischen Achsen unter
einem einstellbaren Winkel zueinander und in ihrer jeweiligen
Horizontal- und Vertikallage gegenüber der zu prüfenden
Oberfläche (3A) verstellbar angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die zu prüfende Oberfläche (3A)
von einer Parallellichtquelle (1A) angestrahlt wird.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die zu prüfende Oberfläche (3A) von einem feinen Lichtstrahl
mit verschwindend kleiner Divergenz angestrahlt wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Lichtquelle (1) von einem LASER gebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die zu prüfende Oberfläche (3A) von einem
feinen Lichtstrahl mit verschwindend kleiner Divergenz
angestrahlt wird, welcher mit einstellbarer Frequenz
periodisch in einem Schwenkwinkelbereich geschwenkt wird.
10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (1) sichtbares
Licht abstrahlt und ein für sichtbares Licht empfindlicher
Sensor (2) vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lichtquelle (1) von einer Glühlampe gebildet ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (1) von einem
Infrarotlicht-Sender und der lichtempfindliche Sensor (2) von
einem infrarotlichtempfindlichen Empfänger gebildet ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der lichtempfindliche Sensor (2)
von einer Matrix-Kamera (CCD-Kamera) gebildet ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch
gekennzeichnet, daß der lichtempfindliche Sensor (2) aus einem
aus einzelnen Fotozellen (2E) aufgebauten Array (2D) besteht.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
der lichtempfindliche Sensor (2) von einem senkrecht zur
Transportrichtung des zu prüfenden Verschlußdeckels (3)
angeordneten Sensorstreifen (2B) aus einzelnen Fotozellen (2F)
gebildet ist.
16. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in dem Strahlengang des von der zu
prüfenden Oberfläche (3A) reflektierten Lichtes (7) eine
Mattscheibe (5) zur Erzeugung eines Lichtfleckes (8)
angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in dem Strahlengang des
reflektierten Lichtes (7) vor dem lichtempfindlichen Sensor
(2) eine Linse (12) angeordnet ist.
18. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (1), der
lichtempfindliche Sensor (2) und die zu prüfende Oberfläche
(3A) zum Schutz vor Fremd- und Streulicht von einer
Verdunkelungskammer (9) umgeben sind.
19. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die von der prüfenden Oberfläche (3A)
reflektierten Stahlen (7) von einem Spiegel (11) gebündelt zum
Sensor (2) reflektiert werden.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß
der Spiegel (11) ein gekrümmter Spiegel ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944400179 DE4400179C2 (de) | 1994-01-05 | 1994-01-05 | Vorrichtung zur Behältnisprüfung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944400179 DE4400179C2 (de) | 1994-01-05 | 1994-01-05 | Vorrichtung zur Behältnisprüfung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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