ES2285218T3 - Dispositivo para examinar envases llenos mediante rayos x emitidos oblicuamente. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para examinar envases llenos (10) respecto a cuerpos extraños (26), como astillas de vidrio, comprendiendo un dispositivo de transporte (16) para transportar los envases (10) individualmente uno por uno en una hilera en un plano de transporte horizontal con una primera y una segunda fuente de rayos X (18) para la emisión de rayos X (24) en una dirección predeterminada y con un dispositivo (20, 22) para detectar los rayos X (24) después de pasar a través del envase (10), estando inclinada la dirección en la que se emiten los rayos X (24) de las fuentes de rayos X (18), entre 10º y 60º respecto al plano de transporte y la primera fuente de rayos X (18) está dispuesta por encima del plano de transporte y cuyos rayos X (24) están dirigidos desde arriba hacia el plano de transporte, caracterizado porque la segunda fuente de rayos X (18) está dispuesta por debajo del plano de transporte y cuyos rayos X (24) están dirigidos desde abajo hacia el plano de transporte.
Description
Dispositivo para examinar envases llenos
mediante rayos X emitidos oblicuamente.
La invención se refiere a un dispositivo para
examinar envases llenos respecto a cuerpos extraños, como astillas
de vidrio, comprendiendo un dispositivo de transporte para
transportar los envases individualmente uno por uno en una hilera
en un plano de transporte, con una primera fuente de rayos X para la
emisión de un rayo X en una dirección predeterminada y con un
dispositivo para detectar los rayos X después de pasar por los
envases, estando inclinada la dirección en la que se emiten los
rayos X de la fuente de rayos X, entre 10º y 60º respecto al plano
de transporte.
El control de bienes envasados en envases, por
ejemplo, zumos de fruta en botellas de bebidas, mediante rayos X es
un método conocido en la industria alimenticia. Surgen problemas con
el control respecto a cuerpos extraños que tienen una densidad
mayor que los bienes envasados y que, por lo tanto, bajan hacia
abajo en los envases. En envases con fondo abombado hacia arriba,
tal como sucede con muchas botellas de bebidas, los cuerpos extraños
se deslizan en el abombado del fondo de envase hacia el borde
interior del envase. Allí son difíciles de reconocer mediante rayos
X, ya que los rayos X no tienen que pasar sólo por la pared vertical
del envase, sino también por el fondo del envase, y están
orientados así por el abombado del fondo de envase en un ángulo de,
por ejemplo, 10º respecto a la superficie abombada del fondo de
envase y recorren por lo tanto una distancia muy larga dentro del
material de envase. Un debilitamiento adicional de los rayos X por
cuerpos extraños presentes eventualmente tiene, debido a esto, un
efecto relativamente débil y frecuentemente ya no es posible
detectarlos. Por otro, irregularidades en la superficie del fondo
de envase causan fácilmente la impresión de un cuerpo extraño.
Para resolver este problema se conoce del
documento WO 93/04669 el modo de examinar los envases mediante dos
fuentes de rayos X, estando dispuestas las dos fuentes de rayos X a
la misma altura respecto a un plano de transporte, y por encima del
plano de transporte.
Ya que el dispositivo para examinar está
dispuesto simétricamente respecto a la línea media del dispositivo
de transporte y los envases simétricos se transportan exactamente en
este plano de simetría, el dispositivo envía captaciones de rayos X
con simetría especular.
Las dos captaciones se substraen una de otra lo
que normalmente produce una imagen vacía. Sin embargo, cuando se
encuentra un cuerpo extraño en el recipiente examinado, las dos
captaciones de rayos X no son simétricas, a menos que el cuerpo
extraño se encuentre exactamente en el plano de simetría.
Para resolver este problema se conoce del
documento EP-A-0 795 746 el modo de
examinar los envases mediante dos rayos X, uno de los cuales tiene
un ángulo de 45º en dirección de transporte y el otro 45º contra la
dirección de transporte, de manera que se encuentran en un ángulo
recto entre sí.
Del documento
EP-A-0 961 114 se conoce como poner
de cabeza el envase para este examen, de manera que cuerpos
extraños eventualmente presentes descienden hacia abajo a la tapa y
pueden ser detectadas en esto con certeza mediante rayos X.
Del documento WO 01/44791 se conoce como
inclinar el envase en aproximadamente 80º hacia el lado y examinarlo
entonces mediante un rayo X de orientación vertical respecto a la
presencia de cuerpos extraños.
La invención, según se expone en la
reivindicación 1, se basa en el objetivo de mejorar la fiabilidad de
reconocimiento de cuerpos extraños en envases llenos.
Una fuente de rayos X apropiada produce, por
ejemplo, un rayo X con 50 a 100 keV, particularmente 60 keV.
Fondos de envases abombados tienen en el borde
generalmente una inclinación máxima entre aproximadamente 10º a
60º. La fuente de rayos X se posiciona de forma que el curso de los
rayos en el punto de la inclinación máxima del fondo de envase
-esto es generalmente el borde del fondo de envase- sea
aproximadamente tangencial respecto al abombado del fondo de
envase. Esto es posible lograrlo tanto mediante una disposición de
la fuente de rayos X por encima del plano de transporte como
también por debajo del plano de transporte.
Si la fuente de rayos X está dispuesta por
encima del plano de transporte, entonces la parte superior del rayo
X discurre por la región del fondo de envase orientada en dirección
opuesta de la fuente de rayos X, aproximadamente tangencial al
abombado del fondo de envase. El rayo X atraviesa debido a esto el
material del envase solamente en el lado anterior y el lado
posterior de la pared, pero no hace un recorrido más largo dentro
del fondo del envase. Con una inclinación de, por ejemplo 30º, se
alarga el recorrido dentro de la pared de envase de alineación
vertical tan sólo en aproximadamente 15%. El contraste de
diferencias de intensidad causado por cuerpos extraños se reduce
solamente de manera insignificante debido a esto.
En la región del borde interior del fondo de
envase, que está orientada hacia la fuente de rayos X, se dan
condiciones favorables de manera parecida. Si el fondo del envase
tiene una inclinación en subida de, por ejemplo 30º, entonces el
rayo X discurre luego con un ángulo de 60º respecto al fondo del
envase, de forma que también aquí hay un alargamiento del
recorrido, en comparación con una incidencia en ángulo recto, de
sólo aproximadamente 15%.
El rayo X puede estar orientado también desde
abajo a un ángulo de, por ejemplo, 30º respecto al plano de
transporte relativo al fondo de envase. En la región orientada hacia
la fuente de rayos X, el rayo X discurre entonces aproximadamente
tangencialmente respecto al abombado del fondo de envase, mientras
que en la región del borde interior del fondo de envase, orientada
en dirección opuesta de la fuente de rayos X, discurre entonces, en
el caso seleccionado, con un ángulo de aproximadamente 60º respecto
al fondo de envase.
Los rayos X están alineados en todo caso,
preferentemente, en ángulo recto respecto a la dirección de
transporte.
Los envases se examinan mediante dos rayos X, de
los que uno se dirige desde arriba, y el otro desde abajo hacia el
fondo del envase. Preferentemente, ambas fuentes de rayos X están
dispuestas en el mismo lado del dispositivo de transporte. Los
ángulos bajo los cuales los rayos X son orientados al fondo de
envase pueden ser aproximadamente de igual magnitud o diferentes.
Preferentemente son aproximadamente de 30º. También es posible usar
todavía más fuentes de rayos X, por ejemplo una tercera fuente de
rayos X que orienta un rayo X paralelamente respecto al plano de
transporte o que se dirige bajo otro ángulo al fondo del envase que
la primera y la segunda fuente de rayos X. El ángulo de los rayos X
respecto al dispositivo de transporte también puede ser
diferente.
El dispositivo para detectar los rayos X está
dispuesto en el lado opuesto de la fuente de rayos X en relación
con el dispositivo de transporte. Este dispositivo puede ser una
línea o un campo bidimensional de detectores de rayos X. Los
detectores de rayos X pueden ser fotodiodos con un cristal de
cintilación. Preferentemente, sin embargo, el dispositivo de
detección es un convertidor radiográfico o un amplificador
radiográfico con una cámara CCD conectada a continuación. Por el
uso de semejante sensor de área se disminuye el período de
exposición necesario a un mínimo y se reduce así la exposición a
radiación del producto y del medio ambiente.
Cada fuente de rayos X tiene asociado un
dispositivo para detectar los rayos X y para evaluar la información.
Mediante la comparación de la información suministrada por los
dispositivos individuales de detección es posible además una
determinación tridimensional del defecto, por lo que se puede
diferenciar entre cuerpos extraños y defectos en el material de la
pared de envase.
Preferentemente, las imágenes de dos rayos X se
acoplan en un sensor de área. El ángulo de divergencia de los rayos
X y la distancia de las fuentes de rayos X del dispositivo de
transporte en un lado y la distancia del sensor de área del
dispositivo de transporte en el otro lado son ajustados entre sí de
forma que en la mitad superior del sensor de área aparece la imagen
producida por los rayos X que viene de abajo, mientras que en la
mitad inferior del sensor de área aparece la imagen producida por
los rayos X que viene desde arriba. Los defectos que aparecen en
una de las imágenes pueden buscarse y confirmarse en la respectiva
otra imagen.
El dispositivo de transporte puede ser un
transportador usual de cadena de eslabones con eslabones de materia
sintética. Si los eslabones de cadena interfieren con la imagen
radiográfica, entonces puede usarse un transportador de correa con
el que se transportan los envases mediante dos correas que atacan
los envases lateralmente. Un dispositivo semejante de transporte se
conoce del documento EP-A-0 124 164.
Además, no se apoya el fondo de los envases. El plano de transporte
se define en esto por los fondos de los envases. Preferentemente es
horizontal. Particularmente en el caso de usar un transportador de
correas, sin embargo, puede estar también inclinado.
Objeto de la invención es adicionalmente el uso
del dispositivo precedentemente descrito para examinar envases
llenos respecto a cuerpos extraños, particularmente botellas de
vidrio con fondo abombado. La fuente de rayos X o las fuentes de
rayos X se posicionan preferentemente de forma que el curso de los
rayos sea aproximadamente tangencial al abombado del fondo de
envase en el punto de la máxima inclinación del fondo de envase.
Se explican a continuación ejemplos de
realización de la invención mediante dibujos, mostrando las figuras
1 y 2 dispositivos de examen con una fuente individual de rayos X
que no son objeto de la
invención. Muestran:
invención. Muestran:
Fig. 1 un dispositivo para examinar en el que el
rayo X está dirigido en un ángulo de 30º desde arriba hacia el
plano de transporte;
Fig. 2 un dispositivo para examinar en el que el
rayo X es dirigido en un ángulo de 30º desde abajo hacia el plano
de transporte;
Fig. 3 un ejemplo de realización con dos rayos X
visto en dirección de transporte y
Fig. 4 el ejemplo de realización de la fig. 3 en
vista lateral.
En los ejemplos de realización, los envases son
respectivamente botellas de bebidas 10 de vidrio que tienen en su
región inferior una pared 12 cilíndrica y un fondo de botella 14
abombado hacia arriba. Las botellas 10 son transportadas puestas
verticalmente en un dispositivo de transporte 16. El dispositivo de
transporte 16 es un transportador usual de cadena de eslabones. A
distancia junto al dispositivo de transporte 16 está dispuesto en
un lado una fuente de rayos X 18 de 60 keV y en el otro lado un
dispositivo para detectar los rayos X. Este dispositivo es un
sensor de área en forma de un convertidor radiográfico 20. La imagen
generada por el convertidor radiográfico 20 es registrada por una
cámara CCD 22.
El lado superior del dispositivo de transporte
16 define un plano de transporte. El rayo X 24 está inclinado, en
el ejemplo de realización de la fig. 1, con un ángulo de 30º desde
arriba hacia el plano de transporte. La distancia de la fuente de
rayos X 18 del dispositivo de transporte 16 es aproximadamente de 30
cm y el rayo X 24 tiene una divergencia de 15º, de forma que el
fondo completo de botella que tiene un diámetro de aproximadamente
7 cm, se encuentra dentro del rayo X 24. El convertidor radiográfico
20 está dispuesto a la mínima distancia posible junto al
dispositivo de transporte 16 y captura al menos la región del rayo X
24 que ha traspasado el fondo de botella 14.
En el ejemplo de realización representado en la
fig. 1, un cuerpo extraño 26, por ejemplo, una astilla de vidrio se
encuentra en el lado opuesto a la fuente de rayos X 18 del borde
interior del fondo de botella 14. El cuerpo extraño 26 absorbe o
difracta los rayos X y puede detectarse en el convertidor
radiográfico 20 como mancha 32 oscura. Como se aprecia en la fig.
1, los rayos traspasan, en la cercanía inmediata de los rayos que
inciden en el cuerpo extraño 26, el lado anterior y el lado
posterior de la pared 12 de la botella 10 con un ángulo de
aproximadamente 60º. Esto es cierto también para los rayos que pasan
inmediatamente por debajo de estos, que pasan aproximadamente
tangencialmente al abombado del borde del fondo de botella 14. Los
rayos que se encuentran aún un poco más abajo, por el contrario,
pasan por un recorrido relativamente largo dentro del fondo de
botella 14 y se debilitan por esto muy fuertemente, siendo que
irregularidades en la cara superior o en la cara inferior del fondo
de botella 14 tienen un efecto muy grande. Los rayos en el entorno
inmediato del cuerpo extraño 26, sin embargo, son debilitados de
manera muy uniforme, de forma que el cuerpo extraño 26 es
detectable en el convertidor radiográfico 20 por un contraste claro
de luminosidad.
En el ejemplo de realización de la fig. 2, la
fuente de rayos X está dispuesta por debajo del plano de transporte
y el rayo X 24 está dirigido con un ángulo de 30º desde abajo hacia
el plano de transporte. El mismo cuerpo extraño 26 como en la fig.
1 se distingue también aquí claramente de su entorno. El ángulo con
el que se dirigen los rayos en el entorno del rayo que incide en el
cuerpo extraño 26 hacia el fondo de botella 14, resulta de 30º más
la inclinación del borde del fondo de botella 14, que típicamente
también es de 30º. Irregularidades eventuales del espesor de
material en la botella 10, por el contrario, tienen poco efecto.
Respecto a la disposición del convertidor radiográfico 20 y de la
cámara CCD 22, el ejemplo de realización de la fig. 2 se corresponde
a aquel de la fig. 1.
En el ejemplo de realización según las fig. 3 y
4 están previstas dos fuentes de rayos X 18, siendo que el rayo X
24 emitido por la primera fuente de rayos X 18 está dirigido desde
arriba hacia el plano de transporte con un ángulo de 30º, mientras
que la segunda fuente de rayos X 18 está dispuesta por debajo del
plano de transporte y el rayo X 24 emitido por ella está dirigido
desde abajo hacia el plano de transporte con un ángulo de 30º. La
distancia de las fuentes de rayos X 18 al dispositivo de transporte
y la divergencia de los rayos X 24 emitidos, así como el tamaño del
convertidor radiográfico 20 y su distancia del dispositivo de
transporte 16 se seleccionan en esto de forma que la imagen
producida por el primer rayo X 24 se encuentre en la mitad inferior
del convertidor radiográfico 20 y la imagen 30 producida por el
segundo rayo X 24 en la mitad superior del convertidor radiográfico
20. El cuerpo extraño 26 está dispuesto nuevamente de la misma
manera como en las fig. 1 y 2 y produce una mancha 32 de
luminosidad reducida tanto en la primera imagen 28 como también en
la segunda imagen 30. Ambas imágenes son tomadas con una única
cámara CCD 22. Con métodos usuales de procesamiento de imágenes
puede determinarse la posición espacial precisa del cuerpo extraño
26 mediante la posición de las dos manchas 32. Si esta posición
está en el lado exterior de la pared 12 de la botella 10, entonces
puede deducirse de ello que no se trata de un cuerpo extraño 26 en
el interior de la botella 10 sino, por ejemplo, de una elevación en
el lado exterior de la pared 12. En ese caso la botella 10 no es
defectuosa.
Las condiciones respecto al curso de los rayos X
24 en relación con el abombado del fondo de botella 14 y respecto a
las paredes de envase 12 son intercambiadas en los ejemplos de
realización según las fig. 1 y 2, si el cuerpo extraño 16 no está
en el lado opuesto de las fuentes de rayos X 18 del fondo de botella
14 sino en el lado orientado hacia ellos del fondo de botella
14.
En lo que respecta a la precisión de detección y
la nitidez de contraste de las manchas 32 de reducida intensidad
causadas por el cuerpo extraño 26, se tienen para la primera imagen
28 las mismas condiciones que en el ejemplo de realización según la
fig. 1, y para la segunda imagen 30 las mismas condiciones que en el
ejemplo de realización según la fig. 2. Las condiciones nuevamente
son, aproximadamente, intercambiadas, si el cuerpo extraño 26 se
encuentra en el lado del fondo de botella 14 orientado hacia las
fuentes de rayos X 18.
\global\parskip0.500000\baselineskip
10
\tabulBotella
12
\tabulPared
14
\tabulFondo de botella
16
\tabulDispositivo de transporte
18
\tabulFuente de rayos X
20
\tabulConvertidor radiográfico
22
\tabulCámara CCD
24
\tabulRayo X
26
\tabulCuerpo extraño
28
\tabulPrimera imagen
30
\tabulSegunda imagen
32
\tabulMancha
\global\parskip0.000000\baselineskip
Claims (8)
1. Dispositivo para examinar envases llenos (10)
respecto a cuerpos extraños (26), como astillas de vidrio,
comprendiendo un dispositivo de transporte (16) para transportar los
envases (10) individualmente uno por uno en una hilera en un plano
de transporte horizontal con una primera y una segunda fuente de
rayos X (18) para la emisión de rayos X (24) en una dirección
predeterminada y con un dispositivo (20, 22) para detectar los
rayos X (24) después de pasar a través del envase (10), estando
inclinada la dirección en la que se emiten los rayos X (24) de las
fuentes de rayos X (18), entre 10º y 60º respecto al plano de
transporte y la primera fuente de rayos X (18) está dispuesta por
encima del plano de transporte y cuyos rayos X (24) están dirigidos
desde arriba hacia el plano de transporte, caracterizado
porque la segunda fuente de rayos X (18) está dispuesta por debajo
del plano de transporte y cuyos rayos X (24) están dirigidos desde
abajo hacia el plano de transporte.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el
que cada fuente de rayos X (18) está asociada con un dispositivo
(20, 22) para detectar los rayos X (24) después de pasar a través de
los envases (10) y los rayos X detectados por los dispositivos de
detección (20, 22) son comparados entre sí en un dispositivo
de
evaluación.
evaluación.
3. Dispositivo según la reivindicación 2, en el
que la disposición es realizada de forma que los rayos de ambas
fuentes de rayos X (18) inciden en regiones separadas entre sí del
dispositivo (20) para detectar los rayos X (24).
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 3, en el que las dos fuentes de rayos X (18) están dispuestas
sobre el mismo lado del dispositivo de transporte (16).
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 4, en el que los rayos X (24) están orientados aproximadamente
en ángulo recto respecto a la dirección de transporte.
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 5, en el que el dispositivo para detectar los rayos X (24) es
un convertidor radiográfico (20) con cámara CCD (22) conectada a
continuación.
7. Uso del dispositivo según una de las
reivindicaciones 1 a 6 para examinar envases llenos (10) respecto a
cuerpos extraños.
8. Uso según la reivindicación 7, en el que las
fuentes de rayos X (18) son posicionadas de forma que el curso de
los rayos es aproximadamente tangencial respecto a la inclinación
máxima del abombado del fondo de envase.
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