HU224500B1 - Berendezés és eljárás tartályok vizsgálatára - Google Patents

Description

A találmány tárgya berendezés és eljárás tartályok vizsgálatára. A találmány szerinti berendezés és eljárás a tartályok optikai jellemzőit befolyásoló szokványos elváltozások vizsgálatára szolgál. A találmány szerinti berendezés és eljárás a tartályok vizsgált részeiről készült kétdimenziós képek összehasonlításán alapul.

Tartályok - például üvegpalackok, üvegedények gyártása során különböző típusú rendellenességek alakulhatnak ki a tartályok oldalfalán, sarkainál, hajlataiban, nyakánál és/vagy végein. Ezeket a rendellenességeket a szakirodalom „szokványos elváltozások”-nak nevezi. A szokványos elváltozások befolyásolhatják a tartályok értékesíthetőségét. Javasolták olyan villamos-optikai vizsgálati módszer alkalmazását, amellyel felismerhetők a tartályok optikai jellemzőit befolyásoló szokványos elváltozások. A módszer lényege, hogy a tartályt fényforrással megvilágítják, és a tartály megvilágított részeiről kamerával képeket készítenek. A fényforrás szolgáltathat egyenletes erősségű fényt vagy olyan fényt, amelynek intenzitása egy adott irány mentén változik. A tartály megvilágított részein található szokványos elváltozásokat a kamera által rögzített és eltárolt képen a fényerősség változása révén érzékelik.

Az US-4945228 számú szabadalom tárgyát olyan berendezés képezi, amely tartályok végén elhelyezkedő nyílás tömítőfelületének vizsgálatára szolgál. A berendezés olyan fényforrást tartalmaz, amely a tartály nyílásának tömítőfelületét világítja meg, miközben a tartály egy helyben, saját tengelye körül forog. A tartály nyílásának tömítőfelületéről visszaverődő fény által alkotott képet olyan kamerával rögzítik, amely vagy vonalszerűén, vagy mátrixba rendezett fényérzékelő elemekből áll. A kamera helyét és orientációját a tartály forgástengelyének iránya határozza meg. A kamera a tartály nyílásánál lévő tömítőfelületnek csak egy részét látja, tehát nem látja a nyílás teljes keresztmetszetét. A tartályt forgatják, és a tömítőfelület szokványos elváltozásait a kamera által lépésenként készített felvételeken látható fényerősség-változás alapján vizsgálják. Ez a berendezés elsősorban olyan elváltozások észlelésére alkalmas, amelyek a tartály nyílásának tömítőfelületéről visszaverődő fény alapján felismerhetők. Ilyen elváltozás például a „line-over-finish elváltozás, a buborékok, a kövesedés és a tartály végén található szennyeződések.

Az US-5489987 számú szabadalom tárgyát szintén olyan berendezés képezi, amely tartályok tömítőfelületének vizsgálatára szolgál. A berendezés olyan keskeny nyalábú fényforrást tartalmaz, amely a tartály tömítőfelületét hegyesszögben világítja meg, miközben a tartály saját tengelye körül forog. A fényérzékelő úgy van elhelyezve, hogy fogadni tudja a tartály tömítőfelületéről visszaverődő fénynyalábot. A fényérzékelő a visszavert fénysugarak beesési helyétől függő kimenőjelet szolgáltat. A fényforrás és a fényérzékelő révén a fénysugarak tehát különböző magasságban esnek be a fényérzékelőbe, amely a beesési helytől függő kimenőjelet állít elő. A tömítőfelület magasságának változása a fényérzékelő kimenőjelének függvényében érzékelhető. E találmány egy lehetséges változatánál a fényforrás és a fényérzékelő a tartály hossztengelyéhez viszonyítva ellentétes oldalon, egymással szemben helyezkedik el, és a tartály töm ítőfelülétén lévő görbületek, bemélyedések és kitüremkedések a tartály forgása során a fényérzékelőbe beeső fény beesési helyének változása alapján érzékelhetők.

Az US-08/856829 számú szabadalom tárgyát szintén olyan berendezés és eljárás képezi, amely tartályok tömítőfelületének vizsgálatára szolgál. E találmány egy lehetséges változatánál a tömítőfelületét két - első és második - fényforrás világítja meg a tartály tengelyéhez és a tömítőfelület névleges síkjához viszonyítva különböző hegyesszögekből. Az első és második fényforrás által kibocsátott és a tartály tömítőfelületéről visszaverődő fényt úgy irányítják a fényérzékelőbe, hogy a fényérzékelő a két különböző szögből történő megvilágításnak megfelelően tulajdonképpen két különböző szögből lássa a tartály tömítőfelületét. A két fényforrás elérő jellegű fénnyel és különböző szögben világítja meg a tartály tömítőfelületét, így lehetővé válik különböző fizikai és térbeli jellemzők vizsgálata. A fényforrások felváltva vannak bekapcsolva, így a fényérzékelő rendszerrel olyan kétdimenziós képek készíthetők, amelyek a tömítőfelület különböző jellemzőinek megismerésére alkalmasak. A tartály mozgása és a szórt fény miatt a fényérzékelők által alkotott kép pontatlan lehet. Amikor ezt a berendezést a tartály gyártási folyamatának úgynevezett hideg végén alkalmazzák - tehát ott, ahol a tartály egy helyben, saját tengelye körül forog, a tartály nemcsak véges elfordulást tesz az egymás utáni felvételek között, hanem oldalirányú lengést is végez. Ehhez hasonlóan, amikor az említett találmány szerinti berendezést a gyártási folyamat úgynevezett forró végén alkalmazzák - tehát ott, ahol a tartály a tengelyére merőlegesen mozogva a berendezés alatt elhalad -, a tartály tömítőfelülete vagy más vizsgált felület az egymás utáni felvételek között véges elmozdulást tesz. A megbízható vizsgálat érdekében a vizsgálat során célszerű minimalizálni a tartály mozgásából és a szórt fényből eredő kedvezőtlen hatásokat. A találmány célja olyan berendezés és eljárás létrehozása, amely segítségével az egyik vagy mindkét fent említett probléma kiküszöbölhető.

A fent említett célokat egy olyan berendezés révén érjük el, amelynek első jellemzővel rendelkező, a tartály vizsgált részét megvilágító első fényforrása és az első jellemzőtől különböző második jellemzővel rendelkező, szintén a tartály vizsgált részét megvilágító második fényforrása van. A tartálynak az első és második fényforrás által megvilágított részéről visszaverődő fény által alkotott kétdimenziós kép felvételéhez két dimenzióban elrendezett fényérzékelő elemekből álló kamerája van. Az első és második fényforrást egymás után, felváltva be-, illetve kikapcsoló eszköze és a kamera által készített első és második kétdimenziós képeket folyamatosan letöltő eszköze van. A tartály optikai jellemzőit befolyásoló szokványos elváltozásokat az első és második kétdimenziós képek összehasonlí2

HU 224 500 Β1 tásával ismerjük fel. A kamera célszerűen alkalmas kétdimenziós képek egymást követő keretek formájában történő felvételére. Az első és második képhez az egymás utáni kereteknek a fényérzékelőből történő letapogatása révén jutunk, miközben az első és második fényforrás felváltva fel van villantva.

Az első és második fényforrást csak a megfelelő felvétel készítése alatt van felvillantva. A találmány egy lehetséges változatánál az első fényforrást az első felvétel végén, a második fényforrást pedig a második felvétel elején villantjuk fel, és így minimalizáljuk a tartály felvételek közötti elmozdulásából eredő kedvezőtlen hatásokat. A találmány egy másik lehetséges változatánál a kamera egyes fényérzékelő elemeibe beeső fény integrálását a felvétel alatt vezéreljük, és így minimalizáljuk a szórt fény kedvezőtlen hatását. A szórt fény kedvezőtlen hatását úgy is csökkenthetjük, hogy az első fényforrást az első felvétel végén, a második fényforrást pedig csak a második felvétel végén villantjuk fel. A találmány egy további lehetséges változatánál a tartály mozgásából eredő kedvezőtlen hatások csökkentése céljából a második fényforrást a második felvétel elején villantjuk fel, és a képpontok adatait a második felvétel alatt olvassuk ki, így „elkenjük” a szórt fényt a második felvétel készítése során. Az ily módon elkent szórt fény kedvezőtlen hatásait minimalizálhatjuk az úgynevezett élerősség-érzékelési módszerrel. Ennek a módszernek az a lényege, hogy összehasonlítjuk a szomszédos sorban elhelyezkedő képpontokat, és ez alapján hozunk létre kétdimenziós képet.

A találmány szerinti eljárás, amely a tartályok értékesíthetőségét befolyásoló szokványos elváltozások vizsgálatára szolgál, a következő lépésekből áll. Különböző jellemzővel rendelkező első és második fényforrással felváltva megvilágítjuk a tartály egy részét, a megvilágított részekről első és második kétdimenziós képeket készítünk, majd az első és a második képek összehasonlítása révén érzékeljük a tartály optikai jellemzőit befolyásoló szokványos elváltozásokat. Az első és második fényforrás által kibocsátott fényt felváltva egyetlen fényérzékelő felületre irányítjuk célszerűen, majd a fényérzékelőből letapogatjuk a kétdimenziós képeket. Ezután a kétdimenziós képek átlapolásával és összehasonlításával meghatározzuk a tartály szokványos elváltozásait. Célszerűen az egyik kép alapján megjósoljuk azokat a területeket, amelyek elváltozásokat tartalmazhatnak a másik képen.

A találmány szerinti berendezés célszerű kiviteli alakjánál a tartály megvilágított részének első és második kétdimenziós képeit úgy készítjük el, hogy az azonos ideig tartó, egymás utáni felvételek során vezéreljük a fényérzékelőt, a felvételek ideje alatt a tartályra irányítjuk az első és második fényforrás fényét, majd az első és második felvételek ideje alatt letöltjük a fényérzékelőből a tartály megvilágított részéről készült kétdimenziós képeket. Az első fényforrást, melynek fényét a tartályra irányítjuk, az első felvétel ideje alatt célszerűen csak rövid időre villantjuk fel. A második fényforrást, melynek fényét szintén a tartályra irányítjuk, a második felvétel ideje alatt célszerűen csak rövid időre villantjuk fel. Az első fényforrást célszerűen az első felvételek végén kapcsoljuk be, míg a második fényforrást vagy a második felvételek elején, vagy azok végén villantjuk fel attól függően, hogy milyen vezérlési és letöltési módszert alkalmazunk. Az első felvétel ideje alatt az integrálási időt korlátozhatjuk az első fényforrás rövid, felvillanást idejére, így korlátozzuk az első felvételek alatt a szórt fény integrálását. A második fényforrást célszerűen csak a második felvételek elején villantjuk fel, és a fényérzékelő integrálását a második felvételek teljes ideje alatt vezéreljük. A második felvételeket képsoronként töltjük le oly módon, hogy a szórt fényt elkenjük az egymást követő képsorok között. Az élerősségmódszer alkalmazásával a szórt fény kedvezőtlen hatásait minimálisra csökkenthetjük.

A továbbiakban a találmányt a rajz alapján részletesen ismertetjük. A rajzon:

az 1. ábrán találmány szerinti berendezés egy lehetséges változatának vázlatos rajza látható;

a 2. ábrán az 1. ábrán látható berendezés egy másik lehetséges változatának részleges blokkvázlata látható;

a 3. ábrán a találmánynál alkalmazható CCD-kamera funkcionális blokkvázlata látható; a 4A-4C. ábrákon a vizsgált tartályról készített kétdimenziós képek láthatók; az 5A-5D. ábrákon az 1. ábra szerinti, vizsgált tartályrészről készített kétdimenziós képek láthatók;

a 6-8. ábrákon az 1. ábrán látható kamera különböző változatainak időzítési diagramjai láthatók.

Az 1. ábra a találmány szerinti berendezés egy célszerű kiviteli alakjának megfelelő 10 berendezést mutat, amely 12 tartály vizsgálatára szolgál. A 12 tartály felett egy olyan első 14 fényforrást - például 16 fénykibocsájtó diódát (LED) - helyezünk el, amelynek fényét lefelé, egy 17 diffúzoron és Fresnel-féle 18 lencséken keresztül a 12 tartály nyílásának 20 tömítőfelületére irányítjuk. A 12 tartály felett egy második 22 fényforrást - például lézerforrást - is elhelyezünk. A második 22 fényforrás keskeny, vonalszerű nyalábját a 12 tartály felülétének ugyanarra a pontjára irányítjuk, ahova a 16 fénykibocsájtó dióda fényét. A 14 fényforrás szétterülő fénye a 20 tömítőfelületet sugárirányban teljesen, a kerület mentén pedig részben világítja meg, míg a 22 fényforrás vonalszerű fénysugara oldalról vagy sugárirányban világítja meg a 20 tömítőfelületet. A 20 tömítőfelületről a fény 27 és 28 lencsék segítségével fokuszáltan verődik vissza egy 24 kamera kétdimenziós 26 fényérzékelőjébe. A 24 kamera a 20 tömítőfelület felett helyezkedik el, és úgy van beállítva, hogy fogadni tudja a 14 fényforrás által kibocsátott és a 20 tömítőfelület által visszavert fénysugarakat. A 24 kamera és a 26 fényérzékelő a 14 fényforráshoz képest úgy van elrendezve, hogy a 16 fénykibocsájtó dióda fénye a 20 tömítőfelület névleges síkjáról visszaverődve a 27, 28 lencséken keresztül a 26 fényérzékelőbe jusson. A lézer- 22 fényforrás sokkal élesebb szögben vi3

HU 224 500 Β1 tágítja meg a 20 tömítőfelületet, mint a 14 fényforrás, így a 22 fényforrás fénye visszaverődik a 20 töm Kőfelületről, és a 28 és 29 lencséken, 31 tükrön, valamint a 27 és 28 lencsék között elhelyezkedő fénytörő 33 tükrön keresztül a 26 fényérzékelőbe jut.

A 12 tartályok adagolójához egy olyan 40 futószalag csatlakozik, amely általában csillagkereket és csúszótányért tartalmaz. A 40 futószalag az egymást követő 12 tartályokat ívelt pályán szállítja, és a 12, 14 fényforrások és a 24 kamera közötti 10 berendezésnél azokat megfelelő helyzetbe állítja. A vizsgáló10 berendezés egy olyan csillagkerekes 40 futószalagot tartalmazó tartályvizsgáló rendszer egyik állomásán helyezkedik el célszerűen, amilyet az US-4230319 és az US-4378493 számú szabadalmi leírások ismertetnek.

Az egymást követő 12 tartályokat egy helyben tartjuk a 14 és 22 fényforrás, valamint a 24 kamera alatt, és egy 30 hajtóhenger vagy ahhoz hasonló eszköz segítségével a hossztengelyük körül forgatjuk. A 12 tartályt forgató mechanikus rendszerhez 32 kódoló kapcsolódik, amely a 12 tartály lépésenként történő elforgatására ad ki vezérlőjeleket. A léptetés megvalósulhat adott szögelfordulással vagy állandó sebesség mellett meghatározott ideig történő forgatással. A 32 kódolóhoz, a 24 kamerához és a 14, 22 fényforrásokhoz 34 processzor kapcsolódik, amely a 14, 22 fényforrások és a 24 kamera működését vezérli. A 34 processzor 36 kijelzővel is összeköttetésben áll, így lehetőség van vizsgálat során keletkező információk alfanumerikus vagy grafikus megjelenítésére a kezelőszemély számára. A 34 processzor 38 selejtezőmechanikával is összeköttetésben áll. A 38 selejtezőmechanika eltávolítja a selejtes 12 tartályokat a futószalagról.

Az 1. ábrán látható, találmány szerinti vizsgálóberendezés elsősorban az üveggyártó rendszerek úgynevezett hideg végén alkalmazható, amikor az üvegtartályok már túljutottak a hűtőkemencén, és eléggé lehűltek ahhoz, hogy azokat a csillagkerekes 40 futószalaggal és a 30 hajtóhengerrel mozgatni lehessen. A találmány szerinti 10 berendezés az üveggyártó rendszer úgynevezett forró végén - tehát az üveggyártó gép és a hűtőkemence között - is alkalmazható. Az egyedi szekciós géppel gyártott üvegtartályokat a 2. ábrán látható egyenes 40 futószalaggal mozgatjuk, amely a tartályokat a gyártógéptől a hűtőkemencéhez szállítja. A 40 futószalag 42 hajtóműhöz csatlakozik, amely vezérlőjelet küldhet a 34 processzornak a 40 futószalag sebességének növelése céljából. Az 1. ábrán látható 10 berendezés elhelyezhető a 40 futószalag felett oly módon, hogy a 40 futószalagon mozgó 12 tartályok a 20 tömítőfelület vizsgálata céljából elhaladjanak a 14, 22 fényforrások és a 14 kamera alatt, amint azt később ismertetni fogjuk. Ebben az esetben a 12 tartály hossztengelyére merőlegesen mozgó 40 futószalag léptetése során készítünk felvételeket a 12 tartályról. A 24 kamerát és a 26 fényérzékelőt többféle módon is elhelyezhetjük, ha a 12 tartályt nem forgatás, hanem egyenes vonalú mozgatás közben vizsgáljuk. A 12 tartály végéről például nagy felbontású kamerával is készíthetünk képpárokból álló felvételeket. Egy téglalap területű mátrixkamerával a 12 tartály végéről metszeti képeket készíthetünk, miközben a 12 tartály elhalad a vizsgálófej alatt. Egy kis felbontású kamerát szervomotorral mozgatott tükrökkel kapcsolhatunk össze, és így készíthetünk felvételeket a 12 tartály nyílásának teljes kerületéről, miközben a 12 tartály a 40 futószalagon elhalad a vizsgálófej alatt. A 12 tartályokat a gyártógép az olvasztókemence és az egyedi szekció működésével összhangban, előre meghatározott gyakorisággal, folyamatosan helyezi a 40 futószalagra. A 34 processzor információkat szolgáltat a 12 tartály nyílásánál lévő 20 tömítőfelület szokványos elváltozásairól, és/vagy automatikusan beállítja vagy módosítja az üveggyártó gép működését a megfigyelt elváltozások ismeretében, azok kiküszöbölése céljából.

A 24 kamera 26 fényérzékelője téglalap területen sorokba és oszlopokba rendezett CCD fényérzékelő elemekből (képpontokból) áll. A képpontok a beeső fény hatására olyan elektromos jelet állítanak elő, amely a beeső fény erősségével arányos. Más szóval, működés közben az egyes képpontok tulajdonképpen integrálják a beeső fény energiáját. A találmánynál alkalmazott fényérzékelő célszerűen képalkotásra alkalmas CCD fényérzékelő. Az ilyen CCD fényérzékelő eszközök képpontokat tartalmazó képalkotó egységből, a képpontok által kiadott elektromos jeleket tároló memóriából és a memóriában tárolt jelek letöltéséhez szükséges kiolvasóregiszterből állnak.

A 3. ábrán egy kerettovábbító 26 fényérzékelő látható, amely képpontok sorozatát tartalmazó 44 képalkotó egységgel rendelkezik. A 44 képalkotó egység 46 keretmemória-egységhez csatlakozik, a 46 keretmemória-egység pedig 48 kiolvasóregiszterhez kapcsolódik. A 48 kiolvasóregiszter a képi adatokat az

1. ábrán látható információs 34 processzorhoz továbbítja. Az információs 34 processzor által a 26 fényérzékelő elemek vezérlésére kiadott vezérlőjel a 44 képalkotó egység számára integrálást engedélyező bemeneti jelet, míg a 44 képalkotó egység, a 46 memóriaegység és a 48 kiolvasóregiszter számára pedig átvitelvezérlő bemeneti jeleket tartalmaz. A 44 képalkotó egység a rögzített képet soronként továbbítja a 46 memóriaegységnek. A keretátviteli 26 érzékelő a kereteket általában soronként továbbítja. így a 44 képalkotó egységből soronként továbbítjuk a képpontjeleket a 46 keretmemóriaegységbe, ahonnan szintén soronként továbbítjuk azokat a 48 kiolvasóregiszterbe. Ez a folyamat addig tart, amíg a teljes képet át nem küldtük. A 26 fényérzékelő-működés jól ismert a szakmában jártas szakemberek számára.

A 32 processzor általában felváltva működteti a 14 fényforrást és a 22 fényforrást, és a 24 kamera 26 fényérzékelőjéből letapogatja a 12 tartály 20 tömítőfelületéről készült, megfelelő kétdimenziós képeket. A 14 fényforrás segítségével a 24 kamerában létrejött kép és a 22 fényforrás segítségével a 24 kamerában létrejött kép összehasonlítása révén hasznos információkhoz lehet jutni.

A 4A-4C. ábrákon például az információs 34 processzor a 24 kamera révén hozzájuthat a 20 tömítőfe4

HU 224 500 Β1 lület 14 fényforrással megvilágított részének egy kétdimenziós 52 képéhez. Az 52 kép alapján az információs 34 processzor meghatározza a 20 tömítőfelület helyét, és megbecsüli bármelyik csavarmenet 54 élének vagy túlsajtolásnak a helyét, amely a 20 tömítőfelület belsejében lépcsőzetesen van kialakítva. Az információs 34 processzor a 22 fényforrással megvilágított és a 26 fényérzékelő segítségével készített 56 képet elemzi, és két helyen 58,60 visszaverődési területet tapasztal. Az 58 visszaverődés a 20 tömítőfelület felszínéről érkezik, míg a 60 visszaverődés a 20 tömítőfelület belsejében lévő sugárirányú lépcsőzetes részéről érkezik. Az 52 és 56 kép analitikus átlapolásával összetett 62 képhez jutunk, amely alapján az információs 34 processzor meghatározza, hogy az 58 visszaverődés a 20 tömítőfelület felszínéről érkezett, a 60 visszaverődés pedig a lépcsőzetes 54 területről érkezett, ahol csavarmenet élére vagy túlsajtolásra lehet számítani. Ily módon az él vagy a túlsajtolás 54 területén belüli 60 visszaverődést össze lehet hasonlítani az 58 visszaverődés helyével, és meg lehet határozni, hogy az él elég magas-e ahhoz, hogy túlsajtolt képződményt alkosson. Ha igen, akkor a 12 tartályt selejtesnek minősítjük, és a hiba megszüntetése céljából módosítjuk az üveggyártó gép működését. Az 52 és 56 képek összehasonlítása elvégezhető automatikusan, képpontról képpontra haladva, de az összehasonlítást elvégezheti kezelőszemély is, aki a 62 képet a 36 kijelzőn nézheti meg.

Az 5A-5D. ábrák a 20 tömítőfelületről egymás után készített három összetett 62a, 62b és 62c képet mutatnak. Az információs 34 processzor egymás után felvillantja a két 14, 22 fényforrást, és az egyes 14, 22 fényforrások felvillanásakor a 26 fényérzékelőt letapogatja, és így a 12 tartály forgásának mindegyik lépéséről egy összetett 62 képet kap. Az 5A-5D. ábrák három ilyen összetett 62a, 62b, 62c képet mutatnak, amelyek a 12 tartály forgatásának három lépésénél készültek. Mindegyik képen jól látható a 14 fényforrással megvilágított 20 tömítőfelület. Az 5B. ábrán látható 62a képen egy 64 törésvonal és egy második 66a törésvonal látható. Mivel azonban a 62a képen a 66a törésvonal csak részben látható, ezért az a 34 processzorban hiányozhat vagy figyelmen kívül hagyható. A teljes 66b törésvonal a 62b képen látható. A 14, 22 fényforrások vezérlésével és a 24 kamera letapogatásával létrehozható az egymást átlapoló három 62a, 62b és 62c kép, és felismerhető a 66b törésvonal, amely egyébként hiányozna, mivel az egymást követő felvételek szélén helyezkedik el. A LED-es és a lézeres 14, 22 fényforrással kombinálva más fényforrást is használhatunk, például crizzle LED-et.

Ahhoz, hogy két különböző felvételt készítsünk a két fényforrással, az egyik fényforrással az első felvétel alatt, a másik fényforrással a második felvétel alatt világítjuk meg a 12 tartályt. Mindkét felvételt azonos ideig készítjük. A felvételek készítését megismételjük, miközben a 12 tartályt elforgatjuk vagy elmozdítjuk. A 24 kamera érzékelőjében összegyűjtött képpontadatok letölthetők a 24 kamerából, így az egyes képpontok alkalmasak lesznek egy új kép adatainak integrálására. Egyetlen kamerával úgy tudunk két, egymás utáni képet készíteni, hogy az egymást követő felvételek alatt felvillantjuk az egyes fényforrásokat, és így a két felvétel elkészítése között egy keretnek megfelelő időtartamú szünetet tartunk. Nagy sebességű 128*128 képpontot tartalmazó kamerát 16 MHz-es órajellel működtetve egy felvétel elkészítésére 1 ms jut. Ha a vizsgálóberendezés, amely az időnek csak 50%-ában vizsgálja a vizsgálat közben másfél fordulatot megtevő üvegpalackokat és percenként 360 üvegpalackot képes megvizsgálni, akkor a palackok kb. 2,54 cm átmérőjű nyílása kb. 0,15 cm-t fordul el 1 ms alatt. Ha a 40 futószalag sebessége elmarad az optimális sebességtől, és az üvegpalackok az előbbi kerületi sebesség felével forognak, akkor az 1 ms-os felvételi idő alatt a palackok nyílása kb. 0,075 cm-t mozdul el. Emiatt a 4B. és 4C. ábrán látható 58 törésvonal könnyen az 54 élbe mehet át, ami például az élek vagy a túlsajtolásos képződmények téves felismerését idézheti elő. Ezenkívül az 1 ms alatt beeső szórt fény integrálása kedvezőtlen jel-zaj viszonyt idézhet elő a 24 kamerában. A 14, 22 fényforrások kapuzójelét célszerű nagyon rövidre venni, például nagyságrendileg 15 ps-ra. Ennyi idő alatt a 12 tartály nyílása kb. 0,003 cm-t mozdul el, ami jelentősen csökkenti a mozgásból eredő zajt a képen. Az integrálási időt is lecsökkenthetjük 15 ps-ra, azaz a 14, 22 fényforrások kapuzójelének időtartamára.

A 6. ábra a fényforrás működésének és a kép letöltésének vezérlésénél alkalmazott jelek időzítési diagramját mutatja. A 14 fényforrás az első keret végén, a 22 fényforrás pedig a második keret elején van felvillantva. A képpontok adatait a képalkotó egységből a felvételek közötti időben olvassuk ki, és a kiolvasóregiszterből a következő felvétel alatt töltjük le a képet a 34 processzorba. Fontosnak tartjuk megjegyezni, hogy a 6-8. ábrákon az első és a második felvétel folyamatosan egymást váltogatja. A 6. ábrán látható első és második felvétel egyetlen összetett képet eredményez, amilyen például az 5A. ábrán látható 62a kép. A következő első és második felvétel eredménye az összetett 62b kép. Ha a LED-es 14 fényforrás kapuzójelét az első felvétel végén, a lézeres 22 fényforrás kapuzójelét pedig a második felvétel elején adjuk ki, akkor a két megvilágítás közötti időt minimalizálni lehet, és a két, egymást követő felvételen a 12 tartály elmozdulása nem lesz jelentős. Ez a módszer csökkenti a 12 tartály felvételek közötti elmozdulásából eredő problémákat, de nem küszöböli ki a 24 kamerába beeső szórt fény kedvezőtlen hatásait. A 26 fényérzékelő képpontjai a 6. ábrán látható első és második felvétel teljes időtartama alatt integrálják a szórt fényt, és így a szórt fényből származó adatok is eljutnak a 34 processzorhoz.

A 7. és 8. ábra a fényforrások vezérlésének és a felvételek készítésének idődiagramját mutatja. Az ábrán látható, széles körben elterjedt vezérlés lehetőséget biztosít a mátrixkamerákban arra, hogy az információs 34 processzortól kapott engedélyezőjel hatására a 26 fényérzékelő elemek elvégezzék az integrálást. Ily módon a 26 fényérzékelő eszköz 26 fényérzékelő ele5

HU 224 500 Β1 mei az engedélyezőjel aktív ideje alatt integrálják a beeső fényt, azonban az adatokat még az engedélyezőjel aktív állapota alatt le kell tölteni, különben az adatok elvesznek. Ha nincs engedélyezőjel, akkor a 26 fényérzékelő elemek tulajdonképpen le vannak földelve. A 7. ábrán a képalkotás egy lehetséges módszere látható. Az integrálás az első felvétel végén és a második felvétel elején van engedélyezve. A LED-es 14 fényforrást az első felvétel végén kapcsoljuk be, a lézeres 22 fényforrást pedig a második felvétel végén. A képpontok adatait a felvételek közötti időben, közvetlenül az első és a második felvétel után olvassuk ki, és kiolvasóregiszteren keresztül a következő felvétel ideje alatt töltjük le a 34 processzorba. A 7. ábrán látható megoldás a szórt fényből eredő hatásokat próbálja meg kiküszöbölni azáltal, hogy a 26 fényérzékelő elemek számára csak akkor engedélyezi az integrálást, amikor a megfelelő fényforrás be van kapcsolva. Ugyanakkor az első és második felvétel során, a két kép elkészítése közötti időben a tartály vizsgált része jelentős mértékben elmozdul.

A 8. ábra a fényforrások vezérlésének és a felvételkészítésnek egy másik lehetséges megoldását mutatja. A 26 fényérzékelő elemek először az első felvétel végén integrálnak, miközben a LED-es 14 fényforrás van bekapcsolva. Az adatokat az első és második felvétel közötti időben töltjük le. Ily módon minimalizáljuk az első felvétel alatt beeső szórt fény hatását. A második felvétel során a 26 fényérzékelő elemek számára a felvétel elején engedélyezzük az integrálást, miközben a lézeres 22 fényforrás van bekapcsolva. Ily módon minimalizáljuk az egymás utáni felvételek között a 12 tartály elmozdulását. Ilyenkor a két 14, 22 fényforrással készített két kép egyszerre jelenik meg a 26 fényérzékelőben. Az adatok kiolvasása a lézer- 22 fényforrás felvillantása után kezdődik. Ugyanakkor az integrálás mindaddig engedélyezve marad, amíg a képalkotó egységből a tárolóegységbe kerülnek az adatok, így bizonyosan nem történik adatvesztés. A 26 fényérzékelő elemek adatainak letöltése alatt a második felvétel során még így is beesik egy kevés szórt fény a 26 fényérzékelőbe. Ezért az első felvétel adatait ugyanakkor olvassuk ki a 46 memóriaegységből, mint amikor a második felvétel adatait letöltjük a 48 kiolvasóregiszterből. A 24 kamera 44 képalkotó egysége addig folytatja a fény integrálását, amíg az adatok be nem kerülnek a 46 memóriaegységbe. A 46 memóriaegységbe bekerülő első sorra nagyon kevés integrálási idő jut. Ugyanakkor a tárolóegységbe bekerülő utolsó sor a felvételkészítés teljes ideje alatt integrálja a beeső szórt fényt. Ez a jelenség az, amikor a teljes felvétel ideje alatt „elkenjük” a szórt fényt. A kép utolsó sora először a kép felső részét integrálja, majd az integrálást a szórt fény integrálásával folytatja, miközben a 44 képalkotó egységnek soronként továbbítjuk az adatokat. Az adatokat az integrálási idő alatt továbbítjuk a 44 képalkotó egységből. Az adatsor a kép különböző pontjain különböző mértékben integrálja a beeső szórt fényt, és így lényegében „elkeni” a szórt fényt a képen. Ugyanakkor a felvillantott fényforrás által megvilágított 12 tartály képe nem lesz elkenve. Ez a megoldás elvileg átlagosan felére csökkenti az integrált szórt fény mennyiségét. Ugyanakkor a gyakorlatban a szórt fény nem egyenletesen oszlik el a 24 kamera által készített, teljes képen. Ha a szórt fény a felvétel közepén jelenik meg és a kép teljes magasságának csak tíz százalékát teszi ki, akkor bármelyik képsor a szórt fény képe előtt legfeljebb a teljes felvétel tíz százalékáig lesz, ami a maximális amplitúdót tizedére csökkenti. így a 44 képalkotó egység által létrehozott kép első sorában a szórt fény mennyisége lényegében nulla, és az utolsó sorában is csak tizedakkora, mint az előző megoldásoknál. A képek feldolgozásához célszerű az élerősség-érzékelési módszert alkalmazni. Ez a módszer azon alapul, hogy a képsorok egyes pontjait összehasonlítjuk ez előző sor megfelelő képpontjaival, és létrehozunk egy különbségi képet. Az összehasonlítás során a küszöbszintet be lehet úgy állítani, hogy elkenjük a szórt fényt, és így csak a valóságos éleket detektáljuk. A fényforrások vezérlése és a felvételkészítés módja előnyösen megvalósítható a hagyományos és olcsó CCD-kamerákkal, bár a kamera órajellogikáját a fent leírtak szerint módosítani kell.

Claims (30)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Berendezés tartályok vizsgálatára, azzal jellemezve, hogy első jellemzővel rendelkező, fényelőállításra szolgáló első fényforrást (14) tartalmaz, amelynek a fényt a fényforrástól (14) a vizsgált tartály (12) meghatározott részére irányító eszközei (16, 17, 18) vannak, második, az első jellemzőtől eltérő jellemzővel rendelkező, fényelőállításra szolgáló második fényforrást (22) tartalmaz; amelynek a fényt a fényforrástól a vizsgált tartálynak (12) ugyanarra a meghatározott részére (20) irányító eszközei vannak, az első és második fényforrás (14, 22) által megvilágított tartály (12) meghatározott részének kétdimenziós képét felfogó, kétdimenziós felületű fényérzékelőt (26) tartalmaz, és az első és második fényforrás (14, 22) egymás utáni, váltakozó bekapcsolását vezérlő, valamint az első és második fényforrás (14, 22) által megvilágított tartály (12) első és második kétdimenziós képét a fényérzékelőből (26) letöltő eszközöket, valamint a tartály (12) optikai jellemzőit befolyásoló szokványos elváltozások azonosítására szolgáló, az első és második kétdimenziós képek összehasonlítását végző processzort (34) tartalmaz.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a fényérzékelő (26) egymást követő keretekben kétdimenziós képek letapogatására kialakított eszközöket (44, 46, 48) tartalmaz, és az első és második képekhez az egymás utáni kereteknek a fényérzékelőből (26) történő letapogatása révén lehet hozzájutni, amely letapogatás során az első és második fényforrás (14, 22) felváltva van felvillantva.
3. 3. A 2. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az első felvétel ideje alatt az első fényfor6

   HU 224 500 Β1 rás (14) felvillantására, a második felvétel ideje alatt pedig a második fényforrás (22) felvillantására alkalmas eszköze (34) van.
4. 4. A 3. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az első fényforrás (14) az első felvétel végén van felvillantva, és a második fényforrás (22) a második felvétel végén van felvillantva.
5. 5. A 3. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a fényérzékelő (26) a beeső fény integrálására és az integrált fénnyel arányos képponti jelek előállítására alkalmas egyedi képpontokból áll, továbbá hogy az első és második felvételek közül legalább az egyik ideje alatt a szórt fény integrálásának csökkentése céljából a képpontok által végzett integrálás vezérlésére alkalmas processzora (34) van.
6. 6. Az 5. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az első fényforrás (14) az első felvétel végén van felvillantva, és az első fényforrástól (14) származó fényt az első felvétel végén integráló fényérzékelője (26) van.
7. 7. A 6. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a második fényforrás (22) a második felvétel végén van felvillantva, és a második fényforrástól (22) származó fényt a második felvétel végén integráló fényérzékelője (26) van.
8. 8. A 7. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a második fényforrás (22) a második felvétel elején van felvillantva, és a második fényforrástól (22) származó fényt a második felvétel teljes ideje alatt integráló fényérzékelője (26) van.
9. 9. A 8. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a fényérzékelőben (26) a képpontok sorokba vannak rendezve, és a fényérzékelőből (26) a képpontsorok letapogatása elvégezhető úgy, hogy a második felvétel során a beeső szórt fény hatása az egymás utáni képsorok között el legyen osztva.
10. 10. A 9. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a fényérzékelőből (26) kiolvasott minden egyes képsor minden egyes képpontja által szolgáltatott jelnek és a következő képsor azonos pozícióban lévő képpontja által szolgáltatott jelnek az összehasonlítására szolgáló, a második felvétel ideje alatt a szórt fény hatásait minimalizáló processzora (34) van.
11. 11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az első fényforrás (14) LED-fényforrást, a második fényforrás (22) lézersugár-fényforrást tartalmaz.
12. 12. Az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a fényérzékelő (26) képalkotásra szolgáló CCD fényérzékelő elemekből áll.
13. 13. Eljárás tartályok (12) vizsgálatára, amelynek során a tartályok (12) értékesíthetőségét befolyásoló elváltozásokat vizsgáljuk, azzal jellemezve, hogy különböző jellemzőkkel rendelkező első és második fényforrással (14, 22) felváltva megvilágítjuk a tartály (12) tömítőfelületét (20), a tartály (12) első és második fényforrással (14, 22) megvilágított részéről első és második kétdimenziós képeket hozunk létre, végül az első és második képek összehasonlításával meghatározzuk a tartály (12) optikai jellemzőit befolyásoló szokványos elváltozásokat.
14. 14. A 13. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a képalkotási lépésben az első és második fényforrás (14, 22) fényét felváltva a fényérzékelőbe (26) irányítjuk, és így a tartály (12) megvilágított részéről kétdimenziós képeket képezünk, amelyeket letapogatunk a fényérzékelőből (26).
15. 15. A 13-14. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a képek összehasonlításakor az első és a második fényforrás (14, 22) segítségével előállított képeket hasonlítjuk össze.
16. 16. A 15. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a képek összehasonlítását a képek átlapolásával végezzük el.
17. 17. A 16. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a képek átlapolásakor az egyik kép segítségével előre kiszámítjuk azokat a helyeket, amelyek elváltozást jelezhetnek a másik képen.
18. 18. A 13-17. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kétdimenziós képeknek a fényérzékelőből (26) történő letapogatása során az azonos idejű, egymást követő letapogatások alatt vezérlést biztosítunk a fényérzékelő (26) számára, a fényérzékelővel (26) egymás után készített első és második felvételek ideje alatt az első és második fényforrást (14, 22) a tartályra (12) irányítjuk, továbbá a kétdimenziós képeket az első és második felvételek ideje alatt letapogatjuk a fényérzékelőből (26).
19. 19. A 18. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az első felvétel ideje alatt felvillantjuk az első fényforrást (14), melynek fényét a tartályra (12) irányítjuk, és a második felvétel ideje alatt felvillantjuk a második fényforrást (22), melynek fényét szintén a tartályra (12) irányítjuk.
20. 20. A 19. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az első fényforrást (14) az első felvétel végén, és a második fényforrást (22) a második felvétel elején villantjuk fel.
21. 21. A 19. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az érzékelő képpontokból álló fényérzékelővel (26) integráljuk a beeső fényt, az integrált fény mennyiségével arányos képponti jelet állítunk elő, továbbá az első és második felvétel közül legalább az egyik ideje alatt a szórt fény hatásainak csökkentése céljából a képpontok integrálását vezéreljük.
22. 22. A 21. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az első fényforrást (14) az első felvétel végén villantjuk fel, és a fényérzékelőt (26) az első fényforrás (14) fényét az első felvétel végén integráló módon vezéreljük.
23. 23. A 22. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a második fényforrást (22) a második felvétel végén villantjuk fel, és a fényérzékelőt (26) a második fényforrás (22) fényét a második felvétel végén integráló módon vezéreljük.
24. 24. A 22. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a második fényforrást (22) a második felvétel elején villantjuk fel, és a fényérzékelőt (26) a második

    HU 224 500 Β1 fényforrás (22) fényét a második felvétel teljes ideje alatt integráló módon vezéreljük.
25. 25. A 24. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fényérzékelőben (26) a képpontokat sorokba rendezzük, és a fényérzékelő (26) letapogatását 5 úgy végezzük el, hogy a második felvétel során a beeső szórt fény hatása a fényérzékelőből (26) letapogatott, egymás utáni képsorok között el legyen osztva.
26. 26. A 24. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fényérzékelőből (26) kiolvasott egyes kép- 10 sorok összes képpontja által szolgáltatott jeleket és a következő képsor azonos pozícióban lévő képpontjai által szolgáltatott jeleket összehasonlítjuk a szórt fény második felvétel ideje alatti hatásainak csökkentése céljából. 15
27. 27. A 13-26. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az első fényforrással (14) történő megvilágításkor a fényérzékelőben (26) a tartály (12) tömítőfelületéről (20) sötét hátérre visszaverődő fény segítségével kétdimenziós képet hozunk létre, továbbá a második fényforrással (22) történő megvilágításkor a tömítőfelületen (20) lévő kitüremkedésekről sötét hátérre visszaverődő fény segítségével kétdimenziós képet hozunk létre.
28. 28. A 13-27. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fényforrásokhoz (14, 22) és a fényérzékelőhöz (26) viszonyítva mozgatjuk a tartályt (12), és a tartály (12) mozgatását lépésenként valósítjuk meg.
29. 29. A 28. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a tartályt (12) tengelye körül forgatjuk.
30. 30. A 28. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a tartályt (12) a tengelyére merőleges irányba mozgatjuk.