ITRM20060326A1 - Sistema di controllo per difetti in contenitori chiusi in materiale non conduttivo - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
A corredo di una domanda per Brevetto d'Invenzione avente per titolo:
"Sistema di controllo per difetti in contenitori chiusi in materiale non conduttivo"
L'invenzione riguarda un sistema di controllo per difetti in contenitori chiusi in materiale non conduttivo.
Più in particolare, 1'invenzione riguarda un sistema che permette di individuare la presenza o l'assenza di difetti in contenitori chiusi in materiale non conduttivo, in tal modo permettendo di scartare i campioni durante il ciclo di produzione stesso. I1 sistema secondo l'invenzione è altamente affidabile in quanto adatta i parametri di valutazione durante il suo funzionamento.
E' noto dal brevetto JP95117530 che lo sfruttamento del semplice principio della scarica elettrica nel campo della rivelazione di difetti di tenuta dei contenitori per prodotti vari era conosciuto da lungo tempo. Facendo riferimento alla figura 1 qui allegata, lo stesso brevetto divulga uno specifico accorgimento nella rivelazione di difetti di tenuta, nel caso in cui i materiali del contenitore non siano resistenti alla temperatura, prevedendo specifici mezzi (18) di raffreddamento della porzione di superficie (12) del contenitore (10) interessata dalla scarica elettrica, ad esempio una corrente d'aria che fluisce sul contenitore di test in corrispondenza delllelettrodo (16).
Altri documenti brevettuali pubblicati riguardano ugualmente specifici accorgimenti nell'applicazione del suddetto principio alla rilevazione di difetti, in particolare di fori puntiformi o 'pinhole".
I1 documento EP1195599 Al, facendo riferimento alla figura 2 qui allegata, riguarda un metodo per il rilevamento di difetti in un film organico (21) depositato sulla superficie di un corpo in calcestruzzo (20), il metodo prevedendo la misurazione della conduttività del calcestruzzo. Allo scopo, appositi mezzi (10) di misura sono utilizzati, i quali prevedono due elettrodi di contatto (11, 12) e un terzo elettrodo non di contatto (13) isolato rispetto ai primi due da un mezzo isolante (14), nonché un oscillatore per l'applicazione di un voltaggio di 10-20 V sinusoidale di frequenza compresa tra 1 e 10 MHz. Una volta misurata la conduttività del corpo in calcestruzzo (20) indirettamente attraverso il film organico (21), si applica al film un rivelatore di difetti, sotto specifiche condizioni del calcestruzzo. In tal modo, combinando il risultato delle due misure si individua l'eventuale presenza di difetti.
Questo sistema utilizza quindi non due ma tre elettrodi e presuppone misurazioni preventive di proprietà del materiale racchiuso nei contenitori (nella fattispecie del substrato di calcestruzzo) .
I1 documento<W0>8201418 Al, con riferimento alla figura 3 qui allegata, riguarda un metodo per verificare la presenza di difetti in contenitori chiusi (1) in materiale isolante e contenenti materiale elettricamente conduttore, consistente nel posizionare il contenitore a distanza opportuna tra due elettrodi (2, 3). Una differenza di potenziale alternata (4) è applicata tra i due elettrodi, tale da provocare una scarica a effetto corona quando sono assenti difetti del contenitore, oppure una scarica a bagliore è provocata nel caso di presenza di difetti. Nel primo caso passerà una corrente alternata alla frequenza dell'ordine delle decine di kHz, nel secondo caso ad una frequenza dell'ordine dei kHz. Di conseguenza, la presenza o l'assenza di difetti può essere determinata osservando la componente in frequenza della corrente.
I1 documento US4229645, descrive un dispositivo di rilevazione di fori o tagli o strappi presenti su fogli di materiale plastico, la rilevazione utilizzando il principio della scarica elettrica. Tale dispositivo permette di owiare al disturbo di rivelazione nei dispositivi anteriori, causato dalla generazione di cariche elettrostatiche nei fogli per effetto dello scorrimento degli stessi. Esso permette inoltre di owiare al fatto che per un singolo foro la rivelazione a scarica si ripete più volte a causa dello scorrimento in prossimità degli elettrodi e ancora al fatto che gli strappi vengano segnalati come sequenza di fori.
I1 dispositivo permette di filtrare le scariche elettrostatiche e contare le scariche dovute alla presenza di difetti. Non appena si produce una scarica, si contano le successive. Se il numero è superiore ad una determinata soglia viene segnalata la presenza di uno strappo, altrimenti di un foro.
La tensione inviata agli elettrodi è ad impulsi e ha una frequenza tra O e 1500 Hz a seconda della velocità di scorrimento del film.
Tale sistema conta quindi il numero di scariche per distinguere tra fori puntiformi e strappi più estesi.
I1 rilevamento di difetti è particolarmente importante nel campo farmaceutico, in cui l'integrità e l'isolamento del contenuto è un fattore assolutamente critico.
E' scopo della presente invenzione un sistema che superi gli inconvenienti e risolva i problemi della tecnica anteriore.
E' oggetto della presente invenzione un sistema di controllo di difetti in contenitori chiusi in materiale non conduttivo, comprendente:
A. un sottosistema di trascinamento dei contenitori;
B. due elettrodi, connessi ad una sorgente di tensione alternata ad alta frequenza, che si applicano su zone predefinibili di detti contenitori lungo un tratto del loro passaggio;
C. un sottosistema di acquisizione di dati relativi al segnale di tensione che passa attraverso i contenitori;
D. un sottosistema di elaborazione dati; caratterizzato dal fatto che il sottosistema di elaborazione dati svolge le seguenti operazioni:
E. confronto di detto segnale di tensione che passa attraverso i contenitori con un valore di soglia SV;
F. determinazione della presenza di difetti nel caso in cui il numero di superamenti di detto valore di soglia SV sia maggiore di un numero minimo predefinibile m,
la soglia SV essendo aggiustata automaticamente dal sistema di elaborazione dati in funzione dei valori relativi ad acquisizioni del segnale di tensione tra due misure di due campioni successivi.
Preferibilmente secondo l'invenzione, determinazione del valore dell'aggiustamento del valore di soglia awiene secondo le seguenti fasi:
- acquisizione del segnale per un numero n di cicli della tensione alternata applicata,
- calcolo del valore quadratico medio o RMS dei valori acquisiti,
- calcolo del rapporto segnale/rumore<(S/R)>utilizzando il valore di soglia SV precedente,-calcolo dell'aggiustamento del valore di soglia SV per mantenere il rapporto segnale/rumore (s/R) intorno ad un valore di riferimento prefissato.
Preferibilmente secondo l'invenzione, n 210, il numero di campionamenti del segnale essendo maggiore o circa uguale a 100.
Preferibilmente secondo l'invenzione, alla prima misura detto valore di soglia SV è un valore di soglia predefinito, determinato tenendo eventualmente conto delllultimo valore di soglia utilizzato dal sistema per misure su contenitori dello stesso tipo.
Preferibilmente secondo l'invenzione, alla prima misura su un contenitore, detto valore di soglia SV è un valore di soglia predefinito in funzione della velocità di trascinamento dei contenitori.
Preferibilmente secondo l'invenzione, alla prima misura su un contenitore detto valore di soglia SV è un valore di soglia predefinito in funzione dello spessore del materiale costitutivo dei contenitori.
Preferibilmente secondo l'invenzione, alla prima misura detto valore di soglia SV è un valore di soglia predefinito in funzione della dimensione dei difetti da rilevare.
Preferibilmente secondo l'invenzione, alla prima misura detto valore di soglia SV è un valore di soglia predefinito in funzione della conducibilità del materiale di riempimento dei contenitori.
Preferibilmente secondo l'invenzione, detto valore di soglia SV diminuisce in modo non lineare all'aumentare della conducibilità del materiale di riempimento dei contenitori.
Preferibilmente secondol 'invenzione, predefinizione di detto valore di soglia SV è fatta per tentativi ed errori.
Preferibilmente secondo l'invenzione, detto valore di soglia SV è aggiustato automaticamente dal sistema di elaborazione dati anche sulla base della variazione dei segnali delle fiale buone, owero tenendo conto della tensione che corrisponde alle fiale passate per buone, considerandone il valore rispetto alla soglia.
Preferibilmente secondo l'invenzione, detto valore di riferimento prefissato è compreso tra 3 e
Preferibilmente secondo llinvenzione, detto valore di riferimento prefissato è compreso tra 4 e Preferibilmente secondo l'invenzione, detto valore di riferimento prefissato è pari a circa 5.
Preferibilmente secondo l'invenzione, detto numero minimo predefinibilemè pari a 2.
Preferibilmente secondo l'invenzione, gli elettrodi, nel caso di contenitori allungati, sono applicati sulle due estremità verticali.
Preferibilmente secondo l'invenzione, gli elettrodi, nel caso di contenitori allungati aventi una linea di prerottura, sono applicati lungo questa linea di prerottura.
Preferibilmente secondo l'invenzione, la frequenza della tensione alternata è compresa tra 350 e 650 Hz.
Preferibilmente secondo l'invenzione, frequenza della tensione alternata è compresa tra 450 e 550 Hz.
Preferibilmente secondo l'invenzione, tensione alternata è una tensione sinusoidale.
L'invenzione verrà descritta nel seguito a titolo illustrativo, ma non limitativo, con particolare riferimento ad alcune forme di realizzazione e facendo specifico riferimento alle figure di disegni allegati, in cui:
- la figura 1 mostra un primo dispositivo secondo la tecnica anteriore;
-la figura 2 mostra un secondo dispositivo secondo la tecnica anteriore;
- la figura<3>mostra un terzo dispositivo secondo la tecnica anteriore;
la figura 4a mostra una prima porzione di un diagramma di flusso di massima per il funzionamento del sistema secondo l'invenzione;-la figura 4b mostra una seconda porzione di un diagramma di flusso di massima per il funzionamento del sistema secondo l'invenzione; la figura 4c mostra una terza porzione di un diagramma di flusso di massima per il funzionamento del sistema secondo l'invenzione. I1 sistema secondo l'invenzione comprende:
- un sottosistema di trascinamento dei contenitori;
-due elettrodi, connessi ad una sorgente di tensione alternata ad alta frequenza, che si applicano su zone predefinibili di detti contenitori lungo un tratto del loro passaggio, in particolare ai capi del contenitore come nella figura 3 relativa alla tecnica anteriore oppure lungo un eventuale anello di prerottura di fialette;
un sottosistema di acquisizione di dati relativi al segnale di tensione che passa attraverso i contenitori;
un sottosistema di elaborazione dati.
I1 sottosistema di elaborazione dati gestisce llacquisizione dati ed il riconoscimento della presenza di difetti quali cricche o fori, ovvero difetti puntiformi o estesi.
Facendo riferimento alle figure da 4a a 4c, il sottosistema di elaborazione dati inizializza e controlla il sistema complessivo e acquisisce i dati utili alla misura.
Successivamente, attiva la sezione di generazione delllalta tensione e inizia il controllo della presenza del contenitore, ad esempio blister, nel punto della linea di produzione in cui è installato il rivelatore elettrico.
Se è presente un contenitore, si inizia l'acquisizione del segnale di misura. Si misura il massimo di un ciclo di sinusoide.
L'unità di elaborazione confronta allora il valore misurato con un valore di soglia SV preimpostabile.
Qui si può scegliere se vi deve essere un solo superamento o più superamenti. Dalle prove fatte dalla Richiedente si è visto che anche un solo superamento può bastare, ma con due il sistema raggiunge un'efficienza notevole. Un valore maggiore di 2 non migliora di molto l'efficienza mentre rallenta le operazioni.
Se il valore di soglia è superato, allora il contenitore non è integro o conforme agli standard.
E' qui da specificare che il valore di soglia SV, come sarà spiegato in seguito, viene aggiustato in funzione di misure effettuate durante il ciclo produttivo.
Invece, il primo valore di soglia da utilizzare alllinizio del ciclo di controllo può essere o un valore di un precedente ciclo di controllo sullo stesso contenitore o tipo di contenitore, oppure può essere scelto tra l'altro in funzione di:
-velocità di trascinamento dei contenitori;
-spessore del materiale costitutivodeicontenitori;
- dimensione dei difetti da rilevare;
- conducibilità del materiale di riempimento dei contenitori (ad esempio diminuisce in modo non lineare all'aumentare della conducibilità del materiale di riempimento dei contenitori).
Aggiuntivamente, il valore di soglia SV è aggiustato automaticamente dal sistema di elaborazione dati anche sulla base della variazione dei segnali delle fiale buone, per owiare a mutate condizioni esterne quali l'umidità relativa (umidità vicino agli elettrodi o fiale parzialmente umide all'esterno) o il grado di pulizia dei contenitori.
Una volta identificata la presenza di un difetto, il sottosistema di elaborazione dati calcola la posizione dei campioni non conformi ed un apposito sottosistema li espelle ed informa di ciò il sottosistema di elaborazione dati.
A questo punto si ricomincia una volta identificata la presenza di un nuovo contenitore (grazie ad esempio a delle fotocellule).
In figura 4b sono illustrate le fasi per il controllo del corretto passaggio dei contenitori, che fa uso di un timer e di una procedura di spegnimento delle macchine in caso di errore.
Come accennato, tra una misura su un contenitore e la misura successiva sul contenitore seguente, si effettua un test per monitorare il rumore di fondo e adattare il valore della soglia SV.
Facendo riferimento alla figura 4c, a tale scopo si acquisiscono n cicli di sinusoide (o in generale n cicli di segnale alternato) e si calcola il valore quadratico medio dei campionamenti.
Per le usuali regole della statistica, confermate nel caso specifico dalle prove effettuate dalla Richiedente, il valore di n è preferibilmente maggiore o uguale a 10 ed i campionamenti maggiori o pari a 100 (la frequenza utilizzata del segnale oscillante è stata ad esempio di circa 500 Hz).
Si è ora in grado di calcolare il rapporto tra segnale e rumore, utilizzando il vecchio valore di soglia come valore del segnale.
Si procede quindi ad una variazione del valore di soglia SV per mantenere costante il rapporto segnale rumore S/R, dalle prove effettuate risultando come particolarmente conveniente un rapporto pari a 5.
I1 sistema secondo l'invenzione permette quindi<di mantenere il>livello di affidabilità del rilevamento di presenza di difetti sempre costante, grazie all'aggiustamento in retroazione del valore di soglia SV. Ciò è realizzato in modo da sfruttare i tempi morti tra una misura e l'altra. senza quindi dover rallentare il ciclo produttivo.
I1 sistema secondo l'invenzione garantisce inoltre un minimo lavoro iniziale per adattare il primo valore di soglia al tipo di contenitori da analizzare.
Con il sistema secondo l'invenzione la produzione, ad esempio in campo farmaceutico, di prodotti in isolamento dalllambiente risulta di massima affidabilità, e di conseguenza il consumatore è garantito circa l'integrità e la qualità dei prodotti stessi.
In quel che precede sono state descritte le preferite forme di realizzazione e sono state suggerite delle varianti della presente invenzione, ma è da intendersi che gli esperti del ramo potranno apportare modificazioni e cambiamenti senza con ciò uscire dal relativo ambito di protezione, come<definito dalle rivendicazioni allegate.>
Claims (1)
- RIVENDICAZIONI 1. Sistema di controllo di difetti in contenitori chiusi in materiale non conduttivo, comprendente: A. un sottosistema di trascinamento<dei>contenitori; B. due elettrodi, connessi ad una sorgente di tensione alternata ad alta frequenza, che si applicano su zone predefinibili di detti contenitori lungo un tratto del loro passaggio; C. un sottosistema di acquisizione di dati relativi al segnale di tensione che passa attraverso i contenitori; D. un sottosistema di elaborazione dati; caratterizzato dal fatto che il sottosistema di elaborazione dati svolge le seguenti operazioni: E. confronto di detto segnale di tensione che passa attraverso i contenitori con un valore di soglia SV; F. determinazione della presenza di difetti nel caso in cui il numero di superamenti di detto valore di soglia SV sia maggiore di un numero minimo predefinibile m, la soglia SV essendo aggiustata automaticamente dal sistema di elaborazione dati in funzione dei valori relativi ad acquisizioni del segnale di tensione tra due misure di due campioni successivi, 2. Sistema secondo la trivendicazione caratterizzato dal fatto che la determinazione del valore dell'aggiustamento del valore di soglia avviene secondo le seguenti fasi: - acquisizione del segnale per un numero n di cicli della tensione alternata applicata, - calcolo del valore quadratico medio o RMS dei valori acquisiti, calcolo del rapporto segnale/rumore (S/R) utilizzando il valore di soglia SV precedente come valore del segnale, - calcolo dell'aggiustamento del valore di soglia SV per mantenere il rapporto segnale/rumore (S/R) intorno ad un valore di riferimento prefissato. 3. Sistema secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che n > 10, il numero di campionamenti del segnale essend 1o maggiore o circa uguale a 100. 4. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che alla prima misura detto valore di soglia SV è un valore di soglia predefinito, determinato tenendo eventualmente conto dell'ultimo valore di soglia utilizzato dal sistema per miure su contenitori dello stesso tipo. Sistema secondo la rivendicazione caratterizzato dal fatto che, alla prima misura su un contenitore, detto valore di soglia SV è un valore di soglia predefinito in funzione della velocità di trascinamento dei contenitori. 6. Sistema secondo la rivendicazione 4 o 5, caratterizzato dal fatto che alla prima misura su un contenitore detto valore di soglia SV è un valore di soglia predefinito in funzione dello spessore del materiale costitutivo dei contenitori. 7. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 6, caratterizzato dal fatto che alla prima misura detto valore di soglia SV è un valore di soglia predefinito in funzione della dimensione dei difetti da rilevare. 8. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 7, caratterizzato dal fatto che alla prima misura detto valore di soglia SV è un valore di soglia predefinito in funzione della conducibilità del materiale riempimento dei contenitori. 9. Sistema secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto valore di soglia SV diminuisce in modo non lineare allraumentaredellaconducibilità delmateriale di riempimento dei contenitori. 10. Sistema secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la predefinizione di detto valore di soglia SV è fatta per tentativi ed errori. 11. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10, caratterizzato dal fatto che detto valore di soglia SV è aggiustato automaticamente dal sistema di elaborazione dati anche sulla base della variazione dei segnali delle fiale buone rispetto a detto detto valore di soglia sv . 12. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 11, caratterizzato dal fatto che detto valore di riferimento prefissato è compreso tra 3 e 7. 13. Sistema secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che detto valore di riferimento prefissato è compreso tra 4 e 6. 14. Sistema secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che detto valore di riferimento prefissato è pari a circa 5. 15. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 14, caratterizzato dal fatto che detto numero minimo predefinibile m è pari a 2. 16. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 15, caratterizzato dal fatto che gli elettrodi, nel caso di contenitori allungati, sono applicati sulle due estremità verticali. 17. una qualsiasi delle rivendicazioni da<I>a 15, caratterizzato dal fatto che gli elettrodi, nel caso di contenitori allungati aventi una linea di prerottura, sono applicati lungo questa linea di prerottura. 18. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 17, caratterizzato dal fatto che la frequenza della tensione alternata è compresa tra 350 e 650 Hz. 19. Sistema secondo la rivendicazione 18, caratterizzato dal fatto che la frequenza della tensione alternata è compresa tra 450 e 550 Hz. 20. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 19, caratterizzato dal fatto che la tensione alternata è una tensione sinusoidale.
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