JP2002236048A - Ｘ線液面検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容器内液面高さを検査するＸ線液面検査装置
において、液面検査の初期設定時間の短縮化と今まで困
難であった容器肉厚、形状が特に不均等な容器の液面高
さを検査可能とする。 【解決手段】 Ｘ線センサとして小寸法のセンサ素子６
ａが複数個、ライン状に密着、配列されてなるＸ線ライ
ンセンサを用い、そのセンサ素子６ａ配列方向をほぼ鉛
直方向に向けて配置する。密封容器の透過Ｘ線をＸ線ラ
インセンサにて検出させ、判定に使用する各Ｘ線センサ
素子の出力信号を合計する。得られた値は密封容器の液
面高さに比例するため、この値より容器の液面高さ判定
を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビール、ジュース
等の“液体”あるいは液状体（以下、単に“液体”とい
う）が充填，密封された容器内の液面をＸ線照射により
検査するＸ線液面検査装置に関するものであって、特に
肉厚の異なる容器内の液面の検査に好適なものを提供す
ることにある。

【０００２】

【従来の技術】コンベアで送られてくる密封容器にＸ線
を照射し、その透過Ｘ線の強弱をＸ線センサで検出して
前記容器内の液面高さを検査するＸ線液面検査装置にお
ける前記Ｘ線センサとして、小寸法のセンサ素子が複数
個、ライン状に密着、配列されてなるＸ線ラインセンサ
を用い、そのセンサ素子配列方向をほぼ鉛直方向に向け
て配置する構成である。

【０００３】従来の判定方式は、密封容器にＸ線を照射
しその透過Ｘ線の強弱を予め設定したしきい値と比較す
る事で“液体アリ／液体ナシ”に２値化を行い、液面レ
ベルを複数回計測して“液体アリ”と判定をしたセンサ
素子の個数を加算平均することより容器内の液面高さを
判定している（特開平11-173999号公報にて公開済
み）。判定した液面高さが合格範囲内にあるか否かで充
填量の良否を検査し、不良の場合にはその容器を生産ラ
インから排斥する等、被検査容器の良否の選別等に用い
られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし従来方式は容器
肉厚、形状が複雑なビン容器などがあるため適切なしき
い値を設定する事が困難であり、また容器毎に肉厚の変
動があるため肉厚の変動を考慮しなければならないため
初期設定に時間がかかり、容器によっては検査できない
こともあり得る。

【０００５】本発明の目的は、容器の肉厚が変動しても
液面を正確に検出できるＸ線液面検査装置を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、コンベアで
送られる被検査容器にＸ線を照射するＸ線照射装置と、
このＸ線照射装置に対向して配置され前記容器内の液面
を検出する複数の検出素子を配列してなるＸ線センサと
を備えたＸ線液面検査装置において、前記容器の水平方
向並びに鉛直方向に液面の判定領域を設定する手段と、
該設定された判定領域と対応する液面判定の基準値を記
憶する手段と、該設定された判定領域にＸ線を照射して
実測値を得させ、前記基準値と実測値を比較することに
より前記容器内の液面を検出させる手段とを備えたこと
により達成される。

【０００７】具体的には液面高さ判定で使用する各Ｘ線
センサ素子を１つのＸ線センサ素子と見なし（各素子の
出力信号を合計する）、計測回数（センシング回数）分
加算した値を液面高さデータとしその値を用いて液面高
さを判定すれば、各Ｘ線センサ素子にて２値化のしきい
値を予め設定する必要が無く、得られた液面高さデータ
（各素子の出力信号を合計した値）を用いて液面高さを
判定できる。また、判定領域を透過したＸ線減弱信号
（各素子の出力信号）をオペアンプの積分回路などを用
いて、合計平均化することが可能である。

【０００８】また液面判定で使用する各Ｘ線センサ素子
を１つのＸ線センサ素子として考え検査容器が同種類
で、容器自身によるＸ線減弱は各容器による個体差が液
面判定に影響のない範囲である場合、透過したＸ線減弱
信号の変化は内容量の変化（液面高さの違い）に比例す
る。また、小寸法のＸ線センサ素子を用いているため、
液面高さの変化は液面に近い複数のセンサ素子の出力信
号に現れる。これらの変化分も加味した判定となるた
め、従来の１つのセンサ素子で単独に液面高さを検出す
る方式より液面高さの違いをより精度良く検出すること
ができる。

【０００９】これらの理由から、ビン容器など容器肉
厚、形状が不均等な容器である場合は初期設定時間の短
縮化と今まで２値化のしきい値設定が困難であった容器
肉厚、形状が特に不均等な容器の液面高さを検査でき、
さらに判定精度を良くすることが可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図１は、本発明によるＸ線液面検査
装置の一実施形態を示すブロック図である。この図１に
おいて、１はＸ線照射装置、３はＸ線制御器、６はＸ線
ラインセンサ、７は被検査容器、８は判定回路、９は位
置検出器、１０はコンベアである。

【００１１】ここで、上記Ｘ線ラインセンサ６は、図２
に示すように、幅Ｗが例えば１ｍｍ以下、高さｈがそれ
以下の小寸法のセンサ素子６ａが多数個、例えば６４
個、ライン状に密着，配列されてなるＸ線センサで、こ
のＸ線ラインセンサ６は、センサ素子６ａ配列方向が液
面方向（水平方向）に対して垂直になる向き、すなわち
鉛直方向に向けて配置される。

【００１２】この図１において、被検査容器７は、コン
ベア１０により図示面奥側から手前側（図示面位置から
図示面上方）に向かって送られてくるものとする。被検
査容器７がＸ線照射装置１の照射口位置に来るとそれを
発光素子及び受光素子等からなる位置検出器９が検出し
てＸ線制御器３を駆動し、Ｘ線照射装置１からＸ線を出
射させる。

【００１３】出射されたＸ線は被検査容器７を透過し、
Ｘ線ラインセンサ６に入射する。ここで、Ｘ線ラインセ
ンサ６の各センサ素子６ａのうち、被検査容器７内の液
面より低い位置に位置するセンサ素子６ａには被検査容
器７壁面と被検査容器７内の“液体”とで減弱された弱
いＸ線が入射する。また、被検査容器７内の液面より高
い位置にあるセンサ素子６ａにはそのＸ線通過路に"液
体"がないため被検査容器７壁面のみで減弱された強い
Ｘ線が入射する。

【００１４】Ｘ線ラインセンサ６の各センサ素子６ａへ
の入射Ｘ線の強弱（入射Ｘ線量の多寡）は、それらセン
サ素子６ａで電気信号の強弱に変換され、判定回路８に
送られる。判定回路８は液量の適否を判定（液面を検
査）する。

【００１５】図３および図４は、被検査容器７のどの位
置からセンシングを始めるかを設定するための説明図で
あって、図３は水平方向の判定領域、図４は鉛直方向の
判定領域を示す。図３において、Ｘ線照射装置１からＸ
線ラインセンサ６に向ってＸ線が放射される。その放射
位置を６０とする。水平方向の判定領域６１は被検査容
器７の形状によるＸ線減弱変動が少ない容器中心部とす
る。この領域６１は被検査容器７がコンベア１０により
矢示６２の方向に運ばれ、領域６１の最初の位置６１ａ
がＸ線の放射位置６０に達したところを始線とし、領域
６１の最後の位置６１ｂがＸ線の放射位置６０に到達し
た位置を終線とする範囲である。Ｘ線の放射開始と終了
とは、位置検出器９が位置６１ａを検出したときにＸ線
が放射され、位置６１ｂを検出したときにＸ線の放射は
終了する。その結果、被検査容器７がコンベア１０によ
り運ばれ、水平方向の判定領域６１がＸ線照射位置６０
を通過することにより、この領域６１内における透過Ｘ
線がＸ線ラインセンサ６により受光される。

【００１６】一方、図４の鉛直方向の判定領域はｋ＋ｎ
個目〜ｋ−ｐ個目の範囲内のＸラインセンサ６を指す。
このセンサ６は、被検査容器７が上記判定領域６１の位
置６１ａから位置６１ｂまでの移動範囲内において、Ｘ
線照射装置１から被検査容器７を透過したＸ線をＸ線ラ
インセンサ６が受光する。

【００１７】以上により、被検査容器７の特定の水平お
よび鉛直方向の判定領域に対するＸ線照射によって実測
した平均値が得られ、この平均値が予め設定した基準値
と比較されて、被検査容器７の液面の良否が判定され
る。この基準値はメモリ（図示しない）に記憶されてい
る。

【００１８】次に図５を用いて本発明の処理手順を説明
する。 （１） 位置検出器９が被検査容器７を検出すると（ス
テップ３０１）、被検査容器７のどの位置からセンシン
グを始めるか設定する（ステップ３０２）。水平方向の
判定領域は容器形状によるＸ線減弱変動が少ない容器中
心部とする（図３参照）。センシングの方向は、上から
下に向けて又はその逆のいずれに設定してもよい。 （２） Ｘ線ラインセンサ６の判定の有効チャンネル
（図４のｋ＋ｎ個目〜ｋ−ｐ個目の範囲内のセンサを指
す）を設定する（ステップ３０３）。なお、ステップ３
０４では、ステップ３０５〜３０６の繰返し回数ｉをク
リアする。 （３） Ｘ線ラインセンサ６の有効チャンネル素子６ａ
全ての出力信号を加算する（ステップ３０５）。 （４） 液面の揺れによる液面計測誤差をなくすため上
記（３）のセンシングをＮ回繰り返す。 （５） 上記（３）における加算値の平均を求め（ステ
ップ３０８）、その平均した値から液面高さを求めあら
かじめ設定した基準液面より高いか否か（上限，下限の
間にあるか否か）、すなわち液面（液量）不良か否かを
判定する（ステップ３０９）。 （６） 平均化した値が基準液面より低い（上限，下限
間にない）、すなわち液面（液量）不良の場合は排斥信
号を排斥機構（図示せず）に送り、被検査容器７を生産
ラインから排斥させる（ステップ３１０）。

【００１９】なお、上記（２）（ステップ３０３）にお
いて、Ｘ線ラインセンサ６の有効チャンネル（センサ素
子６ａ）を設定するのは以下の理由による。例えば、被
検査容器７の上端に王冠等が被着されている場合に、そ
の位置に相当する位置のＸ線ラインセンサ６のチャンネ
ルを無効、つまりそれ以外を有効に設定しておけば、上
記王冠等による偽信号を除去できるからである。

【００２０】また、Ｘ線液面検査装置においては、Ｘ線
照射装置とＸ線センサが一体化されているものが少なく
ない。このような構成にあって、被検査容器７が高さ寸
法の小さいものから大きいものに、又はその逆に変わっ
たときには、通常、上記Ｘ線照射装置とＸ線センサの一
体化されたものを上方、又は下方にずらし移動する必要
がある。このような場合、上述本発明装置にあっては、
Ｘ線ラインセンサ６のチャンネル（センサ素子６ａ）数
を、被検査容器７の高さ寸法の最大値に相当する数に合
せて構成しておけば、上記高さ寸法の変更に対して、単
にＸ線ラインセンサ６の有効チャンネルの設定変更のみ
で対処し得る。すなわち、Ｘ線照射装置とＸ線センサの
一体化されたものの上方、又は下方へのずらし移動をす
ることなく上記高さ寸法の変更に対処できるからであ
る。

【００２１】上述本発明装置によれば、Ｘ線センサとし
て、高さｈ寸法の小さいセンサ素子６ａを複数個、ライ
ン状に密着，配列してなるＸ線ラインセンサ６を用いた
ので液面レベルの計測精度が向上し、例えば被検査容器
７内へ“液体”を充填する“液体”充填装置の充填量バ
ラツキ監視の高精度化や不良容器排斥の適正化が可能と
なる。

【００２２】また、上述本発明装置による液面計測はコ
ンベア１０で搬送される被検査容器７が位置検出器９部
分を通過するときに行われる。清涼飲料容器等の被検査
容器７がＸ線ラインセンサ６の前を通過する時間は一般
に約２０〜６０ミリ秒である。一方、Ｘ線ラインセンサ
６での液面計測に要する時間は１ミリ秒以下である。し
たがって、１つの被検査容器７がＸ線ラインセンサ６の
前を通過する間に、数１０回の計測が可能、すなわち、
１被検査容器７について数１０ヶ所の位置での計測が可
能になる。したがってそれら数１０ヶ所の位置での計測
の平均値をとることも可能になる。このように、１被検
査容器７当たり複数箇所の計測結果を平均化処理し、そ
れを最終的な計測結果とすれば、被検査容器７の搬送中
の揺れ等により変動する液面レベルの計測精度を一層高
めることが可能である。

【００２３】更に、Ｘ線ラインセンサ６から取り込まれ
たＸ線強度データを順次メモリ（図示せず）に記憶させ
ると、そのメモリ上に被検査容器７のＸ線透視像が構成
されるが、これをビデオ信号に変換してディスプレイ装
置（図示せず）に表示させることにより、被検査容器７
の液面レベル等の内部状態を画像として観察することも
できる。

【００２４】以上説明したようにビン容器など容器肉
厚、形状が不均等な容器の液面高さを検査する場合、本
発明は従来方式と比較して初期設定時間の短縮化と今ま
で困難であった容器肉厚、形状が特に不均等な容器の液
面高さを検査でき、さらに液面高さ判定精度が良いＸ線
液面検査装置を提供することができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、容器の肉厚が変動しても液面
を正確に検出できるＸ線液面検査装置を提供するという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の一実施形態を示すブロック図であ
る。

【図２】図１中のＸ線ラインセンサを取り出して示す正
面図である。

【図３】図１の実施形態を説明するための説明図であ
る。

【図４】図１の実施形態を説明するための説明図であ
る。

【図５】図１中の判定回路の液面高さ適否判定動作を示
すフローチャートである。

【符号の説明】

１ Ｘ線照射装置 ３ Ｘ線制御器 ６ Ｘ線ラインセンサ（Ｘ線センサ） ７ 被検査容器 ８ 判定回路 ９ 位置検出器 １０ コンベア

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンベアで送られる被検査容器にＸ線を
   照射するＸ線照射装置と、このＸ線照射装置に対向して
   配置され前記容器内の液面を検出する複数の検出素子を
   配列してなるＸ線センサとを備えたＸ線液面検査装置に
   おいて、前記容器の水平方向並びに鉛直方向に液面の判
   定領域を設定する手段と、該設定された判定領域と対応
   する液面判定の基準値を記憶する手段と、該設定された
   判定領域にＸ線を照射して実測値を得させ、前記基準値
   と実測値を比較することにより前記容器内の液面を検出
   させる手段とを備えたことを特徴とするＸ線液面検査装
   置。