JP4428569B2 - Rotary filling device, liquid level detection device - Google Patents

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    • B67OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67CCLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/007Applications of control, warning or safety devices in filling machinery

Description

本発明は、飲料水等の液体をPETボトルやガラス瓶、缶等の容器に充填する回転式充填装置等に関する。   The present invention relates to a rotary filling device that fills a container such as a PET bottle, a glass bottle, or a can with a liquid such as drinking water.

飲料水等の液体をPETボトルやガラス瓶、ボトル缶等の容器に充填する装置として、回転式充填装置が用いられている。この回転式充填装置は、回転する円板の外周部に複数の充填バルブを備えており、円板がほぼ1回転する間に、充填バルブから容器内への充填を行う。   A rotary filling device is used as a device for filling a container such as a PET bottle, a glass bottle, or a bottle can with a liquid such as drinking water. This rotary filling device is provided with a plurality of filling valves on the outer peripheral portion of a rotating disk, and fills the container from the filling valve while the disk rotates almost once.

容器内に充填された液量を管理するため、容器内に充填された液量を検知する技術が種々提案されている。例えば、容器内にセンサ電極を挿入し、液体がセンサ電極に接触したことを検知することによって、容器内に所定量の液体が充填されたか否かを検出するものがある(例えば、特許文献1参照。)。   Various techniques for detecting the amount of liquid filled in a container have been proposed in order to manage the amount of liquid filled in the container. For example, there is one that detects whether or not a predetermined amount of liquid is filled in a container by inserting a sensor electrode into the container and detecting that the liquid has contacted the sensor electrode (for example, Patent Document 1). reference.).

しかし、近年、無菌充填方式等と称され、クリーンな環境下で液体を容器に充填することで、製品の安全性、品質等を担保する技術の採用が強く要求される傾向にある。このような要求に対し、飲料充填機の各部のサニタリー性を高めるための様々な工夫も行われている中で、センサ電極を液体に接触させることが歓迎されないのは、言うまでもなく明らかである。
そこで、容器への液体の充填量の検知を、非接触で行うことが要求される。
However, in recent years, there has been a tendency to strongly demand the adoption of a technique that ensures the safety, quality, and the like of products by filling a container with a liquid in a clean environment. Needless to say, it is obviously not welcomed to contact the sensor electrode with the liquid while various devices for improving the sanitary property of each part of the beverage filling machine have been made in response to such a demand.
Therefore, it is required to detect the filling amount of the liquid into the container in a non-contact manner.

これに対し、可視光や近赤外線光を用い、容器に充填された液体により透過光量が減衰することを利用し、非接触で充填量の検知を行うことも行われている。可視光や近赤外線光を用いる場合、充填する容器や液体の色等に応じ、検出感度が低くなることがあり、特に容器が不透明な場合等には、液体の検知自体ができないこともある。   On the other hand, it is also possible to detect the filling amount in a non-contact manner by using the attenuation of the transmitted light amount by the liquid filled in the container using visible light or near infrared light. When visible light or near-infrared light is used, the detection sensitivity may be lowered depending on the container to be filled, the color of the liquid, and the like. In particular, when the container is opaque, the liquid itself may not be detected.

そこで、液体によって容器表面の温度が変化することを利用し、赤外放射エネルギを、赤外線カメラで撮影することによって、液体の充填量を検知する手法が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。   In view of this, a method has been proposed in which the filling amount of the liquid is detected by photographing the infrared radiant energy with an infrared camera using the fact that the temperature of the container surface is changed by the liquid (see, for example, Patent Document 2). .)

特開2003−130714号公報JP 2003-130714 A 特開2001−116611号公報JP 2001-116611 A

しかしながら、赤外放射エネルギを赤外線カメラで撮影する場合、画像処理を行うため、様々な不安定要因の影響を受けやすいという問題が存在する。
まず、容器に充填された液体の温度変化を赤外線カメラで捉えようとしても、周囲の各種熱源の影響を受けやすいという問題がある。これは、例えば高温の液体を充填する場合、周囲に位置する、液体充填中や液体充填後の容器や、各種装置の作動部が発する熱等を、赤外線カメラが捉えてしまうからである。また、このような充填装置は、ステンレス製で表面が鏡面仕上げであることも多く、前記したような熱が周囲で乱反射することもある。
However, when infrared radiant energy is imaged with an infrared camera, image processing is performed, so that there is a problem that it is susceptible to various instability factors.
First, even if it is attempted to capture the temperature change of the liquid filled in the container with an infrared camera, there is a problem that it is easily affected by various surrounding heat sources. This is because, for example, when a high-temperature liquid is filled, the infrared camera captures the heat, etc., which is located around the container during or after liquid filling, or the heat generated by the operating parts of various devices. In addition, such a filling device is often made of stainless steel and has a mirror-finished surface, and the above-described heat may be irregularly reflected in the surroundings.

また、赤外線カメラで広い範囲を撮像すると、容器内に充填される液体の液面近傍だけでなく、その他の周囲の様々なものも撮像され、それを画像処理するには、余計な負荷もかかるうえ、本来求めたい液面近傍の温度変化を検出するのにノイズとなり、安定した検出の障害要素となり得る。
このため、図9に示すように、容器1と赤外線カメラの間に、スリット3を有したマスク板4をセットし、スリット3の部分を通して容器1に充填される液体の所定の液面レベル近傍のみを赤外線カメラで撮影することが考えられる。
しかし、容器1の種類が変わったりすると、検出すべき液面レベルの位置が変わることがあり、そのような場合にはマスク板4を交換する必要がある。このため、容器1の種類に応じて複数のマスク板4を用意しておかなければならず、それにはコストがかかるうえ、マスク板4の交換にも手間がかかる。
In addition, when imaging a wide range with an infrared camera, not only the vicinity of the liquid level of the liquid filled in the container, but also various other surrounding objects are imaged, and it takes an extra load to process the image. In addition, noise is detected in detecting a temperature change in the vicinity of the liquid level that is originally desired, which can be an obstacle to stable detection.
For this reason, as shown in FIG. 9, a mask plate 4 having a slit 3 is set between the container 1 and the infrared camera, and the vicinity of a predetermined liquid level of the liquid filled in the container 1 through the slit 3 portion. It is possible to shoot only with an infrared camera.
However, if the type of the container 1 changes, the position of the liquid level to be detected may change. In such a case, it is necessary to replace the mask plate 4. For this reason, it is necessary to prepare a plurality of mask plates 4 according to the type of the container 1, which is costly and takes time to replace the mask plates 4.

さらに、赤外線カメラで撮影を行う際には、画像をクリアに得るため、容器1の背面側等から照明を当てる。しかし、この照明は、点灯開始後の経過時間や、周囲温度等によって発光効率が変動し、これが赤外線カメラで撮影した画像を処理する際に影響し、これも安定した検出の障害の一因となり得る。   Further, when photographing with an infrared camera, illumination is applied from the back side of the container 1 or the like in order to obtain a clear image. However, the lighting efficiency of this illumination varies depending on the elapsed time after starting lighting, the ambient temperature, etc., which affects the processing of images taken with an infrared camera, which also contributes to the obstacle to stable detection. obtain.

本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、容器に充填される液体の液面レベルを安定かつ高精度に検知することができる回転式充填装置、液面レベル検出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made based on such a technical problem, and provides a rotary filling device and a liquid level detection device capable of detecting the liquid level of a liquid filled in a container stably and with high accuracy. The purpose is to provide.

かかる目的のもと、本発明の回転式充填装置は、円板の外周に複数の充填バルブを備え、円板の回転中に、充填バルブに開口部があてがわれた容器内へ充填バルブから液体を注入するものである。そして、このような回転式充填装置において、液体が注入される容器から放射される赤外放射エネルギを撮影するカメラと、カメラで撮影した画像を画像処理し、容器に充填された液体の液面レベルを検出する画像処理部と、画像処理部での検出結果に基づき、充填バルブを制御して容器内への液体の注入を停止させるコントローラとを備え、さらに、カメラで撮影するときに周囲からの熱を遮蔽または周囲からの熱の輻射を防ぐことで外部の熱影響を低減する板からなる熱影響低減部材を備えることを特徴とする。このような熱影響低減部材で、カメラで撮影するときに外部の熱影響を低減することにより、画像処理部における画像処理による液体の液面レベルの検出を安定して行うことが可能となる。
このような熱影響低減部材は、所要の機能を果たすことができるのであればいかなる構成のものを採用しても良いが、例えば、カメラに対し、容器を挟んだ反対側に配置される第一のパネルと、カメラの撮影方向後方を囲うように配置される第二のパネルとから構成することができる。
For this purpose, the rotary filling device of the present invention comprises a plurality of filling valves on the outer periphery of the disk, and the filling valve is inserted into a container in which an opening is assigned to the filling valve during the rotation of the disk. Inject liquid. In such a rotary filling device, a camera that captures infrared radiant energy radiated from the container into which the liquid is injected, and an image captured by the camera are subjected to image processing, and the liquid level of the liquid filled in the container an image processing unit for detecting the level, on the basis of the detection result in the image processing unit, and a controller for stopping the injection of the liquid into the container by controlling the fill valve, and further, from the surroundings when shooting with a camera It is characterized by comprising a thermal effect reducing member made of a plate that reduces the external thermal effect by shielding the heat of the material or preventing the radiation of heat from the surroundings . With such a thermal effect reducing member, it is possible to stably detect the liquid level of the liquid by image processing in the image processing unit by reducing the external thermal effect when photographing with the camera.
Such a thermal effect reducing member may be of any configuration as long as it can perform a required function. For example, the first member disposed on the opposite side of the container with respect to the camera is used. And a second panel disposed so as to surround the rear of the camera in the shooting direction.

カメラと撮影対象の容器との間には、カメラで撮影すべき領域のみ光を透過し、他の領域は光を非透過とすることで、周囲の外乱を避け、所望の領域のみ撮影して液面レベル検出の安定化を図るマスク部材をさらに備える。これにより、カメラで撮影すべき領域以外からの光を非透過とすることで、カメラで撮影する領域の画像処理を安定して行える。この場合、マスク部材は、光を透過する領域の位置が変更可能であるものを採用するのが好ましい。容器の種類が変わり、カメラで撮影すべき領域、つまり液面を検出する位置が変わった場合にも、これに対応して光を透過する領域を容易に変更できるからである。これにより、型替えを容易に行える。
このように、光を透過する領域の位置が変更可能であるマスク部材としては、2枚一対の基板間に液晶が充填され、液晶が電気的に駆動される液晶パネルを用いるのが好ましい。このとき、液晶パネルの駆動は、駆動制御部によって制御される。
Between the camera and the container to be photographed, light is transmitted only in the area to be photographed by the camera, and other areas are made non-transmissive, so that surrounding disturbance is avoided and only the desired area is photographed. Further provided is a mask member for stabilizing the liquid level detection. Thereby, the image processing of the area | region image | photographed with a camera can be performed stably by making the light from areas other than the area | region which should be image | photographed with a camera impervious. In this case, it is preferable to employ a mask member that can change the position of the light transmitting region. This is because even when the type of container changes and the area to be photographed by the camera, that is, the position where the liquid level is detected changes, the area that transmits light can be easily changed correspondingly. Thereby, a mold change can be performed easily.
As described above, as the mask member capable of changing the position of the light transmitting region, it is preferable to use a liquid crystal panel in which liquid crystal is filled between a pair of two substrates and the liquid crystal is electrically driven. At this time, the driving of the liquid crystal panel is controlled by the drive control unit.

また、この回転式充填装置は、カメラに対し、容器を挟んだ反対側に設けられ、容器に向けて光を照射する光源をさらに備えることができる。このような光源は、光量の均一性を高めるため、面状光を発する面状光源、または2次元的に配列された複数の点状光源からなるものを用いるのが好ましい。
光源が、複数の点状光源からなる場合、カメラにおける容器の撮影範囲に対応した部分に位置する点状光源のみを点灯させることもできる。
また、カメラに対し、容器を挟んだ反対側に容器に向けて光を照射する光源を設ける場合、光源で発する光の光量を検出する光量センサと、光量センサで検出した光量に基づき、光源で発する光量を制御する光量制御部と、をさらに備えるのが好ましい。このように光量をフィードバック制御することで、光量の安定化を図ることができる。
さらに、光を均一化するため、光源で発した光を導く光ファイバの先端の発光部分と容器との間に、光拡散板を設けることもできる。
また、カメラを円板および複数の充填バルブの外周側の複数箇所に設けることもでき、その場合、コントローラは、容器が円板とともに回転しながら液体が充填される過程で、その液面レベルの上昇を複数のタイミングで検出することで、個々の容器において液面が所定の液面レベルに到達するタイミングを予測し、その予測に基づいて個々の容器に対する液体充填終了時間を制御することができる。
カメラと容器との間に、容器からカメラへと至る光路長を稼ぐ光路装置を設けるのも好ましい。
The rotary filling device may further include a light source that is provided on the opposite side of the camera with respect to the camera and that emits light toward the container. In order to improve the uniformity of the amount of light, it is preferable to use a light source composed of a planar light source that emits planar light or a plurality of two-dimensionally arranged point light sources.
When the light source is composed of a plurality of point light sources, it is possible to turn on only the point light sources located at a portion corresponding to the imaging range of the container in the camera.
In addition, when a light source that irradiates light toward the container is provided on the opposite side of the container with respect to the camera, a light source sensor that detects the amount of light emitted from the light source and a light source that is detected by the light amount sensor It is preferable to further include a light amount control unit that controls the amount of light emitted. By performing feedback control of the light amount in this way, the light amount can be stabilized.
Furthermore, in order to make the light uniform, a light diffusing plate can be provided between the light emitting portion at the tip of the optical fiber that guides the light emitted from the light source and the container.
In addition, the camera can be provided at a plurality of locations on the outer periphery of the disk and the plurality of filling valves. In this case, the controller can adjust the liquid level in the process of filling the liquid while the container rotates with the disk. By detecting the rise at a plurality of timings, it is possible to predict the timing at which the liquid level reaches a predetermined liquid level in each container, and to control the liquid filling end time for each container based on the prediction. .
It is also preferable to provide an optical path device for obtaining an optical path length from the container to the camera between the camera and the container.

このような回転式充填装置は、所定以上のクリーン度の環境下で、常温以下の温度の液体を充填バルブから注入する、いわゆる無菌充填装置に適用することが可能である。もちろん、液体を高温のまま充填する、いわゆるホット充填方式の回転式充填装置に本発明を適用することも可能であるが、その場合、以下に示すような構成を適用するのが好ましい。
すなわち、ホット充填方式の回転式充填装置の場合、画像処理部では、容器から放射される赤外放射エネルギに基づき、容器内の液体の温度を検出するようにし、コントローラは、検出された容器内の液体の温度が予め決められた温度以上であるか否かを判定するようにするのである。
ホット充填方式の場合、回転式充填装置は、液体の注入が完了した容器を上下に反転させ、容器内の液体により容器のキャップ内面を殺菌する転倒殺菌機を後段にさらに備える。そこで、コントローラでは、検出された容器内の液体の温度が予め決められた温度以上であると判定されたものを転倒殺菌機で殺菌するようにできる。これにより、充填量制御だけでなく、転倒殺菌の可否の判定・制御までを、赤外線カメラで行うことができる。
Such a rotary filling device can be applied to a so-called aseptic filling device in which a liquid having a temperature of room temperature or lower is injected from a filling valve in an environment having a cleanness of a predetermined level or more. Of course, it is possible to apply the present invention to a so-called hot filling type rotary filling apparatus that fills a liquid at a high temperature. In that case, it is preferable to apply the following configuration.
That is, in the case of the hot filling type rotary filling device, the image processing unit detects the temperature of the liquid in the container based on the infrared radiant energy radiated from the container. It is determined whether the temperature of the liquid is equal to or higher than a predetermined temperature.
In the case of the hot filling method, the rotary filling device further includes an overturn sterilizer that inverts the container in which the liquid has been injected upside down and sterilizes the inner surface of the cap of the container with the liquid in the container. Therefore, the controller can sterilize the detected liquid in the container that has been determined to be equal to or higher than a predetermined temperature with the overturning sterilizer. Thus, not only the filling amount control but also the determination / control of whether or not to allow overturning sterilization can be performed by the infrared camera.

本発明は、容器に充填された液体の液面レベルを検出する液面レベル検出装置とすることもできる。この液面レベル検出装置は、液体が注入される容器から放射される赤外放射エネルギを撮影するカメラと、カメラで撮影した画像を画像処理し、容器に充填された液体の液面レベルを検出する画像処理部と、カメラで撮影するときに周囲からの熱を遮蔽または周囲からの熱の輻射を防ぐことで外部の熱影響を低減する板からなる熱影響低減部材と、カメラと撮影対象の容器との間に設けられ、カメラで撮影すべき領域のみ光を透過し、他の領域は光を非透過とすることで、周囲の外乱を避け、所望の領域のみ撮影して液面レベル検出の安定化を図るマスク部材と、を備え、マスク部材は、光を透過する領域の位置が変更可能であることを特徴とする。このような液面レベル検出装置は、回転式充填装置における充填量制御のためでなく、充填量のチェック用途等においても用いることができる。
また、カメラに対し、容器を挟んだ反対側に設けられ、容器に向けて光を照射する光源を備えることもでき、このような光源としては、面状光を発する面状光源、または2次元的に配列された複数の点状光源からなるものを用いるのが好ましい。
The present invention can also be a liquid level detecting device that detects the liquid level of a liquid filled in a container. This liquid level detector detects the infrared level of the radiant energy emitted from the container into which the liquid is injected, and processes the image captured by the camera to detect the liquid level of the liquid filled in the container. An image processing unit, a thermal effect reducing member made of a plate that reduces external thermal effects by shielding heat from surroundings or preventing radiation of heat from the surroundings when shooting with a camera, It is provided between the container and transmits light only in the area that should be photographed by the camera, while other areas do not transmit light, avoiding external disturbances and photographing only the desired area to detect the liquid level. And a mask member for stabilizing the above, wherein the mask member is capable of changing the position of a region through which light is transmitted. Such a liquid level detection device can be used not only for filling amount control in a rotary filling device but also for checking the filling amount.
Further, a light source that is provided on the opposite side of the container with respect to the camera and that emits light toward the container can be provided. As such a light source, a planar light source that emits planar light, or a two-dimensional light source can be used. It is preferable to use a light source composed of a plurality of point light sources arranged in a line.

本発明は液体が注入される容器から放射される赤外放射エネルギを撮影するカメラと、カメラで撮影した画像を画像処理し、容器に充填された液体の液面レベルを検出する画像処理部と、カメラと撮影対象の容器との間に設けられ、2枚一対の基板間に充填された液晶を電気的に駆動させることで、カメラに向けて光を透過する領域と、光を透過しない領域とを形成することで、周囲の外乱を避け、所望の領域のみ撮影して液面レベル検出の安定化を図るマスク部材と、を備え、マスク部材は、光を透過する領域の位置が変更可能であることを特徴とすることもできる。このようなマスク部材では、液晶を電気的に駆動させることで、光を透過する領域の位置や数、大きさ等を容易に変更することができる。 The present invention relates to an image processing unit for detecting a camera for capturing infrared radiation energy emitted from the container in which the liquid is injected, the image photographed by the camera and image processing, the liquid level of the liquid filled in the container And a region that transmits light toward the camera and does not transmit light by electrically driving a liquid crystal provided between the camera and the container to be photographed and filled between a pair of substrates. And a mask member that stabilizes the liquid level detection by photographing only the desired region by avoiding the surrounding disturbance , and the mask member changes the position of the light transmitting region. It can also be characterized as being possible . In such a mask member, the position, number, size, and the like of a region that transmits light can be easily changed by electrically driving the liquid crystal.

本発明によれば、容器や液体の色、充填時に発生した泡等に関わらず、非接触で容器への液体の充填レベルを検出することができる。このとき、熱影響低減部材や、面状光や多数の点状光を用いることで、カメラによる赤外放射エネルギを用いた液面レベル検出の安定性を高めることができる。
また、カメラと容器の間に、液晶パネル方式のマスク部材を用いることで、マスク位置を容易に変更することができ、型替え作業の効率化を図ることもできる。
According to the present invention, it is possible to detect the filling level of a liquid in a non-contact manner regardless of the color of the container and the liquid, bubbles generated during filling, and the like. At this time, the stability of the liquid surface level detection using the infrared radiation energy by the camera can be enhanced by using the heat effect reducing member, the planar light, or the many point light.
Further, by using a liquid crystal panel type mask member between the camera and the container, the mask position can be easily changed, and the efficiency of the mold changing operation can be improved.

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図1は、本実施の形態における飲料充填機10の全体構成を説明するための図である。
図1に示すように、飲料充填機10は、容器をすすぐすすぎリンサ20、容器に液体を充填するフィラ(回転式充填装置)30、液体が充填された容器にキャップを装着するキャッパ40を主に備えている。
これらすすぎリンサ20、フィラ30、キャッパ40間には、搬送スターホイール45等が設けられ、これによって、容器の受け渡し等が行われるようになっている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram for explaining the overall configuration of a beverage filling machine 10 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the beverage filling machine 10 mainly includes a rinser 20 for rinsing a container, a filler (rotary filling device) 30 for filling the container with a liquid, and a capper 40 for attaching a cap to the container filled with the liquid. In preparation.
A transport star wheel 45 or the like is provided between the rinse rinser 20, the filler 30, and the capper 40, so that containers are delivered and the like.

図2に示すように、フィラ30は、図示しない駆動モータによって一方向に回転駆動される回転テーブル(円板)31を備えている。回転テーブル31には、その外周に円周方向に沿って多数の充填バルブ32が備えられている。各充填バルブ32では、容器100を保持した状態で、容器100内に液体を充填できるようになっている。充填バルブ32に対しては、回転テーブル31の上方に配置されたタンク33から、液体供給管34を介して液体が供給される。各充填バルブ32は、コントローラ35によりその作動が制御され、液体の供給開始・供給停止が行われるようになっている。   As shown in FIG. 2, the filler 30 includes a rotary table (disk) 31 that is driven to rotate in one direction by a drive motor (not shown). The rotary table 31 is provided with a large number of filling valves 32 on the outer periphery thereof along the circumferential direction. Each filling valve 32 can fill the container 100 with a liquid while the container 100 is held. Liquid is supplied to the filling valve 32 from a tank 33 disposed above the rotary table 31 through a liquid supply pipe 34. The operation of each filling valve 32 is controlled by a controller 35 so that supply of liquid is started and stopped.

このようなフィラ30において、回転テーブル31は回転し、所定の位置にて、すすぎリンサ20側から供給された容器100が充填バルブ32に保持され、容器100の開口部が充填バルブ32のノズルにあてがわれる。容器100を保持した充填バルブ32は、回転テーブル31がほぼ1回転する間に、タンク33から供給された液体を容器100に充填し、所定の位置にて、液体が充填された容器100を解放する。充填バルブ32から解放された容器100は、後工程のキャッパ40側に送り出され、キャップが装着される。   In such a filler 30, the rotary table 31 rotates, and at a predetermined position, the container 100 supplied from the rinse rinser 20 side is held by the filling valve 32, and the opening of the container 100 serves as the nozzle of the filling valve 32. Assigned. The filling valve 32 that holds the container 100 fills the container 100 with the liquid supplied from the tank 33 while the rotary table 31 rotates almost once, and releases the container 100 filled with the liquid at a predetermined position. To do. The container 100 released from the filling valve 32 is sent to the capper 40 side in the subsequent process, and a cap is attached.

さて、フィラ30においては、容器100に充填された液の量(レベル)を検知するための液面検知部(液面レベル検出装置)50を備えている。
この液面検知部50は、主に、液体が充填される容器100を撮影する赤外線カメラ(カメラ)51と、その画像処理制御部(画像処理部)52とから構成される。赤外線カメラ51は、液体が充填される容器100から放射される赤外放射エネルギを撮影し、その画像データを画像処理制御部52に送る。
Now, the filler 30 includes a liquid level detection unit (liquid level detection device) 50 for detecting the amount (level) of the liquid filled in the container 100.
The liquid level detection unit 50 mainly includes an infrared camera (camera) 51 that captures an image of the container 100 filled with a liquid and an image processing control unit (image processing unit) 52 thereof. The infrared camera 51 captures infrared radiant energy radiated from the container 100 filled with the liquid, and sends the image data to the image processing control unit 52.

画像処理制御部52では、赤外線カメラ51から得た画像データに基づき、容器100中の液体の液面レベルの位置を画像処理によって特定する。容器100に液体が充填されると、液体の温度によって容器100の表面も変化する。一般に、液体の充填時、無菌充填方式の場合、液体は5℃以下、ホット充填方式の場合概ね80℃以上であり、常温(概ね20℃前後)とは15℃以上の隔たりがある。したがって、容器100の所定位置において赤外放射エネルギを赤外線カメラ51で撮影し、それを画像処理制御部52で画像処理することで、液体の液面レベルの位置を特定することができる。
画像処理制御部52では、特定した液面レベルの位置のデータを、飲料充填機10のコントローラ35に送る。これを受けたコントローラ35では、得られた液面レベルの位置のデータに基づき、充填バルブ32の作動を制御し、液体の充填を停止させるタイミングを制御する。
The image processing control unit 52 specifies the position of the liquid level in the container 100 by image processing based on the image data obtained from the infrared camera 51. When the container 100 is filled with a liquid, the surface of the container 100 also changes depending on the temperature of the liquid. Generally, at the time of liquid filling, the liquid is 5 ° C. or less in the case of the aseptic filling method, and is generally 80 ° C. or more in the case of the hot filling method, and there is a difference of 15 ° C. or more from the normal temperature (about 20 ° C. or so). Therefore, the infrared radiation energy is imaged by the infrared camera 51 at a predetermined position of the container 100, and the image processing is performed by the image processing control unit 52, whereby the liquid level position of the liquid can be specified.
The image processing control unit 52 sends the specified liquid level data to the controller 35 of the beverage filling machine 10. In response to this, the controller 35 controls the operation of the filling valve 32 based on the obtained liquid level level position data, and controls the timing for stopping the filling of the liquid.

ここで、図1に示したように、赤外線カメラ51は、回転テーブル31の外周側に、各充填バルブ32に保持される容器100から所定寸法離間した位置に設けられている。
図2に示したように、赤外線カメラ51に対し、充填バルブ32に保持される容器100の反対側、つまり、赤外線カメラ51で容器100を撮影するときの背景側には、周囲の熱が容器100側に輻射するのを防ぐ背面板(熱影響低減部材、第一のパネル)53が設けられている。この背面板53は、表面反射率が低いものとするのが好ましく、例えば樹脂板や、つや消しの黒色等に塗装した金属板等によって形成することができる。背面板53は、赤外線カメラ51に対向した位置のみに固定状態(つまり、回転テーブル31と一体に回転しない)に設けてもよいし、回転テーブル31の周方向に連続するリング状とし、これを回転テーブル31の下面に取り付けて、回転テーブル31と一体に回転するようにしても良い。
Here, as shown in FIG. 1, the infrared camera 51 is provided on the outer peripheral side of the rotary table 31 at a position separated from the container 100 held by each filling valve 32 by a predetermined dimension.
As shown in FIG. 2, ambient heat is generated on the opposite side of the container 100 held by the filling valve 32 from the infrared camera 51, that is, on the background side when the infrared camera 51 images the container 100. A back plate (heat effect reducing member, first panel) 53 for preventing radiation to the 100 side is provided. The back plate 53 preferably has a low surface reflectance. For example, the back plate 53 can be formed of a resin plate, a metal plate coated with matte black, or the like. The back plate 53 may be provided in a fixed state (that is, does not rotate integrally with the rotary table 31) only at a position facing the infrared camera 51, or is formed in a ring shape continuous in the circumferential direction of the rotary table 31. It may be attached to the lower surface of the turntable 31 so as to rotate integrally with the turntable 31.

また、赤外線カメラ51の後方には、飲料充填機10の周囲からの熱を遮蔽する遮蔽板(熱影響低減部材、第二のパネル)54が設けられている。この遮蔽板54は、その目的からして、赤外線カメラ51の後方や上方、側方を囲うように設けるのが好ましい。この遮蔽板54は、樹脂板、金属板等によって形成することができ、さらに断熱材等で断熱効果を持たせるようにしても良い。この遮蔽板54も、赤外線カメラ51に対向する側は、表面反射率が低くなるように、つや消しの黒色等に塗装するのが好ましい。   Further, behind the infrared camera 51, a shielding plate (heat effect reducing member, second panel) 54 that shields heat from around the beverage filling machine 10 is provided. For this purpose, the shielding plate 54 is preferably provided so as to surround the rear, upper, and side of the infrared camera 51. The shielding plate 54 can be formed of a resin plate, a metal plate, or the like, and may have a heat insulating effect with a heat insulating material or the like. The shielding plate 54 is also preferably coated with matte black or the like on the side facing the infrared camera 51 so that the surface reflectance is low.

また、赤外線カメラ51と、赤外線カメラ51によって撮影される容器100との間には、液面レベルを撮影する位置近傍のみを赤外線カメラ51で撮影するためのマスク部材60を設けるのが好ましい。
このマスク部材60としては、従来と同様、撮影すべき位置にスリット60aが形成されたマスク板を用いることもできるが、これでは液体を充填する容器100が変更となったときに、型替えに手間がかかるため、以下に示すような構成のものを用いるのが好ましい。
すなわち、図3に示すように、マスク部材60としては、液晶パネル61を用いるのが好ましい。液晶パネル61は、ガラス系材料からなる2枚一対の基板間に、データ線と走査線がマトリクス状に設けられた駆動回路が設けられるとともに、これら駆動回路に電圧を印加することによって駆動される液晶が充填されている。この駆動回路を、外部に設けた駆動制御部62でコントロールすることで液晶の向きを変え、光を透過/非透過の切替ができるようになっている。
Moreover, it is preferable to provide a mask member 60 for photographing only the vicinity of the position where the liquid level is photographed with the infrared camera 51 between the infrared camera 51 and the container 100 photographed by the infrared camera 51.
As the mask member 60, a mask plate in which slits 60a are formed at positions to be photographed can be used as in the conventional case. Since it takes time and effort, it is preferable to use the one having the following configuration.
That is, as shown in FIG. 3, it is preferable to use a liquid crystal panel 61 as the mask member 60. The liquid crystal panel 61 is driven by applying a voltage to the drive circuit and a drive circuit in which data lines and scanning lines are provided in a matrix between a pair of glass substrates. Liquid crystal is filled. By controlling this drive circuit with a drive control unit 62 provided outside, the direction of the liquid crystal can be changed and light can be switched between transmission and non-transmission.

図4に示すように、このような液晶パネル61を用い、赤外線カメラ51で撮影すべき位置、つまり容器100に充填される液体の液面レベルを撮影する位置近傍の所定範囲に対応した領域(以下、透過領域)Atで光を透過し、他の領域(以下、非透過領域)Amでは光を非透過とするように、駆動制御部62で液晶パネル61の駆動回路を制御するのである。   As shown in FIG. 4, using such a liquid crystal panel 61, a region corresponding to a predetermined range in the vicinity of a position to be photographed by the infrared camera 51, that is, a position near the position where the liquid level of the liquid filled in the container 100 is photographed. Hereinafter, the drive control unit 62 controls the drive circuit of the liquid crystal panel 61 so that the light is transmitted through the transmissive region At and the light is not transmitted through the other region (hereinafter, non-transmissive region) Am.

このような液晶パネル61を用いたマスク部材60では、容器100の種類に応じた透過領域Atの位置を予めプログラムしておき、このプログラムに基づいて駆動制御部62が液晶パネル61の駆動回路を制御することで、図4(a)や(b)に示すように、飲料充填機10で液体を充填する容器100の種類に応じて透過領域Atの位置を自動的に変更することができる。これにより、型替えの際に従来のスリットが物理的に形成されたマスク部材60を用いるときのような交換作業が不要となり、作業効率を大幅に向上できる。   In such a mask member 60 using the liquid crystal panel 61, the position of the transmission region At corresponding to the type of the container 100 is programmed in advance, and the drive control unit 62 determines the drive circuit of the liquid crystal panel 61 based on this program. By controlling, as shown in FIGS. 4A and 4B, the position of the transmission region At can be automatically changed according to the type of the container 100 filled with the liquid in the beverage filling machine 10. This eliminates the need for replacement work as in the case of using the mask member 60 in which a conventional slit is physically formed at the time of mold change, and can greatly improve work efficiency.

マスク部材60を用いる場合、容器100の背面側には光を照射する光源装置70を配する。液晶パネル61では、光源装置70から照射された光が容器100を透過し、液晶パネル61の透過領域Atを通り、赤外線カメラ51へと至る。
これにより、赤外線カメラ51では、透過領域Atに対応した領域において、容器100内の液面レベルを検出する。
When the mask member 60 is used, a light source device 70 that emits light is disposed on the back side of the container 100. In the liquid crystal panel 61, the light emitted from the light source device 70 passes through the container 100, passes through the transmission region At of the liquid crystal panel 61, and reaches the infrared camera 51.
Thereby, in the infrared camera 51, the liquid level in the container 100 is detected in an area corresponding to the transmission area At.

ところで、上記のような光源装置70としては、光源71で発した光を光ファイバ72を通して導き、容器100の背面側から照射するものを用いることができる。この場合、光の均一化を図るため、光ファイバ72の先端の発光部分と、容器100との間に、光拡散板73を設けるのが好ましい。   By the way, as the light source device 70 as described above, one that guides light emitted from the light source 71 through the optical fiber 72 and irradiates from the back side of the container 100 can be used. In this case, a light diffusing plate 73 is preferably provided between the light emitting portion at the tip of the optical fiber 72 and the container 100 in order to make the light uniform.

光の均一性を向上するため、このような構成に代えて、光源装置70を、液晶表示装置に用いられるバックライトと同様、面状光を発する面状光源や、多数の点状光源を配列したものとするのが好ましい。   In order to improve the uniformity of light, instead of such a configuration, the light source device 70 is arranged with a planar light source that emits planar light and a large number of point light sources in the same manner as a backlight used in a liquid crystal display device. It is preferable that

図5に示すように、光源装置70は、多数のLED(light-emitting diode)等の点状光源74を、2次元的にマトリクス状に配列したもので、個々の点状光源74は、光源制御部75によって、点灯/非点灯を切り替えられるようになっている。
図6に示すようにこのような点状光源74を用いた光源装置70では、容器100の種類に応じ、赤外線カメラ51で撮影すべき位置、つまり容器100に充填される液体の液面レベルを撮影する位置に対応した領域のみ点状光源74を点灯させるようにすることができる(図6において、実線は点灯、点線は非点灯を示している)。また、液面レベルを検出するタイミング、つまり赤外線カメラ51に対し、充填バルブ32に保持された容器100が予め決められた所定の場所に位置した時点で、点状光源74を点灯させるようにすることもできる。
As shown in FIG. 5, the light source device 70 is a two-dimensional array of point light sources 74 such as LEDs (light-emitting diodes), and each point light source 74 is a light source. The controller 75 can be switched on / off.
As shown in FIG. 6, in the light source device 70 using such a point light source 74, the position to be photographed by the infrared camera 51, that is, the liquid level of the liquid filled in the container 100 is set according to the type of the container 100. The point light source 74 can be turned on only in the area corresponding to the shooting position (in FIG. 6, the solid line indicates lighting and the dotted line indicates non-lighting). In addition, the point light source 74 is turned on when the liquid level is detected, that is, when the container 100 held by the filling valve 32 is positioned at a predetermined position with respect to the infrared camera 51. You can also.

また、図2、図3に示すように、光源装置70は、照射した光の光量を検出する光量センサ76を設け、光量センサ76で検出した光量に基づき、光源制御部75で、光源71や点状光源74で発する光の光量をフィードバック制御するようにしても良い。これにより、光量の安定化を図ることができる。   As shown in FIGS. 2 and 3, the light source device 70 includes a light amount sensor 76 that detects the light amount of the irradiated light. Based on the light amount detected by the light amount sensor 76, the light source control unit 75 performs light source 71 and The amount of light emitted from the point light source 74 may be feedback controlled. Thereby, stabilization of the light quantity can be achieved.

ところで、このような赤外線カメラ51は、図1に示すように、例えば、飲料充填機10の外周側の例えば2箇所に設けられる。そして、個々の赤外線カメラ51では、図4に示したように、複数の充填バルブ32に保持された複数の容器100を同一の視野角内で撮影するのが好ましい。
そして、このようにして撮影した画像を、所定間隔毎に画像処理制御部52で制御することで、一つの容器100が回転テーブル31とともに回転しながら、液体が充填される過程で、その液面レベルの上昇を複数のタイミングで検出するのである。これにより、個々の容器100における液面の上昇速度、所定の液面レベルに到達するタイミングを画像処理制御部52で予測することができる。その予測に基づき、飲料充填機10のコントローラ35では、個々の容器100に対する液体の充填終了時間を決定し、それぞれの容器100を保持した充填バルブ32の作動を制御する。
By the way, as shown in FIG. 1, such infrared cameras 51 are provided at, for example, two places on the outer peripheral side of the beverage filling machine 10. And in each infrared camera 51, as shown in FIG. 4, it is preferable to image | photograph the some container 100 hold | maintained at the some filling valve 32 within the same viewing angle.
Then, the image taken in this way is controlled by the image processing control unit 52 at predetermined intervals, so that the liquid surface is filled in the process of filling the liquid while one container 100 rotates with the rotary table 31. Level rise is detected at multiple timings. Accordingly, the image processing control unit 52 can predict the rising speed of the liquid level in each container 100 and the timing of reaching the predetermined liquid level. Based on the prediction, the controller 35 of the beverage filling machine 10 determines the liquid filling end time for each container 100 and controls the operation of the filling valve 32 holding each container 100.

このとき、赤外線カメラ51では、同一視野角内に複数、例えば4個の容器100を撮影するため、および画像処理の精度確保のために十分な被写界深度を得るため、容器100との間に十分な距離、例えば1.5〜2mを確保する必要がある。しかし、赤外線カメラ51と容器100をこのように離間させると、上記したような対策を採用したとしても周囲の熱の影響を受けやすくなり、また、赤外線カメラ51と容器100の間を作業者等が通って撮影を妨げる可能性もあり、さらに、飲料充填機10の周囲に赤外線カメラ51の設置のために大きなスペースが必要となって空間有効利用の妨げになるという問題も生じる。
このため、本実施の形態においては、図7に示すように、赤外線カメラ51と容器100の間に、容器100から赤外線カメラ51へと至る光路長を稼ぐ光路装置80を設けるのが好ましい。光路装置80は、ケース81内に複数の反射鏡82等が配置され、ケース81内で光路を屈曲させることで光路長を稼ぐようになっている。このような光路装置80は、ケース81に形成された開口部81aを容器100に対向させ、赤外線カメラ51をケース81内、あるいはケース81に形成された他の開口部81bに対向した位置に配置して用いる。
これにより、赤外線カメラ51と容器100との間で、光路装置80によって、実際の距離以上の光学的距離が確保することができ、同一視野角内で所定数の容器100を撮影すること、画像処理の精度確保のために十分な被写界深度を得ることが可能となる。
At this time, the infrared camera 51 captures a plurality of, for example, four containers 100 within the same viewing angle and obtains a sufficient depth of field for ensuring the accuracy of image processing. It is necessary to secure a sufficient distance, for example, 1.5 to 2 m. However, when the infrared camera 51 and the container 100 are separated from each other in this manner, even if the above-described measures are adopted, the infrared camera 51 and the container 100 are easily affected by the surrounding heat. There is also a possibility that shooting may be interrupted, and there is also a problem that a large space is required for installing the infrared camera 51 around the beverage filling machine 10 and the effective use of the space is hindered.
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, it is preferable to provide an optical path device 80 that increases the optical path length from the container 100 to the infrared camera 51 between the infrared camera 51 and the container 100. In the optical path device 80, a plurality of reflecting mirrors 82 and the like are arranged in a case 81, and the optical path is bent in the case 81 to increase the optical path length. In such an optical path device 80, the opening 81a formed in the case 81 is opposed to the container 100, and the infrared camera 51 is disposed in the case 81 or at a position facing the other opening 81b formed in the case 81. And use.
As a result, an optical distance greater than the actual distance can be secured between the infrared camera 51 and the container 100 by the optical path device 80, and a predetermined number of containers 100 can be photographed within the same viewing angle. It is possible to obtain a sufficient depth of field for ensuring processing accuracy.

上述したようにして、飲料充填機10では、赤外線カメラ51を用いた液面検知部50により、容器100や液体の色、充填時に発生した泡等に関わらず、非接触で容器100への液体の充填レベルを検出することができ、液体充填環境のクリーン化にも寄与することができる。その際、背面板53、遮蔽板54によって、周囲の熱の影響を受けるのを防止でき、赤外線カメラ51における液面レベル検出を安定して行うことができる。
また、マスク部材60を用いることで、周囲の外乱を受けず、所望の領域のみ赤外線カメラ51で撮影を行うことで、液面レベル検出の安定化を図ることができる。しかもこのマスク部材60として液晶パネル61を用いることで、容器100の種類が変わる場合にも透過領域Atを変更させるだけでよく、実際の交換作業等が不要であり、型替え作業の効率化を図ることができる。
さらに、光源装置70として、面状光を発する面状光源や、多数の点状光源74を配列した構成とすることで、照明光の均一化を図ることができ、これによっても赤外線カメラ51における液面レベル検出の安定化に寄与できる。
このようにして、赤外線カメラ51における液面レベル検出の安定性を向上することで、液面レベルを確実かつ安定して行うことが可能となるのである。
As described above, in the beverage filling machine 10, the liquid level detection unit 50 using the infrared camera 51 allows the liquid to be supplied to the container 100 in a non-contact manner regardless of the color of the container 100, the liquid, bubbles generated at the time of filling, and the like. The filling level can be detected, and the liquid filling environment can be made clean. At that time, the back plate 53 and the shielding plate 54 can prevent the influence of ambient heat, and the liquid level detection in the infrared camera 51 can be performed stably.
In addition, by using the mask member 60, it is possible to stabilize the liquid level detection by photographing only a desired region with the infrared camera 51 without being affected by surrounding disturbance. In addition, by using the liquid crystal panel 61 as the mask member 60, it is only necessary to change the transmission region At even when the type of the container 100 changes, and no actual replacement work or the like is required, thereby improving the efficiency of the mold change work. Can be planned.
Furthermore, the light source device 70 can be configured to have a planar light source that emits planar light and a large number of point light sources 74 arranged, so that the illumination light can be made uniform. It can contribute to the stabilization of the liquid level detection.
Thus, by improving the stability of the liquid level detection in the infrared camera 51, the liquid level can be reliably and stably performed.

ところで、上記したような構成の飲料充填機10は、所定以上のクリーン度の環境下で常温以下の液体を容器100に充填する無菌充填方式、高温(例えば概ね85℃以上)の液体を容器100に充填するホット充填方式のどちらにも適用することができる。   By the way, the beverage filling machine 10 having the above-described configuration is an aseptic filling method in which a container 100 is filled with a liquid at room temperature or lower in an environment having a cleanness of a predetermined level or higher. It can be applied to either of the hot filling methods of filling in.

ホット充填方式に上記構成を適用する場合、以下のような構成を備えることもできる。
ホット充填方式の場合、フィラ30にて所定以上の温度の液体を容器100に充填した後、図8に示したような転倒殺菌機90にて、容器100に装着されたキャップの内面を、高温の液体で殺菌する工程が加わる。転倒殺菌機90は、フィラ30で液体が充填され、キャッパ40でキャップが装着された容器100を受け取り、これを搬送する過程で、容器100の上下を反転させる。これにより、容器100内の液体がキャップの裏側に接触し、殺菌が行われるようになっている。
When the above configuration is applied to the hot filling method, the following configuration can also be provided.
In the case of the hot filling method, after filling the container 100 with a liquid of a predetermined temperature or higher with the filler 30, the inner surface of the cap attached to the container 100 is heated at a high temperature with the overturning sterilizer 90 as shown in FIG. The process of sterilizing with the liquid is added. The overturning sterilizer 90 receives the container 100 filled with the liquid with the filler 30 and attached with the cap with the capper 40, and inverts the container 100 upside down in the process of transporting it. Thereby, the liquid in the container 100 contacts the back side of the cap, and sterilization is performed.

この場合、上記液面検知部50では、容器100から放射される赤外放射エネルギを赤外線カメラ51で撮影し、その画像を画像処理制御部52で画像処理することによって、容器100内の液体の温度を検出することもできる。その検出タイミングは、特に限定する意図はないが、例えば、液体が容器100の所定レベルまで充填されたと判定されたタイミングとすることができる。
そして、飲料充填機10のコントローラ35では、容器100内の液体の温度が、予め定めた所定以上の温度であるか否かを判定し、所定以上の温度であるときには、正常であるとして、後工程のキャッパ40に向けて容器100を搬送する。一方、容器100内の液体の温度が、予め定めた所定以上の温度では無かった場合は、この容器100を、不良品として適宜タイミングで排出するように制御する。これは、容器100内の温度が規定値よりも低いと、後工程の転倒殺菌機90にて容器100を反転して容器100内の液体をキャップの内面に接触させても、所定の殺菌効果が得られず、品質を保証できないからである。
In this case, in the liquid level detection unit 50, the infrared radiation energy radiated from the container 100 is photographed by the infrared camera 51, and the image is processed by the image processing control unit 52, whereby the liquid in the container 100 is processed. The temperature can also be detected. The detection timing is not particularly limited, but may be, for example, a timing when it is determined that the liquid is filled to a predetermined level in the container 100.
The controller 35 of the beverage filling machine 10 determines whether or not the temperature of the liquid in the container 100 is equal to or higher than a predetermined temperature. The container 100 is conveyed toward the process capper 40. On the other hand, when the temperature of the liquid in the container 100 is not higher than a predetermined temperature, the container 100 is controlled to be discharged as a defective product at an appropriate timing. If the temperature in the container 100 is lower than the specified value, the predetermined sterilization effect can be obtained even if the container 100 is inverted by the overturning sterilizer 90 in the subsequent process and the liquid in the container 100 is brought into contact with the inner surface of the cap. This is because the quality cannot be guaranteed.

このように液面検知部50で、容器100内の液体の温度を検知することで、転倒殺菌機90で所定の殺菌を行えるか否かを判定することも可能となる。この場合、液面検知部50は、液量検知と、液体の温度検知の2つの機能を兼ねるものとなるので、コストを低減する効果も得られる。   In this way, by detecting the temperature of the liquid in the container 100 with the liquid level detection unit 50, it is also possible to determine whether or not predetermined sterilization can be performed with the overturning sterilizer 90. In this case, since the liquid level detection unit 50 has two functions of the liquid amount detection and the liquid temperature detection, an effect of reducing cost can be obtained.

なお、上記実施の形態において、飲料充填機10について説明したが、装置各部の詳細な構成については、上記実施形態に示したものに限らず、適宜他の構成を採用することが可能である。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
In addition, in the said embodiment, although the drink filling machine 10 was demonstrated, about the detailed structure of each part of an apparatus, it is not restricted to what was shown in the said embodiment, It is possible to employ | adopt another structure suitably.
In addition to this, as long as it does not depart from the gist of the present invention, the configuration described in the above embodiment can be selected or changed to another configuration as appropriate.

本実施形態における充填装置の全体構成を示す平面図である。It is a top view which shows the whole structure of the filling apparatus in this embodiment. 充填装置の断面図である。It is sectional drawing of a filling apparatus. 充填装置の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of a filling apparatus. 液晶パネルからなるマスク部材を用いた撮影画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the picked-up image using the mask member which consists of a liquid crystal panel. 点状光源を用いた光源を示す図である。It is a figure which shows the light source using a point light source. 点状光源を用いた光源で、液面を検出する領域に対応した部分のみ点状光源を点灯させた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which turned on the point light source only in the part corresponding to the area | region which detects a liquid level with the light source using a point light source. 光路長を稼ぐ光路装置を備えた例を示す図である。It is a figure which shows the example provided with the optical path apparatus which earns optical path length. 転倒殺菌機の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a fall sterilizer. 従来用いていたマスク部材を示す図である。It is a figure which shows the mask member used conventionally.

符号の説明Explanation of symbols

10…飲料充填機、30…フィラ(回転式充填装置)、31…回転テーブル(円板)、32…充填バルブ、35…コントローラ、50…液面検知部(液面レベル検出装置)、51…赤外線カメラ(カメラ)、52…画像処理制御部(画像処理部)、53…背面板(熱影響低減部材、第一のパネル)、54…遮蔽板(熱影響低減部材、第二のパネル)、60…マスク部材、61…液晶パネル、62…駆動制御部、70…光源装置、71…光源、74…点状光源、75…光源制御部、76…光量センサ、80…光路装置、82…反射鏡、90…転倒殺菌機、100…容器   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Beverage filling machine, 30 ... Filler (rotary filling apparatus), 31 ... Rotary table (disk), 32 ... Filling valve, 35 ... Controller, 50 ... Liquid level detection part (liquid level detection apparatus), 51 ... Infrared camera (camera), 52 ... image processing control unit (image processing unit), 53 ... back plate (heat effect reducing member, first panel), 54 ... shielding plate (heat effect reducing member, second panel), DESCRIPTION OF SYMBOLS 60 ... Mask member, 61 ... Liquid crystal panel, 62 ... Drive control part, 70 ... Light source device, 71 ... Light source, 74 ... Point light source, 75 ... Light source control part, 76 ... Light quantity sensor, 80 ... Optical path apparatus, 82 ... Reflection Mirror, 90 ... Fall sterilizer, 100 ... Container

Claims (14)

円板の外周に複数の充填バルブを備え、前記円板の回転中に、前記充填バルブに開口部があてがわれた容器内へ前記充填バルブから液体を注入する回転式充填装置であって、
液体が注入される前記容器から放射される赤外放射エネルギを撮影するカメラと、
前記カメラで撮影した画像を画像処理し、前記容器に充填された液体の液面レベルを検出する画像処理部と、
前記画像処理部での検出結果に基づき、前記充填バルブを制御して前記容器内への液体の注入を停止させるコントローラと、
前記カメラで撮影するときに周囲からの熱を遮蔽または周囲からの熱の輻射を防ぐことで外部の熱影響を低減する板からなる熱影響低減部材と、
前記カメラと撮影対象の前記容器との間に設けられ、前記カメラで撮影すべき領域のみ光を透過し、他の領域は光を非透過とすることで、周囲の外乱を避け、所望の領域のみ撮影して液面レベル検出の安定化を図るマスク部材と、を備え、
前記マスク部材は、光を透過する前記領域の位置が変更可能であることを特徴とする回転式充填装置。
A rotary filling device comprising a plurality of filling valves on the outer periphery of a disc, and injecting liquid from the filling valve into a container in which an opening is assigned to the filling valve during rotation of the disc,
A camera that images infrared radiant energy emitted from the container into which liquid is injected;
An image processing unit that performs image processing on an image captured by the camera and detects a liquid level of the liquid filled in the container;
A controller that controls the filling valve based on the detection result in the image processing unit to stop the injection of the liquid into the container;
A thermal effect reducing member made of a plate that reduces external thermal effects by shielding heat from surroundings or preventing radiation of heat from the surroundings when shooting with the camera;
Provided between the camera and the container to be imaged, and transmits light only in an area to be imaged by the camera, and other areas do not transmit light. A mask member that aims to stabilize liquid level detection by photographing only,
The rotary filling apparatus, wherein the mask member is capable of changing a position of the region that transmits light.
前記熱影響低減部材は、前記カメラに対し、前記容器を挟んだ反対側に配置される第一のパネルと、前記カメラの撮影方向後方を囲うように配置される第二のパネルとから構成されることを特徴とする請求項1に記載の回転式充填装置。   The thermal effect reducing member is configured with a first panel disposed on the opposite side of the container with respect to the camera, and a second panel disposed so as to surround the rear of the camera in the photographing direction. The rotary filling device according to claim 1. 前記マスク部材は、2枚一対の基板間に液晶が充填され、前記液晶が電気的に駆動される液晶パネルと、前記液晶パネルの駆動を制御する駆動制御部とから構成されることを特徴とする請求項2に記載の回転式充填装置。   The mask member includes a liquid crystal panel in which liquid crystal is filled between a pair of substrates and the liquid crystal is electrically driven, and a drive control unit that controls driving of the liquid crystal panel. The rotary filling device according to claim 2. 前記カメラに対し、前記容器を挟んだ反対側に設けられ、前記容器に向けて光を照射する光源をさらに備え、
前記光源は、面状光を発する面状光源、または2次元的に配列された複数の点状光源からなることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の回転式充填装置。
The camera is further provided with a light source that is provided on the opposite side of the container and that emits light toward the container.
The rotary filling device according to any one of claims 1 to 3, wherein the light source includes a planar light source that emits planar light or a plurality of point light sources arranged two-dimensionally.
前記光源は、複数の前記点状光源からなり、前記カメラにおける前記容器の撮影範囲に対応した部分に位置する前記点状光源のみを点灯させることを特徴とする請求項4に記載の回転式充填装置。   5. The rotary filling according to claim 4, wherein the light source includes a plurality of the point light sources, and turns on only the point light source located in a portion corresponding to the imaging range of the container in the camera. apparatus. 前記カメラに対し、前記容器を挟んだ反対側に設けられ、前記容器に向けて光を照射する光源と、
前記光源で発する光の光量を検出する光量センサと、
前記光量センサで検出した光量に基づき、前記光源で発する光量を制御する光源制御部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の回転式充填装置。
A light source that is provided on the opposite side of the camera with respect to the camera and that emits light toward the container;
A light amount sensor for detecting the amount of light emitted from the light source;
A light source controller that controls the amount of light emitted by the light source based on the amount of light detected by the light amount sensor;
The rotary filling device according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
前記画像処理部は、前記カメラで撮影した画像を画像処理することで、前記容器に充填された液体の温度を検出し、
前記コントローラは、検出された前記容器内の液体の温度が予め決められた温度以上であるか否かを判定することを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の回転式充填装置。
The image processing unit detects the temperature of the liquid filled in the container by performing image processing on an image captured by the camera,
The rotary filling device according to any one of claims 1 to 6, wherein the controller determines whether or not the detected temperature of the liquid in the container is equal to or higher than a predetermined temperature.
液体の注入が完了した前記容器を上下に反転させ、前記容器内の液体により前記容器のキャップ内面を殺菌する転倒殺菌機を後段にさらに備え、
前記コントローラは、検出された前記容器内の液体の温度が予め決められた温度以上であるものを前記転倒殺菌機で殺菌することを特徴とする請求項7に記載の回転式充填装置。
The container that has been injected with the liquid is turned upside down, and further equipped with a tipping sterilizer that sterilizes the inner surface of the cap of the container with the liquid in the container.
The rotary filling device according to claim 7, wherein the controller sterilizes a liquid whose temperature in the container is equal to or higher than a predetermined temperature by the overturning sterilizer.
光を均一化するため、前記光源で発した光を導く光ファイバの先端の発光部分と前記容器との間に、光拡散板が設けられていることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の回転式充填装置。   9. A light diffusing plate is provided between the container and the light emitting portion at the tip of an optical fiber that guides light emitted from the light source in order to make light uniform. A rotary filling device according to claim 1. 前記カメラを前記円板および複数の前記充填バルブの外周側の複数箇所に設け、
前記コントローラは、前記容器が前記円板とともに回転しながら液体が充填される過程で、その液面レベルの上昇を複数のタイミングで検出することで、個々の前記容器において液面が所定の液面レベルに到達するタイミングを予測し、その予測に基づいて個々の前記容器に対する液体充填終了時間を制御することを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の回転式充填装置。
The camera is provided at a plurality of locations on the outer peripheral side of the disk and the plurality of filling valves,
The controller detects a rise in the liquid level at a plurality of timings while the container is filled with the liquid while rotating with the disk, so that the liquid level in each of the containers is a predetermined liquid level. 10. The rotary filling device according to claim 1, wherein a timing at which the level is reached is predicted, and a liquid filling end time for each of the containers is controlled based on the prediction.
前記カメラと前記容器との間に、前記容器から前記カメラへと至る光路長を稼ぐ光路装置が設けられていることを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の回転式充填装置。   The rotary filling device according to any one of claims 1 to 10, wherein an optical path device that increases an optical path length from the container to the camera is provided between the camera and the container. 液体が注入される容器から放射される赤外放射エネルギを撮影するカメラと、
前記カメラで撮影した画像を画像処理し、前記容器に充填された液体の液面レベルを検出する画像処理部と、
前記カメラで撮影するときに周囲からの熱を遮蔽または周囲からの熱の輻射を防ぐことで外部の熱影響を低減する板からなる熱影響低減部材と、
前記カメラと撮影対象の前記容器との間に設けられ、前記カメラで撮影すべき領域のみ光を透過し、他の領域は光を非透過とすることで、周囲の外乱を避け、所望の領域のみ撮影して液面レベル検出の安定化を図るマスク部材と、を備え、
前記マスク部材は、光を透過する前記領域の位置が変更可能であることを特徴とする液面レベル検出装置。
A camera for imaging infrared radiant energy emitted from a container into which liquid is injected;
An image processing unit that performs image processing on an image captured by the camera and detects a liquid level of the liquid filled in the container;
A thermal effect reducing member made of a plate that reduces external thermal effects by shielding heat from surroundings or preventing radiation of heat from the surroundings when shooting with the camera;
Provided between the camera and the container to be imaged, and transmits light only in an area to be imaged by the camera, and other areas do not transmit light. A mask member that aims to stabilize liquid level detection by photographing only,
The liquid level detector according to claim 1, wherein the mask member is capable of changing a position of the region that transmits light.
前記カメラに対し、前記容器を挟んだ反対側に設けられ、前記容器に向けて光を照射する光源をさらに備え、
前記光源は、面状光を発する面状光源、または2次元的に配列された複数の点状光源からなることを特徴とする請求項12に記載の液面レベル検出装置。
The camera is further provided with a light source that is provided on the opposite side of the container and that emits light toward the container.
The liquid level detecting device according to claim 12, wherein the light source comprises a planar light source that emits planar light or a plurality of point light sources arranged two-dimensionally.
液体が注入される容器から放射される赤外放射エネルギを撮影するカメラと、
前記カメラで撮影した画像を画像処理し、前記容器に充填された液体の液面レベルを検出する画像処理部と、
前記カメラと撮影対象の前記容器との間に設けられ、2枚一対の基板間に充填された液晶を電気的に駆動させることで、前記カメラに向けて光を透過する領域と、光を透過しない領域とを形成することで、周囲の外乱を避け、所望の領域のみ撮影して液面レベル検出の安定化を図るマスク部材と、を備え、
前記マスク部材は、光を透過する前記領域の位置が変更可能であることを特徴とする液面レベル検出装置。
A camera for imaging infrared radiant energy emitted from a container into which liquid is injected;
An image processing unit that performs image processing on an image captured by the camera and detects a liquid level of the liquid filled in the container;
A region that transmits light toward the camera, and transmits light by electrically driving a liquid crystal provided between the camera and the container to be imaged and filled between a pair of substrates. And a mask member that avoids ambient disturbances and captures only the desired area to stabilize the liquid level detection,
The liquid level detector according to claim 1, wherein the mask member is capable of changing a position of the region that transmits light.
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