JP5365445B2 - 包装容器内容物の凝固検査方法及び装置 - Google Patents
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Description
また、他の流動性内容物が凝固しているか否かを検査する方法として、容器の一部を打撃等により振動を与え、他の部分でその振動の伝播を測定する方法や(例えば、特許文献3)、ねじりばねによって回転可能に固定された台に容器を載せ、この容器に封入された流動性内容物の回転自由振動の減衰を測定する方法(例えば、特許文献4)等が知られている。
また、特許文献3の方法は、振動波を測定する際に包装容器の材質の影響が大きく、包装容器の表面を伝播した振動波も同時に計測されてしまうので、流動性内容物の振動に起因する信号の割合が雑音信号と比較して小さくなり、S/N比が小さくなるおそれがある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、包装容器に封入された流動性を有する内容物の凝固の検査を非破壊、迅速、簡便及び安価に行うことができる包装容器内容物の凝固検査方法及び装置に関するものである。
この発明によると、包装容器に封入されている内容物の振動時における荷重変化を測定するために非破壊の検査方法となり、強制振動から減衰振動までの短時間の荷重変化を測定するだけなので迅速な検査方法となる。また、計測手段として人体に対して有害なX線等の放射線を使用していないので、法規上の規制や被曝に対する防護の必要がない。
この発明によると、内容物の振幅が大きくなり、その結果として蓄積データの振幅も大きくなり、内容物の凝固判定が容易となる。
この発明によると、所定波形の蓄積データに基づき、加振台が強制振動を加えているときの定常の振幅が、予め設定した閾値以下であるときに、内容物が凝固していると判定するようにしているので、強制振動時に内容物が凝固しているか否かの高精度の判断が可能となる。
この発明によると、所定波形の蓄積データに基づき、加振台の強制振動を停止して内容物が減衰振動しているときの減衰定数を算出し、この減衰定数が予め設定した閾値以上であるときに、内容物が凝固していると判定するようにしているので、減衰振動時に内容物が凝固しているか否かの高精度の判断が可能となる。
この発明によると、内容物の減衰が激しく、減衰中のピーク点が多数取れない場合に有効な判定方法となる。
この発明によると、一般に広く使用されている加振台、荷重センサ等の装置を構成しているので安価な装置となる。
この発明によると、内容物の振幅が大きくなり、その結果として蓄積データの振幅も大きくなり、内容物の凝固判定が容易な装置となる。
また、請求項9記載の発明は、請求項6乃至8の何れか1項に記載の包装容器内容物の凝固検査装置において、前記凝固判定手段は、前記所定波形の蓄積データに基づき、前記加振台による前記強制振動を停止して前記内容物が減衰振動しているときの減衰定数を算出し、この減衰定数が予め設定した閾値以上であるときに前記内容物が凝固していると判定する第2判定ルーチンを備えている。
これら請求項8〜10の発明によると、強制振動時及び減衰振動時の少なくとも一方において包装容器に封入されている内容物が凝固しているか否かを判定しているので、内容物の凝固判定を高精度に行なうことができる。
また、本発明に係る包装容器内容物の凝固検査装置は、一般に広く使用されている加振台、荷重センサ等を組み合わせて装置を構成しているので、安価な装置を提供することができる。
図1は、本発明に係る包装容器内容物の凝固検査装置は、包装容器1を載せている加振台2と、加振台2の上面の一部に埋設されている荷重センサ3と、荷重センサ3からデータを取得して包装容器内容物の凝固検査を行なうパーソナルコンピュータ(PC)10とを備えている。
加振台2は、包装容器1を載せて矢印Aの左右方向、具体的には水平方向に往復振動の強制振動を行なう装置であり、駆動部4から駆動信号が入力することにより所定の加振周波数で振動する。
駆動部4は、所定時間(3秒間)だけ加振台2を駆動し、加振台2を強制振動させた所定時間経過後に強制振動を停止するとともに、加振台2の駆動開始時に駆動信号Son、加振台2の駆動停止時に停止信号SoffをPC10に出力する。
PC10は、図2に示すように、リセット回路11、電源回路12、入力ポート13、主制御部14、出力ポート18、表示部(デイスプレイ)19及びキーボード20を備えている。
主制御部14はCPU(処理装置)であり、ROM(読み出し専用メモリ)15、RAM(ランダムアクセスメモリ)16及びA/D変換部17を備えている。これらROM(読み出し専用メモリ)15、RAM(ランダムアクセスメモリ)16及びA/D(アナログ/デジタル)変換部17を備えている。CPUは、ROM15、RAM16及びA/D変換部17を内蔵しているもの、ROM15、RAM16及びA/D変換部17を外付けでバス接続したものであってもよい。
ROM15は、後述するサンプリングデータ取得プログラム、凝固判定プログラム等が記憶されている。
RAM16は、A/D変換プログラムで演算して得られたデジタル電圧信号Sdを、所定時間の間隔毎の所定波形の電気信号データ(蓄積データ)として蓄積する領域が設けられているとともに、凝固判定ルーチンで使用する閾値を記憶している。
出力ポート18は、主制御部14から出力した情報信号を、表示部19に転送する。
図3は、サンプリングデータ取得プログラムのフローチャートを示すものであり、このプログラムは所定時間毎のタイマ割込によって実行されている。
先ず、ステップST1において停止信号Soffが入力しているか否かを判定する。このステップST1おいて停止信号Soffが入力している場合にはステップST2に移行し、停止信号Soffが入力していない場合にはステップST3に移行する。ステップST3では、停止タイマーTsをゼロクリアする。
ステップST4において駆動信号Sonが入力した場合に移行するステップST5では、アナログ電圧信号Saをデジタル電圧信号Sdに変換する。
一方、ステップST1において停止信号Soffが入力した場合に移行するステップST2では、停止タイマーTsが所定時間(2秒)に達したか否かを判定する。このステップST2において停止タイマーTsが2秒を経過している場合には、このプログラムを終了し、停止タイマーTsが2秒に達していない場合には、ステップST7に移行して停止タイマーTsのクロック信号を計数してからステップST5に移行する。
このプログラムは、先ず、ステップST10において、キーボード入力値Skが「1」、「2」、「3」、「E」の何れか一つであるか否かを判定する。ステップST10においてキーボード入力値Skが「1」、「2」、「3」、「E」の何れかである場合にはステップST11に移行し、キーボード入力値Skが「1」、「2」、「3」、「E」の何れの記号でもない場合には、再度ステップST10に移行する。
ステップST11では、キーボード入力値Skが、終了を示す「E」であるか否かを判定し、キーボード入力値Skが「E」である場合にはプログラムを終了し、キーボード入力値Skが「E」でない場合にはステップST12に移行する。
ステップST14では、キーボード入力値Skが、第2判定リーチンを選択する「2」であるか否かを判定し、キーボード入力値Skが「2」である場合にはステップST15の第1判定ルーチンに移行し、キーボード入力値Skが「2」でない場合にはステップST16の第3判定ルーチンに移行する。
ここで、図4のステップST13の第1判定ルーチンは、図5に示す処理を行なう。すなわち、図5のステップST20において所定波形の電気信号データを参照する。次いで、ステップST21に移行し、電気信号データに基づいて定常時(加振台3に強制振動が加えられた内容物Cの揺動が定常に達しているとき)の振幅を算出する。
そして、ステップST23では、「凝固している」という表示を表示部19に出力し、ステップST24では、「凝固せず」という表示を表示部19に出力する。
次いで、ステップST33に移行し、減衰定数aと、良品サンプルの平均値に一定のマージンを加えて予め設定した閾値H2とを比較し、減衰定数aが閾値H2以上であるときにはステップST34に移行し、減衰定数aが閾値H2を下回る場合にはステップST35に移行する。
さらに、図4のステップST16の第3判定ルーチンは、図7で示す処理を行なう。すなわち、図7のステップST40において所定波形の電気信号データを参照する。次いで、ステップST41に移行し、電気信号データに基づいて定常時の振幅を算出する。
次いで、ステップST43に移行し、定常時の振幅と一定時間経過後(減衰振動時)の振幅との比を算出する。
次いで、ステップST44に移行し、ステップST43で算出した比と、良品サンプルの平均値に一定のマージンを加えて予め設定した閾値H3とを比較し、算出した比が閾値T3以下であるときにはステップST45に移行し、算出した比が閾値H3を超える値である場合にはステップST46に移行する。
そして、ステップST45では、「凝固している」という表示を表示部19に出力し、ステップST46では、「凝固せず」という表示を表示部19に出力する。
先ず、加振台2の載置面2aに、凝固検査を行なう包装容器1を載置する。この際、包装容器1が、加振台2の載置面2aと荷重センサ3の上面の両方に跨がるように、望ましくは、包装容器1の底面の半分の領域が荷重センサ3上にあるように包装容器1を載置する。
そして、加振台2の加振時間を3秒として包装容器1に強制振動を加え、3秒の加振時間に達したときに自動的に加振台2の駆動を停止する。この際、駆動部3は、駆動開始時にPC10に駆動信号Sonを出力し、加振台2の駆動を停止した時に、PC10に停止信号Soffを出力する。
本実施形態の包装容器内容物の凝固検査方法は、包装容器1に封入されている内容物Cの振動時における荷重変化を測定するために非破壊の検査方法とすることができ、強制振動から減衰振動までの短時間の荷重変化を測定するだけなので迅速な検査方法とすることができる。また、計測手段として人体に対して有害なX線等の放射線を使用していないので、法規上の規制や被曝に対する防護の必要がなく簡便な検査方法を提供することができる。
また、加振台2の加振周波数を、内容物Cの界面揺動の固有振動数と同一、或いは近傍の周波数、又は固有振動数の奇数分の1と同一、或いは近傍の周波数にしたことから、強制振動が伝達される内容物Cに共振が起きやすくなり、蓄積された荷重センサ3が計測した電気信号データ(計測波形)の振幅が増幅され、内容物Cの凝固判定を容易にすることができる。
また、内容物Cの凝固を判定する第2の判定方法は、RAM16に蓄積した計測波形に基づき、加振台2の強制振動を停止して内容物Cが減衰振動しているときの減衰定数aを算出し、この減衰定数aが予め設定した閾値H2以上であるときに、内容物Cが凝固していると判定するようにしているので、減衰振動時に内容物Cが凝固していることを高精度に判断することができる。
さらにまた、本実施形態の凝固検査方法を行なう装置は、包装容器1に封入されている内容物Cの挙動のみを観察するため、包装容器1の材質、形状の影響を受けることがなく、左右方向の往復運動が包装容器1に加わるため、非回転断面の包装容器1であっても凝固検査を行なうことができる。
また、PC10に警報手段を備え、第1〜第3判定方法で内容物Cが凝固していると判断した場合には、警報手段が警報を発するようにしてもよい。
Claims (10)
- 加振台の載置面の一部に荷重センサを埋設し、前記加振台の前記載置面の他の部分及び前記荷重センサの一部に跨がるように流動性を有する内容物が封入された包装容器を載置し、この加振台の駆動により前記包装容器に左右方向の往復振動による強制振動を加え、前記内容物の揺動が定常に達したときに前記強制振動を停止して前記内容物の揺動を減衰振動させていき、前記内容物の揺動による荷重変化を荷重センサによって電気信号に変換し、この電気信号を蓄積した所定波形の蓄積データに基づいて前記内容物の凝固状態を検査することを特徴とする包装容器内容物の凝固検査方法。
- 前記加振台による前記強制振動の周波数を、前記内容物の固有振動数と同一、又は近傍の周波数、或いは、前記固有振動数の奇数分の1と同一、又は近傍の周波数としたことを特徴とする請求項1記載の包装容器内容物の凝固検査方法。
- 前記所定波形の蓄積データに基づき、前記加振台が前記強制振動を加えているときの振幅が予め設定した閾値以下であるときに、前記内容物が凝固していると判定するようにしたことを特徴とする請求項1又は2記載の包装容器内容物の凝固検査方法。
- 前記所定波形の蓄積データに基づき、前記加振台の前記強制振動を停止して前記内容物が減衰振動しているときの減衰定数を算出し、この減衰定数が予め設定した閾値以上であるときに、前記内容物が凝固していると判定することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の包装容器内容物の凝固検査方法。
- 前記所定波形の蓄積データに基づき、前記加振台が前記強制振動を加えているときの振幅と、前記加振台の前記強制振動を停止してから一定時間が経過した後の振幅との比(=[強制振動を加えているときの振幅]/[強制振動を停止してから一定時間が経過した後の振幅])を求め、この比が予め設定した閾値以上であるときに、前記内容物が凝固していると判定するようにしたことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の包装容器内容物の凝固検査方法。
- 流動性を有する内容物が封入されている包装容器を載せて左右方向の往復振動による強制振動を加えることができる加振台と、
前記加振台の載置面の一部に埋設された荷重センサと、
前記加振台の前記載置面の他の部分及び前記荷重センサの一部に跨がるように載置された前記包装容器に対して、この加振台の駆動により前記包装容器に左右方向の往復振動による強制振動を加え、前記内容物の揺動が定常に達したときに前記強制振動を停止して前記内容物の揺動を減衰振動させていき、前記内容物の揺動による荷重変化を計測して、前記荷重センサにより変換して得られる電気信号を蓄積する所定波形の蓄積データと、
この所定波形の蓄積データに基づいて前記内容物の凝固状態を判定する凝固判定手段と、を備えていることを特徴とする包装容器内容物の凝固検査装置。 - 前記加振台の前記強制振動の周波数は、前記内容物の固有振動数と同一、或いは近傍の周波数、又は前記固有振動数の奇数分の1と同一、或いは近傍の周波数であることを特徴とする請求項6記載の包装容器内容物の凝固検査装置。
- 前記凝固判定手段は、前記所定波形の蓄積データに基づき、前記加振台が前記強制振動を加えているときの振幅が予め設定した閾値以下であるときに前記内容物が凝固していると判定する第1判定ルーチンを備えていることを特徴とする請求項6又は7に記載の包装容器内容物の凝固検査装置。
- 前記凝固判定手段は、前記所定波形の蓄積データに基づき、前記加振台による前記強制振動を停止して前記内容物が減衰振動しているときの減衰定数を算出し、この減衰定数が予め設定した閾値以上であるときに前記内容物が凝固していると判定する第2判定ルーチンを備えていることを特徴とする請求項6乃至8の何れか1項に記載の包装容器内容物の凝固検査装置。
- 前記凝固判定手段は、前記所定波形の蓄積データに基づき、前記加振台が前記強制振動を加えているときの振幅と、前記加振台が前記強制振動を停止して一定時間が経過した後の振幅との比(=[強制振動を加えているときの振幅]/[強制振動を停止してから一定時間が経過した後の振幅])を求め、この比が予め設定した閾値以上であるときに前記内容物が凝固していると判定する第3判定ルーチンを備えていることを特徴とする請求項6乃至9の何れか1項に記載の包装容器内容物の凝固検査装置。
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