JP5385885B2 - Liquid container inspection equipment - Google Patents

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Description

本発明は、液体が充填された容器のひび割れ箇所を検出する検査装置に関する。   The present invention relates to an inspection device that detects a cracked portion of a container filled with a liquid.

従来、液体を充填し栓で封止した容器において液体の充填レベルを決定するために、垂直軸方向に孔を設けたコアを有する磁気コイルと、そのコアの孔の下端に配置したマイクとを備えた装置を用いることが知られている(特許文献1参照)。この装置によれば、容器の栓に磁気コイルから電磁パルスを与えて栓に機械的振動を生じさせ、その振動が容器内の空間を伝播して液体と気体の境界面及び液体と容器材料の境界面で反射することで、容器内に定常波が生成される。そして、電磁パルスの電磁的衝撃から所定時間(例えば、10ms)内にマイクが捕捉した栓の振動音と定常波の振動音を周波数解析し、この周波数解析結果に示されるピーク周波数から、容器に充填された液体の充填レベルを決定することができる。また、周波数解析結果から容器の壁のひび割れ又は亀裂を認識できることも示されている。   Conventionally, in order to determine the filling level of liquid in a container filled with liquid and sealed with a stopper, a magnetic coil having a core provided with a hole in the vertical axis direction and a microphone disposed at the lower end of the hole of the core are provided. It is known to use an equipped device (see Patent Document 1). According to this apparatus, an electromagnetic pulse is applied to the stopper of the container from the magnetic coil to cause mechanical vibration in the stopper, and the vibration propagates through the space in the container to cause the interface between the liquid and gas and the liquid and container material. Reflecting at the boundary surface generates a standing wave in the container. Then, frequency analysis is performed for the vibration sound of the plug and the stationary wave captured by the microphone within a predetermined time (for example, 10 ms) from the electromagnetic shock of the electromagnetic pulse, and the container is filled from the peak frequency indicated by the frequency analysis result. The level of filling of the applied liquid can be determined. It is also shown that cracks or cracks in the container wall can be recognized from the frequency analysis results.

特表2001−503868号公報JP-T-2001-503868

上述した装置では、電磁パルスの電磁的衝撃から10msの間に発生する大きな振幅の栓の振動音と小さな振幅の定常波の振動音をマイクが捕捉するが、容器内に形成される定常波は、振幅が大きい栓の振動が減衰するまでその振動の影響を受け続ける。このため、定常波に現れる液体の充填レベルを検知することは可能であるが、定常波の振幅に比して小さい振幅として現れる容器のひび割れや亀裂の存在を識別することは困難である。   In the above-described apparatus, the microphone captures the vibration sound of the large-amplitude plug generated in 10 ms from the electromagnetic shock of the electromagnetic pulse and the vibration sound of the small-amplitude standing wave, but the standing wave formed in the container has an amplitude of It continues to be affected by the vibration until the vibration of the large plug is attenuated. For this reason, it is possible to detect the filling level of the liquid that appears in the standing wave, but it is difficult to identify the presence of a crack or crack in the container that appears as an amplitude smaller than the amplitude of the standing wave.

本発明は、上記のような背景技術に鑑み、容器のひび割れ又は亀裂の存在に加えて、それらが存在する箇所の特定も可能な検査装置を提供することを目的とする。   In view of the background art as described above, it is an object of the present invention to provide an inspection apparatus capable of specifying a location where a container is present in addition to the presence of cracks or cracks in a container.

本発明は、金属製の栓で密封された液体容器に対して電磁波を放射する円筒状の電磁石と、該電磁石の中心軸に配置され、前記電磁波の放射によって発生する前記栓の振動音を捕捉するマイクロホン(以下、単に「マイク」という。)とを備える検査装置であって、
前記マイクの側面と前記電磁石の内面との間に音を通過させる空間が設けられ
前記電磁石と前記マイクは前記容器の栓に対向する各々の端面の位置が一致するように配置され、
前記電磁石に励磁電力を供給する励磁電源と、
前記電磁石の下方に位置した前記容器を検出する容器検出センサと、
検査対象の容器の良否を判定するための良否判定データを格納した記憶装置と、
前記容器検出センサからの検出信号に応じて、前記励磁電源から前記電磁石へ電力を供給させ、前記電磁波による前記栓の振動によって励起される前記容器の材料の振動音を、前記マイクを通して受信する解析装置とを備え、
前記解析装置は、前記電磁石の電磁的衝撃から栓の振動の減衰時間が経過して前記容器の内部空間内に形成された定常波の消失後に現れる容器材料の振動音の周波数特性及び電力強度に基づいて、複数の周波数領域における前記容器材料の振動音の電力強度面積値を算出し、該電力強度面積値と前記記憶装置に格納された良否判定データとを対比することにより、前記容器の良否を判定するように構成されていることを特徴とする。
The present invention relates to a cylindrical electromagnet that emits electromagnetic waves to a liquid container sealed with a metal stopper, and a vibration sound of the stopper that is disposed on the central axis of the electromagnet and that is generated by the emission of the electromagnetic waves. An inspection device including a microphone (hereinafter simply referred to as a “microphone”) ,
A space for allowing sound to pass between the side surface of the microphone and the inner surface of the electromagnet is provided ,
The electromagnet and the microphone are arranged so that the positions of the end faces facing the stopper of the container coincide with each other ,
An excitation power supply for supplying excitation power to the electromagnet;
A container detection sensor for detecting the container located below the electromagnet;
A storage device storing pass / fail determination data for determining pass / fail of the container to be inspected;
Analysis in which electric power is supplied from the excitation power source to the electromagnet according to a detection signal from the container detection sensor, and vibration sound of the material of the container excited by vibration of the stopper due to the electromagnetic wave is received through the microphone. With the device,
The analysis device is based on the frequency characteristics and power intensity of vibration sound of the container material that appears after the disappearance of the standing wave formed in the internal space of the container after the damping time of the vibration of the stopper has elapsed from the electromagnetic shock of the electromagnet. Calculating the power intensity area value of the vibration sound of the container material in a plurality of frequency regions, and comparing the power intensity area value with the quality determination data stored in the storage device, thereby determining the quality of the container. It is comprised so that it may determine .

本発明によれば、液体容器に対する電磁波の放射によって生じた栓の振動音がマイクに捕捉されるが、マイクの周囲に達した栓の振動音は、マイクの側面と電磁石の内面との間の空間を通過するため、マイクの周囲では振動音の反射が生じない。また、電磁石とマイクの各端面の位置が一致しているので、電磁石が栓の振動音を反射しても、その反射音はマイクに到達しない According to the present invention, the vibration sound of the plug generated by the radiation of electromagnetic waves to the liquid container is captured by the microphone, but the vibration sound of the plug reaching the periphery of the microphone is between the side surface of the microphone and the inner surface of the electromagnet. Since the sound passes through the space, no vibration sound is reflected around the microphone. Moreover, since the positions of the end surfaces of the electromagnet and the microphone match, even if the electromagnet reflects the vibration sound of the plug, the reflected sound does not reach the microphone .

以上により、マイクは、振幅が大きい栓の振動の影響を受けずに振幅の小さい定常波の振動音を歪みなく捕捉することが可能となり、定常波に含まれるひび割れや亀裂の存在を識別すると共に、そのひび割れ等の箇所を特定することができる As described above, the microphone can capture the vibration sound of the standing wave having a small amplitude without being affected by the vibration of the plug having a large amplitude, and can identify the presence of cracks and cracks included in the standing wave. Locations such as cracks can be identified .

更に、複数の周波数領域における前記容器材料の振動音の電力強度面積値と前記記憶装置に格納された良否判定データとを比較することにより、前記電磁石の下方に搬送された容器の良否を判定することができる。 Furthermore , the quality of the container conveyed below the electromagnet is determined by comparing the power intensity area value of the vibration sound of the container material in a plurality of frequency regions with the quality determination data stored in the storage device. be able to.

前記記憶装置は、複数種類の不良品容器の電力強度面積値を、前記良否判定データとして記憶し、前記解析装置は、前記容器の電力強度面積値と前記不良品容器の電力強度面積値とを対比して、両者が一致する場合に前記容器の欠陥部位を判別することが好ましい。
The storage device stores power intensity area values of a plurality of types of defective containers as the pass / fail determination data, and the analysis apparatus calculates the power intensity area values of the containers and the power intensity area values of the defective containers. In contrast, it is preferable to determine the defective portion of the container when the two coincide.

これによれば、前記解析装置は、前記容器の電力強度面積値と前記記憶装置に記憶された不良品容器の電力強度面積値と比較し、両者が一致することを条件として前記容器の欠陥部位を判別することができる。   According to this, the analysis device compares the power intensity area value of the container with the power intensity area value of the defective container stored in the storage device, and if the two match, the defective portion of the container Can be determined.

また、前記解析装置は、前記容器の振動音の音響信号にハニング窓関数をかけた演算結果をフーリエ変換することが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said analysis apparatus carries out Fourier transform of the calculation result which applied the Hanning window function to the acoustic signal of the vibration sound of the said container.

これによれば、前記容器の振動音の音響信号の主成分であるメインローブの幅が小さいほど周波数分解能を高くする一方、サイドローブの値が小さいほど小電力のスペクトルを検出する能力を高くすることができる。   According to this, as the width of the main lobe, which is the main component of the acoustic signal of the vibration sound of the container, is smaller, the frequency resolution is higher, while the smaller the side lobe value is, the higher the ability to detect a low power spectrum is. be able to.

本発明の実施形態の検査装置と液体容器の正面図。The front view of the test | inspection apparatus and liquid container of embodiment of this invention. 図1の検査装置の拡大断面図。The expanded sectional view of the inspection apparatus of FIG. 実施形態の検査装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the test | inspection apparatus of embodiment. 実施形態の検査装置による容器の周波数解析結果を示すグラフ。The graph which shows the frequency analysis result of the container by the inspection apparatus of embodiment.

図1〜図3に示した実施形態の検査装置は、栓12により密閉されたビン10を検査対象の容器とし、そのひび割れ又は欠けのような欠陥の存在を検知すると共に、欠陥の個所を特定する検査を行う。   The inspection apparatus according to the embodiment shown in FIGS. 1 to 3 uses the bottle 10 sealed by the stopper 12 as a container to be inspected, detects the presence of a defect such as a crack or a chip thereof, and specifies the location of the defect. Perform an inspection.

本実施形態の検査装置は、下方に搬送されたビン10に電磁波を放射する電磁石14と、電磁石14の中心軸に配置され、ビン10の振動音を捕捉するマイク16(例えば、振動板と固定板を有するコンデンサマイク)と、電磁石14の外周を覆うカバー18と、カバー18及び電磁石14の内面を支持する円筒部材20と、円筒部材20の内周側に配置され、マイク16の頂部を支持するマイク支持部材22と、マイク支持部材22を上方から吊り下げ支持する保持部材24とを備える。   The inspection apparatus according to the present embodiment includes an electromagnet 14 that radiates electromagnetic waves to a bin 10 conveyed downward, and a microphone 16 (for example, fixed to a diaphragm) that is disposed on the central axis of the electromagnet 14 and captures the vibration sound of the bin 10. A condenser microphone having a plate), a cover 18 that covers the outer periphery of the electromagnet 14, a cylindrical member 20 that supports the inner surface of the cover 18 and the electromagnet 14, and an inner peripheral side of the cylindrical member 20 that supports the top of the microphone 16. And a holding member 24 that suspends and supports the microphone support member 22 from above.

ビン10は、液体(例えば、清涼飲料水)が充填され、上部に金属製であって王冠状の栓12により密閉されている。栓12と液体との間には気体(例えば、炭酸ガス又は窒素ガス)が封入されている。ビン10の頭部空間内には、液体と気体の境界面及び液体と容器材料(例えば、ガラス)の境界面を有する。   The bottle 10 is filled with a liquid (for example, soft drink), and is made of metal at the top and sealed with a crown-shaped stopper 12. Gas (for example, carbon dioxide gas or nitrogen gas) is sealed between the stopper 12 and the liquid. In the head space of the bottle 10, there are a liquid-gas interface and a liquid-container material (for example, glass) interface.

ビン10は、金属製又は樹脂製の搬送板26に載置され、例えば、コンベアにより図中前方又は後方から電磁石14の下方に搬送される。   The bin 10 is placed on a metal or resin transport plate 26, and is transported to the lower side of the electromagnet 14 from the front or rear in the drawing by, for example, a conveyor.

マイク16は、電磁石14から放射された電磁波の電磁的衝撃により励起される栓12の振動音を捕捉する。この栓12の振動音は、栓12の周波数特性及びビン10の周波数特性を含んだアナログ信号としてマイク16から出力する。   The microphone 16 captures the vibration sound of the plug 12 that is excited by the electromagnetic shock of the electromagnetic wave radiated from the electromagnet 14. The vibration sound of the stopper 12 is output from the microphone 16 as an analog signal including the frequency characteristics of the stopper 12 and the frequency characteristics of the bin 10.

カバー18は、電磁石14の側面を覆い、カバー18の底部において、電磁石14及びマイク16の底面を露出させている。また、電磁石14の底部とマイク16の底部との間に空気の振動を通過させる空間26が設けられ、空間26は、カバー18の内周側で上下方向に貫通している。   The cover 18 covers the side surface of the electromagnet 14, and the bottom surfaces of the electromagnet 14 and the microphone 16 are exposed at the bottom of the cover 18. In addition, a space 26 through which air vibrations pass is provided between the bottom of the electromagnet 14 and the bottom of the microphone 16, and the space 26 penetrates in the vertical direction on the inner peripheral side of the cover 18.

円筒部材20は、電磁石14の内面及びカバー18の上部内面に密着し、マイク支持部材22と空間26を隔てて垂直方向に延在する。このため、マイク支持部材22と円筒部材20に挟まれた空間26は、音響抵抗が低く、空間26を伝達する空気の振動による反射波の発生を低減させる。   The cylindrical member 20 is in close contact with the inner surface of the electromagnet 14 and the upper inner surface of the cover 18, and extends in the vertical direction across the microphone support member 22 and the space 26. For this reason, the space 26 sandwiched between the microphone support member 22 and the cylindrical member 20 has a low acoustic resistance, and reduces the generation of reflected waves due to the vibration of air transmitted through the space 26.

マイク16は、その下部位置と電磁石14の下部位置とを一致させることにより、電磁石14が発生する反射音をマイク16の下方に通過させ、マイク16に反射音が入射することを防止する。   The microphone 16 matches the lower position with the lower position of the electromagnet 14, thereby allowing the reflected sound generated by the electromagnet 14 to pass below the microphone 16 and preventing the reflected sound from entering the microphone 16.

マイク16は、その外周と円筒部材20の内周との間の空間26により包囲し、マイク16とカバー12とを空気で分離しているため、第1に、空間26に到達した栓12の振動音を空気の振動として上方に通過させることができる。第2に、空間26では栓12の振動音による反射音が発生しないため、マイク16は歪の無い栓12の振動音を捕捉できる。第3に、栓12の振動音による電磁石14からの反射音を遮断することができる。これらにより、マイク16は、栓12からの振動音の集音効果をより向上させることができる。   Since the microphone 16 is surrounded by a space 26 between the outer periphery and the inner periphery of the cylindrical member 20 and the microphone 16 and the cover 12 are separated by air, first, the plug 12 that has reached the space 26 is separated. Vibration sound can be passed upward as air vibration. Second, since the reflected sound due to the vibration sound of the plug 12 is not generated in the space 26, the microphone 16 can capture the vibration sound of the plug 12 without distortion. Thirdly, the reflected sound from the electromagnet 14 due to the vibration sound of the plug 12 can be blocked. Accordingly, the microphone 16 can further improve the sound collection effect of the vibration sound from the plug 12.

マイク支持部材22は、好ましくは、樹脂製の中空パイプで形成し、上方を固定部材28(例えば、ねじ)により、保持部材24に固定される。マイク支持部材22の下部にマイク16を取り付け、保持部材24から吊り下げるようにマイク16の下部位置を電磁石14の下部位置に一致させることが好ましい。   The microphone support member 22 is preferably formed of a resin hollow pipe and is fixed to the holding member 24 with a fixing member 28 (for example, a screw) on the upper side. It is preferable that the microphone 16 is attached to the lower part of the microphone support member 22 and the lower position of the microphone 16 is made to coincide with the lower position of the electromagnet 14 so as to be suspended from the holding member 24.

但し、本発明は、マイク16の下部位置を電磁石14の下部位置に完全に一致させる構成に限定されず、例えば、固定部材28による固定を解除し、マイク支持部材22の固定位置を上下方向に調整した後に固定部材28で再度固定し、電磁石14の中心軸の筒状空間に発生する共鳴音を減衰することもできる。   However, the present invention is not limited to the configuration in which the lower position of the microphone 16 is completely coincident with the lower position of the electromagnet 14. For example, the fixing by the fixing member 28 is released and the fixing position of the microphone supporting member 22 is set in the vertical direction. It is also possible to attenuate the resonance generated in the cylindrical space of the central axis of the electromagnet 14 by adjusting the fixing member 28 again after the adjustment.

また、マイク支持部材22は、マイク16と電気的に接続するマイク配線30を挿入し、マイク配線30と空間26とを遮断する。このため、空間26の音響抵抗をマイク配線30により増大させることがない。   Further, the microphone support member 22 inserts a microphone wiring 30 that is electrically connected to the microphone 16, and blocks the microphone wiring 30 and the space 26. For this reason, the acoustic resistance of the space 26 is not increased by the microphone wiring 30.

保持部材24は、ベース板32の上面に固定部34を介して固定されている。ベース板32の下面には、カバー18の上面を固定する。また、ベース板32及び固定部34は、コイル配線36を垂直方向に貫通させカバー18の側面から電磁石14へコイル配線36を導入する。   The holding member 24 is fixed to the upper surface of the base plate 32 via a fixing portion 34. The upper surface of the cover 18 is fixed to the lower surface of the base plate 32. Further, the base plate 32 and the fixing portion 34 penetrate the coil wiring 36 in the vertical direction and introduce the coil wiring 36 from the side surface of the cover 18 to the electromagnet 14.

ベース板32は、両側から下方に向けてビン10の頭部空間と距離を離して対向する延長部32a及び延長部32bを備える。延長部32aは、ビン10の頭部空間に向けてビン検出センサ38aを配置し、延長部32bは、ビン10の頭部空間に向けてビン検出センサ38bを配置する。   The base plate 32 includes an extension portion 32a and an extension portion 32b that face the head space of the bin 10 at a distance from both sides downward. The extension portion 32 a arranges the bin detection sensor 38 a toward the head space of the bin 10, and the extension portion 32 b arranges the bin detection sensor 38 b toward the head space of the bin 10.

ビン検出センサ38aは、水平方向に位置するビン検出センサ38bに向けて光線を照射し光軸を形成する透過型又は反射型の光電センサを用いることが好ましい。また、ビン検出センサとして、搬送されたビン10を検知できる手段であれば光電型及びレーザ型の他に、ビン10のガラス検知型のセンサを適用することもできる。   The bin detection sensor 38a is preferably a transmission type or reflection type photoelectric sensor that irradiates light toward the bin detection sensor 38b positioned in the horizontal direction to form an optical axis. In addition to the photoelectric type and the laser type, a glass detection type sensor of the bin 10 can be applied as long as the bin detection sensor can detect the conveyed bin 10.

図2は、本実施形態の検査装置の断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the inspection apparatus of the present embodiment.

検査装置は、円筒状のカバー18と、カバー18の下部内面に支持される電磁石14と、電磁石14の中心軸に配置するマイク16と、マイク16を上方から垂直方向に吊り下げるマイク支持部材22と、マイク16及びマイク支持部材22の外周から空間26を隔てて包囲する円筒部材20とを備える。   The inspection apparatus includes a cylindrical cover 18, an electromagnet 14 supported on the lower inner surface of the cover 18, a microphone 16 disposed on the central axis of the electromagnet 14, and a microphone support member 22 that suspends the microphone 16 from above in the vertical direction. And a cylindrical member 20 that surrounds the microphone 16 and the microphone support member 22 with a space 26 therebetween.

電磁石14は、円筒部材20を包囲する円筒状の磁性体コア40と、磁性体コア40の外周を巻回する導電性のコイル巻線42とを備え、磁性体コア40の下部は、円筒部材20の下部の位置と一致するように配置されている。   The electromagnet 14 includes a cylindrical magnetic core 40 that surrounds the cylindrical member 20, and a conductive coil winding 42 that winds the outer periphery of the magnetic core 40. The lower portion of the magnetic core 40 is a cylindrical member. 20 is arranged so as to coincide with the lower position.

磁性体コア40は、初期透磁率の高いアモルファス材の薄帯を積層して形成し、応答周波数の向上と共にヒステリシス損を減少させる。例えば、磁性体コア40には、鉄を主成分とした、シリコンと、ボロン及び微量の銅ニオブを添加させた高温融液を約100万℃/秒で急冷固化するアモルファス薄帯からなる素材を結晶化温度以上で熱処理し、10nmの結晶粒径を有する薄帯の積層体を用いることが好ましい。   The magnetic core 40 is formed by laminating thin ribbons of amorphous material having a high initial magnetic permeability, and reduces the hysteresis loss as the response frequency is improved. For example, the magnetic core 40 is made of a material composed of an amorphous ribbon that rapidly solidifies a high-temperature melt containing iron as a main component and containing silicon, boron, and a small amount of copper niobium at about 1 million ° C./second. It is preferable to use a ribbon-like laminate that is heat-treated at a crystallization temperature or higher and has a crystal grain size of 10 nm.

円筒部材20は、マイク16及びマイク支持部材22の外周を空気の振動を通過させる空間26を隔てて包囲しているため、円筒部材20及びマイク16の下部から円筒部材20の上部間で延在する空間26を形成している。このため、栓12の振動音による空気の振動を空間26の下部に入射させ、この空気の振動を空間26の上部から放出させることができる。   Since the cylindrical member 20 surrounds the outer periphery of the microphone 16 and the microphone support member 22 with a space 26 through which air vibrations pass, the cylindrical member 20 extends from the lower portion of the cylindrical member 20 and the microphone 16 to the upper portion of the cylindrical member 20. A space 26 is formed. For this reason, the vibration of the air due to the vibration sound of the plug 12 can be incident on the lower part of the space 26, and the vibration of the air can be released from the upper part of the space 26.

そして、マイク16は、栓12の振動音の集音効果を向上させ、電磁石14から栓12の反射音の入射を遮断することができる。   The microphone 16 can improve the sound collecting effect of the vibration sound of the plug 12 and can block the incident of the reflected sound of the plug 12 from the electromagnet 14.

図3は、本実施形態の検査装置のブロック図である。   FIG. 3 is a block diagram of the inspection apparatus of the present embodiment.

検査装置は、電磁石14と、予備電磁石14aと、電磁石14の中心軸に配置するマイク16と、ビン検出センサ38と、コイル励磁電源44と、マイク16及びコイル励磁電源44並びにビン検出センサ38に接続する解析装置46とを備える。   The inspection apparatus includes an electromagnet 14, a spare electromagnet 14 a, a microphone 16 disposed on the central axis of the electromagnet 14, a bin detection sensor 38, a coil excitation power supply 44, a microphone 16, a coil excitation power supply 44, and a bin detection sensor 38. And an analysis device 46 to be connected.

電磁石14及び予備電磁石14aは共に、コイル励磁電源44に接続され、解析装置46の制御プログラムにより電磁波を夫々のタイミングでビン10及びビン10aに向けて放射する。   Both the electromagnet 14 and the spare electromagnet 14a are connected to the coil excitation power supply 44, and radiate electromagnetic waves toward the bin 10 and the bin 10a at respective timings according to the control program of the analysis device 46.

コイル励磁電源44は、使用者により電磁石14及び予備電磁石14aに夫々供給する励磁電力の電圧と、励磁タイミングと、パルス幅とを調整し、励磁コイルのチャンネルを設定することで励磁タイミングを制御する。   The coil excitation power supply 44 controls the excitation timing by adjusting the excitation power voltage, excitation timing, and pulse width supplied by the user to the electromagnet 14 and the standby electromagnet 14a, and setting the excitation coil channel. .

本実施形態では、コイル励磁電源44は、チャンネル設定により、コイル励磁電源44から電磁石14だけに励磁電力を供給する単チャンネル型のコイル励磁電源44と、電磁石14及び予備電磁石14aの2つの電磁石に励磁電力を夫々供給する多チャンネル型のコイル励磁電源44の何れか1つを選択することができる。   In the present embodiment, the coil excitation power supply 44 is divided into a single channel type coil excitation power supply 44 that supplies excitation power only from the coil excitation power supply 44 to the electromagnet 14 by channel setting, and two electromagnets, the electromagnet 14 and the spare electromagnet 14a. Any one of the multi-channel type coil excitation power supplies 44 that supply excitation power can be selected.

予備電磁石14aは、ビン10の上流で待機しているビン10aの上方に設けられ、ビン10aの栓12aに対して電磁的衝撃を与えて、この栓12aの残留応力を除去する。これにより、容器10aが電磁石14の下方に搬送され電磁石14の電磁的衝撃を受けることにより検査精度をより向上させることができる。   The spare electromagnet 14a is provided above the bin 10a waiting upstream of the bin 10, and applies an electromagnetic shock to the plug 12a of the bin 10a to remove the residual stress of the plug 12a. Thereby, the test | inspection precision can be improved more by the container 10a being conveyed under the electromagnet 14 and receiving the electromagnetic impact of the electromagnet 14. FIG.

解析装置46は、内部に制御装置48(以下、「CPU48」と記する。)と、ランダムアクセス型のメモリ50(以下、「RAM50」と略記する。)と、計測トリガ入力部52と、励磁トリガ出力部54と、増幅部56と、表示画面58と、データ保存用記憶装置60と、不良判定部62と、計測値出力部64と、電源68とを備え、電源68から各部材へ電力が供給される。   The analysis device 46 includes a control device 48 (hereinafter referred to as “CPU 48”), a random access memory 50 (hereinafter referred to as “RAM 50”), a measurement trigger input unit 52, and an excitation. A trigger output unit 54, an amplification unit 56, a display screen 58, a data storage device 60, a defect determination unit 62, a measurement value output unit 64, and a power source 68 are provided, and power is supplied from the power source 68 to each member. Is supplied.

CPU48は、バス66を介して、RAM50、計測トリガ入力部52、励磁トリガ出力部54、増幅部56、表示画面58、データ保存用記憶装置60、不良判定部62、及び、計測値出力部64と接続する。   The CPU 48, via the bus 66, has a RAM 50, a measurement trigger input unit 52, an excitation trigger output unit 54, an amplification unit 56, a display screen 58, a data storage device 60, a defect determination unit 62, and a measurement value output unit 64. Connect with.

解析装置46は、外部の状態監視ランプ70と、排斥装置72と、外部記憶装置74に接続され、状態監視ランプ70からビン10の良否を識別する容器判定結果を報知する。また、不良判定部62から排斥装置72へ排斥信号を送信しビン10を図外の容器不良ラインへ搬送させる。さらに、計測値出力部64から容器の振動音データや容器の周波数解析データを外部記憶装置74へ出力する。   The analysis device 46 is connected to the external state monitoring lamp 70, the evacuation device 72, and the external storage device 74, and notifies the container determination result for identifying the quality of the bottle 10 from the state monitoring lamp 70. Further, a rejection signal is transmitted from the defect determination unit 62 to the rejection device 72, and the bin 10 is conveyed to a container failure line outside the figure. Further, the measurement value output unit 64 outputs the vibration sound data of the container and the frequency analysis data of the container to the external storage device 74.

増幅部56は、マイク16からアナログ信号を受信し、このアナログ信号を増幅しフィルタを通過させた後に、アナログ信号をデジタル信号へ変換し、CPU48の指令によりデジタル信号をバス66を介してRAM50へ書き込む。増幅部56では、マイク16から少なくとも40msのビン10の振動音データを受信し、10Hzの周波数分解能を得るため、2048ビットのデジタル信号を出力することが好ましい。   The amplification unit 56 receives an analog signal from the microphone 16, amplifies the analog signal, passes the filter, converts the analog signal into a digital signal, and sends the digital signal to the RAM 50 via the bus 66 in response to a command from the CPU 48. Write. The amplifying unit 56 preferably receives the vibration sound data of the bin 10 of at least 40 ms from the microphone 16 and outputs a 2048-bit digital signal in order to obtain a frequency resolution of 10 Hz.

表示画面58には、使用者の操作により、マイク16から受信するアナログ信号の波形、RAM50に記憶するデジタル信号の波形、CPU48がRAM50から読み出したデジタル信号をフーリエ変換し演算出力する周波数解析結果の波形、解析装置46の解析パラメータを設定するメニュー画面を表示する。   On the display screen 58, the waveform of the analog signal received from the microphone 16 by the user's operation, the waveform of the digital signal stored in the RAM 50, and the frequency analysis result obtained by the Fourier transform of the digital signal read out from the RAM 50 by the CPU 48 and the operation output. A menu screen for setting the analysis parameters of the waveform and analysis device 46 is displayed.

データ保存用記憶装置60は、例えば、100本のビン10を予め検査装置で検査し生成した良否判定データを記憶する。100本のビンには、良品ビン、不良ビンとして、ビン口割れ、ビン内壁ひび、ビン外壁ひび、ビン底ひび、液体充填量の良否が含まれている。   The data storage device 60 stores, for example, pass / fail determination data generated by inspecting 100 bins 10 in advance by an inspection device. The 100 bottles include a non-defective bottle and a defective bottle, such as a bottle opening crack, a bottle inner wall crack, a bottle outer wall crack, a bottle bottom crack, and a liquid filling amount.

データ保存用記憶装置60は、良品ビン及び不良ビンの良否判定データとして、ビン10の周波数解析結果に示される波形の面積値の限界値を記憶する。この限界値は、複数の周波数領域に設定されている。   The data storage device 60 stores the limit value of the area value of the waveform indicated in the frequency analysis result of the bin 10 as the pass / fail judgment data of the non-defective bin and the defective bin. This limit value is set in a plurality of frequency regions.

小瓶を対象とする良品ビンの強度面積の限界値を例示すれば、以下のとおりである。   An example of the limit value of the strength area of a non-defective bottle intended for a small bottle is as follows.

第1の周波数領域(7000〜8000Hz)は、200000以上の強度面積を有し、第2の周波数領域(6000〜7000Hz)は、100000以上の強度面積を有し、第3の周波数領域(7200〜7500Hz)は、150000以上の強度面積を有し、第4の周波数領域(6500〜6800Hz)は、150000以下の強度面積を有し、第5の周波数領域(5800〜6100Hz)は、100000以下の強度面積を有し、第6の周波数領域(5100〜5400Hz)は、50000以上の強度面積を有する。   The first frequency region (7000 to 8000 Hz) has an intensity area of 200000 or more, the second frequency region (6000 to 7000 Hz) has an intensity area of 100000 or more, and the third frequency region (7200 to 7000 Hz). 7500 Hz) has an intensity area of 150,000 or more, the fourth frequency region (6500-6800 Hz) has an intensity area of 150,000 or less, and the fifth frequency region (5800-6100 Hz) has an intensity of 100,000 or less. The sixth frequency region (5100 to 5400 Hz) has an area of intensity of 50000 or more.

小瓶を対象とする不良ビンの強度面積は、上述した第1〜第5の周波数領域の強度面積の1又は複数の限界値を満たすことができない。例えば、ビン口割れ、ビン内壁ひび、ビン外壁ひび、ビン底ひび、液体の充填不良を含む不良ビンの強度面積を、Kビン不良、Tビン不良、外ビン不良(ビン外壁ひび)、液体が充填されていない空ビン不良、内ビン不良、液体の充填が不十分な低充填ビン不良、液体の充填が過剰な高充填ビン不良として例示する。   The intensity area of the defective bin targeted for the small bottle cannot satisfy one or more limit values of the intensity areas of the first to fifth frequency regions described above. For example, the strength area of defective bottles, including bottleneck cracks, bottle inner wall cracks, bottle outer wall cracks, bottle bottom cracks, and poor liquid filling, K bottle defects, T bottle defects, outer bottle defects (bin outer wall cracks), Illustrated as an unfilled empty bottle defect, an inner bottle defect, a low filling bottle defect with insufficient liquid filling, and a high filling bottle defect with excessive liquid filling.

第1の周波数領域では、低充填ビン不良の強度面積が200000以上の限界値を充足しない。   In the first frequency region, the intensity area of the low filling bin failure does not satisfy the limit value of 200,000 or more.

第2の周波数領域では、すべての不良ビンの強度面積が100000以上の限界値を充足する。   In the second frequency region, the intensity area of all defective bins satisfies the limit value of 100,000 or more.

第3の周波数領域では、Kビン不良、外ビン不良、低充填ビン不良、空ビン不良、内ビン不良、低充填ビン不良の強度面積が150000以上の限界値を充足しない。   In the third frequency region, the K bin defect, the outer bottle defect, the low filling bin defect, the empty bottle defect, the inner bin defect, and the low filling bin defect do not satisfy the limit value of 150,000 or more.

第4の周波数領域では、Tビン不良、内ビン不良の強度面積が150000以下の限界値を充足しない。   In the fourth frequency region, the T bin defect and the inner bin defect intensity area do not satisfy the limit value of 150,000 or less.

第5の周波数領域では、低充填ビン不良の強度面積が100000以下の限界値を充足しない。   In the fifth frequency region, the strength area of the low filling bin failure does not satisfy the limit value of 100,000 or less.

第6の周波数領域では、空ビン不良の強度面積が50000以上の限界値を充足しない。   In the sixth frequency region, the intensity area of the empty bottle defect does not satisfy the limit value of 50000 or more.

データ保存用記憶装置60には、ビン10の判定結果を「1」と「0」の数字で表現する周波数領域別の判定結果データを記憶する。例えば、周波数領域の限界値を充足する場合は判定結果「1」の判定結果データを記憶し、限界値を充足しない場合は「0」の判定結果データを記憶する。   The data storage device 60 stores determination result data for each frequency region in which the determination result of the bin 10 is expressed by numbers “1” and “0”. For example, determination result data “1” is stored when the limit value in the frequency domain is satisfied, and determination result data “0” is stored when the limit value is not satisfied.

良品ビンは、第1〜第6の周波数領域の順に、6桁の「111111」の総合判定結果データで特定する。   The non-defective product bin is specified by the comprehensive determination result data of 6 digits “111111” in order of the first to sixth frequency regions.

Kビン不良は、第1〜第6の周波数領域の順に、6桁の「110111」の総合判定結果データで特定する。   The K bin defect is specified by the comprehensive determination result data of 6 digits “110111” in the order of the first to sixth frequency regions.

Tビン不良は、第1〜第6の周波数領域の順に、6桁の「111011」の総合判定結果データで特定する。   The T bin defect is specified by the comprehensive determination result data of 6 digits “111011” in the order of the first to sixth frequency regions.

外ビン不良は、第1〜第6の周波数領域の順に、6桁の「110111」の総合判定結果データで特定する。   Outer bottle defects are specified by comprehensive determination result data of 6 digits “110111” in order of the first to sixth frequency regions.

空ビン不良は、第1〜第6の周波数領域の順に、6桁の「111110」の総合判定結果データで特定する。   The empty bin defect is specified by the comprehensive determination result data of 6 digits “111110” in order of the first to sixth frequency regions.

内ビン不良は、第1〜第6の周波数領域の順に、6桁の「110011」の総合判定結果データで特定する。   The inner bin failure is specified by the comprehensive determination result data of “110011” of 6 digits in the order of the first to sixth frequency regions.

低充填ビン不良は、第1〜第6の周波数領域の順に、6桁の「110101」の総合判定結果データで特定する。   The low filling bin defect is specified by the comprehensive determination result data of 6 digits “110101” in order of the first to sixth frequency regions.

高充填ビン不良は、第1〜第6の周波数領域の順に、6桁の「010111」の総合判定結果データで特定する。   The high filling bin defect is specified by the comprehensive determination result data of “0101111” of 6 digits in the order of the first to sixth frequency regions.

更に大瓶を対象とする良品ビンの強度面積の限界値を例示すれば、次のとおりである。   Further, the limit value of the strength area of a non-defective bottle intended for a large bottle is exemplified as follows.

第1の周波数領域(11800〜12300Hz)は、30000以上の強度面積を有し、第2の周波数領域(10200〜10600Hz)は、50000以上の強度面積を有し、第3の周波数領域(5300〜5700Hz)は、20000以上の強度面積を有し、第4の周波数領域(4000〜4500Hz)は、100000以上の強度面積を有する。   The first frequency region (11800 to 12300 Hz) has an intensity area of 30000 or more, the second frequency region (10200 to 10600 Hz) has an intensity area of 50000 or more, and the third frequency region (5300 to 5700 Hz) has an intensity area of 20000 or more, and the fourth frequency region (4000 to 4500 Hz) has an intensity area of 100,000 or more.

大瓶のビン底割れ不良ビンは、第1〜第4の周波数領域のすべてにおいて、良品ビンの強度面積の限界値を充足していない。このため、ビン底割れ不良ビンの総合判定結果データは、4桁の「0000」で特定することができる。   The bottle bottom crack failure bin of the large bottle does not satisfy the limit value of the strength area of the non-defective bin in all of the first to fourth frequency regions. For this reason, the comprehensive determination result data of the bin bottom crack defective bin can be specified by “0000” of 4 digits.

次に、上記検査装置の動作について説明する。   Next, the operation of the inspection apparatus will be described.

検査装置は、飲料物を生産する工場から出荷する前の液体が充填され、栓12で密封されたビン10のひび割れ、欠けのようなビン不良が存在するか否かを検査する。   The inspection apparatus inspects whether there is a bottle defect such as a crack or chip of the bottle 10 filled with the liquid before shipping from the factory that produces the beverage and sealed with the stopper 12.

検査装置は、ビン10の検査ラインに設置され、検査装置の電磁コイル14の下方には搬送板26が移動する。ビン10は、搬送板26に載置され電磁コイル14の下方に搬送される。搬送板26は、コンベアによる連続移動、ビン10を軸方向に旋回させるターレットによる連続移動、及び電磁コイル14の下方に停止させてもよい。要は、ビン10を載置しながら水平方向に移動させ、コンベア又はターレットから伝達される振動音を減衰させる手段を用いることが好ましい。   The inspection apparatus is installed on the inspection line of the bin 10, and the conveyance plate 26 moves below the electromagnetic coil 14 of the inspection apparatus. The bin 10 is placed on the transport plate 26 and transported below the electromagnetic coil 14. The conveyance plate 26 may be stopped below the electromagnetic coil 14 and continuously moved by a conveyor, continuously moved by a turret that rotates the bin 10 in the axial direction. In short, it is preferable to use means for moving the bin 10 in the horizontal direction while placing it and attenuating the vibration sound transmitted from the conveyor or turret.

搬送板26は、ビン10の栓12の中心が電磁コイル14の中心軸を通過するように移動する。栓12の上面と電磁コイル14の底面との距離は、例えば、2〜4mmの間隔を維持するように設定する。好ましくは、3mmの間隔に設定することで、栓12に対して強い電磁的衝撃を与える。   The transport plate 26 moves so that the center of the stopper 12 of the bin 10 passes through the central axis of the electromagnetic coil 14. The distance between the top surface of the stopper 12 and the bottom surface of the electromagnetic coil 14 is set so as to maintain an interval of 2 to 4 mm, for example. Preferably, a strong electromagnetic shock is given to the stopper 12 by setting the interval to 3 mm.

マイク16は、電磁石14の下部位置と同一の位置に下部を露出しているため、マイク16と栓12との距離は、例示した2〜4mmの間隔を維持するように設定されている。好ましくは、3mmの間隔に設定することで、栓12の振動音を確実に捕捉することができる。   Since the lower portion of the microphone 16 is exposed at the same position as the lower portion of the electromagnet 14, the distance between the microphone 16 and the plug 12 is set to maintain the illustrated interval of 2 to 4 mm. Preferably, the vibration sound of the plug 12 can be reliably captured by setting the interval to 3 mm.

ビン検出センサ38a、38bは、ビン10が電磁石14の下方に搬送された状態で、栓12の中心軸と電磁石14の中心軸が合致するタイミングで計測トリガ信号を出力するように、ビン検出センサ38a、38bの水平位置及び垂直位置が設定されている。   The bin detection sensors 38a and 38b are configured to output a measurement trigger signal at a timing when the central axis of the stopper 12 and the central axis of the electromagnet 14 coincide with each other in a state where the bin 10 is conveyed below the electromagnet 14. The horizontal position and the vertical position of 38a and 38b are set.

増幅部56は、ビン10の移動速度又は移動時間に対応させてマイク16から受信するアナログ信号の増幅率を設定する。また、増幅部56は、オートゲインコントロールAGC回路を設けて、増幅したアナログ信号をフィードバックしマイク16から受信するアナログ信号の増幅率を自動的に制御することが好ましい。   The amplifying unit 56 sets the amplification factor of the analog signal received from the microphone 16 in accordance with the moving speed or moving time of the bin 10. In addition, it is preferable that the amplifying unit 56 includes an auto gain control AGC circuit to automatically control the amplification factor of the analog signal received from the microphone 16 by feeding back the amplified analog signal.

搬送板26は、検査装置が少なくとも40msの期間に栓12の振動音をマイク16から受信する時間を確保するように、移動速度が決定されている。なお、搬送板26は、前方又は後方のビン10が接触しない間隔で移動し、搬送板26に載置するビン10が周囲の固定物に接触しないように移動する。   The moving speed of the transport plate 26 is determined so that the inspection device can secure a time for receiving the vibration sound of the plug 12 from the microphone 16 during a period of at least 40 ms. The transport plate 26 moves at an interval where the front or rear bin 10 does not come in contact, and moves so that the bin 10 placed on the transport plate 26 does not come into contact with a surrounding fixed object.

解析装置46は、計測トリガ入力部52において、容器検出センサ38から電磁石14の下方に搬送されたビン10を検出する計測トリガ信号を受信する。解析装置46のCPU48は、計測トリガ信号の受信に応動し、励磁トリガ出力部54からコイル励磁電源44に励磁トリガ信号を送信する。   The analysis device 46 receives a measurement trigger signal for detecting the bin 10 conveyed below the electromagnet 14 from the container detection sensor 38 at the measurement trigger input unit 52. The CPU 48 of the analysis device 46 responds to the reception of the measurement trigger signal and transmits the excitation trigger signal from the excitation trigger output unit 54 to the coil excitation power supply 44.

コイル励磁電源44は、予め設定された励磁タイミングに合致する励磁電力を1〜10μsの時間に亘り電磁石14に供給する。また、多チャンネル型のコイル励磁電源44を選択する場合は、励磁電力を1〜10μsの時間に亘り電磁石14及び予備電磁石14aに供給する。この予備電磁石14aは、ビン10の上流で待機している検査前のビン10aに電磁的衝撃を与える。   The coil excitation power supply 44 supplies excitation power that matches a preset excitation timing to the electromagnet 14 over a period of 1 to 10 μs. When the multi-channel type coil excitation power supply 44 is selected, excitation power is supplied to the electromagnet 14 and the spare electromagnet 14a over a period of 1 to 10 μs. The spare electromagnet 14a applies an electromagnetic shock to the pre-inspection bin 10a waiting upstream of the bin 10.

栓12は、電磁的衝撃により電磁石14側へ引っ張られた後に開放されることで、栓12の固有の振動周波数を有する振動が発生する。この栓12の振動が、ビン10の頭部空間の液体と気体の境界、液体とビン10の壁の境界、栓12と接するビン10の口部に伝播し、ビン10内部で反射する。   The plug 12 is opened after being pulled to the electromagnet 14 side by electromagnetic shock, so that vibration having a specific vibration frequency of the plug 12 is generated. The vibration of the stopper 12 propagates to the boundary between the liquid and gas in the head space of the bottle 10, the boundary between the liquid and the wall of the bottle 10, and the mouth of the bottle 10 in contact with the stopper 12, and is reflected inside the bottle 10.

マイク16は、ビン10の反射音を、栓12を通して捕捉する。この反射音は、ビン10の頭部空間の内圧に対応する固有の振動周波数を有する振動と、栓12と接するビン10の口部の固有の振動周波数を有する振動と、ビン10の壁の固有の振動周波数を有する振動が総合された可聴音(例えば、0〜20000Hz)である。   The microphone 16 captures the reflected sound of the bottle 10 through the stopper 12. The reflected sound includes vibration having a specific vibration frequency corresponding to the internal pressure of the head space of the bin 10, vibration having a specific vibration frequency of the mouth portion of the bin 10 in contact with the stopper 12, and a characteristic of the wall of the bin 10. This is an audible sound (for example, 0 to 20000 Hz) in which vibrations having a vibration frequency of 1 are combined.

マイク16は、コンデンサマイクを使用することが好ましい。コンデンサマイクの振動板は、非常に薄く、軽いので、空気の振動に忠実に反応し、低い周波数(50Hz)から高い周波数(20000Hz)の音まで安定した周波数特性で栓12の振動音を捕捉することができる。特に、高耐圧入力(例えば、最大入力音圧が149dB)のため、栓12から3mmの距離にマイク16を配置し、歪の無い栓12の振動音を捕捉することができる。   The microphone 16 is preferably a condenser microphone. Since the diaphragm of the condenser microphone is very thin and light, it reacts faithfully to the vibration of air and captures the vibration sound of the plug 12 with a stable frequency characteristic from a low frequency (50 Hz) to a high frequency (20000 Hz). be able to. Particularly, since the input voltage is high withstand voltage (for example, the maximum input sound pressure is 149 dB), the microphone 16 can be arranged at a distance of 3 mm from the plug 12 to capture the vibration sound of the plug 12 without distortion.

また、マイク16は、円筒部材20との間の空間26に包囲されているため、栓12から上方へ伝達される振動音の集音効果が高く、電磁石14の底部位置とマイク16の底部位置が同一に配置されているので、電磁石14の反射音の影響を低減することができる。   Moreover, since the microphone 16 is surrounded by the space 26 between the microphone member 20, the sound collecting effect of vibration sound transmitted upward from the plug 12 is high, and the bottom position of the electromagnet 14 and the bottom position of the microphone 16 are high. Are arranged in the same manner, the influence of the reflected sound of the electromagnet 14 can be reduced.

解析装置46は、増幅部56において、マイク16から60ms間の反射音に対応するアナログ信号を受信し、受信したアナログ信号を増幅しフィルタを通してから60ms間のデジタル信号へ変換する。このデジタル信号は、バス66を介してRAM50へ書き込まれる。   The analysis device 46 receives the analog signal corresponding to the reflected sound for 60 ms from the microphone 16 in the amplifying unit 56, amplifies the received analog signal, and converts it into a digital signal for 60 ms after passing through the filter. This digital signal is written to the RAM 50 via the bus 66.

解析装置46は、CPU48を用いて音波収集ソフトウエアを実行し、RAM50に書き込まれた60ms間のデジタル信号を読み出し、電磁的衝撃から20ms間のデジタル信号を破棄し、残りの40ms間のデジタル信号を抽出する。   The analysis device 46 executes the sound wave collection software using the CPU 48, reads the digital signal for 60ms written in the RAM 50, discards the digital signal for 20ms from the electromagnetic shock, and the remaining digital signal for 40ms. To extract.

解析装置46は、栓12の振動が減衰しビン10の頭部空間内に形成される定常波が消失した後(電磁的衝撃から20ms経過した後)に現れる少なくとも40msの間のビン10の材料の振動音について、CPU48によりフーリエ変換して得られた周波数特性データをRAM50に書き込む。   The analysis device 46 is configured so that the material of the bin 10 appears for at least 40 ms after the vibration of the stopper 12 is attenuated and the standing wave formed in the head space of the bin 10 disappears (after 20 ms has passed since the electromagnetic shock). For the vibration sound, frequency characteristic data obtained by Fourier transform by the CPU 48 is written in the RAM 50.

そして、解析装置46は、CPU48により、RAM50から周波数特性データを読み出し、ビン10の材料の振動音の周波数特性及び電力強度を演算出力する。   Then, the analysis device 46 reads out the frequency characteristic data from the RAM 50 by the CPU 48, and calculates and outputs the frequency characteristic and power intensity of the vibration sound of the material of the bin 10.

図4は、CPU48を用いて演算出力した容器の周波数解析結果を示す。   FIG. 4 shows the frequency analysis result of the container calculated and output using the CPU 48.

図4(a)は、2種類の良品ビンの周波数解析結果を示している。図中の実線で示すビンと破線で示すビンは、5200Hz〜5500Hzの周波数領域において、固有のピーク周波数が現れ、6700Hz〜7700Hzの周波数領域において、固有のピーク周波数が現れる。   FIG. 4A shows the frequency analysis results of two types of non-defective bins. In the bins indicated by solid lines and broken lines in the figure, a specific peak frequency appears in the frequency region of 5200 Hz to 5500 Hz, and a specific peak frequency appears in the frequency region of 6700 Hz to 7700 Hz.

本実施形態では、良品ビンの周波数特性と相違する周波数特性を有するビン10を不良ビンとして判定する。図4(b)は、Kビン不良の周波数特性を示している。Kビン不良は、第3の周波数領域F3において、波形の強度面積値が限界値の150000未満であり、良品ビンの波形の強度面積値と相違する特徴を有しているため、不良ビンとして判定される。   In this embodiment, the bin 10 having a frequency characteristic different from the frequency characteristic of the non-defective bin is determined as a defective bin. FIG. 4B shows frequency characteristics of the K bin defect. The K bin defect is determined as a defective bin because the waveform intensity area value is less than the limit value of 150,000 in the third frequency region F3 and has a characteristic different from the waveform intensity area value of the non-defective bin. Is done.

ここで、波形の強度面積値とは、周波数領域の最小周波数から最大周波数の間に現れる波形(メインローブ及びサイドローブ)を積分した面積値に相当する。つまり、ピーク周波数により容器材料の振動を特定する従来技術に対し、本実施形態では、所定の周波数領域に現れる波形の振幅をすべて積分することにより、微小な振動を識別することができる。   Here, the intensity area value of the waveform corresponds to an area value obtained by integrating waveforms (main lobe and side lobe) appearing between the minimum frequency and the maximum frequency in the frequency domain. That is, in contrast to the conventional technique for specifying the vibration of the container material by the peak frequency, in this embodiment, it is possible to identify a minute vibration by integrating all the amplitudes of the waveforms appearing in a predetermined frequency region.

また、CPU48は、ビン10の振動音のデジタル信号にハニング窓関数をかけた演算結果をフーリエ変換することが好ましい。   The CPU 48 preferably performs a Fourier transform on the calculation result obtained by multiplying the digital signal of the vibration sound of the bin 10 by the Hanning window function.

ビン10の振動音のデジタル信号にハニング窓関数をかけた結果をフーリエ変換することで、離散的な音響信号の主成分であるメインローブの幅が小さいほど周波数分解能を高くすることができ、サイドローブの値が小さいほど小電力のスペクトルを検出する能力を高くすることができるため、定常波に比して電力強度が低い欠陥部位の振動音を正確に識別することができる。   By performing a Fourier transform on the result of applying the Hanning window function to the digital signal of the vibration sound of the bin 10, the frequency resolution can be increased as the width of the main lobe, which is the main component of the discrete acoustic signal, is reduced. The smaller the lobe value is, the higher the ability to detect a low-power spectrum is. Therefore, it is possible to accurately identify a vibration sound of a defective portion having a lower power intensity than a standing wave.

図4(c)は、内ビン不良の周波数特性を示している。内ビン不良は、第3の周波数領域F3において、波形の強度面積値が限界値の150000未満であり、且つ第4の周波数領域F4において、波形の強度面積値が限界値の150000を超え、良品ビンの波形の強度面積値と相違する特徴を有しているため、不良ビンとして判定される。   FIG. 4C shows the frequency characteristics of the inner bin failure. The inner bin defect has a waveform intensity area value less than the limit value of 150,000 in the third frequency region F3, and the waveform intensity area value exceeds the limit value of 150,000 in the fourth frequency region F4. Since it has a feature different from the intensity area value of the bin waveform, it is determined as a defective bin.

図4(d)は、第4の周波数領域F4において、波形の強度面積値が限界値の150000を超え、良品ビンの波形の強度面積値と相違する特徴を有しているため、不良ビンとして判定される。   In FIG. 4D, since the waveform intensity area value exceeds the limit value of 150,000 in the fourth frequency region F4 and has a characteristic different from the waveform intensity area value of the non-defective bin, Determined.

次に、CPU48は、RAM50に記憶している良否判定データとしての第1〜第6の周波数領域の限界値とビン10の周波数特性及び電力強度とを比較する。CPU48はビン10が所定の限界値を越えるか超えないかにより、「1」又は「0」からなる6桁の総合判定結果データを生成し、ビン10の良否を判定する。この判定処理によりビン10が不良ビンである場合は、ビンの欠陥部位を総合判定結果データから特定することができる。   Next, the CPU 48 compares the limit values of the first to sixth frequency regions as the pass / fail determination data stored in the RAM 50 with the frequency characteristics and power intensity of the bin 10. The CPU 48 generates 6-digit comprehensive determination result data including “1” or “0” depending on whether the bin 10 exceeds or exceeds a predetermined limit value, and determines whether the bin 10 is good or bad. If the bin 10 is a defective bin by this determination processing, the defective portion of the bin can be specified from the comprehensive determination result data.

但し、本発明は、良否判定データを第1〜第6の周波数領域の限界値に限定するものではなく、例えば、第1〜第6の周波数領域の波形データとビン10の周波数解析値の波形データとのパターンが一致するか否かを判定することで、ビン10の良否判定を実行し、容器の欠陥部位を特定することができる。   However, the present invention does not limit the pass / fail judgment data to the limit values of the first to sixth frequency regions. For example, the waveform data of the first to sixth frequency regions and the waveform of the frequency analysis value of the bin 10 are used. By determining whether or not the pattern matches the data, it is possible to execute the pass / fail determination of the bin 10 and specify the defective portion of the container.

解析装置46は、CPU48の判定結果データ及び検査日時データをデータ保存用記憶装置60に記憶し、状態監視ランプ70を点灯させる。状態監視ランプ70は、良品ビンを示す青色発光と不良ビンを示す赤色発光を区別して報知する。   The analysis device 46 stores the determination result data of the CPU 48 and the inspection date / time data in the data storage device 60 and turns on the state monitoring lamp 70. The state monitoring lamp 70 distinguishes and reports blue light emission indicating a non-defective bottle and red light emission indicating a defective bin.

解析装置46は、ビン10がCPU48により不良ビンと判定された場合、排斥装置72排斥信号を送信し、ビン10を図外の容器不良ラインへ搬送させる。   If the bin 10 is determined to be a defective bin by the CPU 48, the analysis device 46 transmits an evacuation device 72 evacuation signal, and transports the bin 10 to a container defect line (not shown).

更に、解析装置46は、RAM50に書き込んだビン10の振動音データ、又は判定結果データ若しくはビン10の周波数解析データを、計測値出力部64を通して外部記憶装置74へ出力する。   Further, the analysis device 46 outputs the vibration sound data of the bin 10 written in the RAM 50 or the determination result data or the frequency analysis data of the bin 10 to the external storage device 74 through the measurement value output unit 64.

10…ビン(容器)、12…栓、14…電磁石、14a…予備電磁石、16…マイク、20…円筒部材、26…空間、40…磁性体、42…コイル巻線、44…コイル励磁電源、46…解析装置、48…CPU、50…メモリ、52…計測トリガ入力部、54…励磁トリガ出力部、56…増幅部、60…データ保存用記憶装置、62…不良判定部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Bottle (container), 12 ... Stopper, 14 ... Electromagnet, 14a ... Reserve electromagnet, 16 ... Microphone, 20 ... Cylindrical member, 26 ... Space, 40 ... Magnetic body, 42 ... Coil winding, 44 ... Coil excitation power supply, 46 ... Analyzing device, 48 ... CPU, 50 ... Memory, 52 ... Measurement trigger input unit, 54 ... Excitation trigger output unit, 56 ... Amplification unit, 60 ... Storage device for data storage, 62 ... Defect determination unit.

Claims (3)

金属製の栓で密封された液体容器に対して電磁波を放射する円筒状の電磁石と、該電磁石の中心軸に配置され、前記電磁波の放射によって発生する前記栓の振動音を捕捉するマイクロホンとを備える検査装置であって、
前記マイクロホンの側面と前記電磁石の内面との間に音を通過させる空間が設けられ
前記電磁石と前記マイクロホンは前記容器の栓に対向する各々の端面の位置が一致するように配置され、
前記電磁石に励磁電力を供給する励磁電源と、
前記電磁石の下方に位置した前記容器を検出する容器検出センサと、
検査対象の容器の良否を判定するための良否判定データを格納した記憶装置と、
前記容器検出センサからの検出信号に応じて、前記励磁電源から前記電磁石へ電力を供給させ、前記電磁波による前記栓の振動によって励起される前記容器の材料の振動音を、前記マイクロホンを通して受信する解析装置とを備え、
前記解析装置は、前記電磁石の電磁的衝撃から栓の振動の減衰時間が経過して前記容器の内部空間内に形成された定常波の消失後に現れる容器材料の振動音の周波数特性及び電力強度に基づいて、複数の周波数領域における前記容器材料の振動音の電力強度面積値を算出し、該電力強度面積値と前記記憶装置に格納された良否判定データとを対比することにより、前記容器の良否を判定するように構成されていることを特徴とする検査装置。
A cylindrical electromagnet that radiates electromagnetic waves to a liquid container sealed with a metal stopper, and a microphone that is disposed on the central axis of the electromagnet and that captures the vibration sound of the stopper generated by the radiation of the electromagnetic waves. An inspection device comprising:
A space for allowing sound to pass between the side surface of the microphone and the inner surface of the electromagnet is provided ,
The electromagnet and the microphone are arranged so that the positions of the end faces facing the stopper of the container coincide with each other ,
An excitation power supply for supplying excitation power to the electromagnet;
A container detection sensor for detecting the container located below the electromagnet;
A storage device storing pass / fail determination data for determining pass / fail of the container to be inspected;
Analysis in which power is supplied from the excitation power source to the electromagnet according to a detection signal from the container detection sensor, and vibration sound of the material of the container excited by vibration of the stopper due to the electromagnetic wave is received through the microphone. With the device,
The analysis device is based on the frequency characteristics and power intensity of vibration sound of the container material that appears after the disappearance of the standing wave formed in the internal space of the container after the damping time of the vibration of the stopper has elapsed from the electromagnetic shock of the electromagnet. Calculating the power intensity area value of the vibration sound of the container material in a plurality of frequency regions, and comparing the power intensity area value with the quality determination data stored in the storage device, thereby determining the quality of the container. An inspection apparatus configured to determine .
請求項1に記載の検査装置において、前記記憶装置は、複数種類の不良品容器の電力強度面積値を前記良否判定データとして記憶し、前記解析装置は、前記容器の電力強度面積値と前記不良品容器の電力強度面積値とを対比し、両者が一致する場合に前記容器の欠陥部位を判別することを特徴とする検査装置。 The inspection apparatus according to claim 1, wherein the storage device stores power intensity area values of a plurality of types of defective containers as the pass / fail judgment data, and the analysis device stores the power intensity area values of the containers and the non-defective values. An inspection apparatus for comparing a power intensity area value of a non-defective container and discriminating a defective portion of the container when both match . 請求項1又は2に記載の検査装置において、前記解析装置は、前記容器の振動音の音響信号にハニング窓関数をかけた演算結果をフーリエ変換することを特徴とする検査装置。 The inspection apparatus according to claim 1, wherein the analysis apparatus performs Fourier transform on a calculation result obtained by multiplying an acoustic signal of vibration sound of the container by a Hanning window function .
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