JPH02156103A - ガラス容器の肉厚の検査機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ガラス容器の肉厚を検査する機械に関する。

（従来の技術及びその課題） 瓶又は容器は個別セクションガラス容器成形機内にて、
最初に溶融ガラスゴブを圧縮し又は吹き込むことにより
パリソンを形成し、次に該パリソンを吹き込み成形して
容器にすることにより形成される。

この方法においてガラスが均一に分配されれば、瓶の肉
厚の厚みは均一となるが、ガラスの分配が均一でないな
らば、瓶には肉厚の薄い箇所が生じ、その結果、充填又
は取り扱い中、瓶が破損することがある。

ガラスの誘電率は高いため、センサの２つの細長い電極
（これら電極はセンサに沿って転動されるとき、該瓶に
接触する）に対して位置決めされたガラス瓶又は容器の
壁の静電容量を測定することが出来る。この静電容量は
ガラス容器の肉厚の増大に比例して増加するが、電子回
路を利用し、その静電容量値を電圧に変換することによ
り測定することが出来る。瓶の肉厚を示す電圧は瓶がセ
ンサに沿って転動するとき連続的に発生され、電圧が選
定された値（最小の肉厚を示す値）以下に低下したなら
ば、試験中のその瓶は棄却することが出来る。

利用可能な殆どの検査装置は、容器の肉厚の変化に起因
する静電容量の僅かな変化（典型的に肉厚が１０−３イ
ンチ変化する毎に静電容量の測定値は１０−　”ｐｆ［
ピコ７アラツド］程度変化する）を測定すること、及び
ガラス容器の肉厚を関数として、静電容量が非線形的に
変形することに起因して、測定精度が不正確であるとい
う問題を伴なう。

（問題点の解決手段） 本発明の目的は瓶の肉厚の正確な値を示す測定された電
圧値を提供することである。

（実施例） 本発明の他の目的及び利点は本発明の基本的考えを具備
する好適な実施例に関する、本発明の以下の詳細な説明
から明らかであるであろう。

ガラス容器の検査機械は支持板１２により支持されかつ
該支持体１２に沿って瓶キャリア１４により前進される
丸形瓶ＩＯを試験する試験部位を備えている。該キャリ
ア１４は試験部位を通って変位する間、平行でかつ水平
方向に伸長し垂直方向に離間して配設させた多数（３個
）の静電容量検出条片１６に対して瓶を押し付ける。こ
の条片１６は適当なブラケット２０上に取り付けられた
弾性発泡条片１８に固着されている。ブラケット２０は
支柱２２により発振器組立体の対応するハウジング２４
に接続される。この発振器組立体は較正されたケーブル
２６を介して静電容量信号を受信しかつコンピュータ３
０に供給される電圧信号を発生させる。

ガラスの肉厚の測定は検査されるガラスを除いたとき、
約５０ｐｆの静電容量を有するプローブ（６０）・ケー
ブル組立体を使用して行う。ガラスに対するプローブ６
０の感度は１０−３のガラス当たり約０．００２９１で
あり、これはガラスの肉厚の低下に伴って減少する。

静電容量が調整された測定用発振器（変換器を結合させ
たＬＣ発振器）６１はフィードバンク用の余分の巻線部
分を有するフェライトポットコア誘導子に対してグロー
ブ６０を平行に位置決めすることｌこより形成される。

この測定用発振器６１はグローブ６０の静電容量により
調整されるため、静電容量の僅かな変化（瓶の肉厚の変
化）を周波数の僅かな変化に変換する。この出力周波数
は対象とする周波数の範囲外の信号を棄却する調整され
た中間槽Ｉｉ器６２に送られる。測定用発振器６１と同
一である静電容量が調整された基準発振器６９は同一の
誘導子及びグローブ・ケーブル組立体のガラスを除いた
静電容量に相当する安定的なコンデンサを使用して形成
される。

各発振器に対してはバラクタ（逆方向にバイアスされた
調整ダイオードに直列接続したコンデンサ）の形態によ
る追加的な静電容量が付与される。

回路網の値はある範囲に亘る電圧（−３〜ＩＯＶ　）の
バイアス抵抗器によりダイオードがバイアスされ得るよ
うに選択する。回路網及びバラクタに起因する静電容量
値の変化は予想される最大のガラス肉厚に対する静電容
量の変化に略等しいように選択する。

好適な実施例において、測定用発振器６１のバラクタの
バイアス値は開始点がその範囲における中間点に略等し
くなるように設定する一方、基準発振器６９内のバラク
タのバイアス値はその最小値（上述の例において一１０
Ｖ）に設定する。

位相固定ループが、電圧を調節できるよう形我され、２
つの発振器６１．６９かもの出力を位相検出器乗算器６
３に結合させることにより、上記電圧調節によりプロー
ブ６０及びガラスの静電容量が基準発振器６９の基準静
電容ｆｋ（バラクタ）に正確に適合し得るようにする。

検出された位相はルー補償回路網（帯域幅整形フィルタ
）６４及び６５に供給される。増幅器６５の利得のため
、位相に僅かな誤差があっても相当な電圧出力となる。

ループは次のように設定されｌ；利得及びバイアス増幅
器７１を通じて閉じられる。増幅器６５の出力が希望の
最小値（上述の実施例においてゼロ■）のとき、バラク
タは最小の静電容量（バラクタに対して一１０ｖ）にな
るように設定する。利得は、増幅器６５からの希望の最
大値が得られるときにバラクタが最大の静電容量値（バ
ラクタに対して一３Ｖ）となるように設定される。

位相固定ループは閉じられて、測定用発振器６１及び基
準発振器６９を付勢させ、正確に等しい周波数にて作動
するようにする。プローブ６０がガラスを検出しなかっ
た場合、周波数は基準発振器６９内のバラクタが最小値
のときの値と等しくなり、そのため、ループ増幅器６５
の出力はゼロとなる。ガラスがプローブ６０に加えられ
ると、ループ増幅器６５の出力により基準発振器６９内
のバラクタはガラスの肉厚に起因する測定用発振器６１
内の静電容量に正確に対応した程度だけ静電容量を変化
させる。バラクタの静電容量対電圧値との関係は既知で
あり、従って、このデータを変換して電圧対静電容量チ
ャートを作成することが出来る。バラクタ静電容量は印
加される電圧を関数としてゆっくりと変化する。このチ
ャートは利得及びバイアス増幅器７１の作用により、便
利な電圧値にさらに変換することが出来る。

バラクタの電圧対静電容量の曲線は非線形的である。バ
ラクタのバイアス点を移動させた場合、この体系内にお
ける目盛りファクタに望ましくない変化が生ずるであろ
う。従って、希望の設定点からゼロガラス値の移動を生
じさせる変化が起こったとき、電圧の変化は測定用発振
器６１内のバラクタに対して行われる。生ずる主たる変
化は温度に起因するため、制御入力は温度補正入力と称
することが出来る。これは位相固定ループの目盛りを保
存する ガラスの肉厚の信号は位相固定ループの出力を制限用ロ
ーパスフィルタ６６及び単位利得緩衝増幅器６７に流す
ことにより得られる。ここから、その出力は希望に応じ
て制御装置に結合されるＡ／Ｄ変換器に行く。又その出
力は更にスレショルド検出器７３にも送られ、該検出器
７３はコンピュタ３０に瓶が存在する信号を供給する。

ガラスガ存在しないことに対応するサンプルは、フィー
ドバック算法を通じて処理され、これによりＤ／Ａコン
バータ７５の調節を行い、該サンプルは更に距離及び利
得増幅器７４を通じて測定用発振器６１に送られる。こ
れにより、両方の発振器６１．６９の基本周波数は同一
の周波数に維持される。即ち、ガラスが全く存在しない
とき、周波数は温度変化及び漂遊容量がある場合であっ
ても、選択された一定の値に保たれる。

測定用発振器６１は位相固定ループへの入力として印加
され、このループにて、基準発振器６９が電圧制御発振
器（ＶＣＯ）として使用される。

その理由は、位相固定ループが電圧制御発振器を調節し
、それと入力周波数間に定常的な周波数誤差が生じない
ようにし、基準コンデンサの静電容量はプローブ／瓶組
合わせ体の静電容量と正確に一致するようにするからで
ある。基準点に作用する電圧は瓶の肉厚を良好に示すも
のであり、実際上、測定用発振器６１と基準発振器６９
との間の適合性、温度ドリフト係数及びバラクタの感度
いかんによってのみ制限される。

ガラス容器の肉厚の範囲を関数として、静電容量は非線
形的に変化するため、線形投影器が必要とされる。

この線形投影器は静電容量−肉厚の関係の「感度の良い
」モデルと組み合わさった基本的な非線形回帰法を利用
する。この回帰法は周知であるが、それが成功するか否
かはモデルを正確に選択するか否かによることも又周知
である。モデルが十分な精度にてデータを表現し得ない
ならば、回帰の結果は正確ではなくなる。また、「良好
な」モデルを予測することは極めて困難である。プロー
ブの静電容量と容器の肉厚との関係は極めて非線形的で
ある。測定値の必要とされる円周解像度は振幅及び肉厚
と同程度であるため、プローブの設計を良くしてもかか
る状況を改善することは出来ない。かくて、容器の電界
は容器の肉厚の範囲に亘って著しく減衰し、それと比例
する非線形の静電容量関数を作り出さなければならない
。肉厚と静電容量間の関係は極めて非理想的な幾何学的
形状に対するマックスウェルの等式を３次元的に解かな
ければならないＩ；め、分析的に求めることは出来ない
。コンピュータによる数値解析も可能であり、これらは
プローブ設計に対する指針を提供し得るが、これは、測
定された静電容量に対応する肉厚の値を求めるために肉
厚測定器に使用するには面倒であり、時間もかかる。

しかし、肉厚と静電容量間の関係は肉厚の薄い場合には
、線形的でなければならない。又肉厚の増大に伴い、静
電容量は幾分「不定的な肉厚」の値に近づく。これら２
つの解答間の「交」点は、プローブの間隔の１／２程度
の肉厚のときに生ずると仮定した場合、経験的に肉厚デ
ータを極めて良好に表現し得ることが確認されているモ
デルを提案することが可能となる。このモデルは次ぎの
通りである。

Ｃ（Ｔ）−ＡＸＴ／　（１＋Ｂ×Ｔ） 但し、Ｃは静電容量の測定値、Ｔは壁肉厚、Ａは薄い肉
厚の場合の線形的な関係を示す係数、及びＢは厚い肉厚
の場合の非線形的な関係を示す係数である。

「不定の肉厚」に対する静電容量はＡ／Ｂである一方、
交差する肉厚は１／Ｂである。このモデルは肉厚測定装
置に採用することも極めて容易である。それは、「偽」
線形回帰法を利用して、２又は２以上の既知のＣ及びＴ
の対（例えば経験的に求めたもの）からＡ及びＢを計算
することが出来るからである。

【図面の簡単な説明】

第１図はガラス容器の検査機械の試験部位の一部分の斜
視図、及び 第２図は第１図に示した試験部位の電子的略図である。 １０：丸形層　　　　　　　１２：支持板１４：瓶キャ
リア １６：静電容量検出条片　　１８二弾性発泡条片２０ニ
ブラケット　　　　　２２：支柱２４：ハウジング　　
　　　２６二ケーブル３０：コンピュータ ６０：静電容量プローブ ６１：ＬＣ測定用発振器 ６２：調整された中間増幅器 ６３：位相検出器乗算器 ６４：ループ補償回路網 ６５：ループ増幅器 ６６：ローバスフィルタ ６７：単位利得緩衝増幅器 ６９：ＬＣ基準発振器 ７１：利得及びバイアス増幅器 ７３：スレ／ヨルド検出器 ７４：距離及び利得増幅器 ７５　：　Ｄ／Ａコンバータ （外４制 ＦＩＧ、１ 笑描虞）汎Ｍ体

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ガラス容器の肉厚を検査する機械であって、静電容
   量を検出する手段と、 ガラス容器壁の一部分を前記静電容量検出手段に提示す
   る手段と、 検出された静電容量を示す周期的な電圧を発生させる測
   定用発振器手段と、 位相がロックされたループを有し、ガラス容器の肉厚を
   示す周期的な電圧を発生させる手段と、を備え、 前記位相がロックされたループが、電圧の制御された基
   準発振器と、位相検出器手段と、を備え、前記測定用発
   振器及び前記電圧制御基準発振器の各出力が夫々、前記
   位相検出器手段に入力され、前記位相検出器手段の前記
   出力が前記電圧制御基準発振器に印加されることにより
   、前記基準発振器及び測定用発振器が同一の周波数にて
   作動し、よって、前記電圧制御基準発振器への電圧入力
   がガラス容器の肉厚を示すようにしたことを特徴とする
   ガラス容器の肉厚の検査機械。 ２、前記静電容量検出手段が細長い検出面を備え、及び
   前記ガラス容器の肉厚の一部分を前記静電容量検出手段
   に提示する手段が、容器の壁を前記細長い検出面に沿っ
   て強制的に転動させることを特徴とする請求項１記載の
   ガラス容器の肉厚の検査機械。