JPH0389132A - 真空密閉容器の検査装置 - 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］ この発明は、非接触で真空密閉容器の良否を判定するに
好適な真空密閉容器の検査装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、非接触式の真空密閉容器の検査装置には、反射光
量方式、変位量方式及び打音方式なるものが知られる。

反射光量方式は、真空密閉容器のキャップ面にハロゲン
ランプを照射し、咳真空密閉容器内の真空度に基づくキ
ャップ面の凹みに伴って変化する反射光量をイメージセ
ンサで受光し、その受光量から該真空密閉容器の良否を
判定する方式である（例えば、実開昭６４−２７６３７
号参照）。

次に、変位量方式は、真空密閉容器内の真空度に基づく
キャップ面の凹み量を変位センサで槓出し、その変位量
から該真空密閉容器の良否を判定する方式である（例え
ば、実開昭６２９８５２７号参照）。

最後に、打音方式は、最も一般的であって、真空密閉容
器のキャップ面に電磁マグネット等で衝撃を与え、この
とき、キャップが発する音をマイクロホン等で検出し、
検出音の周波数から該真空密閉容器の良否を判定する方
式である（例えば、特開昭５２−７１２８０号参照）。

更に本出願人により提案済みの方式（特願平１１３４９
００号の実施例）を紹介する。この方式は、真空密閉容
器のキャップの共振点が該真空密閉容器内の真空度によ
って変化することを利用したものである。そこで真空密
閉容器のキャップ面に、周波数をスイープさせつつ当て
た音波によって生ずるキャップの共振振動を検出し、こ
の共振振動数を別途予め用意してある基準振動数と比較
することにより、咳真空密閉容器の良否を判定する方式
である（以下、共振点方式とする）。

〔発明が解決しようとする！Ｉｆｆ） しかしながら、上記従来の方式にあっては、次に掲げる
不都合がある０反射光置方式及び変位量方式は、凹みが
生じ得るキャップ材に対しては有効である。しかしなが
ら、例えば塑性加工されたアラミニラム製キャップ等は
凹みが顕著に表れないため、本方式を適用することがで
きない、打音方式は、例えば工場騒音のような晧騒音が
発生する所では、暗騒音に影響され、検出が不能となる
。共振点方式は、音波をスイープさせるため、スイープ
ロスタイムや、多少騒がしいくなる等の欠点がある。

本発明は、上記従来技術の問題点に着目し、キャップ面
の凹み具合や暗騒音等に影響されることなく、かつ、高
速に真空密閉容器の良否を判定するに好適な真空密閉容
器の検査装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を遠戚するため、本発明に係わる真空密閉容器
の検査装置は、第１図を参照して説明すれば、真空密閉
容器１０のキャーフプ面１１にホワイトノイズＰ１を当
て、このキャップ面１１を加振するホワイトノイズ発生
！２０と、同時に前記キャップ面１１にレーザ光Ｐ２を
照射するレーザ発振！３０と、前記キャップ面１１から
の反射レーザ光Ｐ３を受光する光センサ４０と、この光
センサ４０からの受光信号Ｓを入力するシグナルプロセ
ッサ５０とを備え、このシグナルプロセッサ５０が、前
記受光信号Ｓによりキャップ面１１の固有振動数ωを算
出し、次にこの固有振動数ωを別途予め配置してある基
準振動数ω０と比較して該真空密閉容器ＩＯの良否を判
定する構成とした。更に、上記構成において、ホワイト
ノイズＰ１がピンクノイズＰｌであり、かつ、ホワイト
ノイズ発生Ｗ２０がピンクノイズ発生ｒｓ２０である構
成でもよい。

〔作　用〕

先ずホワイトノイズ及びピンクノイズを説明する。ホワ
イトノイズは白色雑音と呼ばれ、あらゆる周波数が混在
したノイズを指す、他方ビンクツイスは、前記ホワイト
ノイズに３ｄｂ／オクターブで広域が減衰するようなウ
ェイトかけたノイズを指す０本発明が適用するノイズは
、上記のように、慣用称呼であるホワイトノイズ又はピ
ンクノイズと特定しているが、称呼はどうであれ、広義
の意味で「周波数が混在したノイズ」を指す０次にシグ
ナルプロセッサ５０に予め記憶された基準振動数ω■（
基準周波数ｆ、と置き替えてもよい）について説明する
。真空密閉容器系におけるそのキャップの固有振動数ω
は、廐真空密閉容器内の真空度ΔＰとの間に所定の関係
（ω閃ΔＰ）がある。例えば、真空密閉容器のキャップ
が円形であり、厚さが直径に比較して充分に薄いとき、
キャップの固有振動数ωは、振動定数αと、重力加速度
ｇと、キャップ材密度ρと、キャップ半径ａと、キャッ
プ張力Ｔとにおいて、 ω＝ｃｔｒ／ａ＞Ｘ１７７丁７丁 の関係を持つ、つまりωｏｅＴの関係となる。他方張力
Ｔは真空密閉容器の真空度ΔＰにより生じ、Ｔ−ΔＰの
関係となる。これらω閃ＴとＴ閃ΔＰとの関係により、
ω囚ΔＰとなる。つまり、負圧が大きければ大きいほど
、固有振動数、ωは太き（なり、良好な真空度となる。

逆に、不良真空密閉容器のキャップは負圧が小さいため
、固有振動数ωも小さくなる。このため、予め適宜なる
真空度ΔＰに対応する固有振動数を基準振動数ω■と定
めておけば、固有振動数ωを検出することにより、咳真
空密閉容器の良否を判定することができる。そこで本発
明は、算出された固有振動数ωとこの基準振動数ω０と
を比較し、該真空密閉容器の良否を判定するようにして
いる。最後に、キャップの固有振動数ωの算出を説明す
る。これは、ホワイトノイズ又はピンクノイズで加振さ
れたキャップの微震動により、光路変化した反射レーザ
光の光量を、光センサで検出し、シグナルプロセッサで
フーリエ変換等によって周波数解析し、算出している。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を第１図〜第４図を参照して説明す
る。実施例は、第１図において、被検体である真空密閉
容器１０の上方に、ホワイトノイズ発生器２０と、レー
ザ発振器３０と、干渉フィルタ４２とフォトダイオード
４１とからなる光センサ３０とを配置し、更に前記光セ
ンサ３０の検出信号Ｓを入力するシグナルプロセッサ５
０とを備えている。１ｓ真空密閉容５１０の良否判定は
、キャップ面１１にホワイトノイズ発生５２０からのホ
ワイトノイズＰ１を当て、咳キャップ面１１を加振せし
める。これと同時に該キャップ面１１にレーザ発＠器３
０からのレーザ光Ｐ２を照射する。このとき該キャップ
面１１は微震動しているため、反射レーザ光の光路もま
た変化する。この光路変化に伴い、フォトダイオード４
１の受光量も変化する。即ち振動により、受光量も変化
する。そこでこの受光信号Ｓはシグナルプロセッサ５０
に入力される。このシグナルプロセッサ５０は、この受
光信号Ｓを基にフーリエ変換により、キャップ１１の固
有振動数ωを算出する０次にこの固有振動数ωを、別途
予め記憶している基準振動数ω■と比較し、該真空密閉
容器の良否を判定する構成である。詳しくは、真空密閉
容器１０は充填物が飲料水である瓶である。このキャッ
プ１１は直径時４０ｍｍの塑性加工をしたアルミニウム
箔であり、該真空密閉容器１０の口にヒトシールしてあ
る。光センサ３０は、フォトダイオード３２だけでは受
光波長域が広いため反射ビームＰ３以外の太陽光や照明
光等の外乱光も受光して検出精度を低下させる恐れがあ
り、この外乱光を除去するため、フォトダイオード３２
と干渉フィルタ３２とで組み合わせである。

次にホワイトノイズＰ１について説明する。本実施例に
使用した真空密閉容器１０の形態から判断すると、負圧
度が一１００ｍｍＨｇ　〜−３ＱＱｍｍＨｇ程度である
。そこで、キャップ１１の固有振動数ωは、予め、数Ｋ
Ｈｚ以内と考えられた。このため、ホワイトノイズＰ１
は、第２図に示すような周波数帯域（ＤＣ〜２０ＫＨｚ
）とした。本発明の判定は次の通りである。

フーリエ変換により算出されたキャップ面１１の固有振
動数ωは、予め記憶してある基準振動数ω■と比較され
、ω〉ω■ならば良品と判断し、逆にω〈ωＳならば不
良と判断させた。そこで本実施例では、基準振動数ω■
（以下、周波数「。）は、第３図の周波数スペクトル図
に示す通り、ｆｅ　”３０ｋＨｚである。他方、検出固
有振動数ω（以下、周波数ｒ）は、第４図の振動スペク
トル図に示す通り、ｆ＝１ｋＨｚ〜５ｋＨｚに渡って幾
つかの振動モードが見られるが、１次モード（ｆ−１ｋ
Ｈｚ）を基準にした結果、　　ｆ＜ｆｅ（つまり、ω〈
ω■）となり、この被検出真空密閉容器を不良品と判断
させた。もっともこの不良品はキャップ１１に予め微小
孔を設けておいたものである。上記実施例によれば、こ
のように、検出結果と、実際とが良く合致する。本実施
例では、光センサにＭＮフォトダイオードを使用したが
、シリコンフォトダイオード、アバランシェフォトダイ
オード、光電管等でもよい。他の実施例としては、例え
ばキャップの振幅が大きい場合は、フォトダイオードに
よる光量入力に替え、ポジションセンサ（ＣＣＤライン
センサ、ＰＳＤ等）による光路入力としてもよい。尚、
出力形態は、上記実施例のような単純良否判定だけでな
く、第３図及び第４図に示すような周波数スペクトルを
ＣＲ７表示するのもよいし、該真空容器内の真空度を直
接ディジタル表示し、微妙端判定をオペレータに委ねる
等してその応用範囲を広げることも可能である。更に、
他の実施例は、「作用」の欄で説明したように、加振前
は周波数が混在したノイズであればよいため、上記ホワ
イトノイズ発生器２０をピンクノイズ発生器２０とした
構成のものでもよい、上記実施例では、振動を検出する
ため、従来の技術のように、キャップの凹み具合や暗騒
音等に影響されることがない、従って、キャップ材料の
選定範囲を従来よりも広くすることができる。更に、従
来技術のような音源の周波数をスイープさせる構成では
なく、ホワイトノイズによりキャップを加振する構成で
あるため、スイープロスをなくすことができ、かつ、そ
の分の騒音発生をなくすことができる。その他、キャッ
プ形状に左右されずに判定することができ、更に、真空
容器内の充填物に影響を与えないで判定することができ
る等の利点を備えているため、産業的利用価値は極めて
高い。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係わる真空密閉容器の検
査装置は、ホワイトノイズ又はピンクノイズを用いてキ
ャップ面を加振する構成であるため、スイープロスやそ
の分の騒音の発生をなくすことができる。従って、高速
判定を静寂なる雰囲気ですることができるようになる。

更に、真空密閉容器の固有振動数と真空度との比例関係
を利用した構成であるため、キャップの凹み具合や暗騒
音等に影響されない、従って、キャップ材料の選定範囲
を従来よりも広くするこができるようになる。その他、
キャップ形状に左右されない、更に、真空容器内の充填
物に影響を与えない等の利点を備えている。

【図面の簡単な説明】

第１図・・・本発明に係わる真空密閉容器の検査装置の
構成概念図 第２図・・・ホワイトノイズの周波数スペクトル図 第３図・・・真空度が良好な真空密閉容器のキャップの
周波数スペクトル図 第４図・・・真空度が不良な真空密閉容器のキャップの
周波数スペクトル図 １０・・・真空密閉容器 １１・・・キャップ面 ２０・・・ホワイトノイズ発生器又はピンクノイズ発生
器 ３０・・・レーザ発振器 ４０・・・光センサ ５０・・・シグナルプロセッサ ＰＩ・・・ホワイトノイズ又はピンクノイズＰ２・・・
レーザ光 ・反射レーザ光 ・受光信号 固有振動数 基準振動数

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空密閉容器１０のキャップ面１１にホワイトノ
   イズＰ１を当て、このキャップ面１１を加振するホワイ
   トノイズ発生器２０と、同時に前記キャップ面１１にレ
   ーザ光Ｐ２を照射するレーザ発振器３０と、前記キャッ
   プ面１１からの反射レーザ光Ｐ３を受光する光センサ４
   ０と、この光センサ４０からの受光信号Ｓを入力するシ
   グナルプロセッサ５０とを備え、このシグナルプロセッ
   サ５０が、前記受光信号Ｓによりキャップ面１１の固有
   振動数ωを算出し、次にこの固有振動数ωを別途予め記
   憶してある基準振動数ω＿■と比較して該真空密閉容器
   １０の良否を判定する構成を特徴とする真空密閉容器の
   検査装置。
2. （２）ホワイトノイズＰ１がピンクノイズＰ１であり、
   かつ、ホワイトノイズ発生器２０がピンクノイズ発生器
   ２０である請求項１記載の真空密閉容器の検査装置。