JPS6181926A - 超音波封緘部を備えた容器の監視装置 - 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 本発明は、超音波封緘容器の監視装置に関する。

本発明は、危険な生成物、高価な物品、書類等々を収容
する収納容器の監視に適用される。

従来技術 超音波封緘による監視の原理は既に知られている。この
原理に従えば、被監視収納容器には所定の仕方で超音波
封緘部が取付けられ、該封緘部には、予め設定された封
緘部製開領域の近傍に配置された再現不可能な特殊なマ
ークもしくは標識が設けられている。このマークは、封
緘部を形成する母材の構造の不規則性、例えばランダム
な仕方で分布された材料または空洞を設けることにより
実現される。

一般に、超音波封緘部は、電気励起を超音波に変換した
シ或いはその逆の変換を行うように適用されている変換
器（トランスジューサ）を備えている。放出される超音
波の伝搬軌跡上に存在する構造の不規則性が原因で、超
音波エコーが発生されて変換器により検出される。該変
換器は封緘部を特定的に表す複雑な形の電気信号を発生
する。

変換器を励起したシ該変換器が発生する電気信号を集め
て分析するための電子的手段が設けられている。この種
の装置においては、封緘部が唯１つの変換器だけしか備
えておらず、超音波変換器は送信器ならびに受信器とし
て動作する。

従来の超音波封緘装置においては、変換器は、フィーダ
ー　ケーブルを介して１例えば、立上り１１’Ｊが５０
ないし１００　ｎｓ　（ナノ秒）でパルス幅が数１０マ
イクロ秒台の１００ないし２００Ｖの高電圧パルスを受
ける。そこで変換器は音波を発生する。この音波は遅延
を伴って直線的に伝搬し、遭遇する欠陥部により部分反
射される。欠陥部により反射された合成波は受信器とし
て動作する変換器に達し、後者はそこで低い電圧信号を
発生する。その周波数は約５　ＭＨｚであシそのピーク
値はｉ　ｏ　ｏ　ｍＶ　（ミリぜルト）であり、５μｓ
の遅延および１０μｓの持続期間を有している。この信
号が封緘の同一性もしくはアイデンティティを表す。さ
らにこの信号は、封緘部の顕著な改変特に裂開を考慮し
完全性に関する情報を信号の形態で含んでいる。

受信信号は次いで整流され、成る値で標本化される。こ
の標本の値は、次いで、ディジタル変換されて処理モジ
ュールに伝送される。該処、理モジ′　　ニールは、（
場合によりディジタル処理された後Ｋ）受信信号をメモ
リ内に格納されている基準値と比較する。それにより、
封緘部の同一性もしくはアイデンティティが確証されそ
の完全性が検証される。処理モジュールはまた。処理結
果の関数として、例えば警報のような特定のプロセスを
起動することができる。

この種のシステムは、本発明が企図する用途、即ち（例
えば１年のように）非常に大きな異なった時間間隔で非
常に多数の容器を監視する用途においては別に不便を生
じない。監視は、（１つの場所から他の場所に搬送され
る容器の場合のように）異なった装置を用いて行うこと
ができる。

しかしながら、このような用途において生ずる問題とし
て、「署名」、即ち情報を得るための封緘を写し取るた
めに用いられる手段の安定性および再現性に関する問題
がある。実際、１年の間隔で複数の容器のうちの１つの
容器を監視し識別したい場合には、用いられる情報収集
手段が不安定性、変動、偏差等から免れていることが必
要である。

逆に、異なった装置で同一の封緘部を監視したい場合に
は、装置の構造が再現可能でめシ、そして装置で写し取
られる封緘部の署名が装置を変えた場合でも同じである
ことが要求される。

従来の装置は、以下に述べるような理由からこの種の用
途〈は適していない。第１Ｋ、非常に狭幅である励起パ
ルスは１時間の経過に伴い、封緘部により発生される信
号の形状に対し非常に重要な７アクタである持続幅を容
易【変えてしまう。

このことは、励起パルスの各Ｒ（前縁および後縁）が超
音波封緘装置に位置する音響中心を、励起信号の幅の変
動で変えてしまい、その結果受信信号はこのようにして
発生される２つの音響成分間の干渉信号となり得る。

他方、上に述べたように、超音波の発生時に変換器が受
信器として動作しないことを回避するために、該変換器
と封緘部との間に有効な電子的手段を配置するなどして
、励起信号の振幅（ｆルト台）と受信信号の振幅（ミリ
ウルト台）との間に大きな差があるようにすることが要
求される。

さらに、送信器が、ケーブルを介して送信変換器に接続
されておシ、そのため、測定の再現性を損うような変動
（不適合、寄生現象）等が現われ得る。

発明の目的 本発明の目的は、上に述べたような従来装置の欠点を除
去することにある。

発明の構成 上の目的モ、本発明は、大きな安定性ならびに優れ次男
現性を保証する封緘部および励起手段の特殊な構成を提
供するものであり、これは、本質的に、次のような特徴
的手段により達成される。

超音波封緘部を、送信変換器と受信変換器とを含むと言
う意味において複合構造にし、送信変換器の励起信号を
単純なパルスではな（電圧ステップ（Ｉｖ段状電圧変化
）とし、この励起信号を発生することができる回路を変
換器の直ぐ近傍に配置する。

これらの手段によれば、上に述べたような欠点は除去さ
れる。即ち、 ａ）送信変換器と受信変換器とを分離することにより、
受信変換器が送信変換器に応答しないと言う事態は回避
される。分離機能をなすフィルタの役割は、封緘部自体
が演する（機械的フィルタ）。

ｈ）励起信号が電圧ステップ（電圧の階段状変化）であ
ると言う事実により、不安定性が軽減される。この信号
の特性量は、２つのノｆラメータ即ち、振幅と立上り時
間だけである。振幅は、安定化された電源を用いて直流
電圧を問題無（得ることができるので、容易に安定化す
ることができる。立上り時間はその値を成る閾値よシも
低く設定することによ）解決される。立上り時間の変動
は信号のスペクトルの変化となって　　　□現われるが
、これは問題とはならない。例えば、立上り縁の峻度に
より、３０ないし４　Ｑ　ＭＨｚのスペクトルの変化が
生ずるが、これは５　ＭＨｚ　テ動作する装置に対して
は影響を与えることはない。

Ｃ）さらに、送信変換器の近傍に励起回路を配置するこ
とにより、接続ケーブルを用いることに伴なう総ての欠
点もしくは危険が回避される。

この配列は前項ｂ）で述べた事項と関連する。

例えば、５０オームの線路１ｃｉｏｏｖの電圧を加える
とした場合には、２００Ｗの電力が必要とされ、これは
甘受し得ない。したがって、上述のように階段状電圧変
化もしくは電圧ステップを用いる場合には、この種の電
圧の発生回路は、送信変換器の近傍に配置すべきことが
要求される。

２つの変換器を備え念複合講造の超音波封緘部自体は新
規性を有していない。この種の構造は、フランス国特許
ＰＲ−Ａ−２５１８７５１号明細書に記述されている。

しかしながら、この従来公知の封緘部は電圧ステップに
よ）励起されるものではな（また送信変換器に接続され
た送信器を備えていない。

本発明者等は、先に列挙した３つの特徴を有するシステ
ムによれば、企図する用途に対して要求される安定性お
よび再現性が得られることを確証した。装置は、標本化
手段、ディジタル化手段および従来公知の処理手段を用
いて構成することができる。言い換えるならば、安定性
および再現性の問題において異なった手段の相対的重要
性を確定して、従来装置の欠点の本質的部分を、封緘部
および電子的手段の組合せくよシ克服したものであり、
この組合せは新規である。

本発明の企図せる用途においては、異なった時点、特に
或場所から別の場所に移送した後に容器を管理するため
に、受信手段の一部を、管理者が持運びできる電子的「
ケース」内に配置し、そして検査される封緘部の署名も
しくは捺印を監視するように定められた処理手段は、種
々なケースを通常の電話線により情報端末装置として接
続することができる中央処理ステーションに配設するの
が有利である。この実施複様においては、端末装置は標
本化回路、アナログ−ディジタル変換器、電話線を介し
てディジタルデータを伝送することができるモデムを含
み、そしてモデムと標本化回路との間にはインターフェ
ースが設けられる。他方、中央処理ステーションは、受
信モデム、電話線を介して伝送されて来るディジタルデ
ータを受信する手段ならびに受信信号に対応する封緘部
の同一性および完全性を判定するための手段を備える。

上記のように電子的手段を分配することにより。

システムには大きな融通性が与えられる。

しかしながら１本発明の範囲から逸脱することなく、端
末装置を全自動化して、同一性および完全性の監視を行
なうことも可能である。

本発明の特徴は、添付図面を参照しての、非限定的な単
なる例示としての実施例に関する以下の説明から一層明
瞭になろう。

実施例 第１図は本発明による監視装置を示す。容器１２には、
送信変換器ＴＥと受信変換器ＴＲとを含む複合構造の超
音波対酸装置１３が設けられている。この封緘装置は、
（破線ブロックで示す）検測回路に接続されておυ、該
検測回路は、上記変換器と電気接続されておって、励起
回路１４を備えている。既に説明したように、この回路
は、送信変換器ＴＥに電圧パルスを印加するように適応
されている。この目的で、該回路は抵抗器１５を備えて
おり、その一方の端は、直接、送信変換器ＴＥに接続さ
れ、他方の端は、ケーブル１Ｔを介して、約１００Ｖの
直流電圧を発生する安定化直流電源２０に接続されてい
る。送信変換器ＴＥはスイッチ１６を介して接地されて
いる。該スイッチは、同じケーブル１７を介して、（数
ヴルトの）低電圧パルス発生回路１８に接続されている
。他方、受信変換器ＴＲは、ケーブル１７を介して適当
な増幅器２２に接続されており、該増幅器２２は、標本
化ディジタル変換回路２４に接続されている。後者は、
数値もしくはディジタル情報を発生し、該情報は処理回
路２６によって処理される。

このシステムの動作は次の通りである。約１００Ｖの電
圧が送信変換器ＴＥに印加されている。回路１８により
パルスが発生されると、（実際上、ナイリスタとするこ
とができる）スイッチ１６が閉じて、送信変換器′ｊ′
Ｅに印加されている電圧は遮断される。その際に発生さ
れる階段状電圧もしくはステップ電ＩＥ（この場合には
負の方向のステップ電ＦＥ）で変換器ＴＥが付勢される
。封緘部の応答は、受信変換器’Ｉ’Ｈによって受信さ
れてケーブル１７を介し増幅器２２ならび〈後続の回路
に伝送される。スイッチ１６を閉ざす（約５■の）低電
圧パルスは、読取り信号を分析するの九十分な時間に渡
って印加される。次いでこのパルスば取払われ、変換器
には、抵抗器１５に依存する時定数で１００ｖの電圧が
印加される。

第２図は、標本化ディジタル変換回路２４の一実施例を
示す回路略図である。図示のように、この回路は次の要
素を含む。即ち、 標本化すべき信号を受ける正の入力端３７と、負の入力
端３８と、標本化指令入力端３９とを有する高速比較器
３６（ｒｍ６８６Ｊ型の比較器とすることができる）。

標本化時点を定めるパルスを発生するクロック４７゜ 比較器の出力端に接続された入力端４１とディジタル出
力４２を有する計数器４０であって２進法の原理に従っ
て動作するレジスタを構成する計数器（ｒＭＣ１４５５
９Ｊとすることができる）。

計数器の出力端４２に接続されたディジタル入力端４５
とアナログ出力端４６を有するディジタル／アナログ変
換器４４（この変換器はｒＡＤ５６１Ｊとすることがで
きる）。

ＤＡ変換器の出力端と比較器３６の負の入力端３８との
間に挿入された電流／電圧変換器４８（ｒｓＮ　７．２
７４　ＤＪとすることができる）。

計数器の出力端に接続された入力端とデータ母線５２に
接続された出力端を有するバッファメモ　リ　５０゜ 第２図に示した回路は次のように動作する、標本化すべ
き信号は、比較器３６の入力端３７に印加される。標本
化指令信号は入力端３９に印加される。標本化指令信号
が印加される時点で、標本化すべき入力信号が端子３８
に印加されている電圧を越えている場合には、比較器出
力はレベル「１」を発生して計数器４０を増分する。計
数器のディジタル出力は、アナログ値に変換され、この
アナログ値が、比較器３６の入力端３８に印加される比
較電圧としての働きをなす。この逐次的近似により、８
つのクロックパルス後の標本化時点では、計数器の内容
は入力信号に等しくなる。

標本化時間は、実際上、１．６ｍｓの１０倍、即ち１６
ｍ５である。計数器４０の出力端４２からは８ラインの
母線もしくはパスが出ており、開コレクタ型のバッファ
回路５０に接続されている。該バッファ回路５０は出力
母線５２上に、オクテツトの形態で標本化ディジタル値
を発生する。標本化は、２Ｑｎｓずつ離間している１０
２４個の点で行うことができる。したがって、５　ＭＨ
ｚの信号、即ち２．００．ｎｓの周期を有する信号に対
して、サイクル当シ１０の標本が得られる。（標本化さ
れた信号は、高周波数の信号であシ整流された信号でば
ないので）、標本化された信号の記号を考慮する必要が
あるため、標本は、−１２８と１２７との間、即ち２５
６の点で符号化する。これには、標本毎に８ビツト、即
ち１オクテツトが必要とされる。

既に述べたように、同一性および完全性を監視する手段
を、電話回線を介してアクセス可能な中央処理局に設け
るのが有利である。この実施例においては、第６図に示
したようなシステム構成を採用することができよう。既
述の要素１８　、２０゜２２．２４はケース１００内に
設けられており。

該ケースは、さらに、インターフェース６０および受話
器６４と共に動作するモデム６２を備えている。この受
話器は、監視が行われる場所に設けられている電話装置
６６に接続されている。通常の電話回線６８により、電
話装置２０２に接続されている自動交換機２０１を介し
て中央処理ステーション２００と接続することができる
。この中央ステーションは、受話器２０Ｇと協働するモ
デム２０４と、インターフェース２０８と、処理回路２
１０を備えている。該回路２１０は、署名のライブラリ
を構成するメモリと、読出された署名と記憶されている
署名とを比較する手段を備えている。したがって、回路
２１０は、従来公知の「パターン認識Ｊを行う。この目
的で、（相関または他の方法で動作する）公知の全ての
手段を用いることができよう。このようにして、中央ス
テーションは、電話回線６８を介して、ケース１００の
使用者だ対し全ての有要な情報、例えば被験封緘の識別
番号または「正／不正Ｊ型の２進情報を送ることができ
る。

上に述べた手段もしくは装置に対して、情報の符号−復
号装置、プリンタ、機密コードのような種々な情報を入
力するためのキーぜ一ド等々を付加し得ることは言う迄
もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は不発Ｆ！ＡＫ−よる装置の概略的構成を示すブ
ロックダイアグラム、第２図は標本化およびディジタル
変換回路の構成を示す回路略図、そして第６図は中央処
理ステーションに接続された自動゛監視ケースの一実施
態様を示す構成略図である。 １２・・・容器、１３・・・超音波封緘部、１４・・・
励起回路、１５・・・抵抗器、１６・・・スイッチ、１
７・・・ケーブル、１８・・・低電圧パルス発生回路、
２２・・・増幅器、２４・・・標本化ディジタル変換回
路、２６・・・処理回路、３６・・・比較器、３γ・・
・正の入力端、３８・・・負の入力端、３９・・・標本
化命令入力端、４０・・・計数器、４１・・・入力端、
４２・・・ディジタル出力、４４・・・ディジタル／ア
ナログ変換器、４５・・・ディジタル入力端、４６・・
・アナログ出力端、４８・・・電流／電圧変換器、５０
・・・バッファメモリ。 ５２・・・データ母線、６０・・・インターフェース、
６２・・・モデム、６４．６６・・・電話装置、１００
・・・ケース、２００・・・中央処理ステーション、２
０１・・・自動交換機、２０２，２０６・・・電話装置
、２０４・・・モデム、２０８・・・インターフェース
、２１０・・・処理回路、ＴＥ・・・送信変換器、ＴＲ
・・・受信変換器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）各容器（１２）に取付けられて封緘部に印加され
   る励起信号を発生するように適応された回路と、封緘部
   により反射される信号を受信する回路と、該受信信号を
   基準信号の集合と比較するように適応された信号処理手
   段とを含む容器の監視装置において、前記封緘部（１３
   ）が複合構造であつて送信変換器（ＴＥ）および受信変
   換器（ＴＲ）を備え、前記励起信号が前記送信変換器に
   印加される電圧ステップ（階段状電圧変化）であり、該
   電圧ステップを発生するように適応されている回路（１
   ４）が接続ケーブルを用いずに前記送信変換器（ＴＥ）
   に直接接続されていることを特徴とする容器の監視装置
   。
2. （２）励起回路（１４）が、送信変換器（ＴＥ）に接続
   された１つの端子と、接続ケーブル（１７）を介して安
   定化された直流電源（２０）に接続された他の端子を有
   する抵抗器（１５）ならびに送信変換器（ＴＥ）との間
   に挿入されたスイッチ（１６）とを有し、前記スイッチ
   の状態が、接続ケーブル（１７）を介し、パルス源（１
   ８）により発生される低電圧パルスにより制御される特
   許請求の範囲第１項記載の容器監視装置。
3. （３）信号処理手段が、自動収納ケース（１００）と中
   央処理ステーション（２００）との間に分配され、前記
   収納ケースは安定化された電源（２０）と、パルス発生
   源（１８）と、標本化およびディジタル変換回路（２４
   ）とを含み、前記中央ステーションは、基準信号が格納
   されているメモリおよび比較回路を備え、各収納ケース
   はモデム（６２、２０４）および電話回線（６８）によ
   り前記中央ステーションに接続可能である特許請求の範
   囲第２項記載の容器監視装置。