NO153447B - Anordning for optisk avsoekning av objekter. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en optisk avsøkning av objekter, hvor lyset fra én eller flere lyskilder faller på en lysfølsom sensor og hvor det mellom dennes overflate og det objekt som skal avsøkes, er anbragt en hullmaske tilpasset konturen av objektet, idet objektet anordnes mellom lyskilden eller -kildene og sensoren, og en differensialforsterker er koblet efter solcellen.

Det er kjent under produksjons- og emballeringsfasen ved de forskjelligste produkter å detektere avvikelser fra den ønskede struktur. Herunder blir lysstråler som kommer fra en lyskilde, reflektert for eksempel fra det objekt som skal avsøkes og faller inn på fotoceller, sekundærelektron-multiplikatorer eller andre registreringsanordninger. Til-sluttede anordninger har til oppgave å angi de detekterte avvikelser og eventuelt å styre innretninger som skiller ut det objekt som er detektert å ha feil, fra produksjons-henholdsvis emballeringsprosessen. De hittil kjente anordninger har den mangel at de er forholdsvis kompliserte og kostbare i oppbygning og anvender et stort antall enkelt-komponenter som sensorer, slik at når det dreier seg om små objekter som skal avsøkes, f.eks. ved kontroll av tabletter, blir det nødvendig med komplisert og tidkrevende reparasjon når forstyrrelser opptrer.

Til grunn for denne oppfinnelse lå den oppgave å frem-bringe en forenklet, men samtidig mer pålitelig optisk av-søkningsanordning som muliggjør lav byggehøyde, ikke krever komplisert elektronikk og/eller optikk, og med mer nøyaktig og pålitelig angivelse av feil ved objektene.

Denne oppgave blir ved en anordning av den innledningsvis nevnte art, løst ved at det som sensor anvendes en solcelle med stor overflate for hvert objekt.

Fortrinnsvis er lysstrålen en diffus stråler hvor det mellom objektet og stråleren er anordnet en stråleblender tilpasset objektet.

Ved en annen foretrukket utførelsesform er lyskilden

en lysemitterende diode (LED) og/eller en infrarød-lyskilde.

En ytterligere foretrukket utførelsesform angår en anordning hvor en' lyskilde frembringer én eller flere rettede strålebunter som kan være tilpasset antallet av objekter og konturen av objektene. Ved denne utførelsesform kan kan lyskilden bestå av én eller flere optiske fiberbunter.

For oppnåelse av høyere sektoroppløsning er det fordelaktig anordnet et forhøyet antall solceller i det område hvor man ønsker forhøyet oppløsning , og til hver solcelle er det tilforordnet en separat forsterker.

Fortrinnsvis er solcellene anordnet på en bæreplate som ved hjelp av fjærer avstøttet mot underdelen av anordningen, blir trykket til en fast posisjon mot en glassplate som ligger an mot en føring.

Fordelaktig er én eller flere solceller med hullmasken som er tilpasset det objekt som skal avsøkes og de tilhørende bære- og feste-elementer, sammenfattet til en blokk.

Solcellen(e) avgir et spenningssignal til en forsterker som på den ene side styrer en feilangivelsesinnretning og på den annen side påvirker en maskinstyring.

Anordningen ifølge oppfinnelsen egner seg til avsøknings-kontroll av tabletter, kapsler og dragSer som vanligvis befinner seg i dyptrukne folier. Oppfinnelsen kan også like gjerne anvendes for kontroll av mange andre typer objekter,

så som f.eks. slikkerier, metallvarer, tekstilvarer og andre varer, som har slik beskaffenhet at feil i deres morfologi eller geometri kan detekteres ved hjelp av strållngstyper som solceller påvirkes av.

Med de her angitte solceller med stor overflate menes solceller som i motsetning til de for avsøkningsformål tidligere anvendte punktformige strålingssensorer, i det minste dekker de flater som gis av åpningene i hullmasken. Dette medfører den vesentlige fordel at feil i eller ved disse forholdsvis store objekter kan bli angitt ved hjelp av en eneste måle-verdi, nemlig en spenningsendring, mens man ved de kjente av-søkningsanordninger måtte oppløse større flat^i i et antall avsøkningspunkter og disse måtte bearbeides elektronisk.

Anordningen ifølge oppfinnelsen har dessuten i sammen-ligning med de hittil kjente anordninger den vesentlige fordel at objekter med forskjellige konturer kan undersøkes med hensyn til feil ved hjelp av den samme anordning ved utskiftning av den tilhørende hullmaske og eventuelt lysblenderen.

Feil som på denne måte kan detekteres i et legemes morfologi, kan f.eks. være konturfeil, feil i skikt-tykkelse når det gjengaerende skikt er gjennomtrengelig for stråling, og feil forårsaket ved inneslutning av fremmedlegemer som nedsetter strålingsgjennomtrengeligheten.

Funksjonen av anordningen ifølge oppfinnelsen blir heller ikke forringet når de tabletter, kapsler, dragéer etc. som skal kontrolleres, befinner seg i en ugjennomsiktig folie.

Når de objekter som skal kontrolleres, er anordnet i et plan, hvilket regelmessig er tilfelle ved produktkontroll av

tabletter, kapsler, dragéer etc, er også de utstrakte solceller i kontrollanordningen ifølge oppfinnelsen fortrinnsvis anordnet i et plan.

Solcelleblokker i henhold til oppfinnelsen kan også kom-bineres slik med hverandre at de romgeometrisk omfatter konturen av de objekter som skal kontrolleres, dvs. en solcelleblokk kan f.eks. være anordnet under objektet, en annen blokk til side for objektet og eventuelt en tredje blokk bak objektet, slik at de respektive plan for solcelleblokker anordnet til side for og bak objektet danner en vinkel på omkring 90° med det plan som solcelleblokken under objektet ligger i, og en vinkel på omkring 90° i forhold til hverandre .

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av et ut-førelseseksempel under henvisning til tegningene, som viser: Figur 1 er et snitt gjennom en anordning ifølge oppfinnelsen,

som i dette tilfelle består av en solcelleblokk.

Figur 2 er et blokkskjema som viser hvordan de signaler som leveres av anordningen blir bearbeidet, henholdsvis fremvist.

På figur 1 er flere solceller 4 anordnet i et plan på en bæreplate 3. De enkelte solceller opptar i det minste den flate som en åpning i en hullmaske 5 representerer. Åpningen i hullmasken 5 har et tverrmål som vanligvis er noe mindre enn tverrmålet av det objekt 12 som skal kontrolleres. I foreliggende tilfelle dreier det seg om et objekt 12 i form av en vanlig tablett som ligger i en dyptrukket folie. Solcellene 4 blir vanligvis beskyttet ved hjelp av en tynn glassplate. På denne ligger hullmasken 5 som fortrinnsvis er utskiftbar. Over denne ligger det fortrinnsvis en glassplate 6. Ved hjelp av fjærer 2 som ligger an mot underdelen 1 i anordningen, blir hele den foran angitte oppbygning trykket til en fast stilling eller posisjon mot en føring eller holder 7. I det her viste eksempel er det over hvert objekt anordnet en lyskilde 11. Lyskilden 11 holdes av en bærer 10 som over et avstandsstykke 9 ligger an mot en strålingsblender 8. Strålingsblenderen 8 slipper gjennom lys utsendt fra lyskilden 11 bare i området for det objekt 12 som skal kontrolleres, frem til objektet. Strålingsblenderen 8 skjer-mer dermed mot tilfeldig lys eller stråling sideveis i forhold til kontrollobjektet.

Anvendes det istedenfor en diffus lyskilde rettede strålebunter som er tilpasset antallet og konturen av objekter 12, så trenger man ingen strålingsblender 8. Dette kan lett oppnås ved at man istedenfor en diffus lyskilde 11 f.eks. anbringer optiske fiberbunter over de objekter 12 som skal kontrolleres.

Istedenfor en lyskilde eller kaldlyskilde kan man også anvende infrarød-strålingskilder da solcellene også påvirkes av denne stråling.

Faller lys eller stråling fra kilden 11 inn på objektet

12 som ved hjelp av en ikke vist tilførselsinnretning er bragt inn på kontrollstedet, og er objektet med hensyn til kontur og morfologi slik beskaffent at det på den ene side fullstendig dekker den tilhørende åpning i hullmasken 5 og ikke slipper gjennom noen stråling, så vil i praksis intet lys eller stråling falle inn på solcellen 4 som er anordnet under hullmasken 5. Dermed vil det forsterkertrinn som på figur 2 er betegnet 14, ikke motta hoe spenningssignal fra solcellen. Dette betyr at det kontrollerte objekt er feilfritt og ikke skal skilles ut.

Har objektet konturfeil, så går lyset forbi ved - skade-stedet på objektet 12 frem til solcellen 4 og forsterkeren 14 på figur 2 mottar i dette tilfelle et spenningsinnhold fra solcellen. Solcellen blir også påvirket når konturen av objektet ikke er forstyrret, men objektets morfologi (geometri eller struktur) er så sterkt forstyrret at en

viss andel av den innsendte stråling går gjennom objektet og treffer solcellen. Dette er f.eks. tilfelle når en tablett

i projeksjonen på hullmasken 5 riktignok har den foreskrevne kontur, men ikke har den foreskrevne skikt-tykkelse.

Når den på figur 2 viste forsterker 14 mottar et spenningssignal fra en av solcellene 4, så avgir den et styresignal til en feilanvisning 15, slik at objektet blir meldt å være beheftet med feil. Samtidig leverer forsterkeren et signal til en annen styrekrets 16 som derefter styrer produksjons-eller emballeringsmaskinen slik at feilobjektet blir utskilt. Såvel forsterkeren 14, maskinstyringsinnretningen 16 som strålekilden 11 blir forsynt med spenning over en stabili-sert nettenhet 17.

Forsterkeren 14 som bearbeider signalet fra solcellen, kan arbeide som differensialforsterker og Schmitt-trigger.

Som lyskilde 11 kan det efter valg anvendes en gløde-lampe eller en infrarød-emitterende diode (LED) eller en annen egnet lyskilde. Glødelamper eller lysemitterende dioder er såkalte diffuse strålere. Ved anvendelse av slike diffuse strålere som strålingskilde anbefales det å anbringe en stråleblender 8 over de objekter som skal kontrolleres. Arbeider man med rettet lys eller optiske fibre, så kan denne blender utelates. Optiske fibre som strålerkilder har den fordel at de uten problem kan tilpasses konturen og antallet av de objekter som skal kontrolleres med en solcelleblokk.

Ved utskiftning av hullmasken 5 og eventuelt stråle-blenderen 8 kan anordningen ifølge oppfinnelsen på enkleste måte omstilles til kontroll av annerledes utformede objekter.

Blir anordningen ifølge oppfinnelsen anvendt for eksempel til kontroll av tabletter lagt i dyptrukne folier, så tilsvarer utsparingene i hullmasken 5 over solcellene, nøyaktig formen av de tabletter som skal kontrolleres, og under hver utsparing i hullmasken, dvs. under hver tablett, er det fortrinnsvis anordnet en solcelle som fullstendig dekker hele utsparingen eller åpningen. Dreier det seg f.eks. om 12-pakninger, dvs. folier med 12 tabletter, hvor det er anordnet 3 rekker med hver 4 efter hverandre liggende tabletter i en emballeringsenhet, så tilsvarer hullmasken 5 likeledes denne 12-pakning, dvs. 4 utsparinger på størrelse med en tablett er anordnet bak hverandre i 3 rekker. Fortrinnsvis er det da også anordnet 12 solceller under utsparingene i hullmasken. Skal det senere kontrolleres kapsler med denne anordning, så blir tablett-hullmasken utskiftet med en kapsel-hullmaske og dermed kan maskinen straks arbeide videre. Like enkelt er omstillingen til kontroll av piller, dragéer osv.

Når det bare skal skje en deteksjon av manglende objekter,

så er avsøkning ved hjelp av solceller og enkle glødelamper ytterst gunstig med hensyn til omkostninger. Når det imidler-tid er nødvendig med høy oppløsning, så blir bare noen få objekter gruppert på en solcélle, og hver solcelle har en separat forsterker. Dermed er det mulig for eksempel ved tabletter som har liten lysgjennomtrengelighet, også å utskille slike som er utklemt (kapslet) i horisontalplanet. Det er således også mulig å foreta en begrenset tykkelsesmåling. Fortrinnsvis blir det isåfall anvendt infrarød-sendedioder som lyskilde.

Da området under det objekt som skal kontrolleres blir dekket i sin fulle flate eller utstrekning, blir det bare nød-vendig med et signal (et spenningssignal) for hvert objekt for å oppnå en fullstendig kontroll. I motsetning til dette må man ved de kjente optisk/elektriske kontrollapparater som arbeider med punktformig avsøkning av objektet, allerede ved et lite objekt anvende flere hundre til flere tusen signaler, hvilket krever en tilsvarende omfangsrik og kostbar elektronikk. Anordningen ifølge oppfinnelsen er således vesentlig enklere, billigere og mer pålitelig enn de kjente kontroll-anordninger. Den trenger dessuten ingen optikk og kan frem-stilles med meget liten byggehøyde.

Claims (9)

1. Anordning for optisk avsøkning av objekter, hvor lyset fra én eller flere lyskilder faller på en lysfølsom sensor og hvor det mellom dennes overflate og det objekt som skal avsøkes, er anbragt en hullmaske tilpasset konturen av objektet, idet objektet anordnes mellom lyskilden eller -kildene og sensoren, og en differensialforsterker (14) er koblet efter solcellen, karakterisert ved at det som sensor (4) anvendes en solcelle med stor overflate for hvert objekt.

2. Anordning ifølge krav 1 , karakterisert ved at lyskilden (11) er en diffus stråler og at det mellom objektet og stråleren er anordnet en stråleblender (8) tilpasset objektet.

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at lyskilden (11) er en lysemitterende diode (LED) og/eller en infrarød-lyskilde.

4. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at en lyskilde (11) frembringer én eller flere rettede strålebunter som skal være tilpasset antallet av objekter og konturen av objektene.

5. Anordning ifølge krav 4, karakterisert ved at lyskilden (11) består av én eller flere optiske fiberbunter.

6. Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den for oppnåelse av høyere sektoroppløsning har et forhøyet antall solceller i det område hvor man ønsker forhøyet oppløsning, og at det til hver solcelle er tilforordnet en separat forsterker.

7. Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at solcellen, henholdsvis solcellene, er anordnet på en bæreplate (3) som ved hjelp av fjærer (2) avstøttet mot underdelen (1) av anordningen, blir trykket til en fast posisjon mot en glassplate (6) som ligger an mot en føring (7).

8. Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at én eller flere solceller (4) med hullmasken (5) som er tilpasset det objekt som skal avsøkes, og de tilhørende bære- og feste-elementer er sammenfattet til en blokk.

9. Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at solcellen(e) avgir et spenningssignal til en forsterker (14) som på den ene side styrer en feilangivelsesinnretning (15) og på den annen side påvirker en maskinstyring (16).