NO800512L - Apparat for inspeksjon av gjennomskinnelige gjenstander - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et apparat for

sporing av tilstedeværende defekter i gjennomskinnelige gjen-stander, særlig beholdere f.eks. flasker.

Det beskrevne flaskeinspeksjonsapparat ifølge irsk

patentskrift 31613 og britisk patentskrift 1.430.547 omfatter et lyskildeprosjektørsystem for frembringelse av et konsentrert lysbånd. Lysbåndet projiseres mot en roterende trommel som tangentialt understøtter tjue utadreflekterende, forsølvete planspeil. Trommelen dreies av en elektromotor med tilknyttet transmisjonsverk, og lysbåndet som treffer de roterende speil og reflekteres nedad gjennom en åpning i bunnen av et deksel og mot et antallJplanspeil, frembringer derved et gjentatt opptredende skanningslysbånd. Det reflekterende lysbånd blir atter reflektert' i fra disse ti! re planspeil som er montert i vin-kelstilling i en vertikal kolonne under dekslet. Et roterende bord omslutter kolonnen som er utstyrt med en vertikal sliss hvorigjennom det ytterligere reflekterte lysbånd kan'forlate kolonnen. Det roterende bord er forbundet med et vertikalt maskeringselement med en sliss som utestenger alt lys bort-

sett fra en del av det gjentatt opptredende lysbånd som derved konsentreres til en smal søkelysstråle som beveges over en vinkel av ca. tjue grader mens bordet og slissen roterer. Denne kon-sentrerte søkelysstråle, i det etterfølgende benevnt skanningsstrålen, vil derved skanne over en vinkel i horisontalplanet og beveges over en vinkel i vertikalplanet. En gjennomskinnelig beholder eller flaske som skal inspiseres, føres langs peri-

ferien av det roterende bord ved hjelp av gripetunger som tvin-

ger flasken mot roterende ruller som dreier flasken idet den passerer gjennom skanningssonen som gjennomtrenges av den kon-sentrerte skanningsstråle som er fokusert stort sett mot flaske-aksen. Lyset som stråler gjennom flasken, oppfanges av en lys-

samleranordning i tilknytning til et lysforsterkerrør som over-fører det frembrakte skanningssignal til en kontrollkrets. Lyssamleranordningen kan bestå av et antall optiske fiberelementer av glass eller plast som er montert i et matrisesystem på for-siden av en plattform. De andre fiberender er sammenført til en bunt med en endeflate som ier hensiktsmessig utformet, optisk polert og optisk sammenkoplet med et lysdetektorelement i form av det førnevnte lysforsterkerrør.

Det er åpenbart, at under skanningsperioden vil skanningsstrålen som passerer gjennom maskeringselementslissen, skanne kontinuerlig i et vertikalplan mens den samtidig beveges i et horisontalplan som følge av maskeringselementets rotasjons-bevegelse. Videre dreies flasken kontinuerlig under fremfør-

ingen gjennom skanningssonen, og skanningshastigheten er slik avpasset at det oppnås 25%overskanning av flaskens totalflate.

I dette originalapparat benyttes kombinasjonen av optiske fibre og et lysforsterkerrør for å bestemme den totale, inn-fallende lysmengde mot lyssamlerskjermen, idet mange defekter i flasken forårsaker spredende eller refraktiv avledning av strålen bort fra det enkelte skanningspunkt, og da disse ikke representerer okklusjoner eller smuss i flasken men som oftest utgjøres av deler av en bokstavmerking eller annen ornamentering

i

på beholderen, må lyset som passerer gjennom beholderen, oppsamles i sin helhet for å kunne konstatere tilstedeværelsen av eventuelle, lyssvekkende defekter.

I

Den første begrensning ved dette system skyldes den betraktelige ineffektivitet i selve fibrenes ytterender der disse går ut i matrisen. Disse har ifølge sin natur ingen | særlig fremtredende, lyssamlende egenskaper, idet: de ender på en optisk tilfeldig måte i luften og har en forholdsvis smal

inntaksvinkel. Den påfølgende overføring til lysforsterker-rørets forside forårsaker ytterligere tap, og lysforsterker-

røret som i og for seg er meget effektivt, er like effektivt

som støyforsterker.

Det har videre vist seg at fabrikanter som fremstiller hule glassartikler, i mange tilfeller har ønsket å kunne spore ikke-lyssvekkende defekter såsom folder, lysreflekser, bobler

og deformasjoner i en beholder. Da slike spesielle feil i realiteten ikke har lyssvekkende egenskaper, er systemet uegnet for behandling av disse.

Formålet ved foreliggende oppfinnelse er å eliminere de ovennevnte ulemper ved det kjente beholderinspeksjonsapparat,

selv om oppfinnelsen i videste mening er mer generelt anven-

delig.

Det er ifølge oppfinnelsen frembrakt et apparat for

sporing av tilstedeværende defekter i en gjenstanjd av gjennomskinnelig materiale, som omfatter midler for frembringelse av en søkelysstråle og for styring av strålen med hJnblikk på

gjentatt skanning i en første retning,, midler for fremføring av det gjennomskinnelige materiale i gjenstanden forbi søke-lysstrålen i en andre retning som ikke forløper parallelt med den første retning, slik at det gjennomskinnelige materiales overflate skannes gjentatte ganger av lysstrålen ji en: retning som ikke forløper parallelt med materialets bevegelsesretning,

og en lyssamleranordning som kan motta lys fra strålen som har passert gjennom det gjennomskinnelige materiale, og som innbefatter en lysspredende skjerm med en forside som er rettet slik at den kan motta lys fra det gjennomskinnelige materiale og en bakside som er vendt mot en matrise av lysfølsomme organer som hver for seg kan avgi et elektrisk utgangssignal i avhengighet av den lysmengde som utstråler praktisk talt utelukkende fra baksiden av en respektiv skjermelementflate, og et elek-

trisk strømkretssystem for behandling av de lysfølsomme organers utgangssignaler som frembringes under skanningen av materialet,

for å oppdage defekter i gjenstanden.

For anvendelse ved inspisering av gjennomskinnelige beholdere er det ifølge oppfinnelsen frembrakt et apparat for ; sporing av defekter i gjennomskinnelige beholdere, som omfatter en skanningssone, midler for dreining av; en gjennomskinnelig beholder i skanningssonen, midler forjfrembringelse i av en søkelysstråle og for styring av lysstrålen med henblikk på gjentatt skanning av en beholder i skanningssonen i en retning parallelt med beholderens rotasjonsakse, og en lyssamleranordning som kan motta lys fra strålen som har passert gjennom beholderen, hvor anordningens forside er vendt i slik retning at den kan motta lys fra skanningssonen, og hvor baksiden er vendt mot en matrise av lysfølsomme organer som hver for seg kan avgi et elektrisk utgangssignal i avhengighet av den lysmengde som utstråler praktisk talt utelukkende fra baksiden av en respektiv skjermelementflate, og et elektrisk strømkrets- system for behandling, i hvert fall på to måter, av de lysføl-somme organers utgangssignaler som frembringes under skanningen av beholderen, både for å spore lyssvekkende defekter og for, ved selektiv gransking, å spore stort sett ikke-refraktive defekter.

Matrisen av lysfølsomme organer omfatter fortrinnsvis en rektangulær matrise hvor en av hovedaksene forløper parallelt med beholderens rotasjonsakse, og :lyssamleranordningen innbefatter videre et rektangulært gitter av tynne vegger som er innføyd mellom skjermen og matrisen og derved avgrenser et antall celler hvor det ved baksiden av hver celli e er anordnet et respektivt, lysfølsomt organ.

En utførelsesform av oppfinnelsen er nærmere beskrevet i det etterfølgende i forbindelse med de medfølgende tegninger,<1>hvori: i Fig. 1 viser et uttrukket riss av en lyssamler for anven-deise i en versjon av flaskeinspeksjonsapparatet ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser et tverrsnitt av lyssamleren som derved er

montert for bruk.

Fig. 3A og 3B viser to typiske mønstre av lys som kan falle på,lyssamleren etter at en skanningslysstråle har passert gjennom en flaske som inspiseres. Fig. 4 viser hvordan de enkelte fotodioder i lyssamleren i er sammenkoplet. Fig. 5 viser et koplingsskjema for en strømkrets for sporing av lyssvekkende defekter i en flaske som inspiseres. Fig. 6 viser et koplingsskjema for den ene av fem like kretser for sporing av betydelige, refraktive feil i en flaske som inspiseres, ii Fig. 6A viser en tabell over de respektive kombinasjoner av•inngangssignaler til de øvrige fire strømkretser av samme type som vist i fig. 6. Fig. 7A og 7B viser de forskjellige kombinasjoner av fotodioder som påvirker hver av de fem strømkretser av samme type som vist i fig. 6. Fig. 8 viser et koplingsskjema for en strømkrets for velging av utgangssignal fra den riktige av de fem strømkretser av samme type som vist i fig. 6, i overensstemmelse med skanningsstrålens posisjon.

Det kan i inspeksjonsapparatet ifølge foreliggende opp--finnelse anvendes samme skanningssystem som i det inspeksjons-apparat som er kjent fra førnevnte irske patentskrift 31613 og britisk patentskrift 1.430.547, og systemet er derfor ikke beskrevet detaljert. Det foreliggende skanningssystem atskiller seg imidlertid fra hittil kjente systemer ved at flasken, idet den dreies og skannes gjentatte ganger vertikalt i skanningssonen ved hjelp av skanningsstrålen som fokuseres på flaske-aksen, ikke gjennomløper en vinkel i horisontalplanet, men bibeholdes stasjonær. Grunnen til dette er, som det vil. fremgå,

at det ifølge oppfinnelsen er nødvendig at skanningsstrålens posisjon idet den treffer lyssamleren etter å ha passert gjen-

nom flasken, skal følge samme forutbestemte vertikalbane på lyssamleren for Jsamtlige ska<p>ninger av flasken. Hvis flasken og skanningsstrå'len skulle beveges horisontalt under vertikal-skanningen, ville dette åpenlbart betinge et mer komplisert system. Skanningssystemet ved den! foreliggende versjon av oppfinnelsen er derfor modifisert<1>, slik at bordet som under-støtter den flaske som skal inspiseres, stoppes midlertidig mens dreiningen og den vertikale skanning av flasken foregår.

En slik modifikasjon vil være åpenbar for fagmannen. Ifølge oppfinnelsen kan skanningsstrålen bestå av en laserstråle.

Hovedforskjellen mellom apparatet ifølge oppfinnelsen og

de kjente inspeksjonsapparater ligger i konstruksjonen av lyssamleren og fremgangsmåten ved behandling av de frembrakte, elektriske signaler. Lyssamleren ifølge fig. 1 omfatter en fremre, gjennomskinnelig og lysspredende skjerm 1, en bakre, rektangulær matrise av fotodioder 2 som er montert på en trykt-kretstavle 3 og, innføyd mellom skjermen 1 og tavlen 3, et rektangulært gitter eller en bikakeformet konstruksjon 4 av tynne, hvite og ugjennomskinnelige vegger som danner en mat-

rise av I kvadratiske celler 5 med åpen forside ogiibaksideog.

med samme periodisitet som fotodiodene 2. Lyssamleren som er vist i demontert tilstand i fig. 1, vil imidlertid i montert stilling være nøyaktig innpasset mellom skjermen 1 og tavlen 3, for Stort sett å forebygge enhver lekkasje av lys fra den ene celle til den annen i den ovennevnte konstruksjon hvor den respektive diode er anbrakt midt i det bakre endeparti av hver celle 5. Dette fremgår av tverrsnittet i fig. 2.<:>

i

0

I driftsstilling er lyssamleren plassert vertikalt med gitteret 1 vendt mot apparatets inspeksjonssone, slik at skanningsstrålen nominelt beveges neda!d langs lyssamlerens midt-

parti etter,å ha passert gjennom den roterende flaske som inspiseres. I den foreliggende versjon har diodematrisen en bredde av 5 dioder og en dybde som bestemmes av høyden av den flaske eller flaskedel som skal inspiseres. Skannings-

strålen vil derfor i dette tilfelle beveges nedad langs den midtre av de fem cellerader og etter tur treffe skjermen 1

over hver midtcelle 5. For enkelthets skyld er det i fig. 1

vist en.matrise av 15 dioders dybde.

Selv om skanningsstrålen i idealtilfellet (fullstendig

glatt og regelmessig flaske) bare beveges nedad langs den midtre cellerad, vil strålen i praksis, idet den treffer hver av cellene, på grunn av spredning eller refraksjon (som følge av defekter, bokstavmerking, ornamentering etc.) og grun-

net skjermens 1 spredevirkning, frembringe et lysmønster på skjermen, som generelt strekker seg ut over cellens ytter-grense. Det fremgår således av fig. 3A, at når skanningsstrålen rettes nominelt mot cellen X etter å ha passert gjen-

i

nom flasken, vil det vanligvis frembringes et mønster i likhet med det!skraverte, selv om lyset fra flasken fremdeles i over-veiende grad faller på den nominelle celle X unntatt i tilfelle av overdreven flaskedeformasjon. Hensikten med lyssamleren av den spesielle konstruksjon som beskrevet i det ovenstående,

er å muliggjøre analyse i viss grad av de mønstre som oppstår idet lysstrålen treffer den gjennomskinnelige skjerm 1, og særlig gjøre det mulig å skjelne mellom de mønstre som skyldes

alvorlige, refraktive defekter som tilsier kassering av flasken,,

og de mønstre som skyldes mindre, refraktive feil (alternativt bokstavmerking eller ornamentering) som kan godtas. Lyssam-

lerens konstruksjon gjør det også mulig å oppdage lyssvekkende defekter.

Lyssamlerens virkemåte er beskrevet i det etterfølgende.

Som det vil fremgå, spores mønstrene ved gransking av utgangssignalene fra valgte fotodioder i hvert trinn av skannings-prosessen, og for å oppnå maksimal følsomhet i dette øyemed er det ønskelig at hver diode frembringer et størst' mulig sig-

nal. Dette er oppnådd ved at hver diode, som tidligere omtalt,

er omgitt av en respektiv celle 5 som effektivt tildeler denne

denne diode og ingen annen kan motta lys. Under innvirkning av de hvite vegger vil størstedelen av det lys som spredes gjennom skjermen og faller inn i en gitt celle, stråle tilbake mot fotodioden som derved påvirkes av praktisk talt den totale lysmengde som ledes inn i cellen fra det tilknyttede flateparti av skjermen 1. Dette vil ved et gitt mønster resultere i at hver diode leverer en utgangseffekt som er vesentlig høyere enn det oppnåelige uten gitteret 4. Veggene i cellen vil dessuten stort sett forhindre "overløp" av lys fra den ene celle til den annen, slik at signalene fra to innbyrdes tilgrensende celler vil kunne atskilles tydelig, idet hver diode utelukkende påvirkes av det lys som utgår fra dens eget parti av skjermen. Hvis den bikakeformete konstruksjon eller gitteret , 4 var fjernet, ville differensieringen mellom signalet fra den

ene diode og fra den tilgrensende være meget mindre tydelig,

og det yille følgelig være vanskeligere å skjelne mellom de ulike mønstertyper.

Lyssamlerens dimensjoner og dens avstand fra flasken som skannes\ bestemmes av flaskens diameter og dens forventede

spredningsegenskaper (under hensyntaking til eventuell bokstavmerking eller ornamentering) på slik måte at det mønster

av lys som under hver vertikalskanning faller på skjermen 1, aldri strekker seg vesentlig ut over celleradene B, C og D,

som vist i fig. 3A, for flasker av godtakbar kvalitet. Videre blir alle refraktive feil (f.eks. hammeroverflate) som ikke medfører at mønstret faller på radene A eller E, antatt å være av mindre betydning og følgelig akseptable. Lyssvekkende ;

defekter, såsom smuss i flasken, kan derfor oppdages helt enkelt ved å summens utgangssignalene fra samtlige dioder i | i radene B, C og D (dvs. innenfor de brede linjer) og sammen- ! likne summen med en hensiktsmessig valgt terskelverdi for det

angjeldende parti som skannes. Hvis sumsignalet synker under denne terskelverdi antas dette å skyldes tilstedeværelsen av en lyssvekkende defekt som fremkaller et avvisningssignal. Kretssystemet for summeringen av radene B, C og D vil bli beskrevet i det etterfølgende, men det påpekes at da sporingen

i

av lyssvekkende defekter bare er basert på den totale lyssum og ikke på lysfordelingen, kan summeringen gjennomføres over samtlige fem rader A til E. Av hensyn til en nøyaktig sum-

t

mering er det viktig at skjermen 1 har slik tykkelse at spred-

' 1

ningen som forårsakes av skjermen, vil være tilstrekkelig til å eliminere den absorberende virkning på laserstrålen, som

skyldes veggene i cellene 5. I en typisk versjon er skjermen 1 fremstilt av 4 mm "030 Opal Perspex".

Ved summeringen av kolonnene B, C og D vil det åpenbart også kunne oppdages større, ikke-lyssvekkende, refraktive defekter dersom disse er tilstrekkelig til å forskyve hoveddelen av mønstret over mot A- eller E-raden i en grad som forårsaker et slikt fall i sumsignalet fra radene B, C og D, at det kan spores ved jevnføring med terskelverdien. Enkelte ikke-lyssvekkende, refraktive defekter som i og for seg er alvorlige nok til å betinge kassering av flasken, vil imidlertid ikke bevirke at sumsignalet fra radene B, C og D synker under terskelverdien, og vil følgelig ikke oppdages på denne måte.

Som eksempel på en slik feil kan nevnes folden. En fold er ifølge beholderterminologien en lineær defekt i beholder-veggen, som idet den treffes av laserstrålen, bevirker at strålen frembringer et mønster som er vesentlig forskjellig fra det som oppstår når strålen passerer gjennom godt glass. Møns-tret fremstår på opakskjermen 1 som en lang linje, f.eks. 30 mm bred, som forløper rettvinklet mot foldretningen i skjærings-punktet med strålen. Fig. 3B viser et slikt mønster som strekker seg inn i rekkene A og Ei. Imidlertid er lysmengden som grunnet folden avbøyes inn i radene A og E relativt liten, ofte under 10% av den totale lysmengde fra strålen og stundom helt ned til 2%, og det er ikke praktisk mulig å spore en slik feil på grunnlag av en synkning i amplityden for sumsignalet fra radene B, C og D, idet dette jvil kreve en referanseterskelverdi for sumsignalet av slik høyde at også helt brukbare flasker vil kunne kasseres på grunn av naturlige og akseptable variasjoner i overføringsegenskaper. Hvis linjemønstret ligger stort sett vertikalt og i 'sin helhet innenfor radene B, C og D vil det dessuten overhodet ikke forekomme synkning i sumsignalet for disse rader B, C og D, og folden vil derfor i alle fall ikke kunne oppdages.

Dette problemet løses ved å granske en 5 x 5-ramme av celler som er sentrert i forhold til den løpende nominelle celle X i C-raden, som treffes av skanningsstrålen som utgår fra flasken. Denne 5 x 5-ramme er vist ved brede linjer i fig. 3B. Det er konstatert at skanningslaserstrålen vanligvis bare spredes i denne ramme under skanning av en fold eller liknende defekt, og bibeholdes stort sett i sin helhet innenfor det 3 x 3-system som avgrenses av rammen, når det skannete parti

av flasken er av akseptabel kvalitet. Ved summering av utgangssignalene fra diodene i rammen kan det frembringes et sumsignal som motsvarer den totale lysmengde som faller mot rammen. Dette sumsignal kan jevnføres med en rammeterskelverdi, slik at det frembringes et avvisningssignal når terskelverdien overskrides. Dette system har1 den fordel !at rammeterskelverdien kan inn-stilles relativt lavt med henblikk på sporing av de små lys-mengder som faller inn i rammen på grunn av en fold og som ikke vil kunne oppdages som en synkning i sumsignalet for radene B,

C og D. Da en fold kan opptre hvor som helst i en vertikalskanning, er det åpenbart nødvendig at rammen "trinnforskyves" vertikalt nedad langs diodematrisen synkront med skannings-

; i

strålen, slik at den alltid er sehtrert i forhold til den løp-

i

ende nominelle celle X i C-raden.; Kretssystemet for gjennom-føring av rammesummeringen, jevnføringen og trinnforskyvingen vil bli beskrevet i det etterfølgende.

For å forenkle signalbehandlingskretsen er diodene i matrisen forbundet med hverandre på en spesiell måte som fremgår av fig. 4. Diodematrisen er tenkt inndelt i en rekke innbyrdes tilgrensende 5 x 5-undermatriser Ml, M2, M3...Mn, og diodene som har samme relative posisjon i hver undermatrise,

er innbyrdes forbundet for avgivelse av et felles utgangssignal. Således er f.eks. diodeneA21, A22, A23..,A2n forbundet med hverandre, slik som vist, til et felles utgangssignal A2, diodene E41, E42, E43...E4n er forbundet med hverandre til et

I

felles utgangssignal E4 osv. Dette resulterer i 25 utgangsterminaler A1...E5, som vist i den høyre del av fig. 4, som hver er forbundet med den diode i hver undermatrise som er betegnet med de samme to initialer. Forbindelsene mellom diodene er anordnet på den trykte strømkretstavle Innen !den videre behandling blir signalene på utgangssidene Al til E5 forsterket på ikke vist måte, og i den etterfølgende beskrivelse er betegnelsene Al til E5 benyttet for'identifisering av de forsterkete signaler som leveres fra de tilsvarende betegnete

utgangsterminaler i matrisen.

B, C og D-rekkesummeringen og jevnføringen gjennomføres ved hjelp av det strømkretssystem som er vist skjematisk i fig.

I f

I

5. Alle signaler fra utgangsterminalene B, C og D i diodemat-

risen summeres i et addererverk 6, for å frembringe et sum-

signal motsvarende den totale lysmengde som faller på matrisens rader B, C og D. Sumsignalet overføres på kjent måte til en automatisk signalamplitydeutjevningskrets (ASAE) 7 som er kjent fra britisk patentskrift 1.430.547. Det utjevnete signal sammenliknes med en referanseterskelverdi i en automatisk søker-terskelkrets (ATTC) 8. Denne teknikk er anvendt tidligere i forbindelse med flaskeinspeksjonsapparater. I korte trekk av-

gir ATTG 8 et terskelverdisignal som er avledet fra selve sumsignalet, for å kompensere for beholdere hvis veggtykkelse og fargetetthet kan variere i betydelig grad. Terskelverdisig-

nalet er i realiteten en utjevnet versjon av sumsignalet, som etterfølger sumsignalet og er forskjøvet i forutvalgt grad ;

i forhold til dette. Hvis variasjonene i veggtykkelse og/eller fargetetthet ikke forårsaker vanskeligheter, kan det benyttes en referanseterskelverdi som er en forutvalgt funksjon av skanningsstrålens vertikalposisjon, som omtalt i britisk patent-'

i

skrift 1.430.547. Når det utjevnete sumsignal for radene B, C

og D understiger terskelverdien, blir det på utgangssiden 9, frembrakt et avvisningssignal som på kjent måte og på det

riktige tidspunkt påvirker en flaskeavvisermekanisme. Det bør bemerkes at ASAE-kretsen 7 kan utelates dersom det utelukkende

skal inspiseres klare flasker.

Rammesummeringen og jevnføringen gjennomføres ved hjelp

av fem separate strømkretser som vist i fig. 6. Kretsene atskiller seg bare i vesentlig grad fra hverandre ved til-koplingen til diodematrisens utgangsterminaler. Den spesielle

kombinasjon av diodeutgangssignaler som er vist til venstre i

fig. 6, summeres i et addererverk 10, for å levere et sumsignal på ledningen 11. Sumsignalet på ledningen 11 motsvarer således den totale lysmengde som mottas av diodene i de skra-

verte celler ifølge fig. 7A og som kan frembringes under inspisering. Det fremgår at dette inkluderer ikke bare én men flere innbyrdes tilgrensende 5 x 5-rammer. Dette er imidlertid uvesent-lig, idet et lineært foldmønster normalt bare vil strekke seg inn i den ene ramme og bidragene fra de øvrige rammer vil være lik null. Selv om et mønster skulle strekke seg inn i to rammer, vil dette bare øke sporingsfølsomheten. Sumsignalet på ledningen 11 overføres videre til en ASAE-krets 12 (som kan j

i

utelates ved inspisering bare av klare glassbeholdere) og der-

fra til en komparator 13 hvori det utjevnete sumsjignal jevn-

føres med en referanseterskelverdi som tilføres ved 14. Det frembringes et signal El på utgangssiden 15 når sumsignalet overstiger terskelverdien, under rette forhold, når den ene av

rammene ifølge fig. 7A er sentrert i forhold til den løpende nominelle celle X i C-raden, blir signalet El behandlet som et avvisningssignal.

De øvrige fire rammesummerings- og jevnføringskretser

er de samme som den viste krets i fig. 6, men har forskjellige inngangskombinasjoner til addererverket i hvert tilfelle. Addererverkene i disse fire øvrige kretser er betegnet med henholdsvis lC^, 10.,, IO4°910,-, og den respektive kombinasjon

av inngangssignaler som overføres til hvert addererverk, frern-

går av tabellen i fig. 6A. Utgangssignalene 'som avgis i hvert tilfelle på den respektive ledning 15 ved overskridelse av terskelverdien, er betegnet med henholdsvis 12, <£3, Z4 og E5, som vist nederst i tabellen. Ved gransking av de forskjellige figurer vil det fremgå at de spesielle rammer som summeres av addererverkene lC^, 10^, 10^og 10^, er vist skravert i hver av figurene 7B til 7E.

For å kunne spore tilstedeværelsen av et lineærmønster motsvarende en fold i en spesiell skanningssone, uten å spore et mønster som motsvarer en akseptabel flaske, er det nød- j vendig å granske utgangssignalet 15 bare for den rammesummerings-' og jevnføringskrets som tilsvarer en ramme som er sentrert, i forhold til den løpende nominelle celle X i den midtre cj-rekke. Når således den løpende nominelle celle X er j C31, C32<:>, C33, C34 osv. som det fremgår av fig. 7A til 7E, benyttes'utgangssignalet 15 for den krets som innbefatter

addererverket 10-^. Når den løpende nominelle celle X er C51,

C52, C53osv., benyttes utgangssignalet 15 for den krets som innbefatter addererverket 10-j. Fig. 8 viser en strømkrets for velging av utgangssignalet 15 for den angjeldende summerings-

og jevnføringskrets mens den nominelle løpende celle X vandrer nedad langs matrisen.

Hvert av signalene Cljtil C5 fra, diodematrisen jevnføres individuelt, om nødvendig etter ASAE-kompensering i kretsene 16, i en tilknyttet komparator 17j med en referanseverdi.

Hvis referanseverdien overskrides av inngangssignalet C i et j spesielt tilfelle, vil den respektive komparator 17 avgi et utgangssignal på 18, som åpner en AND-port 19. Den valgte referanseverdi motsvarer mer enn 50% av den maksimale lysmengde som i fravær av lyssvekkende defekter vil falle på skjermen 1, slik at bare én av komparatorene 17 kan levere utgangssignal og bare én AND-port blir åpnet for hver gang. Det annet inngangs-signal til hver AND-port 19 avledes fra utgangssiden 15 av en respektiv rammesummerings- og jevnføringskrets, slik som: vist. Hvis et Z-signal opptrer ved inngangssiden av den spesielle AND-port 19 som er kontinuerlig åpen, vil signalet overføres gjennom AND-porten til utgangssiden 20 og videre gjennom en OR-port 21 for å levere et avvisningssignal på 22. Eventuelle Z-signaler ved inngangssiden av de øvrige AND-porter overføres ikke og kan derfor ikke frembringe et avvisningssignal. Ved inspisering vil det fremgå at dette system sikrer at det for enhver nominell celle X i C-raden bare overføres det E-signal (om overhodet noe) fra den rammesummerings- og jevnførings-krets som tilsvarer en 5 x 5-ramme som er sentrert i forhold til den nominelle celle X. Dette medfører at når skanningsstrålen vandrer nedad, celle for celle, langs matrisens C-rad, vil en 5 x 5-ramme spI m er sentre! rt i forhold til den løpende celle,! trinnforskyves nedad synkront med strålen langs matrisen.

H<y>is den totale lysmengde som faller på den løpende

nominelle celle X, ikke overstiger den terskelverdi som angis av komparatoren, blir åpenbart utgangssignalet fra den omgivende ramme i realiteten ikke gransket, idet den tilknyttede AND-port forblir lukket. Detjte vil imidlertid normalt bare inntreffe under innvirkning !av en tilstedeværende, lyssvekkende defekt eller en vesentlig deformasjon av flasken,

i

som medfører at strålen i sin helhet forskyves fra midtraden,

og vil i ethvert tilfelle selv resultere i frembringelsen av et avvisningssignal som følge av synkningen i sumsignalet for radene B, C og D, slik at gransking av den omgivende ramme er unødvendig.

Avvisningssignalene på 22 kan benyttes for styring av flaskeavvisermekanismen på samme måte som signalet på 9 (fig. 5). Det kan imidlertid forekomme at enkelte mindre, refraktive feil, f.eks. en liten boble i glasset (mikroboble), ikke en fold eller liknende, kan fremkalle et avvisningssignal under et større antall innbyrdes påfølgende vertikalskanninger. Avvisningssignalene på 22 blir følgelig fortrinnsvis overført til en avvisningsforhindrerkrets 23 som i hovedtrekk består av et telleverk som er innrettet for å frembringe et avvisningssignal på 24 bare når minst ett avvisningssignal opptrer på 22 under hvert av et forui tvalgt minimIumsantall innbyrdes påfølgende, vertikale skannihger. Endelig blir avvisningssignalene på 24

og på 9 (fig. 5) OR-sammenføjrt slik at hvert signal vil på-

virke den tidligere omtalte 'flaskeavvisermekanisme.

Selv om det ovenstående hovedsakelig omhandler sporing

av ikke-lyssvekkende, refraktive defekter i form av folder,

er rammén dessuten egnet for sporing av lysmønstre av annen form enn den lineære. Eksempelvisj kan visse, ikke-lyssvekkende defekter avjannen type enn folder: frembringe mønstre i form av en sirkel, et rektangel eller et triangel. Disse mønstre kan

i

også spores<1>av rammen, dersom de strekker seg inn i denne.

Hvis mønstrene faller utenfor rammen og det likevel er ønske-

lig å spore dem, kan dette gjennomføres ved gransking av andre, egnete grupper av celler som omgir den løpende nominelle celle X. Sistnevnte teknikk er mer anvendelig i tilfelle av at det benyttes en større diodematrise, som beskrevet i det neden-stående. Den tidligere omtalte 5 x 5-ramme har imidlertid vist seg å være tilstrekkelig for sporing av støristedelen av de uønskete, ikke-lyssvekkende defekter som forekommer i praksis.

Det bør videre bemerkes at anvendelsen av en matrise av 5 dioders :bredde er basert på erfaringer fra eksperimenter med visse beholdere av temmelig enkel, symmetrisk fasong. Beholdere av mer komplisert form kan betinge mer avanserte mønsterana-

lyser, og det kan av den grunn være nødvendig å benytte en matrise med atskillig flere dioder i bredden og å variere stør-relsen og formen av rammen eller liknende som enlfunksjon av skanningsstrålens vertikalposisjon. Dette kan uten vanskelighet gjennomføres ved hjelp av egnete, elektroniske behandlingskrets-systemer som imidlertid nødvendigvis blir mer komplisert enn

det tidligere beskrevne.

Oppfinnelsens prinsipper kan også utvides og benyttes overfor defekter av liknende art i plateglass, plastmaterialer osv. Materialplaten vil i et slikt tilfelle beveges kontinuerlig i lengderetningen forbi skanningsstrålen og blir samtidig skannet gjentatte ganger over sin bredde.

Claims (1)

1. Apparat for sporing av tilstedeværende defekter i en gjenstand av gjennomskinnelig materiale, som omfatter midler for frembringelse av en søkelysstråle og for styring av denne med henblikk på gjentatt skanning'i en første retning, midler for fremføring a-v materialet forbi søkelysstrålenj i en andre retning som ikke forløper parallelt med den første retning, slik at overflaten av det gjennomskinnelige materiale skannes gjentatte ganger av strålen i en retning som ikke forløper parallejt med materialets'bevegelsesretning, og en lyssamlér-anordnihg som kan motta lys fra strålen som har passert gjennom det gjennomskinnelige materiale, karakterjisert ved' at lyssamleranordningen (fig. 1) innbefatter en lysspredende skjerm (1) med en forside som er slik plassert at den mottar lys fra det gjennomskinnelige materiale og en bakside som er vendt mot en matrise av lysfølsomme organer (2) som hver for seg kan avgi et elektrisk utgangssignal i avhengighet av den lysmengde som utstråler stort sett utelukkende fira baksiden av en respektiv skjermelementflate, og et elektrisk strømkretssystem (fig. 5, 6 og 8) for behandling av de lysføl-somme organers utgangssignaler som frembringes mens materialet skannes for å oppdage feil.

2. Apparat i samsvar med krav 1, karakterisert ved at gjenstanden består av en gjennomskinnelig beholder, og at midlene, for fremføring av det gjennomskinnelige mate- j riale i gjenstanden forbi søkelysstrålen innbefatter en anord-ning for dreining av beholderen slik at beholderens rotasjonsakse forløper parallelt med den nevnte, første retning. : t 3; Apparat for sporing av tilstedeværende defekter i gjennomskinnelige beholdere, som omfatter en skanningssone, midler for dreining av en gjennomskinnelig beholder i skanningssonen, midler for frembringelse av en søkelysstråle og for styring av lysstrålen med henblikk på gjentatt skanning av en beholder i skanningssonen i en retning parallelt med beholderens rotasjonsakse, og en lyssamleranordning som kan motta lys fra strålen som har passert gjennom beholderen, karakterisert ! ved at lyssamleranordningen (fig. 1) innbefatter i .'• i l en lysspredende skjerm (1) med en forside som er rettet slik at den kan motta lys fra skanningssonen og en bakside som er vendt mot en matrise av lysfø lsomme organer (2) som hver for seg kan avgi et elektrisk utgangssignal i avhengighet av den lysmengde som utstråler stort sett utelukkende fra baksiden av en respektiv skjermelementflate, og et elektrisk strømkrets-system (fig. 5, 6 og 8) for behandling, i hvert fall på to måter, av de lysfølsomme organers utgangssignaler som frembringes under skanningen av beholderen, både for å oppdage lyssvekkende defekter og for å oppdage stort, sett ikke-lyssvekkende refraktive feil. 4. Apparat i samsvar med krav 3, k a r ak tie r i - i sert ved at matrisen (3) av lysfølsomme11 organer er en rektangulær matrise hvis ene hovedakse forløper parallelt med beholderens hovedakse. 5. Apparat i samsvar med krav 4, karakterisert ved at lyssamleren innbefatter et rektangulært gitter (4) med tynne vegger som er innføyd mellom skjermen (1) og matrisen (3), og derved avgrenser et antall celler (5) hvor det, i den bakre ende av hver celle (5) er anordnet et respektivt, lysfø lsomt organ (2), og hvor hver celle (5) i sin tur avgrenser den respektive sk jermelementf late hvorfra det tilkriyttede, lysfølsomme organ (2) mottar lys. i i 6. Apparat i samsvar med et av kravene 3-5, karakterisert ved at søkelysstrålen, når apparatet er i funksjon, nominelt følger en forutbestemt bane over skjermen (1) etter å ha passert gjennom beholderen, og derved i over-veiende grad faller på en forutvalgt rad av skjermelementflater, og at det elektriske strømkretssystem, med henblikk på sporing av stort sett ikke-lyssvekkende feil, innbefatter midler (fig.

6 og 8) for gransking av utgangssignalene fra et antall lys-følsomme organer (2) i tilknytning til en gruppe elementflater (fig. 3B) i forutvalgt posisj; on i iforhold til den elementflate (X i fig. 3B ) i den forutval.gte rad som i øyeblikket i hovedsak treffes av strålen. i

7. Apparat i samsvar med krav 6, karakterisert ! <;> ved at den nevnte gruppe av skjermelementflater (fig. 3B) danner en ramme av slike flater som i viss avstand omgir den elementflate (X i fig. 3B ) som i øyeblikket treffes av lysstrålen. i 8. Apparat i samsvar med krav 7, karakterisert ved at granskningssystemet (fig. 6 og 8) innbefatter midler (10,11 og 12) for avgivelse av et signal i forbindelse med 1 summen av utgangssignalene fra de lysfølsomme organer i tilknytning til rammen, midler (13) for jevnføring av dette sum- i signal med en terskelverdi, og midler (15) for frembringelse av et feilindikerende signal når sumsignalet overstiger terskelverdien . i I I 9. Apparat i samsvar med krav 8,, karakterisert ved at det omfatter en beholderavvisermekanisme som påvirkes av et avvisningssignal (24 i fig. 8) under hvert av et forutvalgt antall innbyrdes påfølgende skanninger av beholderen. j <.> 10. Apparat i samsvar med et av kravene 6-9, karakterisert ved at <1> det elektriske strø mkretssystem, med henblikk på sporing av lyssvekkende defekter, omfatter midler (6 og 7 i fig. 5) for avgivelse av et signal i forbindelse med summen av utgangssignalene fra de lysfølsomme organer (2) j i tilknytning til en sone (radene,B, C og D i fig. 3A) av innbyrdes tilgrensende elementflater i som omgir og innbefatter den elementflate (X i fig. 3A ) som i øyeblikket treffes av lysstrålen, og midler (8) for jevnføring av sumsignalet med en terskelverdi.