WO1983001835A1 - Electro optical control installation for controlling the content of containers - Google Patents

Description

Elektrooptische Flascheninhaltskontrolleinrichtung.

Die Erfindung betrifft eine elektrooptische Einrichtung zum Feststellen von bewegten schattenwerfenden Verunreinigungen in flüssigen Flascheninhalten, mit einer Lichtquelle, min¬ destens einem optischen Element und wenigstens einer dich¬ ten Reihe lichtelektrischer Bauelemente, die in dem vom op¬ tischen Element beeinflußten Licht der Lichtquelle angeord¬ net sind.

Mit einer bekannten Einrichtung (Eiεai) dieser Art kann festgestellt werden, ob Ampullen kleine Fremdkörper enthal¬ ten, die bei einer kurzzeitigen, schnellen Rotation der Am¬ pullen aufgewirbelt werden. Dazu weist die bekannte Einrich¬ tung zwischen der Lichtquelle und zwei gegeneinander ver¬ setzten parallelen Reihen von Fototransistoren an weiteren optischen Elementen einen Kondensor und eine Projektions- linse, zwischen denen die zu prüfende Ampulle im Strahlengang angeordnet wird, sowie eine Reihe von gebogenen Lichtleitern auf, von denen jeder an einem anderen Fototransistor endet und mit den übrigen Fototransistoren eine im wesentlichen ununterbrochene, längliche Stirnfläche darstellt, auf welche irgendwo das vorübergehende Abbild des von einer bewegten Verunreinigung im flüssigen Flascheninhalt geworfenen Schat¬ tens fällt. Fremdkörperchen in der Ampulle werden so von mindestens einem Fototransistor festgestellt, der mit den übrigen Fototransistoren an eine AuswertungsSchaltung ange- schlössen ist, die Verunreinigungen meldet und veranlaßt, daß die betroffene Ampulle ausgeschieden wird. An der bekannten Einrichtung ist nachteilig, daß mit ihr praktisch nur Flaschen bis zu einem Inhalt von größenord¬ nungsmäßig 10 ml geprüft werden können, weil Flaschen mit einem Inhalt von größenordnungsmäßig 100 ml eine so große Verstärkung der Lichtquelle erfordern würden, daß das Problem der Wärmeabfuhr unlösbar wird. Es könnte zwar als Lichtquelle eine Halogenlampe benutzt werden; diese hat jedoch eine so geringe Lebensdauer, daß häufig periodische Unterbrechungen des Betriebs der Einrichtung zum Zwecke des Lampenwechsels notwendig wären.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ein- richtung der eingangs genannten Art ohne diesen Nachteil zu schaffen, welche es gestattet, prinzipiell beliebig große, d.h.^" insbesondere hohe, Flaschen auf Verunreinigungen ihres flüssigen Inhaltes zu prüfen.

Diese Aufgabe ist bei einer Einrichtung der eingangs genann¬ ten Art er indungsgemäß dadurch gelöst, daß als Lichtquelle ein Laser vorgesehen ist und daß an optischen Elementen ein im Strahlengang hinter dem Laser angeordnetes dispansives Element mit einer konvexen. Zylinderfläche, die vom Laser¬ strahl senkrecht zu ihrer Erzeugenden und rückstrahlungs- frei getroffen wird, und ein im Strahlengang vor der. Bau¬ elementenreihe angeordnetes streuendes Element vorhanden sind, welches das vom dispansiven Element durch Auffächern des Laserstrahls erzeugte,.den Flascheninhalt durchleuch¬ tende Flachstrahlenbündel diffus auf die Bauelementen¬ reihe abbildet. Dadurch wird vorteilhafterweise erreicht, daß je nach Höhe des Flachstrahlenbündels am Prüfort, welche von der Krümmung der Zylinderfläche und von deren Abstand zum Prüfort sowie vom Durchmesser des Laserstrahls abhängt, entsprechend hohe Flaschen geprüft werden können, was nur voraussetzt, daß sich die Bauelementenreihe über eine etwa gleich große Höhe erstreckt. Im Falle einer idealen Reflexio des Laserstrahls an der Zylinderfläche stimmt die Breite des Flachstrahlenbündels genau mit dem Durchmesser des Laser¬ strahls überein, der beispielsweise 0,8 mm betragen kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung ist als dispansives Element ein spiegelnder kreiszylindrischer Sektor vorgesehen, der sich verhältnis- mäßig einfach herstellen und justieren läßt. Vorzugsweise ist der Sektor durch einen auf Hochglanz polierten Stahlzy¬ linder gebildet, der als Fertigteil bezogen werden kann.

Bei der bevorzugten Ausführungsform ist als streuendes Element eine Matt- oder vorzugsweise Trübglas= Scheibe vorgesehen, für die das zum Stahlzylinder Gesagte gilt. Die Matt- oder Trübglasscheibe ersetzt vorteilhafter- weise das Lichtleiterbündel der bekannten Einrichtung und vereinfacht diese dadurch erheblich. Ein weiterer Vorteil der Matt- oder Trübglasscheibe besteht darin, daß sie als Filter ausgebildet werden kann, das Fremdlichteinflüsse auf die Fototransistoren dämpft.

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OM I Im folgenden ist die Erfindung anhand der durch die Zeich¬ nung beispielhaft dargestellten, bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung im einzelnen erläutert. Es zeigt in vereinfachter Darstellung: Fig. 1 eine waagrechte Seitenansicht der Ausführungs¬ form; und Fig. 2 eine Draufsicht der Ausführungsform. Ein Laser 10 ist so angeordnet, daß er einen Laserstrahl 12 vertikal nach unten aussenden kann, welcher auf einen als dispansives Element vorgesehenen, spiegelnden kreiszylin- drischen Sektor trifft, der durch einen auf Hochglanz po¬ lierten Stahlzylinder 14 gebildet ist, dessen waagrechte Längsachse die Achse des Laserstrahls 12 senkrecht kreuzt. Infolgedessen fächert der Stahlzylinder 14 den Laserstrahl 12 in ein gleich breites Flachstrahlenbündel 16 auf, das in einer vertikalen Ebene liegt und dessen Höhe mit zuneh¬ mender Entfernung vom Stahlzylinder 14 linear zunimmt. In einiger Entfernung von der Lagerstelle des Stahlzylinders 14 befindet sich ein leistenförmiger vertikaler Träger 18 einer dichten Reihe 20 von stiftförmigen Fototransistoren 22 als lichtelektrischen Bauelementen, die mittels eines Sammelsteckers 24 und eines vieladrigen Kabels 26 mit einer nicht dargestellten AuswertungsSchaltung verbunden sind. Die Reihe 20 der Fototransistoren 22 erstreckt sich über die ganze Höhe des Flachstrahlenbündels 16 am Ort des Trägers 18 und wird von diesem Flachstrahlenbündel 16 beaufschlagt. Dicht vor den Fototransistoren 22 steht eine am Träger 18 befestigte Trübglasscheibe 28 in Form einer planparallelen Platte als streuendes Element. Die zu prüfende Flasche wird, wie aus der Zeichnung ersicht¬ lich, in den Raum zwischen dem Laser 10 und dem Stahlzylin¬ der 14 einerseits sowie den Fototransistoren 22 und der Trübglasscheibe 28 andererseits dicht vor diese Scheibe ge¬ stellt,und zwar auf einen Drehteller, der in schnelle Rota- tion versetzt und plötzlich angehalten werden kann, so daß der Flascheninhalt sich weiterdreht und Verunreinigungen mitbewegt, die in dem Flachstrahlenbündel 16 Schatten hervor rufen, welche von den Fototransistoren 22 als vorübergehend Abweichung von der Normalbeleuchtung festgestellt werden. Die Auswerteschaltung kann sich auf eine Anzeige beschränke oder in die Behandlung der Flaschen eingreifen.

Claims

Patent- A n s p r ü c h e

1. Elektrooptische Einrichtung zum Feststellen von beweg¬ ten schattenwerfenden Verunreinigungen in flüssigen Flaschen- inhalten, mit einem Laser (10) , mindestens einem optischen Element (14) und wenigstens einer dichten Reihe (20) licht- elektrischer Bauelemente (22) , die in dem vom optischen Ele¬ ment beeinflußten Licht des Lasers angeordnet sind, dadurch gekennzeichne , daß als optisches Element zum Erzeugen eines Flachstrahlenbündels ein dispansives Element (14) mit einer reflektierenden konvexen Zylinderfläche vorhanden ist, die vom Laserstrahl (12) senkrecht zu einer Erzeugenden und rück- strahlungsfrei getroffen wird.

2. -Einrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß als dispansives Element (14) ein spiegelnder kreiszylin- drischer Sektor vorgesehen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sektor durch einen auf Hochglanz polierten Stahl¬ zylinder (14) gebildet ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekenn¬ zeichnet durch ein im Strahlengang vor der Bauelementenreihe (20) angeordnetes streuendes Element (28) als zusätzliches optisches Element, welches das vom dispansiven Element (14) durch Auf¬ fächern des Laserstrahls (12) erzeugte, den Flascheninhalt durchleuchtende Flachstrahlenbündel (16) diffus auf die Bau¬ elementenreihe abbildet.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als streuendes Element eine Matt- oder vorzugsweise Trübglaεscheibe (28) vorgesehen ist.