DE2927441A1

DE2927441A1 - Verfahren und anordnung zur ueberwachung des innendruckes von hermetisch abgeschlossenen behaeltern

Info

Publication number: DE2927441A1
Application number: DE19792927441
Authority: DE
Inventors: Kyuichi Shibasaki
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 1978-07-08
Filing date: 1979-07-06
Publication date: 1980-01-17
Also published as: GB2025067A; JPS5510525A; JPS5925170B2; GB2025067B; DE2927441C2; US4313171A

Description

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Verfahren und Anordnung zur Überwachung des Innendruckes von hermetisch abgeschlossenen Behältern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Überwachung des Innendruckes von hermetisch abgeschlossenen Behältern, wie Flaschen oder Dosen, in denen Lebensmittel vorhanden sind. Insbesondere können diese Behälter in einer Verpackung, beispielsweise einem Karton, untergebracht sein, wobei die Überwachung von außerhalb dieser Verpackung, ohne daß diese geöffnet werden muß, durchgeführt werden kann.

In der Praxis hat man bis jetzt verschiedene Verfahren zur Überwachung von einzelnen Behältern, die auf einem Förderband transportiert werden, angewendet. Aus den japanischen Patentveröffentlichungen 34376/74 und 99554/76 ist die Überwachung von Behältern bekannt, die innerhalb einer Verpackung, beispielsweise einem Karton, untergebracht sind. Außerdem ist ein entsprechendes Verfahren in der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung 22316/66 beschrieben.

Im ersten vorstehend genannten Beispiel werden mit Hilfe von elektromagnetischen Impulsen Vibrationen in der Verpackung erzeugt. Da eine Beziehung zwischen der Anzahl der Vibrationen und dem Innendruck eines Behälters besteht, konnte eine Entscheidung getroffen werden, ob der Behälter gut oder schlecht ist.

Bei längerer Lagerung von in Dosen untergebrachten Lebensmitteln besteht die Gefahr, daß die Qualität der Lebensmittel sich ändert und diese ein Kohlendioxyd- oder Wasserstoffgas entwickeln. Der Innendruck erhöht sich dann und der ursprünglich verringerte Druck für die

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Lagerung der Lebensmittel ändert sich in einen positiven Innendruck.

Da die Vibration eines Behälters bestimmt ist von der mechanischen Spannung der umhüllenden Oberfläche ergeben sich bei Messungen, die aufgrund der Beziehung zwischen dem Innendruck des Behälters und der Anzahl der Vibration durchgeführt wird, ein Fehler dahingehend, daß, wie in Fig. 1 gezeigt, ein Bereich vorhanden ist, in welchem die Bestimmung, ob noch eine gute oder schlechte Qualität vorhanden ist, nicht möglich ist. Dies beruht darauf, daß sowohl für positive als auch negative Drücke die gleiche Frequenz vorhanden ist.

Zur Ermittlung der Vibration kann ein Meßverfahren zur Anwendung kommen, bei dem die Dämpfung einer Amplitude ermittelt wird. Bei diesem Meßverfahren läßt sich jedoch nicht immer eine Beziehung zwischen dem Innendruck eines Behälters und der Dämpfungsbedingung herstellen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Behälter in einer Kartonverpackung untergebracht sind und die Lage der Behälter in diesem Karton zueinander sowie zwischen der Verpackung und den Behältern nicht einheitlich ist und insofern schon Unterschiede bei der Dämpfung der Vibration auftreten. In der Praxis erweist sich daher dieses Verfahren als nicht geeignet.

Bei dem vorstehend genannten dritten Verfahren wird der Grad der Unebenheit der Behälteroberfläche durch Änderung der Induktivität einer elektromagnetischen Spule gemessen.

Eine Kartonverpackung ist ein elektrischer Isolator und nicht magnetisch. Insofern könnte man eine Messung und Überwachung innerhalb der Verpackung durchführen.

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Jedoch läßt sich in der Praxis das letztgenannte Verfahren nur für einzelne Behälter auf einem Förderband durchführen. Die in einer Kartonverpackung untergebrachten Behälter haben unterschiedliche Lagen zueinander und befinden sich nicht immer in der gleichen Ebene. Das kann darauf beruhen, daß der Boden der Kartonverpackung uneben ist oder, wie in den Fig. 2 (α ) ( β ) gezeigt ist, die Behälter über an den Behältern vorgesehenen Schweißnähten miteinander in Berührung stehen. Es können dann bestimmte Behälter gekippte Lagen einnehmen. Die Messung außerhalb der Kartonverpackung würde dann keine genaue Auskunft über den Innendruck in den Behältern geben können.

Beispielsweise für den Fall eines normalen Behälters mit 77 mm Durchmesser mit einem reduzierten Innendruck von 50 cm Hg bewirkt eine Konkave Durchbiegung von höchtens lmm. Wenn am Behälter eine Schweißnaht vorgesehen wird, bedeutet dies eine Abstandsänderung von bis zu 3 mm.

Hieraus ergeben sich Ungenauigkeiten bei der Messung, bei der der Abstand des mittleren Teiles des umhüllenden Materials des Behälters von einem fest angeordneten Detektor ermittelt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Anordnung zur Überwachung des Innendruckes von hermetisch abgeschlossenen Behältern zu schaffen, bei denen die Verformung eines Objekts aufgrund von zwei-bzw. dreidimensionalen Daten durch Messung an mehreren Meßpunkten unter Anwendung elektromagnetischer Induktion ermittelt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 11 angegebenen Merkmale gelöst.

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In vorteilhafter Weise läßt sich bei der Erfindung der Innendruck in hermetisch abgedichteten Behältern durch Ermittlung der Verformung eines Objektes bestimmen, wobei die Abweichung zwischen den Meßwerten im mittleren Bereich und auf einer diesen mittleren Be- · reich umgebenden Umfangslinie auf der Umhüllung des hermetisch abgedichteten Behälters ermittelt werden. Ein nicht zuträglicher Innendruck kann dabei erfaßt werden durch Vergleich einer vorbestimmten Bezugsgröße mit der Abweichung, die aus den Meßwerten gewonnen wird. Bei der Erfindung ist es möglich, daß eine Gruppe von hermetisch abgedichteten Behältern gleichzeitig hinsichtlich ihres Innendruckes überwacht werden können. Darüberhinaus ist es möglich, Behälter bezüglich ihres Innendruckes zu überwachen, welche in einer Verpackung, beispielsweise einer Kartonverpackung, untergebracht sind . Außerdem ist es möglich, daß eine Gruppe von hermetisch abgedichteten Behältern, welche beispielsweise in einer Verpackung untergebracht sind, kontinuierlich überwacht werden können, während sie mit einer konstanten Geschwindigkeit transportiert werden.

Anhand der Figuren soll die Erfindung noch näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 Eine Kurvendarstellung, die die Beziehung zwischen dem Innendruck eines Behälters und der Vibrationsfrequenz der Umhüllung des Behälters darstellt;

Fig. 2 die Bedingungen, welche aufgrund von Schweißnähten an den Behältern in einer Verpackung vorliegen, wobei in (α ) ein Zustand dargestellt ist, bei welchem ein Behälter angehoben ist, und in (ß ) eine gekippte Lage eines Behälters dargestellt ist;

Fig. 3 eine Kurvendarstellung der kontinuierlichen Verformung an jedem Meßpunkt der Umhüllung des Behälters, falls

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dieser keine gekippte Lage aufweist, im Hinblick auf eine Detektorspule und der Änderung der Induktivität;

Fig. 4 eine Kurvendarstellung, bei der die Messung an der zentralen Meßstelle für Meßstellen auf dem Umfang der Umhüllung wie in Fig. 3 dargestellt ist, wobei eine Beziehung zur Änderung des Innendruckes im Behälter hergestellt ist;

Fig. 5 eine ähnliche Kurvendarstellung wie in der Fig. 3, jedoch bei gekippter Lage eines Behälters;

Fig. 6 eine ähnliche Kurvendarstellung wie in Fig. 4 mit den gleichen Bezugsgrößen wie in Fig. 5;

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Anordnung A als Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 8 ein Blockschaltbild einer Anordnung B als Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 9 ein Blockschaltbild einer Zeitzählerschaltung;

Fig. 10 ein Zeitdiagramm für Zeitsteuersigriale, welche von der Zeitschaltung erzeugt werden und

Fig. 11 ein Blockschaltbild einer Markierungsschaltung, welche bei der Anordnung B zur Anwendung kommt.

Bei der Erfindung kommt ein Prinzip zur Anwendung ähnlich dem, bei welchem von einer Person mit Hilfe der Finger bei geschlossenen Augen die Form eines Gegenstandes abgetastet wird. Die Abtastung erfolgt

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an verschiedenen Stellen des Objekts oder kontinuierlich am Objekt. Bei der Erfindung wird durch Abtastung eine zwei- bzw. dreidimensionale Messung an mehreren Stellen durchgeführt.

Dabei wird bei der Erfindung die Änderung der Induktivität einer elektromagnetischen Spule ausgenützt, wobei man die Ergebnisse, beispielsweise wie in Fig. 3 dargestellt ist, wiedergeben kann.

Beispiel 1:

Behälterdurchmesser 77 mm, Spulendurchmesser 20 mm, Abstand zwischen dem oberen Teil des Behälters und der Spule 15 mm.

I. Verringerter Innendruck im Behälter - 50 cm Hg.

II. Innendruck im Behälter 0.

ΙΠ. Innendruck im Behälter + 55 cm Hg.

IV. Innendruck im Behälter + 120 cm Hg. Die Messung wurde durchgeführt unter Verwendung einer Wechselstrombrücke.

Wie aus der Fig. zu ersehen ist, hat die Änderung der Induktivität in Richtung des Behälterdurchmessers in Abhängigkeit von dem Innendruck im Behälter ein Profil, das der Gestalt der Unebenheit der Behälterumhüllung in einem Bereich mit einem Abstand von etwa 20 mm von der Behältermitte entspricht. Der Wert in der Behältermitte und der Wert mit einem Abstand von 20 mm (definiert als Wert an einem peripheren Meßort) kann in Beziehung gesetzt werden mit der Änderung des Innendruckes im Behälter, so daß man in Abhängigkeit vom Ihnen-

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druck eine monoton ansteigende Kurve erhält, wodurch durch Abtastung die Möglichkeit geschaffen wird, zwischen verschiedenen Unebenheitsgraden zu unterscheiden.

In der Fig. 4 ist der Wert der Induktivitätsdifferenz = der Wert der Induktivität am peripheren Meßort - dem Induktivitätswert in der Behältermitte aufgetragen in Abhängigkeit vom Innendruck. Die positiven bzw. negativen Werte deuten auf eine konvexe bzw. konkave Verformung hin.

In der gleichen Weise wurde ein Versuch durchgeführt, um festzustellen, ob eine erhöhte oder gekippte Lage eines Behälters gemäß Fig. 2 aufgrund der. Schweißnähte vorhanden ist. Bezüglich der erhöhten Anordnung eines Behälters wurde der gleiche Versuch durchgeführt wie in Fig. 3. Die Spule wurde dabei bis auf 3 mm Abstand an den Behälter herangeführt, was der Größe des Schweißrandes entspricht. Im Bereich, der einen Abstand von 30 mm von der Behältermitte aufweist, waren die gemessenen Induktivitätswerte um 10μ Η mit einer geringen Profiländerung erhöht. Dies entspricht einer parallelen Verschiebung einer jeden Kurve, welche in der Fig. 3 dargestellt ist, um den Wert 10 u H. Die in der Fig. 4 gewonnene Beziehung bleibt daher beibehalten.

Die Ergebnisse, welche aufgrund einer gekippten Lage eines Behälters gewonnen wurden, sind in der Fig. 5 dargestellt.

Aus dieser Fig. ist zu ersehen, daß das Profil des Meßwerteverlaufs an der Stelle höher liegt, an der der erhöhte Teil des gekippten Behälters liegt. Wenn man einen Mittelwert zweier Messungen zugrunde legt, die an entgegengesetzten Stellen, welche gleichen Abstand von der Behältermitte aufweisen, mit dem Meßwert in der Mitte des Behälters

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vergleicht, gewinnt man ein Maß für die Unebenheit. Die Ergebnisse sind in der Fig. 6 dargestellt und es zeigt sich, daß im wesentlichen die gleichen Ergebnisse erzielt werden wie in der Fig. 4. Hieraus ergibt sich, daß selbst dann, wenn ein Behälter eine gekippte Lage einnimmt, der Grad der Unebenheit dieses Behälters, der sich aus dem Innendruck des Behälters ergibt, ermittelt werden kann.

Um zu überprüfen, ob diese Messung auch bei Behältern mit unterschiedlichen Durchmessern durchgeführt werden kann, wurde die gleiche Messung bei einem Behälter für ein Fruchtsaftgetränk durchgeführt mit einem Durchmesser von 55 mm. Es ergab sich ein Meßwerteprofil mit dem gleichen Verlauf wie in den Fig. 3 und 5, jedoch mit einem verringerten Ausmaß von etwa zwei Drittel. Auch bei der Messung der Induktivitätswerte in einem Bereich im Abstand von 15 mm von der Behältermitte und bei der Ermittlung der Differenz dieser Werte von dem in der Behältermitte gemessenen Induktivitätswert ergaben sich Differenzwerte, durch die der Grad der Unebenheit der Behälterumhüllung angegeben werden kann. Die sich ergebenden Kurven hatten den gleichen Verlauf wie die in den Fig. 4 und 6 gezeigten Kurven.

Anhand der Fig. 7 soll an einem Ausführungsbeispiel der Erfindung das Prinzip der Erfindung erläutert werden, wobei ein Behälter nach dem andern überwacht wird.

Bei einer in dieser Fig. dargestellten Überwachungsanordnung A zur Überwachung des Innendrucks in den Behältern besitzt eine Detektor/ Wandler-Schaltung 2, die die Änderung der Induktivität an einer ortsfesten Stelle in Abhängigkeit von der Unebenheit, die sich aus mehreren Meßstellen ergibt, ermittelt. Diese Meßstellen liegen in der Mitte und auf einem peripheren Meßort, welche auf einer diametralen Linie

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liegen, die mit der Bewegungsrichtung des Behälters zusammenfallen. Außerdem befinden sich die Meßorte auf einem Teil der Umhüllung al eines jeden Behälters a. Jeder Behälter bewegt sich am Ort der Detektor /Wandler-Schaltung mit einer konstanten Geschwindigkeit, wobei zum Transport ein Förderband 1 dient. Die Detektor/Wandler-Schaltung wandelt die Meßwerte in eine Gleichspannung und in digitale Aus gangs signale um. Eine Speicherschaltung 3 speichert für jeden Meßpunkt zeitweise das digitale Signal Sl der Detektor/Wandler-Schaltung Gleichzeitig mit der Eingabe des digitalen Signals Slam letzten Meßpunkt einer jeden Behälterumhüllung al werden gleichzeitig digitale Signale SIa bis Sl c an eine Rechner schaltung 4 abgegeben, die von den digitalen Signalen Sl a . und Sl c, welche sich aus den peripheren Meßpunkten der Umhüllung al ergeben haben, und von der Speicherschaltung 3 gesendet worden sind, einen Mittelwert bildet. Daraufhin wird die Abweichung dieses Mittelwertes vom digitalen Signal SIb, welches von einem Meßpunkt in der Mitte der Umhüllung al abgeleitet worden ist, ermittelt. Eine Vergleicherschaltung 5 vergleicht ein auf diese Weise aus der Rechnerschaltung gewonnenes Abweichungssignal S2 mit einem vorher festgelegten Bezugssignal S3. Wenn das Abweichungssignal S2 außerhalb der oberen bzw.unteren Grenze des Bezugssignals S3 liegt, wird ein Fehlersignal S4 am Ausgang der Vergleicherschaltung erzeugt. Eine Ausschußbefehls schaltung 6 liefert an ihrem Ausgang nach einer vorbestimmten Verzögerung in Sekundeneinheit ein Ausschußsignal S5, wenn sie von der Vergleicherschaltung 5 ein Fehlersignal empfängt. Eine Zeitgeberschaltung 7 liefert Taktimpulse S6, die synchronisiert mit der Bewegung des Förderbandes 1 sind, wenn ein Behälter A vorbeiläuft. Die Taktimpulse werden an die Ausschußbefehlsschaltung 6 geliefert. Die Taktimpulse S6 werden gezählt und es werden Speichersteuersignale S7a-S7c aufeinanderfolgend zur Speicherschaltung 3 geliefert.

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Die Detektor/Wandler-Schaltung besteht aus einem Meßkopf mit einem Ferritkern und einer Spule mit einer Induktivität von 600 μ H. Es kann sich dabei um eine Wabenspule mit 10 mm Innendurchmesser und 20 mm Außendurchmeseer handeln. Der Meßkopf befindet sich an der ortsfesten Stelle und kann ein induziertes Stromsignal S8 abgeben, das aufgrund des Grades der Unebenheit der Umhüllungsfläche, die aus den mehreren Meßpunkten in der Mitte der Umhüllungsfläche und am peripheren Meßort ermittelt wurde, induziert wurde. Die Meßpunkte liegen dabei auf einer diametralen Linie, die mit der Bewegungsrichtung des Behälters A bzw. seiner oberen Umhüllungsfläche al zusammenfällt. Die Behälter bewegen sich mit einer konstanten Geschwindigkeit unter der ortsfesten Stelle, an der der Meßkopf angeordnet ist, auf dem Förderband 1. Eine hochfrequente Wechselstrombrücke mit einem Trägersignal von beispielsweise 500 kHz erzeugt in der Brückendiagonalen ein Wechsel spannungssignal S9 aufgrund des induzierten Stromsignals S8. Ein Synchrongleichrichter 10, der beispielsweise mit einem Verstärker ausgestattet ist, arbeitet synchron mit dem Trägersignal der hochfrequenten Wechselstrombrücke zusammen und besitzt eine Linearität bis zu einer maximalen Ausgangsspannung von - 10 V. Der Synchrongleichrichter 10 richtet das Wechselspannungssignal S9 gleich und wandelt es in ein Gleichspannungssignal SlO. Ein Hochgeschwindigkeitsanalogdigitalwandler 11 mit einem Endausschlag von beispielsweise - 10 V, einer Umwandlungsgeschwindigkeit von 1 μ s 10-bits wandelt das Gleichspannungssignal SlO in ein digitales Signal Sl um. Der Meßkopf ist gegenüber dem oberen Umhüllungsteil al des Behälters a angeordnet. Der Meßkopf ist an die hochfrequente Wechselstrombrücke 9 angeschlossen. Diese erzeugt in Abhängigkeit vom Abstand des Meßkopfes zur Oberfläche des Umhüllungsteils al des Behälters a eine Diagonalspannung. Die Diagonalspannung der Brücke wird durch den Synchrongleichrichter 10 in eine Gleichspannung umgewandelt. Der Behälter a wird mit einer konstanten Geschwindigkeit vom Transportband 1 bewegt.

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Insofern liefert der Synchrongleichrichter 10 ein Ausgangs signal mit einem Profil, das der Unebenheit der Umhüllungsfläche al des Behälters entspricht in Abhängigkeit von der Zeit des Vorbeilaufs des Behälters. Das Ausgangssignal des Synchrongleichrichters 10 wird in ein digitales Signal Sl durch den Analog/Digitalwandler 11 umgewandelt. Ein derartiges Signal läßt sich für die Messung und die Bestimmung der Unebenheit leichter verarbeiten.

Die Speicherschaltung 3 ist zusammengesetzt aus UND-Schaltungen 12, die parallel zueinander geschaltet sind. Die Anzahl dieser UND-Schaltungen entspricht der Anzahl der Meßpunkte auf der diametralen Linie der Umhüllungsfläche al des Behälters a. Die UND-Schaltungen lassen das digitale Signal Sl der Detektor/Wandler-Schaltung 2 hindurchtreten, wenn die Speicherschaltung die Speichersteuersignale S7a-S7e von der Zeitgeberschaltung 7 empfängt. Speicher 13, beispielsweise 10-bit C-MOS IC-Speicher, sind zueinander parallel geschaltet und in Reihe mit den UND-Schaltungen 12a- 12c. Die Speicher 13 speichern das digitale Signal Sl zeitweise und lesen alle digitalen Signale SIa - Sie gleichzeitig, wenn das letzte digitale Signal Sl von jeder Behälterober-

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fläche al eingegeben worden ist.

Die Rechnerschaltung 4 ist zusammengesetzt aus einem Addierer 14,der die digitalen Signale SIa und Sie addiert mit Ausnahme von SIb, das von der Mitte der Behälterfläche al des Behälters a abgeleitet worden ist. Diese drei genannten Signale werden von der Speicherschaltung 3 gelesen bzw. abgetastet. Der Addierer erzeugt ein Additionssignal SIl an seinem Ausgang. Ein Dividierwerk 15 dividiert das Additions signal SIl durch Zwei, d. h. durch die Anzahl der addierten digitalen Signale SIa und Sie. Das Dividierwerk bildet auf diese Weise ein Mittelwertsignal S Ein Subtrahierglied 16 subtrahiert das digitale Signal SIb, das von der Mitte der Umhüllungsfläche al gewonnen wird, vom Mittelwert -

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signal S12 und erzeugt an seinem Ausgang das Abweichungssignal S2. Die Rechnerschaltung 4 ist im wesentlichen eine TTL-Schaltung und führt mit hoher Geschwindigkeit die Rechenvorgänge durch, wobei getrennt ein 0, 5 μβ -Kristalloszillator als Operationstaktgeber (nicht dargestellt) vorgesehen ist.

Die Vergleicherschaltung 5 besitzt einen Pegeleinsteller 17, der manuell einstellbar ist und das Bezugssignal S3 liefert. Ein Pegelkomparator der als digitaler Komparator ausgebildet ist und beispielsweise aus einer TL-Schaltung besteht, vergleicht das Abweichungssignal S2 der Rechnerschaltung 4 mit dem Bezugssignai S3. Die Vergleicherschaltung liefert an ihrem Ausgang dann das Fehler signal S4, wenn das Abweichungssignal S2 die obere oder untere Grenze des Bezugssignals S3 über- bzw. unterschreitet.

Die Taktgeberschaltung besitzt einen Fotosensor 19, der den Vorbeitransport eines jedes Behälters a feststellt und ein Detektor signal S13 liefert. Durch dieses wird festgestellt, daß der Behälter a von dem Meßkopf 8 erfaßt wird. Ein Impulsgenerator 21 ist beispielsweise an einer Förderbandantriebswelle 20 befestigt. Dieser erzeugt ein Taktgebersignal S6 in Sekundeneinheiten synchron mit der Transportbewegung des Förderbandes 1. Es wird beispielsweise ein Impuls jeweils dann erzeugt, wenn das Förderband 1 einen Millimeter sich weiterbewegt hat. Ein Zähler 22 zählt das T aktgebe rs ign al S6 ab,und zwar während der Zeit, während welcher er das Detektor sign al S13 empfängt. Die Ausgangssignale des Zählers 20 bilden die Speichersteuersignale S7a S7c, die aufeinanderfolgend der Speicherschaltung 3 zugeleitet werden. Die Lagebeziehung zwischen dem Fotosensor 19 und dem Meßkopf 8 ist bestimmt durch den ersten Meßpunkt auf der diametralen Linie K, welche insbesondere eine Durchmesserlinie ist. Diese fällt zusammen mit der Bewegungsrichtung der Behälterumhüllungsfläche al, wenn

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der Behälter a, wie in der Fig. 3 dargestellt, vom mittleren Meßpunkt 20 mm entfernt ist, ermittelt der Fotosensor 19 die vordere Fläche des Behälters a.Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Meßkopf 8 in Bewegungsrichtung des Förderbandes 1 gesehen 20 mm entfernt von der Mitte des Behälters a.

Die Wirkungsweise des in der Fig. 7 dargestellten Überwachungssystems A soll im folgenden noch näher beschrieben werden.

Sobald der Fotosensor 19 den Behälter a auf dem Förderband 1 ermittelt hat, befindet sich der Meßkopf über dem ersten Meßpunkt auf der Behälter oberfläche. Es beginnt dann der Meß- und Auswertevorgang. Zu dem Zeitpunkt, zu welchem durch den Fotosensor 19 die vordere Fläche des Behälters a festgestellt wird, erzeugt der Zähler 22 in der Taktgeberschaltung 7 das erste Speichersteuersignal S7a. Das digitale Signal Sl, das aus der Analog/Digitalumwandlung re.-ultiert und vom ersten Meßpunkt abgeleitet wird, wird im ersten Speicher 13a der Speicherschaltung 3 abgespeichert.

Wenn die Mitte des Behälters a auf dem Förderband 1 den Meßkopf 8 erreicht hat und unter diesem sich befindet, wird das zweite Speichersteuersignal S7b geliefert und das digitale Signal S 1, das sich aus der Analog/Digitalumwandlung des von der Behältermitte abgeleiteten Meßsignals ergibt, wird im zweiten Speicher 13b abgespeichert.

Das Speichersteuersignal S7b wird dann gewonnen, wenn das Transportband 1 eine bestimmte Länge sich vorwärtsbewegt hat. Diese Länge kann in Abhängigkeit vom Durchmesser des Behälters a im Zähler voreingestellt sein. Die Bewegung des Transportbandes 1 wird durch Zählen der Impulse des Taktgebersignales S6, welches vom Impulsgenerator 21 erzeugt wird, überwacht. Der Impulsgenerator 21 ist an einer Antriebswelle 20 des Transportbandes befestigt.

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Wenn das Transportband 1 sich weiterbewegl, wird wiederum die periphere¹ Meßstelle auf dem Behälter a unter den Meßkopf 8 bewegt. Es wird dann das dritte Speichersteuersignal S7c geliefert. Das digitale Signal Sl, welches aus der Analog/Digitalumwandlung des von der zweiten Meßstelle auf dem peripheren Meßbereich abgeleiteten Meßpunktes sich ergibt, wird im dritten Speicher 13c abgespeichert.

Sobald die digitalen Signale Sl für den mittleren Meßpunkt und die peripheren Meßpunkte auf den Behälter a alle vorhanden sind, werden diese Werte, insbesondere die vorstehend beschriebenen drei Werte, arithmetisch ausgewertet. Diese Auswertung erfolgt im Zusammenhang mit der Fig. 6 und ist ohne Schwierigkeit beendet, bevor der nächste Behälter ankommt.

Die Speichertätigkeit des dritten Speichers 13 c erfolgt durch das digitale Signal S7c. Die digitalen Signale SIa und Sie werden ausgelesen und diese beiden Werte werden im Addierer 14 addiert. Die sich ergebende Summe wird durch Zwei im Dividierwerk 15 dividiert, daß das Mittelwertsignal Sl 2 als Mittelwert für die digitalen Signale SIa und Sie abgibt.

Vom Mittelwertsignal S12 wird das digitale Signal SIb, das von dem mittleren Meßpunkt auf dem Behälter A gewonnen wird, subtrahiert. Dies erfolgt im Subtrahierglied 16 und die Differenz ergibt das Abweichungssignal S2. Dieses gibt den Grad der Unebenheit der Behälterumhüllungsflache al an, wie das aus Fig. 3 zu ersehen ist.

Ob der Behälter a brauchbar oder unbrauchbar ist, wird durch den Grad der Unebenheit der Umhüllungsfläche al bestimmt. Durch manuelle Voreinstellung des Bezugssignaies S3 läßt sich eine Entscheidungsgröße gewinnen, ob das Abweichungssignal 2, das den Grad der Unebenheit

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angibt, in den zulässigen Bex^%eich fällt. Der Vergleich wird durch die Vergleicherschaltung 18 durchgeführt und ein Behälter mit einem Abweichungswert über oder unter dem Bezugssignal S3 wird als fehlerhaft ausgeschieden. Dies hängt auch von den Eigenschaften des Inhalts des Behältersaab.

Für den Fall, für welchen der Behälter a als fehlerhaft ermittelt wurde, wird das erzeugte Fehlersignal S4, das am Ausgang der Vergleicherschaltung 18 abgegeben wird, in Übereinstimmung mit der Geschwindigkeit und dem Abstand, den die Behälter auf dem Transportband 1 aufweisen, durch die Ausschußsignaischaltung 6 verzögert. Es werden dann nicht näher dargestellte Entfernungsmittel eingesetzt, um den schadhaften Behälter vom Förderband 1 zu entfernen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung befaßt sich mit der Überwachung einer Gruppe von Behältern a, welche in Matrizform in einer Verpackung, beispielsweise einem Karton b, angeordnet sind. Dieses Ausführungsbeispiel wird auf der Basis des vorbeschriebenen Ausführungsbeispiels (System Aj in der Fig. 8 noch näher erläutert.

Bei diesem Überwachungssystem B zur Überwachung des Innendruckes in Behältern kommen, wie beim System A miteinander entsprechend verbunden,die Detektor/Wandler-Schaltung 2, die Speicherschaltung 3,die Rechnerschaltung 4, die Vergleicherschaltung 5, die Ausschußbefehlssehaltung 6 und die Taktgeberschaltung 7 zur Anwendung.

Die Detektor/Wandler-Schaltung 2 besitzt mehrere Meßköpfe 8. - 8 . Die Anzahl der Meßköpfe hängt ab von der Anzahl der Reihen der Behälter, welche gleichzeitig überwacht werden sollen und parallel zueinander in der Verpackung angeordnet sind. Es werden induzierte Stromsignale Se₁ S8 von diesen Meßköpfen erzeugt. Diese Ströme sind aufgrund des Grades

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der Unebenheit an den Meßpunkten im mittleren Bereich O und im peripheren Meßbereich auf der Durchmesserlinie K erzeugt worden. Die Durchmesserlinie K fällt mit der Bewegungsrichtung einer jeden Umhüllungsfläche al auf jedem Behälter a in jeder Reihe zusammen. Die Behälter sind in Matrixform in dem Kartonbehälter b angeordnet. Wenn diese Behälter mit einer bestimmten konstanten Geschwindigkeit durch das Transportband 1 unter den Meßköpfen hindurchbewegt werden, werden den Unebenheiten auf den Behälterflächen entsprechende Stromsignale abgegeben. Parallel zueinander sind hochfrequente Wechselstrombrücken 9.. - 9 vorgesehen, die in Reihe mit den Meßköpfen 8.-8 geschaltet sind. Die Wechselstrombrücken 9_i - 9 er-In In

zeugen Diagonalspannungen getrennt und aufeinanderfolgend aufgrund der induzierten Stromsignale SS₁ - S8 , welche von den Meßköpfen geliefert werden. Synchrongleichrichter 1O₁ - 10 sind parallel zueinander geschaltet und in Reihe geschaltet mit den hochfrequenten Wechselstrombrücken 9 - 9 . Die Synchrungieichrichter 10 - 10 richten die Wechselstromsignale S9 - S9 gleich und wandeln diese in Gleichspannungssignale SlO - SlO um. Ein Abtaster 23 wird voreingestellt durch ein Matrixzahlschaltsignal S14, das die Taktgeberschaltung 7 in Abhängigkeit mit der Matrixzahl (Anzahl der Reihen und Spalten) liefert. Durch den Abtaster werden die Gleichspannungssignale SlO - SlO gleichzeitig und parallel weitergegeben. Der Analog/Digitalwandler wandelt die Gleichspannungssignale SlO - SlO , welche der Abtaster liefert, in digitale Signale Sl₁ - Sl um. Die Anordnung der Meßköpfe 8 8 ist so getroffen, daß sie mit jeder Reihe der Behälter a in der Kartonverpackung b in einer bestimmten Beziehung stehen. Sie sind in der maximal möglichen Anzahl vorhanden. Die Reihe der Meßköpfe erstreckt sich im rechten Winkel zur Transportrichtung des Förderbandes 1, und sie befinden sich dort, wo jeweils ein Behälter a in jeder Reihe der Verpackung b vorbeigeführt wird, d. h. sie befinden sich jeweils oberhalb der Mitten der vorbeigeführten Behälter.In der Nähe der

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Behälterverpackung b ist außerdem eine Schützvorrichtung für die Meßköpfe 8., - 8 vorgesehen, so daß die Behälter die Meßköpfe nicht berühren können. Sie können auch unter einem nicht leitenden Gummiband oder einem Förderband aus Tuch angeordnet sein. Die Verpackung für die Behälter ist mit Hilfe einer Bezugseinrichtung auf dem Förderband 1 genau angeordnet, so daß eine bestimmte wiederholbare Beziehung zwischen den Reihen der Behälter a in der Verpackung b und den Meßköpfen 8.. - 8 hergestellt werden kann.

Es können die Analog/Digitalwandler 11 in der gleichen Anzahl wie die Meßköpfe S₁ - 8 vorgesehen sein. Es ist jedoch nicht notwendig, eine derart große Anzahl an Analog/Digitalwandlern zu verwenden, da es möglich ist, mit dem Abtaster 23 nur eine Analog/Digitalwandlerschaltung zu verwenden.

Der Abtaster schaltet die Synchrongleichrichter 10 - 10 zyklisch mit hoher Geschwindigkeit. Synchron hierzu wandelt der Analog/Digitalwandler 11 die analogen Spannungssignale SlO₁ - SlO in digitale Signale

Sl₁ - Sl um.
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Im Abtaster 23 wird ein analoger Schattender beispielsweise aus einem Feldeffekttransistor bestehen kann, verwendet. Die Meßköpfe 8-8 können in einem bestimmten Abstand unter einem nicht leitenden Förderband angeordnet sein.

Die Speicherschaltung 3 besitzt eine Abtastschaltung 24, die durch das Matrixzahlschaltsignal S14, das von der Taktgeberschaltung 7 geliefert wird, in Abhängigkeit von der Anzahl der Reihen und Spalten der Behälter a im Karton b voreingestellt wird. Die Abtastschaltung 24 gibt die digitalen Signale Sl₁ - Sl der Detektor/Wandler-Schaltung 2 aus. In der Speicherschaltung 13 sind die Speichereinheiten 13 - 13 jeweils unter-

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teilt in Spoicherblöcke 13a - 13c. Die Anzahl dieser Speicherblöcke hängt von der Anzahl der Meßpunkte auf jeder Behälteroberfläche al ab. In Abhängigkeil von der Anzahl der Reihen der Behälter a werden die digitalen Signale Sl. - Sl zeitgerecht aufgeteilt in die Speicherblöcke 13a - 13c. Die Adressierung erfolgt in Abhängigkeit vom Empfang der Speichersteuersignale S7a - S7c, welche von der Taktgeberschaltung geliefert werden. Die gespeicherten Signale werden alle zur gleichen Zeit aus jeder der Speichereinheiten 13.. - 13 ausgegeben, wenn das letzte der digitalen Signale Sl₁ - Sl in Abhängigkeit vom letzten Meßpunkt auf den Behälteroberflächen al eingegeben worden ist. Die Abtastschaltung 24 besitzt einen digitalen Schalter mit einem TTL*UND-Gatter. Durchdieses werden die Speichereinheiten 13. - 13 zyklisch mit hoher Geschwindigkeit und synchron mit dem Abtaster 23 und dem Analog/ Digitalwandler 11 geschaltet.

Die Vergleicherschaltung 5 besitzt den Pegeleinsteller 17, durch den das Bezugssignal S 3 eingestellt werden kann. Die Vergleichsschaltung ist als digitaler Komparator ausgebildet, der die Abweichungssignale S2.. S2 , welche die Rechnerschaltung 4 liefert, mit dem Bezugssignal 3 vergleicht. Wenn die Abweichungs sign ale die untere bzw. die obere Grenze des Bezugssignals unterschreiten bzw. überschreiten, wird das Fehlersignal S4 geliefert. Ein Flip-Flop 25 speichert zeitweise das Fehlersignal S4. Ein UND-Gatter 26 ermöglicht die Ausgabe des Fehlersignales S4, wenn es ein Überwachungsendsignal 15 von der Taktgeberschaltung 7 empfängt.

Die Taktgebers chaltung 7 besitzt den Fotosensor 19, der das Vorbeiführen der Verpackung b, in welcher die Behälter a angeordnet sind, feststellen. Der Fotosensor liefert ein Detektorsignal S13, das die Positionierung der Behälter a bezüglich der Meßköpfe 8-8 angibt. Der Impulsgenerator 21, der mit der Antriebswelle 20 des Förderbandes verbunden ist, erzeugt das Taktgebersignal S6 in Sekundeneinheiten.

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Das Taktgebersignal ist synchron mit der Bewegung des Förderbandes Eine Zeitsteuerschaltung 27 liefert das Überwachungsendsignal S15 an die Vergleicherschaltung gleichzeitig mit dem Ende des Detektorsignales S13. Die Zählerschaltung 22 zählt während des Empfangs des Detektorsignales Sl3 die Impulse des Taktgebersignales S6 und liefert aufeinanderfolgend an die Speicherschaltung 3 die Speichersteuersignale S7a S7c. Eine Matrixzahleinstelleinrichtung 28 stellt in Abhängigkeit von den Reihen und Spalten, in denen die Behälter a angeordnet sind, den Abtaster 23 in der Detektor/Wandler-Schaltung 2 ein. Ferner werden durch das Matrixzahlschaltsignal S14 und das Reihenanzahlschaltsignal S16 die Abtastschaltung 24 im Speicher 3 und der Zähler 22 eingestellt. Der Fotosensor 19 kann aus einem herkömmlichen Fototransistor und einer Leuchtdiode bestehen. Der Impulsgenerator 21 zur Messung der Bewegung des Transportbandes 1 kann so ausgebildet sein, daß er pro Umdrehung 100 Impulse liefert. Dieser Impulsgenerator läßt sich jedoch auch so abwandeln, daß er pro 1 mm Bewegung des Transportbandes 1 einen Impuls erzeugt.

Wie aus Fig. 9 zu ersehen ist, enthält der Zähler 22 einen Behälterabstandszähler 25, der während des Empfangs des Detektorsignals S13 vom Fotosensor 19 die Impulse des Taktgebersignals S6 des Impulsgenerators 21 zählt und jedesmal dann, wenn eine Zählung abgeschlossen ist, die dem Vorbeiführen einer Behälterreihe entspricht, liefert dieser Zähler das Speichersteuersignal S7a, so daß die digitalen Signale Sl ₁ Sl an den Anfangsmeßpunkten auf der Behälteroberfläche al in der richtigen Anordnung in jeden Speicherblock 13a aller Speichereinheiten 13.. 13 in der Speicherschaltung 3 eingegeben werden. Ein Allzeilen zäh ler zählt die Speichersteuersignale S7a und jedes Mal, wenn die Anzahl der vorbestimmten Reihen entsprechend einem Reihenanzahlschaltsignal 16 der Matrixzahleinstelleinrichtung 28 durchgezählt ist, wird ein Zählstopsignal S17 an den Behälterabstandszähler 29 geliefert. Ein Meß-

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punktzähler 31 beginnt mit der Zählung der Impulse des Taktgebers ignales S 6 von dem Zeitpunkt an, an welchem er das Speichersteuersignal S7a empfängt. Jedes Mal dann, wenn eine entsprechende Anzahl von Zählungen durchgeführt wurde, welche anzeigten, daß ein anderer der Meßpunkte auf der Behälterabdeckung al erreicht worden ist, werden die Speichersteuersignale S7b bzw. S7c geliefert, so daß die digitalen Signale Sl₁ - Sl für die anderen Meßpunkte in geordneter Reihenfolge jedem der Speicherblöcke 13b bzw. 13c aller Speichereinheiten 13.. - 13 in der Speicherschaltung 3 zugeleitet werden. Es sei angenommen, daß der Abstand der peripheren Meßstelle von der zentralen Meßstelle R beträgt. Wenn das Transportband 1 sich dann um eine Strecke R bewegt hat und das Speichersteuersignal S 7a als Triggerimpuls verwendet wird, zählt ein zentraler Meßpunktzähler 31a die Impulse des Taktgebersignales S6. Wenn die Anzahl, welche manuell in Abhängigkeit vom Behälterdurchmesser eingegeben worden ist, durchgezählt ist, liefert dieser Zähler das Speichersteuersignal S7b. Wenn das Transportband 1 sich wiederum um die Strecke, welche dem Radius des kreisförmigen Meßbereiches entspricht, weiter bewegt hat, liefert ein Peripheriemeßpunktzähler 31b das Speichersteuersignal S7c. Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Erzeugung der Speichersteuersignale S7a - S7c nach der folgenden Tabelle, welche die Korrelation wiedergibt, welche dem in der Fig. 10 dargestellten Zeitablauf entspricht.

Behälterdurchmesser Zunahme von S7a S7b = S7a + R S7c = S7a + 2R

Jede Baueinheit des Systems B läßt sich mit handelsüblichen elektronischen Bauteilen herstellen. Bei der Anfertigung der Meßköpfe 8.-8 ist jedoch der Durchmesser der Behälter a zu berücksichtigen. Für

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77	mm	68	mm	55	mm
77	mm	68	mm	55	mm
20	mm	+ 18	mm	+ 15	mm
40	mm	+ 36	mm	+ 30	mm

den Abtaster 23 kann man eine integrierte Schaltung verwenden. Die Analog/Digitalwandler 11 und die Speicherschaltung 13 sowie andere Baueinheiten lassen sich mit Hilfe von TTL-Schaltungen, UND-Gliedern, Flip-Flops und Kombinationen von Flip-Flops und Registern herstellen.

In den Fig. 7 und 8 ist mit dem Bezugszeichen 32 eine Anschlußklemme für die Wiedergabe der Daten vorgesehen.

Aus Fig. 11 ist zu ersehen, daß eine Markierungsschaltung 39 aus einem Abtaster 34,parallelen Flip-Flop-Schaltungen, einer Verzögerungsschaltung 36, parallelen UND-Gattern 37 und parallelen Markierern 38 zusammengesetzt ist. In der Fig. 11 wird das Fehlersignal S4 der Vergleicherschaltung 18 einer Anschlußklemme 33 für die Markierungsschaltung 39 entnommen. Die Markierungsschaltung setzt eine Betätigungseinrichtung in Gnng, durch die an der Verpackung b eine Marke angebracht wird. Diese Marke besitzt eine Lage, welche der Lage des Behälters in der Verpackung entspricht, der einen unzulässigen Innendruck aufweist. Hierzu sind die parallelen Markierer 38 mit den entsprechenden Meßköpfen 8-8 verbunden. Sie sind etwa um einen Reihenabstand entfernt von diesen angeordnet. Die Zeitverzögerung, welche durch die Verzögerungsschaltung 36 vorgesehen wird, entspricht etwa einer Sekunde und entspricht etwa der Strecke eines Reihenabstandes.

Der Betrieb des Überwachungssystemes B soll anhand der Fig. 8 bis 10 noch näher erläutert werden.

Durch den Fotosensor 19 wird die Vorderseite der Verpackung b, in welcher die Behälter a untergebracht sind, festgestellt. Die Verpackung b wird dabei auf dem Förderband 1 transportiert. Das Speichersteuersignal S7a wird von der Zählerschaltung 22 geliefert, welches logisch durch einen UND-Vorgang mit dem Schalterbetrieb der Abtastschaltung verknüpft wird. Die digitalen Signale Sl₁ - Sl_n werden geordnet in jeden

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der Speicherblöcke 13a der Speichereinheiten IS₁ - 13 eingespeichert. Die Meßwerte, welche in den Speichereinrichtungen eingespeichert werden, kommen von den Meßköpfen 8.. - 8 . Diese Messungen wurden an den Anfangsmeßpunkten auf dem peripheren Meßort vorgenommen, und zwar für eine Anzahl η von Behältern. Diese befinden sich in der ersten Reihe in der Verpackung b.

Beim Weitertransport der Verpackung b durch das Förderband 1 wird dann, wenn die Behälter der ersten Reihe mit ihren Mitten die Meßköpfe 8, - 8 erreicht haben, das zweite Speichersteuersignal S7b ausgesendet. Dies erfolgt in der gleichen Weise wie das Aussenden des Speichersteuersignals S7a. Es werden dann die digitalen Signale Sl.. Sl in die Speicherblöcke 13b aller Speichereinheiten IS₁ - 13 unter Verwendung einer UND-Operation im Zusammenhang mit dem Abtaster eingespeichert. Diese Werte entsprechen den Meßwerten an den mittleren Stellen 0 der Behälter a, die in der ersten Reihe in der Verpackung angeordnet sind.

Beim Weitertransport der Verpackung b bis zum nächsten Meßpunkt auf dem peripheren Meßort wird das dritte Speichersteuersignal S7c geliefert. Dies erfolgt in der gleichen Weise wie bei den vorherigen Speichersteuersignalen S7a und S7b. Es werden infolgedessen die digitalen Signale Sl₁ - Sl in jeden der Speicherblöcke 13c der Speichereinheiten 13.. - 13 durch eine UND-Operation mit dem Abtaster 24 eingespeichert. Diese Werte entsprechen den zweiten Meßwerten an den zweiten Meßstellen der peripheren Meßorte auf den Behältern in der ersten Reihe der Verpackung. Auf diese Weise werden alle Meßwerte für die Behälter in der ersten Reihe der Verpackung in die Speicherschaltung 13 eingegeben.

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Die Entscheidung, ob einer oder mehrere der Behälter in der ersten Reihe in der Verpackung schadhaft oder nicht schadhaft ist bzw. sind, muß beendet sein, bevor die Messung der Behälter in der zweiten Reihe beginnt.

Demzufolge werden unmittelbar nach Beendigung des Speicherbetriebes die Meßwerte für die erste Reihe der Behälter, d. h. die digitalen Signale SIa₁, SIb₁, Sie mit hoher Geschwindigkeit aus den Speichereinheiten 13.. - 13 ausgegeben und die Rechneroperation wird in der gleichen Weise durchgeführt, wie es im Zusammenhang mit dem System A bereits erläutert wurde, nämlich:

((SIa₁) +(SIc₁) ^ 1/2 - (SIb₁)

Die Operation in der geschweiften Klammer wird durch den Addierer 14 und durch Multiplikation mit 1/2 mittels der Dividierstufe 15 durchgeführt. Alle Werte sind binäre Ziffern, so daß ohne Verwendung einer Spezialeinrichtung die Ergebnisse der Addition nach rechts verschoben werden können, d. h. um die Position einer Dezimalstelle verschoben werden.

Die Subtraktion des digitalen Signals SIb wird durch d:is Subtrahierglied durchgeführt. Die Differenz wird mit dem Bezügssignal S3 verglichen. Der Vergleich wird in der Vergleicherschaltung 18 durchgeführt. Falls ein Fehlersignal erzeugt wird, wird dieses Fehlersignal S4 für eine Fehlereinrichtung gewonnen.

Wenn ein Behälter in der ersten Spalte der ersten Reihe schadhaft ist, wird das entsprechende Fehlersignal S4 zeitweise im 1-Bit Flip-Flop 25 gespeichert.

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Unmittelbar darauf wird eine Entscheidung getroffen, ob in der zweiten Spalte der ersten Reihe ein Behälter a schadhaft ist. Dies erfolgt in Abhängigkeit von den in den Speicherblöcken 13b einer jeden Speichereinheit 13. - 13 ,mit denen die gleiche Rechenoperation durchgeführt wird, nachdem die Summenbildung für die Werte in den Speicherblöcken 13a und 13 c der Speichereinheiten 13.. - 13 durchgeführt wurde. Es wird dann eine Entscheidung getroffen, ob dieser Behälter schadhaft oder nicht schadhaft ist. Falls dieser Behälter schadhaft ist, wird ebenfalls eine Speicherung des Fehlersignals S4 im Flip-Flop 25 durchgeführt.

In der gleichen Weise werden der dritte bis zum letzten Behälter in der ersten Reihe durchgeprüft. Sobald die Überprüfung aller Behälter in der ersten und vierten Reihe durchgeführt wurde, wird die Speicherschaltung 13 auf Null gesetzt und ist bereit für den nächsten Meßvorgang. Die Rechenvorgänge erfolgen mit hoher Geschwindigkeit mit 0, 5M- s-Taktimpulsen. Hieraus ergibt sich ein ausreichender Zeitraum, um die Messung der Behälter in der zweiten Reihe beginnen zu können.

Beim Weitertransport der Behälter auf dem Förderband 1 erreichen die Behälter in der zweiten Reihe mit ihren Anfangsmeßpunkten auf dem peripher en Meßort auf der Oberfläche der Behälter die Meßköpfe 8 8 . Es wird dann das erste Speichersteuersignal S7a wieder vom Zähler 22 geliefert. Der Behälterabstandszähler 29 im Zähler 22 zählt das Taktgebersignal S6 des Impulsgenerators 21 ab, um die Bewegung des Förderbandes 1 zu messen. In Abhängigkeit von der Größe des Behälters erfolgt eine bestimmte Anzahl an Zählschritten, welche manuell voreinstellbar ist. Nach Ablauf dieser Zählschritte wird das Speichersteuersignal S7a bei jeder Zurücklegung einer Strecke entsprechend dem Behälterdurchmesser geliefert.

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In der gleichen Weise wird öäs Speichersteuersignal S7a wiederholt, jedesmal dann, wenn das Förderband 1 eine dem B.ehälterafostandszähler 29 festgelegte Strecke zurückgelegt hat. Daraufhin werden die Speichersteuersignale S7b und S7c geliefert. Daraufhin werden dann die Messungen und die Entscheidungen für die Behälter in der dritten Reihe der Verpackung durchgeführt. Diese Vorgänge wiederholen sich bis zu den Behältern in der letzten Reihe.

Die Anzahl der Reihen, in denen die Behälter in der Verpackung b angeordnet sind, ist in den Allzeilenzähler 30 eingespeichert. Sobald das Speichersteuersignai S7a bis zu dieser Anzahl gezählt worden ist, wird der Betrieb des Behälterabstands Zählers 29 gestoppt.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird als minimale Anzahl der Reihen 3 und als maximale Anzahl 8 angenommen. Die Anzahl der Behälter in einer Reihe, insbesondere die Anzahl der Kanäle der Abtastschaltungen 23 und 24 in der Fig. 8, welche der Anzahl der Spalten entspricht, wird mit minimal 4 und maximal 6 angenommen, so daß ein Minimum von 12 Behältern bis zu einem Maximum von 48 Behältern untersucht werden können.

Sobald die Entscheidung für den letzten Behälter vorliegt, ermittelt der Fotosensor 19 das rückwärtige Ende der Verpackung b. Das Überwachungsendsignal S15 wird zusammen mit dem im Flip-Flop 25 gespeicherten Fehlersignal S4 durch die Umschaltung 26 verknüpft und das Fehlersignal S4 wird an die Ausschuß befehlsschaltung 6 weiter geleitet.

Die Ausschußbefehls schaltung 6 erzeugt das Ausschußsignal S5,um die Verpackung b auszusortieren, welche einen oder mehrere schadhafte Behälter ausweist. Zur synchronen Verzögerung des Signals ist ein Schieberegister geeignet.

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29274A1

Beim Überwachungssystem B kann der Betrieb für die Speicher, für die Rechnereinrichtung,die Vergleichseinrichtung, die Entscheidungseinrichtung und die Ausschußbefehlseinrichtung durch Hardware durchgeführt werden. Der Betrieb nach dem Analog Digital-Wandler in der Fig. 8, insbesondere nach der Abtastschaltung 24 bis zur Ausschußbefehls schaltung kann auch durch einen Mikrocomputer erfüllt werden.

Die Erfindung zeigt ein Verfahren und ein System zur Überwachung des Innendruckes in hermetisch abgedichteten Behältern, bei dem die Unebenheit der Oberfläche einer elastischen Umhüllung eines jeden hermetisch abgedichteten Behälters ermittelt wird. Zur Bestimmung des Unebenheitsgrades der Oberfläche, welche ein Maß für den Innendruck ist, wird der Abstand von einem bestimmten außerhalb des hermetisch abgedichteten Behälters liegenden Punkt, an welchem insbesondere die Meßeinrichtung angeordnet ist, zu der Behälteroberfläche gemessen· Dabei wird die Änderung der Induktivität unter Verwendung der Wirkung der elektromagnetischen Induktion zur Anwendung gebracht. Es werden dabei mehrere Meßpunkte, von denen einer einen mittleren Meßpunkt bildet und die anderen Meßpunkte um diesen Meßpunkt auf einem pt ripheren Meßort herum angeordnet sind, zugrundegelegt. Bei der Auswertung wird die Differenz zwischen dem Mittelwert mindestens zweier Meßwerte,für die Abstände mindestens zweier Meßpunkte auf dem peripheren Meßort und dem Abstand des nun leren Meßpunktes zugrundegelegt. In bevorzugter Weise liegen dabei die Meßpunkte, insbesondere dann, wenn es sich um Behälter mit kreisrundem Querschnitt handelt, auf einer Durchmesserlinie einer stirnseitigen Umhüllungsfläche, wobei die Durchmesserlinie in Bewegungsrichtung der Behälter beim Vorbeiführen an der Meßeinrichtung liegen. Der ermittelte Differenzwert wird als Maß für den Innendruck des hermetisch abgeschlossenen Behälters verwertet.

⁹³⁰⁷ 909883/0907

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Leerseite

Claims

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LIEDL, NÖTH, ZEITLER

: Patentanwälte

8000 München 22 · Steinsdorfstraße 21-22 · Telefon 089 / 22 94 41

TOYOSEIKANKAISHA, LTD. 3-1, Uchisaiwai-cho 1-chome, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan

Verfahren und Anordnung zur Überwachung des Innendruckes von hermetisch abgeschlossenen Behältern

Patentansprüche:

f 1.) Verfahren zur Überwachung des Innendruckes von hermetisch abgeschlossenen Behältern, dadurch gekennzeichnet, daß

zur Messung des den vorhandenen Innendruck im Behälter anzeigenden Unebenheitsgrades der Oberfläche einer elastischen Wand des Behälters der Abstand von einer außerhalb des Behälters liegenden ortsfesten Stelle zu mehreren Punkten dieser Oberfläche ermittelt wird und

aus einem aus diesen Messungen ermittelten Wert der Innendruck im Behälter bestimmt wird.

B 9307

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsmessung auf der Basis der Änderung einer Induktivität unter Ausnutzung der Wirkung elektromagnetischer Induktion durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsmessung durchgeführt wird zu einem mittleren Punkt auf der Behälterumhüllung sowie zu mehreren Punkten, die um diesen Punkt herum, insbesondere auf einem Kreis ( peripheren Meßort), angeordnet sind.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßpunkte auf dem peripheren, insbesondere kreisförmigen Meßort Schnittpunkte mit einer Durchmesserlinie sind, so daß die Meßpunkte auf dem peripheren Meßort symmetrisch zum mittleren Meßpunkt liegen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der aus den Messungen ermittelte Wert,aus dem der Innendruck im Behälter bestimmt wird, gewonnen wird aus der Differenz zwischen den gemessenen Abstandswerten für den mittleren Meßpunkt und den auf dem peripheren Meßort liegenden Meßpunkten.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen dem Mittelwert der beiden Abstandsmessungen zu den Meßpunkten auf dem peripheren Meßort und zum mittleren Meßpunkt gebildet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßpunkte auf einer diametralen Linie der Behälterwand bzw. Behälterumhüllung in der Bewegungsrichtung des Behälters liegen und daß der Behälter mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird,

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so daß die Meßpunkte durch Zeitmessung bestimmt werden können.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung des Innendruckes bei mehreren hermetisch abgedichteten Behältern insgesamt durchgeführt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche Ibis 8, dadurch gekennzeichπet, daß die Behälter in einer Verpackung in einer bestimmten Ordnung angeordnet sind.
10. Verfahren nach einem Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung des Innendruckes bei den Behältern synchron mit der Geschwindigkeit erfolgt, mit der die Behälter an der Meßvorrichtung vorbeigeführt werden und daß die Behälter in Matrixform in der Verpackung angeordnet sind.
11. Anordnung zur Überwachung des Innendruckes von hermetisch abgeschlossenen Behältern, gekennzeichnet durch

eine Detektor /Wandler- Schaltung (2), welche eine aus der Unebenheit der Behälterumhüllung an einem mittleren Meßpunkt und mehreren um diesen Meßpunkt auf einem peripheren Ort, insbesondere Kreis, und einer Durchmesserlinie befindlichen Meßpunkten beim Vorbeiführen des Behälters mit konstanter Geschwindigkeit an einer ortsfesten Meßeinrichtung (8) vorbei sich ergebende Induktivitätsänderungen ermittelt, das entsprechende Signal in eine Gleichspannung umwandelt und davon ein digitales Signal liefert,

eine Speicherschaltung (3), die die digitalen Signale speichert und gleichzeitig mit dem Eingang des dem letzten Meßpunkt entsprechenden digitalen Signals alle gespeicherten digitalen Signale gleichzeitig ausgibt,

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eine Redinersehaltung (4), die aus den von den peripheren Meßpunkten abgeleiteten digitalen Signalen einen Mittelwert bildet und die Abweichung dieses Mittelwertes von dem vom mittleren Meßpunkt abgeleiteten digitalen Signal ermittelt und ein entsprechendes Abweichungssignal liefert,

eine Vergleicherschaltung (18), welche das Abweichungssignal mit einem Bezugssignal vergleicht und dann, wenn die Abweichung die obere oder untere Grenze des Bezugssignals überschreitet, ein Fehlersignal als Ausgangs signal liefert,

eine Ausschußbefehlsschaltung (6), welche nach einer vorbestimmten Verzögerung nach Erhalt des Fehlersignals als Ausgangssignal ein Ausschußsignal liefert und

eine Taktgeberschaltung (7),die synchron mit der Förderbewegung des Behälters dann, wenn dieser Behälter an der Meßeinrichtung vorbeigeführt wird, ein aus Impulsen zusammengesetztes Taktgebersignal an die Ausschußbefehlsschaltung (6) liefert und gleichzeitig die Impulse des Taktgebersignales zählt und Speichersteuersignale aufeinanderfolgend an die Speicherschaltung (3) liefert.
12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektor Avandier-Schaltung(2) zusammengesetzt ist aus einem

eine Spule aufweisenden Meßkopf (8), der einen in Abhängigkeit von den Unebenheiten an den Meßpunkten der Behälteroberfläche induzierten Strom abgibt,

einer Brückenschaltung (9), welche in Abhängigkeit vom induzierten Strom an der Brückendiagonalen ein Wechselspannungssignal abgibt,

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einem Synchrongleichrichter (10), der dieses Wechselspannung^- signal gleichrichtet und in ein Gleichspannungssignal umwandelt und

einem Analog/Digitalwandter (11), der das Gleichspannungssignal in ein digitales Signal umwandelt und das digitale Signal als Ausgangs signal vorsieht.
13. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherschaltung (3) zusammengesetzt ist aus

UND-Schaltungen (12), die parallel zueinander geschaltet sind und deren Anzahl der Anzahl der Meßpunkte auf der Behälteroberfläche entspricht und weiche die von der Detektor /Wand ler-Schaltung(2) gelieferten digitalen Signale dann hindurchlassen, wenn sie von der T^ktgeberschaltung (7) die Speichersteuersignale empfangen und aus Speichern (13),die parallel zueinander und in Reihe mit den UND-Schaltungen (12) geschaltet sind und welche die digitalen Signale jeweils getrennt voneinander speichern und gleichzeitig ausgeben, wenn das letzte digitale Signal für jeden Behälter in die Speicherschaltung eingegeben worden ist.
14. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechnerschaltung (4) besteht aus einem Addierer (14), der die digitalen Signale addiert, welche von den peripheren Meßorten abgeleitet sind,

einer Dividierstufe (15), welche das Additionssignal des Addierers (14) durch die Anzahl der addierten digitalen Signale dividiert und als Ausgangssignal ein Mittelwertsignal für die addierten Signale liefert und

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einem Subtrahier glied, das das digitale Signal, welches von dem mittleren Meßpunkt abgeleitet ist, von dem Mittelwertsignal subtrahiert und als Aus gangs signal ein Abweichungssignal liefert.
15. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß

die Vergleicherschaltung (5) eine Einstelleinrichtung (17) zur Einstellung des Bezugssignals und eine Vergleicherstufe (18) aufweist, welche das Abweichungssignal der Rechner schaltung (4) mit dem Bezugssignal vergleicht und als Ausgangs signal dann ein Fehlersignal liefert, wenn das Abweichungssignal die obere oder untere Grenze des Bezugssignals überschreitet.
16. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

die Taktgeberschaltung (7) besteht aus

einem Sensor (19), der das Vorbeiführen eines Behälters an der Meßeinrichtung ermittelt und dabei ein Detektorsignal erzeugt, das die Positionierung des Behälters gegenüber dem Meßkopf (8) der Meßeinrichtung angibt,

einem Impulsgenerator (21), der das aus den Impulsen zusammengesetzte Taktgebersignal synchron mit der Förderbewegung des Behälters liefert und

einem Zähler (22), der während des Empfanges des Detektorsignals die Impulse des Taktgebersignals zählt und aufeinanderfolgend die Speichersteuersignale an die Speicherschaltung (3) abgibt.

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17. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektor/Wandler-Schaltung (2) mehrere Meßköpfe (8^-8 ) aufweist, deren Anzahl der Anzahl der Spalten entspricht, in denen die Behälter in einer Verpackung angeordnet sind und welche so angeordnet sind, daß sie gleichzeitig die induzierten Ströme erzeugen in Abhängigkeit von den Unebenheiten auf den Oberflächen der in einer Matrix in einer Verpackung angeordneten Behälter, wobei die Meßpunkte jeweils auf einer in der Förderrichtung der Behälter liegenden Durchmesserlinie der Behälteroberfläche sich befinden und die Behälter mit konstanter Geschwindigkeit an der Meßeinrichtung vorbeigeführt werden, daß parallel zueinander und in Reihe mit den Meßköpfen Brückenschaltungen (θ.,-9 ) geschaltet sind, welche jeweils getrennte Wechselspannungssignalen in den Brückendiagonalen vorsehen in Abhängigkeit von den induzierten Stromsignalen, daß an die Ausgänge der Brückenschaltungen Synchrongleichrichter (10 -10 ) angeschlossen sind, welche die Wechselspannungssignale in Gleichspannungssignale umwandeln, daß ein Abtaster (23), der durch ein Matrixzahlschaltsignal der Taktgeberschaltung (7) voreingestellt ist in Abhängigkeit von den Reihen und Spalten der in der Verpackung angeordneten Behälter, die Gleichspannungssignale gleichzeitig und parallel empfängt und diese geordnet an seinem Ausgang als Ausgangssignale vorsieht und daß der Analog/Digitalwandler (11) an den Ausgang des Abtasters angeschlossen ist und die vom Abtaster gelieferten Gleichspannungssignale in digitale Signale umwandelt und diese an seinen Ausgang liefert.
18. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherschaltung (3) eine Abtastschaltung (24) aufweist, die durch das von der Taktgeberschaltung (7) gelieferte Matrixzahlschaltsignal voreingestellt ist in Abhängigkeit von der Anzahl der Reihen und Spalten der in der Verpackung angeordneten Behälter und die von der Detektor/Wandler-S chaltung gelieferten digitalen Signale ordnet und

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verteilt, daß parallel an die Abtastschaltung Speichereinheiten (13..-13 ) angeschlossen sind, die jeweils aufgeteilt sind in Speicherblöcke (13a, 13b, 13c), deren Anzahl der Anzahl der Meßpunkte auf jedem Behälter entspricht und in welchen die von der Abtastschaltung aufgeteilten digitalen Signale gespeichert werden in Abhängigkeit vom Empfang der Speichersteuersignale der Taktgeberschaltung (7),und daß die gespeicherten digitalen Signale zu gleicher Zeit axis den Speichereinheiten ausgegeben werden, wenn die letzten digitalen Signale, welche von den letzten Meßpunkten auf den Behältern abgeleitet sind, eingegeben worden sind.
19. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleicherschaltung (5) aufgebaut ist aus der Pegeleinstelleinrichtung (17) für das Bezugssignal, dem Vergleicher (18), der das Abweichungssignal des Rechners (4) mit dem Bezugssignal vergleicht und ein Fehler signal liefert, wenn das Abweichungssignal die untere oder obere Grenze des Bezugssignals überschreitet, einem Flip-Flop (25), der das Fehlersignal speichert, einer UND-Schaltung (26), welche bei Empfang eines Uberwachungsendsignales von der Taktgebe rs chaltung (7) die Ausgabe des Fehlersignales ermöglicht.
20. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktgebe rs chaltung (7) zusammengesetzt ist aus dem Sensor (19), der feststellt, wenn eine Verpackung mit darin in Matrixform angeordneten Behältern an der Meßvorrichtung vorbeigeführt wird und dabei ein Detektorsignal liefert, das die Position der Behälter bezüglich der Meßköpfe (8.-8 ) angibt, dem Impulsgenerator (21), der das aus den Impulsen zusammengesetzte Taktgebersignal synchron mit der Förderbewegung der Behälter liefert, einer Zeitsteuerschaltung (27), welche bei Beendigung des Detektorsignals an die Vergleicherschaltung (5) das Überwachungsendsignal liefert, dem Zähler (22), der während des

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~⁹~ 2827441

Empfangs des Detektorsignales die Impulse des Taktgeber signals zählt und aufeinanderfolgende Speichersteuersignale an die Speicherschaltung (3) abgibt und einer Matrixzahlbestimmungseinrichtung (28), welche in Abhängigkeit von den Reihen und Spalten, in denen die Behälter in der Verpackung angeordnet sind, den Abtaster (23) und die Abtastschaltung (24) in der Detektor/Wandler-Schaltung (2) bzw. der Speicherschaltung (3) sowie die Zählerschaltung (22) mittels eines Matrixzählschaltsignals und ein Reihensehaltsignal voreinstellt und schaltet.
21. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählerschaltung (22) aufgebaut ist aus

einen Behälterabstandszähler (29), der während des vom Sensor(19) gelieferten Detektorsignals die Impulse des vom Impulsgenerator (21) gelieferten Taktgebersignals zählt und jedes Mal dann, wenn die Anzahl der Zählungen einer Zeit entspricht, während welcher eine Reihe der in der Verpackung angeordneten Behälter an der Meßeinrichtung vorbeigeführt worden ist, das Speichersteuersignal ausgibt, so daß rl ie digitalen Signale an den Anfangsmeßpunkten der Behälter, die in einer Reihe angeordnet sind, geordnet in die Speicherschaltung eingebracht werden,

einem Allzeilenzähler (30), der die Speichersteuersignale zählt und jedes Mal dann, wenn die Anzahl der Zählungen der Anzahl der Reihen entspricht, in denen die Behälter in Matrixform in der Verpackung angeordnet ist, ein Zählstopsignal an den Behälterabstandszähler (29) liefert und

einem Meßpunktabstandszähler(31), der die Impulse des Taktgebersignals vom Zeitpunkt des Empfangs des Speichersteuersignals zählt und jedes Mal dann, wenn eine entsprechende Anzahl gezählt ist, die den Perioden entspricht, die benötigt werden, damit die Meßpunkte eines jeden Behälters an der Meßeinrichtung vor-

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beigeführt werden, Speicher Steuer signale abgibt, so daß die digitalen Signale, welche den anderen Meßpunkten zugeordnet sind, in der richtigen Reihenfolge in die Speichersteuerschaltung (3) eingegeben werden.

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