DE2927441C2

DE2927441C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung des Innendruckes von hermetisch abgeschlossenen Behältern

Info

Publication number: DE2927441C2
Application number: DE2927441A
Authority: DE
Inventors: Kyuichi Yokosuka Kanagawa 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: 1983-11-24
Also published as: DE2927441A1; JPS5510525A; GB2025067A; JPS5925170B2; US4313171A; GB2025067B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine

Vorrichtung zur Überwachung der den Innendruck in einem hermetisch abgeschlossenen Behälter anzeigenden Ungleichförmigkeit einer verformbaren Behälteroberfläche, bei dem die Behälteroberfläche durch eine ortsfeste Meßeinrichtung, an der die Behälter vorbeigeführt werden, abgetastet wird.

Das Verfahren und die Vorrichtung sollen zur zerstörungsfreien Überwachung des Innendruckes von hermetisch abgeschlossenen Behältern wie Flaschen oder Konserven dienen, wobei es insbesondere darum geht, in einer Kartonverpackung enthaltene Konserven von außen zu prüfen, ohne die Verpackung öffnen zu müssen.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen ist in der DE-OS 23 19 502 offenbart. Aus dieser Entgegenhaltung ist es bekannt, den Innendruck von verschlossenen Behältern dadurch zu überwachen, daß ein flexibler Wandabschnitt des Behälters in Schwingungen versetzt, die erzeugte Schwingung abgetastet und als Maß für den vorhandenen Innendruck im Behälter verwendet wird. Da die Vibration eines verschlossenen Behälters von der mechanischen Spannung der umhüllenden Oberfläche bestimmt ist, ergeben sich bei Messungen, die aufgrund der Beziehung zwischen dem Innendruck des Behälters und der Anzahl der Vibrationen durchgeführt werden, ein Fehler dahingehend, daß, wie in der dortigen F i g. 1 gezeigt, ein Bereich vorhanden ist, in dem die Bestimmung der Güte der Qualität nicht möglich ist. Dies beruht darauf, daß sowohl für positive als auch negative Drücke die gleiche Frequenz vorhanden ist. Hinzu kommt, daß sich insbesondere dann, wenn die Behälter in einem Karton verpackt sind und die Lage der Behälter in diesem Karton zueinander sowie zwischen der Verpackung und dem Behälter nicht einheitlich ist, Schwierigkeiten bei den Messungen auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit denen unabhängig von dem Meßabstand und Lageänderungen der Behälter die den Innendruck in einem hermetisch abgeschlossenen Behälter anzeigende Ungleichförmigkeit einer verformbaren Oberfläche ermöglicht wird.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Abstände zu einem mittleren Meßpunkt und mehreren um den mittleren Meßpunkt auf einem Kreis auf der Behälteroberfläche angeordneten peripheren Meßpunkten ermittelt werden, und daß als Maß für die Ungleichförmigkeit der Behälteroberfläche die Differenz aus dem Abstandsmittelwert der Abstände der auf dem Kreis liegenden peripheren Meßpunkte und dem Abstand des mittleren Meßpunktes gebildet wird. Für die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit einer ortsfesten induktiv arbeitenden Meßeinrichtung, an der die Behälter vorbeigeführt werden, ist eine Detektor/Wandler-Schaltung, welche die von der Meßeinrichtung gegebenen Induktivitätsänderungssignale in Gleichspannungssignale umwandelt und davon digitale Signale liefert; eine Speicherschaltung, die die digitalen Signale speichert und mit dem Eingang des dem letzten Meßpunkt auf einem Behälter entsprechenden digitalen Signals alle gespeicherten digitalen Signale gleichzeitig ausgibt; eine Rechnerschaltung, die aus den von den peripheren Meßpunkten abgeleiteten digitalen Signalen einen Mittelwert bildet und die Differenz dieses Mittelwertes zu dem von mittleren Meßpunkt abgeleiteten digitalen Signal ermittelt und ein entsprechendes Differenzsignal liefert; eine Vergleicherschaltung, welche das Differenzsignal mit einem Bezugssignal vergleicht, und dann, wenn die Abweichung eine obere oder eine untere Grenze des Bezugssignals überschreitet, ein Fehlersginal als Ausgangssignal liefert; eine Ausschußbefehlsschaltung, welche nach einer vorbestimmten Verzögerung nach Erhalt des Fehlersignals als Ausgangssignal ein Ausschußsignal liefert; und eine Taktgeberschaltung, die ίο synchron mit der Förderbewegung des Behälters dann, wenn dieser Behälter an der Meßeinrichtung vorbeigeführt wird, ein aus Impulsen zusammengesetztes Taktgebersignal an die Ausschußbefehlsschaltung liefert und gleichzeitig die Impulse des Taktgebersignals zählt und Speichersteuersginale aufeinanderfolgend an die Speicherschaltung liefert, vorgesehen.

Nach der Erfindung wird somit in vorteilhafter Weise eine Abstandmessung durchgeführt, durch die der Abstand der Meßeinrichtung zu einem mittleren Meßpunkt und mehreren um diesen mittleren Meßpunkt in gleichen Abständen vom mittleren Meßpunkt angeordneten peripheren Meßpunkten ermittelt werden. Das Maß für die Ungleichförmigkeit für die Behälteroberfläche bildet dann die Differenz aus den Abstandsmittelwerten der peripheren Meßpunkte und dem Abstand des mittleren Meßpunktes. Wie die Fig.3 —5 zeigen, läßt sich in vorteilhafter Weise selbst dann, wenn der Behälter gegenüber der Meßeinrichtung eine gekippte Lage aufweist, eine genaue Bestimmung der Ungleichförmigkeit der Behälteroberfläche und damit eine Angabe über den Innendruck dim Behälter erzielen. Da bei der Erfindung eine berührungslose Abtastung vorgenommen wird, können auch unterschiedliche Abstände der Behälter von der Meßeinrichtung zu keiner Verfälschung des Meßergebnisses führen. Somit können auch verpackte Behälter überwacht werden.

Weitere vorteilhafte und bevorzugte Merkmale sind in den die Erfindung weiterbildenden Unteransprüchen enthalten.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigt

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 (λ) ein Zustand dargestellt ist, bei welchem ein Behälter angehoben ist, und ir. {β) eine gekippte Lage eines Behälters dargestellt ist;

F i g. 3 eine Kurvendarstellung der kontinuierlichen

Verformung an jedem Meßpunkt der Umhüllung des Behälters, falls 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 F i g. 3, jedoch bei gekippter Lage eines Behälters;
b5 F i g. 6 eine ähnliche Kurvendarstellung wie in F i g. 4 mit den gleichen Bezugsgrößen wie in F i g. 5;

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

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

F i g. 9 ein Blockschaltbild einer Zeitzählerschaltung;

Fig. 10 ein Zeitdiagramm für Zeitsteuersignale, 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 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 F i g. 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.

III. Innendruck im Behälter +55 cm Hg.

IV. Innendruck im Behälter + 120 cm Hg.

Die Messung wurde durchgeführt unter Verwendung einer Wechselstrombrücke.

Wie aus der Figur zu ersehen ist, hat die Änderung der Induktivität in Richtung des Behälterdurchmessers in Abhängigkeit von dem Innendruck im Behälter ein Profil, das der Gestall der Unebenheit der Behältcrumhüllung 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 Innendruck 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 vorn 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 10 μΗ mit einer geringen Profiländerung erhöht Dies entspricht einer parallelen Verschiebung einer jeden Kurve, welche in der F i g. 3 dargestellt ist um den Wert 10μΗ. 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

ίο der Mitte des Behälters vergleicht, gewinnt man ein Maß für die Unebenheit. Die Ergebnisse sind in der F i g. 6 dargestellt und es zeigt sich, daß im wesentlichen die gleichen Ergebnisse erzielt werden wie in der F i g. 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 F i g. 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 F i g. 4 und 6 gezeigten Kurven.

Anhand der F i g. 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 liegen, die mit der Bewegungsrichtung des Behälters zusammenfallen. Außerdem befinden sich die Meßorte auf einem Teil der Umhüllung a 1 eines jeden Behälters a. Jeder Behälter bewegt sich am Ort der Detektor/Wandler-Schaltung mit einer konstanten Geschwindigkeit, wobei zum Transport ein Förderband ! dient. Die Detektor/Wandler-Schaltung wandelt die Meßwerte in eine Gleichspannung und in digitale Ausgangssignale um. Eine Speicherschaltung 3 speichert für jeden Meßpunkt zeitweise das digitale Signal 51 der Detektor/Wandler-Schaltung 2. Gleichzeitig mit der Eingabe des digitalen Signals 51 am letzten Meßpunkt einer jeden Behälterumhüllung a 1 werden gleichzeitig digitale Signale SIa bis 51 c an eine Rechnerschaltung 4 abgegeben, die von den digitalen Signalen 51a und Sie; welche sich aus den peripheren Meßpunkten der Umhüllung a I ergeben haben, und von der Speicherschaltung 3 gesendet worden sind, einen Mittelwert bildet Daraufhin wird die Abweichung dieses Mittelwertes vom digitalen Signal S\b, welches von einem Meßpunkt in der Mitte der Umhüllung a 1 abgeleitet worden ist ermittelt Eine Vergleicherschaltung 5 vergleicht ein auf diese Weise aus der Rechnerschaltung gewonnenes Abweichungs-

signal 52 mit einem vorher festgelegten Bezugssignal S3. Wenn das Abweichungssignal 52 außerhalb der oberen bzw. unteren Grenze des Bezugssignals S3 liegt, wird ein Fehlersignal S 4 am Ausgang der Vergleicherschaltung erzeugt. Eine Ausschußbefehlsschaltung 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 S 6 werden gezählt und es werden Speichersteuersignale S 7a-S 7c aufeinanderfolgend zur Speicherschaltung 3 geliefert.

Die Detektor/Wandler-Schaltung besteht aus einem Meßkopf mit einem Ferritkern und einer Spule mit einer Induktivität von 600 μΗ. Es kann sich dabei um eine Wabenspule mit 10 mm Innendurchmesser und 20 mm Außendurchmesser handeln. Der Meßkopf befindet sich an der ortsfesten Stelle und kann ein induziertes Stromsignal S 8 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 a I 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 Wechselspannungssignal S 9 aufgrund des induzierten Stromsignals S 8. 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 59 gleich und wandelt es in ein Gleichspannungssignal S10. Ein Hochgeschwindigkeitsanaiogdigitalwandler ti mit einem Endausschlag von beispielsweise ±10 V, einer Umwandlungsgeschwindigkeit von 1 hs 10-bits wandelt das Gleichspannungssignal S10 in ein digitales Signal Sl um. Der Meßkopf 8 ist gegenüber dem oberen Umhüllungsteil a 1 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 a 1 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.

Insofern liefert der Synchrongleichrichter 10 ein Ausgangssignal mit einem Profil, das der Unebenheit der Umhüllungsfläche a 1 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 a 1 des Behälters a. Die UND-Schaltungen lassen das digitale Signal Sl der Detektor/Wandler-Schaltung 2 hindurchtreten, wenn die Speicherschaltung die Speichersteuersignale S 7a —S 7c 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 S la-S Ic gleichzeitig, wenn das letzte digitale Signal S1 von jeder Behälteroberfläche a I eingegeben worden ist.

Die Rechnerschaltung 4 ist zusammengesetzt aus einem Addierer 14, der die digitalen Signale SIa und S te addiert mit Ausnahme von S \b, das von der Mitte der Behälterfläche a 1 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 Additionssignal SIl durch Zwei, d.h. durch die Anzahl der addierten digitalen Signale SIa und Sie Das Dividierwerk bildet auf diese Weise ein Mittelwertsignal S12. Ein Subtrahierglied 16 subtrahiert das digitale Signal S ib, das von der Mitte der Umhüllungsfläche a I gewonnen wird, vom Mittelwertsignal S 12 und erzeugt an seinem Ausgang das Abweichungssignal S 2. Die Rechnerschaltung 4 ist im wesentlichen eine TTL-Schaltung und führt mit hoher Geschwindigkeit die Rechenvorgänge durch, wobei getrennt ein 0,5-μ5-Κπ-stalloszillator als Operationstaktgeber (nicht dargestellt) vorgesehen ist.

Die Vergleicherschaltung 5 besitzt einen Pegeleinsteller 17, der manuell einstellbar ist und das Bezugssignal S3 liefert. Ein Pegelkomparator 18 der als digitaler Komparator ausgebildet ist und beispielsweise aus einer TL-Schaltung besteht, vergleicht das Abweichungssignal S 2 der Rechnerschaltung 4 mit dem Bezugssignal S3. Die Vergleicherschaltung liefert an ihrem Ausgang dann das Fehlersignal S 4, wenn das Abweichungssignal S 2 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 Detektorsignal S13 liefert. Durch dieses wird festgestellt, daß der Behälter a von dem Meßkopf 8 erfaßt wird. Ein Impulsgenerator 21 ist

so beispielsweise an einer Förderbandantriebswelle 20 befestigt Dieser erzeugt ein Taktgebersignal S 6 in Sekundeneinheiieii 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 Taktgebersignal S 6 ab, und zwar während der Zeit, während welcher er das Detektorsignal S13 empfängt Die Ausgangssignale des Zählers 20 bilden die Speichersteuersignale S 7a—S 7c, 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 a I, wenn der Behälter a, wie in der F i g. 3 dargestellt, vom mittleren Meßpunkt O 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 Behälteroberfläche. 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 S 7a. Das digitale Signal 51, das aus der Analog/Digitalumwandlung resultiert 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 STb geliefert und das digitale Signal Sl, das sich aus der Analog/Digitalumwandlung des von der Behältermitte abgeleiteten Meßsignals ergibt, wird im zweiten Speicher 136 abgespeichert.

Das Speichersteuersignal STb 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.

Wenn das Transportband 1 sich weiterbewegt, wird wiederum die periphere 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 13cabgespeichert.

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 F i g. 6 und ist ohne Schwierigkeit beendet, bevor der nächste Behälter ankommt

Die Speichertätigkeit des dritten Speichers 13c erfolgt durch das digitale Signal S 7c 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 S12 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 Λ gewonnen wird, subtrahiert. Dies erfolgt im Subtrahierglied 16 und die Differenz ergibt das Abweichungssignal S 2. Dieses gibt den Grad der Unebenheit der Behälterumhüllungsfläche a 1 an, wie das aus F i g. 3 zu ersehen ist

Ob der Behälter a brauchbar oder unbrauchbar ist, wird durch den Grad der Unebenheit der Umhüllungsfläche a I bestimmt Durch manuelle Voreinstellung des Bezugssignals S3 läßt sich eine Entscheidungsgröße gewinnen, ob das Abweichungssignal 2, das den Grad der Unebenheit angibt, in den zulässigen Bereich 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 Behälters a ab.

Für den Fall, für welchen aer 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 Ausschußsignalschaltung 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 A) in der F i g. 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 Ausschußbefehlsschaltung 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 S 81 — S8„ von diesen Meßköpfen erzeugt. Diese Ströme sind aufgrund des Grades 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 a 1 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 9i— 9„ vorgesehen, die in Reihe mit den Meßköpfen 81— 8„ geschaltet sind. Die Wechselstrombrücken 9i— 9„ erzeugen Diagonalspannungen getrennt und aufeinanderfolgend aufgrund der induzierten Stromsignale S 81— SS_n welche von den Meßköpfen geliefert werden. Synchrongleichrichter 10i —1O_n sind parallel zueinander geschaltet und in Reihe geschaltet mit den hochfrequenten Wechselstrombriicken 9i—9„. Die Synchrongleichrichter ld — 1O_n richten die Wechselstromsignale S9i — S9„ gleich und wandeln diese in Gleichspannungssignale SlOi-SlO_n um. Ein Abtaster 23 wird voreingestellt durch ein Matrixzahlschaltsignal S 14, das die Taktgeberschaltung 7 in Abhängigkeit mit der Matrixzahl (Anzahl der Reihen und Spalten) liefert Durch den Abtaster werden die Gleichspannungssignale SlOi-SlO_n gleichzeitig und parallel weitergegeben. Der Analog/Digitalwandler 11 wandelt die Gleichspannungssignale SlOi-SlO_n, welche der Abtaster 23 liefert, in digitale Signale SIi-Sl_n um. Die Anordnung der Meßköpfe 81— 8_n ist so getroffen, daß sie mit jeder

Reihe der Behälter a in der Kartonverpackung b in einer bestimmten Beziehung stehv-n. Sie sind in der maximal möglichen Anzahl vorhanden. Die Reihe der MeßköDfe erstreckt sich im rechten WinKel zur Transponrichtung des Förderbandes 1, und sie befinden sich dort, wo jeweils ein Behälter a in jeder Reihe der Verpackung b vorbeigeführt wird, dh, sie befinden sich jeweils oberhalb der Mitten der vorbeigeführten Behälter. In der Nähe der BeKälterverpackung b ist außerdem eine Schutzvorrichtung für die Meßköpfe 8i — 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 J genau angeordnet, so daß eine bestimmte wiederholbare Beziehung zwischen den Reihen der Behälter a in der Verpackung b und den Meßköpfen 8i— 8„ hergestellt werden kann.

Es können die Analog/Digitalwandler 11 in der gleichen Anzahl wie die Meßköpfe 8]—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 1O| — 1O_n zyklisch mit hoher Geschwindigkeit. Synchron hierzu wandelt der Analog/Digitalwandler 11 die analogen Spannungssignale SlOi-51O_n in digitale Signale S li —Sl_nUm.

Im Abtaster 23 wird ein analoger Schalter, der 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 S 14, 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 SIi-Sl_n der Detektor/Wandler-Schaltung 2 aus. In der Speicherschaltung 13 sind die Speichereinheiten 13i — 13_n jeweils unterteilt in Speicherblöcke 13a—13c. Die Anzahl dieser Speicherblöcke hängt von der Anzahl der Meßpunkte auf jeder Behälteroberfläche a 1 ab. In Abhängigkeit von der Anzahl der Reihen der Behälter a werden die digitalen Signale SIi-Sl_n zeitgerecht aufgeteilt in die Speicherblöcke 13a— 13c. Die Adressierung erfolgt in Abhängigkeit vom Empfang der Speichersteuersignale S7a—S7c, welche von der Taktgeberschaltung 7 geliefert werden. Die gespeicherten Signale werden alle zur gleichen Zeit aus jeder der Speichereinheiten 13| —13„ ausgegeben, wenn das letzte der digitalen Signale SIi-Sl_n in Abhängigkeit vom letzten Meßpunkt auf den Behälteroberflächen a I eingegeben worden ist. Die Abtastschaltung 24 besitzt einen digitalen Schalter mit einem TTL · UND-Gatter. Durch dieses werden die Speichereinheiten 13i —13„ zyklisch mit hoher Geschwindigkeit und synchron mit dem Abtaster 23 und dem Analog/Digitalwaridler 11 geschaltet.

Die Vergleicherschaltung 5 besitzt den Pegelcinsteller 17, durch den das Bezugssignal S3 eingestellt werden kann. Die Vergleichsschaltung 18 ist als digitaler Komparator ausgebildet, der die Abweichungssignale S2| — S2„, welche die Rechnerschaltung 4 liefert, mit dem Bezugssignal 3 vergleicht. Wenn die Abweichungssignale 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 Fehlersignals 54, wenn es ein Oberwachungsendsignel 15 von der Taktgeberschaltung 7 empfängt

Die Taktgeberschaltung 7 besitzt den Fotosensor 19, der das Vorbeiführen der Verpackung b, in welcher die

ίο Behälter a angeordnet sind, feststellen. Der Fotosensor liefert ein Detektorsignal S13, das die Positionierung der Behälter a bezüglich der Meßköpfe 8i— 8„ angibt Der Impulsgenerator 21, der mit der Antriebswelle 20 des Förderbandes verbunden ist, erzeugt das Taktgebersignal S 6 in Sekundeneinheiten.

Das Taktgebersignal ist synchron mit der Bewegung des Förderbandes 1. Eine Zeitsteuerschaltung 27 liefert das Überwachungsendsignal S15 an die Vergleicherschaltung gleichzeitig mit dem Ende des Detektorsignals S13. Die Zählerschaltung 22 zählt während des Empfangs des Detektorsignals S13 die Impulse des Taktgebersignals S 6 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 pio 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 S 7a, so daß die digitalen Signa'e SIi-Sl_n an den Anfangsmeßpunkten auf der Behälteroberfläche a I in der richtigen Anordnung in jeden Speicherblock 13a aller Speichereinheiten 13| —13„ in der Speicherschaltung 3 eingegeben werden. Ein Allzeilenzähler 30 zählt die Speichersteuersignale S 7a und jedes Mal, wenn die Anzahl der vorbestimmten Reihen entsprechend einem Reihenanzahlschaltsignal 16 der Matrixzahleinstelleinrichtung 28 durchgeführt ist, wird ein Zählstopsignal S17 an den Behälterabstandszähler 29 geliefert. Ein Meßpunktzähler 31 beginnt mit der Zählung der Impulse des Taktgebersignals 56 von dem Zeitpunkt an, an welchem er das Speichersteuersignal S 7a empfängt. Jedesmal dann, wenn eine entsprechende Anzahl von Zählungen durchgeführt wurde, welche anzeigten, daß ein anderer der Meßpunkte auf der Behälterabdeckung a 1 erreicht worden ist, werden die Speichersteucrsigna-Ie STb bzw. S7c geliefert, so daß die digitalen Signale SIi-SI_n für die anderen Meßpunkte in geordneter Reihenfolge jedem der Speicherblöcke 13£> 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

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ikinn um eine Strecke R bewegt hat und das Spcic'icrsicuersignal .s'7./ als Triggerimpuls verwendet win!, /iihli ein zentraler Meßptmktzähler 3l;i die Impulse des Taklgebersignals .S'6. Wenn die Anzahl, welche manuell in Abhängigkeit vom Bchälterdurehniesser eingegeben wurden ist. durchgezählt ist. liefert dieser Zahler das Speichersteuersignal .V7/>. Wenn das Transportband I sieh wiederum um die Strecke, welche dem Radius des kreisförmigen Meßbereiches entspricht, weilerbewegt hat. liefert ein PcriphcriemeUpiiiikt/nhlcr 3I/i das Spirichersteuersignal .V 7 c·. Hei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Erzeugung der Speichersleucrsignale .V7.7-.V7i- nach der folgenden Tabelle, welche die Korrelation wiedergibt, welche dem in der Fig. IO dargestellten /eiiablauf einspricht.

Behällerdurchmesser	77 mm	68 mm	55 mm
Zunahme von ST a	77 mm	68 mm	55 mm
ST b = ST a +R	+ 20 mm	+ 18 mm	+ 15 mm
STc = STa + 2R	+ 40 mm	+ 36 mm	+ 30 mm

leite Baueinheit des Systems H läßt sich mit handelsüblichen elektronischen Bauteilen herstellen. Bei der Anfertigung der Meßköpfe 8|—8„ ist jedoch der Durchmesser der Behälter ;i /u berücksichtigen, Für den Abtaster 23 kann man eine integrierte Schaltung verwenden. Die Analog/Digitalwandler Il und die Speicherschaltung 13 sowie andere Baueinheiten lassen sieh mit Hilfe von TTl.-Schaltungen. UND-Gliedern. llip-Rops und Kombinationen von l'hp-l'lops und Registern herstellen.

In den 1·" i g. 7 und 8 ist mit dem Be/ugs/eichen 32 eine Anschlußklemme für die Wiedergabe der Daten vorgesehen.

Aus Fig. Il ist zu ersehen, daß eine Markierungsschalnmg 39 aus einem Abtaster 34. parallelen l'lip-l-'lop-Sehalliingen. einer Vetvögerungssehalüing 36. parallelen I IND-Gallern 37 und parallelen Markierern 38 zusammengesetzt ist. In der I" ig. Il wird das lehlersign.il .s'4 der Vergleichersehaltiing 18 einer Anschlußklemme ^i für die Markierungsschaltung 39 entnommen. Die Markicrungssehaluing setzt eine Betätigungseinrichtung in Clang, durch die an der Verpackung /> 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 Reihenabsland entfernt von diesen angeordnet. Die Zeitverzögerung, welche durch die Verzögerungsschaltung 36 vorgesehen wird, entspricht etwa einer Sekunde und entspricht etw a der Strecke eines Reihenabstandes.

Der Betrieb des Uberwaclumgssystems /i soll anhand der 1' i g. 8 bis 10 noch näher erläutert weiden.

Durch den Fotosensor 19 wird die Vorderseite der Verpackung b. in welcher die Behälter ■/ untergebracht sind, festgestellt. Die Verpackung b wird dabei auf dem Förderband 1 transportiert. Das Speichersteuersignal .S" 7.1 wird von der Zählerschaltung 22 geliefert, welches logisch durch einen 1¹N D-Vorgang mit dem Schalterbetrieb der Abtastschaltung 24 verknüpft wird. Die digitalen Signale ..VIi-SI,, weiden geordnet in jeden der Speichelblöcke 13.; der .Speichereinheilen I3i — 13„ eingespeichert. Die Meßwerte, welche in den Speichereinrichtungen eingespeichert werden, kommen von den Meßktiöplen 8i — 8,. Diese Messungen wurden an den ■\nlangsmeßptmkien auf dem periphere)! Meßort vorgenommen, und /war für eine Anzahl η von Behältern. Diese befinden sich in der ersten Reihe in der Verpackung b.

Beim Weitertransport der Verpackung /' durch das Förderband I wird dann, wenn die Behälter der ersten Reihe mit ihren Minen die Meßköpfe 8|— 8„ erreicht haben, das zweite Speichersieuersignal S7h ausgesendet. Dies erfolgt in der gleichen Weise wie das Aussenden des .Speichersteuersignals .S' 7.7. Fs werden dann die digitalen Signale .V f ■ — .Vl,, in die .Speicherblöcke 13/j aller Speichereinheiten I3| —13„ unter Verwendung einer UND-Operation im Zusammenhang mit dem Abtaster 24 eingespeichert. Diese Werte entsprechen den Meßwerten an den mittleren Stellen O der Behälter ./. die in der ersten Reihe in der Verpackung angeordnet sind.

Beim Weilertransport der Verpackung /' bis zum nächsten Meßpunkt auf dem peripheral Meßon wird das dritte Speichersieuersignal .V 7c· geliefert. Dies erfolgt in der gleichen Weise wie bei den vorherigen Speichersieuersignalen .V 7.7 und S 7b. F.s werden infolgedessen die digitalen Signale .VIi-.Vl₁, in jeden der Speicherblöcke 13c· der Speichereinheilen I3| —I3„ durch eine UND-Operation mit dem Abtaster 24 eingespeichert. Diese Werte entsprechen den zweiten Meßwerten an den zweiten Meßstellen der peripheral 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.

Die Entscheidung, ob einer oder mehrere der Behälter in der ersten Reihe in der Verpackung schadhaft oder nicht schadhall 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. Ii. die digitalen Signale .V l.d. 5 \b\, S ic, mit hoher Geschwindigkeit aus den Speichereinheiten I3| —I3„ ausgegeben und die Rcehneroperation wird in der gleichen Weise durchgeführt, wie es im Zusammenhang mit dem System A bereits erläutert wurde, nämlich:

\(S ln^ + fS \c_t)\\/2-(S lb_f)

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

Die Subtraktion des digitalen Signals .V l/i wird durch das Subirahierglied 16 durchgeführt. Die Differenz w ird mit dem Bezugssignal .V3 verglichen. Der Vergleich wird in der Vergleicherschaltung 18 durchgeführt. Falls ein Kehlersignal erzeug! wird, wird dieses Fehlersignal 54 für eine Fehlereinrichtung gewonnen.

Wenn ein Behälter in der ersten Spalte der ersten

Reihe schadhaft ist, wird das entsprechende Fehlersignal 54 zeitweise im 1-Bit-Flip-Flop 25 gespeichert

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 136 einer jeden Speichereinheit 13t —13«, mit denen die gleiche Rechenoperation durchgeführt wird, nachdem die Summenbildung für die Werte in den Speicherblöcken 13a und 13c der Speichereinheiten 13i —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 54 im Flip-Flop 25 durchgeführt

In der gleichen Weise werden der dritte bis zum letzten Behälter in der ersten keine durchgeprüft Sobald die Überprüfung aller Behälter in der ersten und vierten Reihe durchgeführt wurde, wird die Speicherschaltung 13 auf Null gesetzt und ist bereil für den nächsten Meßvorgang. Die Rechenvorgänge erfolgen mit hoher Geschwindigkeit mit O,5^s-Taktimpuisen. 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 peripheren Meßort auf der Oberfläche der Behälter die Meßköpfe 8_t-8„. Es wird dann das erste Speichersteuersignal 57a wieder vom Zähler 22 geliefert. Der Behälterabstandszähler 29 im Zähler 22 zählt das Taktgebersignal 56 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 57a bei jeder Zurücklegung einer Strecke entsprechend dem Behälterdurchmesser geliefert

In der gleichen Weise wird das Speichersteuersignal 57a wiederholt, jedesmal dann, wenn das Förderband 1 eine dem Behälterabstandszähler 29 festgelegte Strecke zurückgelegt hat. Daraufhin werden die Speichersteuersignale 57£> und 57c 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 Speichersteuersignal 57a bis zu dieser Anzahl gezählt worden ist, wird der Betrieb des Behälterabstandszählers 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 F i g. 8, welche der Anzahl der Spalten entspricht, wird mit minima! 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 515 wird zusammen mit dem im Flip-Flop 25 gespeicherten Fehlersignal 54 durch die Umschaltung 26 verknüpft und das Fehlersignal 54 wird an die Ausschußbefehlsschaltung 6 weitergeleitet

Die Ausschußbefehlsschaltung 6 erzeugt das Ausschußsignal 55, um die Verpackung b auszusortieren, welche einen oder mehrere schadhafte Behälter ausweist Zur synchronen Verzögerung des Signals ist ein Schieberegister geeignet

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 F i g. 8, insbesondere nach der Abtastschaltung 24 bis zur Ausschußbefehlsschaltung 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 peripheren Meßort herum angeordnet sind, zugrunde gelegt. 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 mittleren Meßpunktes zugrunde gelegt. 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.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Überwachung der den Innendruck in einem hermetisch abgeschlossenen Behäl- ter anzeigenden Ungleichförmigkeit einer verformbaren Behälteroberfläche, bei dem die Behälteroberfläche durch eine ortsfeste Meßeinrichtung, an der die Behälter vorbeigeführt werden, abgetastet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände zu einem mittleren Meßpunkt und mehreren um den mittleren Meßpunkt auf einem Kreis auf der Behälteroberfläche angeordneten peripheren Meßpunkten ermittelt werden und daß als Maß für die Ungleichförmigkeit der Behälteroberfläche die Differenz gebildet wird aus dem Abstansmittelwert der Abstände der aus dem Kreis liegenden peripheren Meßpunkte und dem Abstand des mittleren Meßpunktes.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die peripheren Meßpunkte auf einer Durchmesserlinie symmetrisch zum mittleren Meß punkt liegen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßpunkte in der Bewegungsrichtung des mit konstanter Geschwindigkeit bewegten Behälters liegen und die Meßpunkte durch Zeitmessung festgelegt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung des 3c 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 einer Verpackung angeordnet werden.

5. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer ortsfesten induktiv arbeitenden Meßeinrichtung, an der die Behälter vorbeigeführt werden, gekennzeichnet durch eine Detektor/Wandler-Schaltung (2), welche die von der Meßeinrichtung (8) abgegebenen Induktivitätsänderungssignale in Gleichspannungssignale umwandelt und davon digitale Signale liefert, eine Speicherschaltung (3), die die digitalen Signale speichert und mit dem Eingang des dem letzten Meßpunkt auf einem Behälter ^entsprechenden digitalen Signals alle gespeicherten digitalen Signale gleichzeitig ausgibt,

eine Rechnerschaltung (4), die aus den von den peripheren Meßpunkten abgeleiteten digitalen Si- >o gnalen einen Mittelwert bildet und die Differenz dieses Mittelwertes zu dem vom mittleren Meßpunkt abgeleiteten digitalen Signal ermittelt und ein entsprechendes Differenzsignal liefert, eine Vergleicherschaltung (18), welche das Differenzsignal mit einem Bezugssignal vergleicht und dann, wenn die Abweichung eine obere oder untere Grenze des Bezugssignals überschreitet, ein Fehlersignal als Ausgangssignal liefert, eine Ausschlußbefehlsschaltung (6), welche nach einer vorbestimmten Verzögerung nach Erhalt des Fehlersignals als Ausgangssignal ein AusschuBsignal liefert und

eine Taktgebcrschaltung (7), die synchron mit der Förderbewegung des Behälters (a) dann, wenn dieser Behälter (a) an der Meßeinrichtung (8) 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

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektor/Wandler-Schaltung (2) aus einem eine Spule aufweisenden Meßkopf (8), der einen in Abhängigkeit von den Unebenheiten an den Meßpunkten der Behälteroberfläche induzierten Strom abgibt,

aus einer Brückenschaltung (9), welche in Abhängigkeit vom induzierten Strom an der Brückendiagonalen ein Wechselspannungssigna! abgibt, aus einem Synchrongleichrichter (10), der dieses Wechselspannungssignal gleichrichtet und in ein Gleichspannungssignal umwandelt und
aus einem Anaiog/Digitalwandler (11), der das Gleichspannungssignal in ein digitales Signal (51) umwandelt und dieses ausgibt, zusammengesetzt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherschaltung (3) aus UND-Schaltungen (12), die parallel zueinander geschaltet sind, deren Anzahl der Anzahl der Meßpunkte auf der Behälteroberfläche entspricht, und die die von der Detektor/Wandler-Schaltung (2) gelieferten digitalen Signale dann hindurchlassen, wenn sie von der Taktgeberschaltung (7) die Speichersteuersignale empfangen, und aus Speichern (13) besteht, die parallel zueinander und in Reihe mit den UND-Schaltungen (12) geschaltet sind und die die digitalen Signale jeweils getrennt voneinander speichern und gleichzeitig ausgeben, wenn das letzte digitale Signal für jeden Behälter in die Speicherschaltung eingegeben worden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechnerschaltung (4) aus einem Addierer (14), der die digitalen Signale addiert, welche von den peripheren Meßorten abgeleitet sind,

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

aus einem Subtrahierglied besteht, das das digitale Signal, welches von dem mittleren Meßpunkt abgeleitet ist, von dem Mittelwertsignal subtrahiert und als Ausgangssignal ein Abweichungssignal liefert.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergieicherschaltung (5) eine Einstelleinrichtung (17) zur Einstellung des Bezugssignals und eine Vergleicherstufe (18) aufweist, welche das Abweichungssignal der Rechnerschaltung (4) mit dem Bezugssignal vergleicht und als Ausgangssignal dann ein Fehlersignal liefert, wenn das Abweichungssignal die obere oder untere Grenze des Bezugssignals überschreitet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktgeberschaltung (7) aus einem Sensor (19), der das Vorbeiführen eines Behalters an der Meßeinrichtung ermittelt und dabei ein Detektorsignal erzeugt, das die Positionierung des Behälters gegenüber dem Meßkopf (8) der Meßeinrichtung angibt,

aus einem Impulsgenerator (21). der das aus den Impulsen zusammengesetzte Taktgebersignal synchron mit der Förderbcwegiing des Behälters liefert

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

11. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektor/Wandler-Schaltung (2) mehrere Meßköpfe (8i— 8₃) aufweist, deren Anzahl der Anzahl der Spalten entspricht, in denen die Behälter in einer Verpackung angeordnet sind, und weiche so angeordnet sind, daß sie gleichzeitig die induzierten Ströme in Abhängigkeit von den Unebenheiten auf den Oberflächen der in einer Matrix in einet Verpackung angeordneten Behälter erzeugen, wobei sich die Meßpunkte jeweils auf einer in der Förderrrichtung der Behälter liegenden Durchmesserlinie der Behälteroberfläche befinden, und die Behälter mit konstanter Geschwindigkeit an der Meßeinrichtung vorbeigeführt wurden; daß parallel zueinander und in Reihe mit den Meßköpfen Brückenschaltungen (9| — 9„) geschaltet sind, welche jeweils getrennte Wechselspannungssignale in den Brückendiagonalen in Abhängigkeit von den induzierten Stromsignalen erzeugen; daß an die Ausgänge der Brückenschaltungen Synchrongleichrichter (1Oi - 1O_n) angeschlossen sind, welche die Wechselspannungssignale in Gleichspannungssignale umwandeln; daß ein Abtaster (23), der durch ein Matrixzahlschaltsignal der Taktgeberschaltung (7) in Abhängigkeit von den Reihen und Spalten der in der Verpackung angeordneten Behälter voreingesteilt ist, die Gleichspannungssignale gleichzeitig und parallel empfängt und diese geordnet an seinem Ausgang als Ausgangssignale liefert; und daß der Analog/Digitalwandler (11) an den Ausgang des Abtasters angeschlossen ist, die vom Abtaster gelieferten Gleichspannungssignale in digitale Signale umwandelt und diese an seinen Ausgang liefert.

12. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherschaltung (3) eine Abtastschaltung (24) aufweist, die durch das von der Taktgeberschaltung (7) gelieferte Matrixzahlschaltsignal in Abhängigkeit von der Anzahl der Reihen und Spalten der in der Verpackung angeordneten Behälter voreingestellt ist und die von der Detektor/Wandler-Schaltung (2) gelieferten digitalen Signale orJnet und verteilt; daß parallel an die Abtastschaltung Speichereinheiten (13| - 13„) angeschlossen sind, die jeweils in Speicherblöcke (13a, 136, i3c) aufgeteilt sind, deren Anzahl der Anzahl der Meßpunkte auf jedem Behälter entspricht, und in welchen die von der Abtastschaltung aufjeteilten digitalen Signale in Abhängigkeit vom Empfang der Speichersteuersignale der Taktgeberschaltung gespeichert werden, und daß die gespeicherten digitalen Signale zu gleicher Zeit aus den Speichereinheiten ausgegeben werden, wenn die letzten digitalen Signale, welche von den letzten Meßpunkten auf den Behältern abgeleitet sind, eingegeben worden sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleicherschaltung (5) aus der Pegeleinstelleinrichtung (17) für das Bezugssignal, aus dem Vergleicher (18), der das Abweichungssignal des Rechners (4) mit dem Bezugssignal vergleicht und ein Fehlersignal liefert, wenn das Abweichungssignal die untere oder obere Grenze des Bezugssignals überschreitet, aus einem Flip-Flop (25), der das Fehlersignal speichert, und aus einer UND-Schaltung (26) aufgebaut ist, welche bei Empfang eines Überwachungsendsignals von der Taktgeberschaltung (7) die Ausgabe des Fehlersignals ermöglicht

14. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktgeberschaltung (7) aus dem Sensor (19), der feststellt wenn eine Verpakkung mit darin in Matrixform angeordneten Behältern an der Meßvorrichtung vorbeigeführt wird und dabei ein Detektorsignal liefert, das die Position der Behälter bezüglich der Meßköpfe (8i— 8„) angibt, aus dem Impulsgenerator (21), der das aus den Impulsen zusammengesetzte Taktgebersignal synchron mit der Förderbewegung der Behälter liefert, aus einer Zeitsteuerschaltung (27), welche bei bei Beendigung des Detektorsignals an die Vergleicherschaltung (5) das Überwachungsendsignal liefert, aus dem Zähler (22), der während des Empfangs des Detektorsignals die Impulse des Taktgebersignals zählt und aufeinanderfolgende Speichersteuersignale an die Speicherschaltung (3) abgibt und aus einer Matrixzahlbestimmungseinrichtung (28) besteht, 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 Matrixzahlschaltsignals und ein Reihenschaltsignal voreinstellt und schaltet.

15. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählerschaltung (22) aus
einem 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 liefen, so daß die 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) besteht, 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 vorbeigeführt werden, Speichersteuersignale abgibt, so daß die digitalen Signale, welche den anderen Meßpunkten zugeordnet sind, in der richtigen Reihenfolge in die Speichersteuersi_haltung (3) eingegeben werden.