УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЧИСТОТЫ ПУСТЫХ ПРОЗРАЧНЫХ СОСУДОВ Российский патент 1994 года по МПК G01N21/90 

Изобретение относится к инспекционной технике, в частности к устройствам контроля чистоты стеклотары многоразового использования, и может быть применено на линиях розлива пищевых продуктов.

Для контроля чистоты сосудов на линиях розлива используют различные инспекционные устройства. Из них наиболее эффективными и технологичными являются оптико-электронные сканирующие устройства. Они вполне соответствуют современным требованиям неразрушающего дистанционного контроля и обеспечивают относительно высокие быстродействие и точность контроля.

Однако потенциальные возможности таких устройств ограничены. Производительность не превышает 36000 бут./ч, а конструкция не позволяет избежать ошибок, связанных с ложными сигналами, и исключить отбраковку чистых сосудов.

Наиболее близким к изобретению является устройство для контроля чистоты пустых прозрачных сосудов, содержащее излучатель в виде лампы, рассеивающую пластину, через которую световой поток поступает на контролируемую донную часть бутылки и проходит через горло ее на призму Дове, вращаемую двигателем. Изображение дна бутылки, создаваемое призмой Дове, вращается со скоростью, вдвое превышающей скорость призмы, и затем поступает на светоделительную пластину. Часть света, прошедшего пластину, подается на первый светоприемный блок, а другая часть, отраженная от пластины, поступает на второй светоприемный блок.

Светоприемные блоки состоят из решеток фотоячеек. Причем фотоячейки второй решетки ориентированы относительно центра вращения изображения таким образом, что каждая ячейка освещается светом от небольшого участка дна, который диаметрально противоположен небольшому участку дна, обеспечивающему свет для эквивалентной ячейки на первой решетке. Каждая ячейка решетки посылает сигнал в соответствующую цепь обработки, которая приводит в действие сортирующее устройство, если любой из посланных сигналов указывает на наличие загрязнения или инородного тела.

Присутствие на линиях розлива бутылок с различной оптической плотностью делает использование данного устройства малоэффективным, требуя дополнительных средств для его перенастройки или для сортировки бутылок по принципу одноцветности, что существенно снижает быстродействие устройства и повышает его стоимость.

Целью изобретения является повышение быстродействия контролирующего устройства и качества контроля путем обеспечения автоматической адаптации к сосудам различной оптической плотности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для контроля чистоты пустых прозрачных сосудов, содержащем излучатель, блок включения излучателя, синхронизатор и последовательно соединенные светоприемный блок, блок обработки сигналов и блок управления отбраковочным механизмом, светоприемный блок снабжен селективным фильтром, установленным перед чувствительным элементом блока, излучатель выполнен в виде матрицы светоизлучающих элементов, матрицы источников излучения оптически связаны между собой, при этом блок включения излучателя выполнен из коммутатора электрических сигналов и командно-стробирующего блока, последовательно связанных с матрицей источников излучения, причем коммутатор электрических сигналов соединен с блоком обработки сигналов и блоком управления отбраковочным механизмом, а синхронизатор подключен к командно-стробирующему блоку.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - общая схема излучателя; на фиг.3 - вид по стрелке А на фиг.2; на фиг.4 - один из вариантов выполнения излучателя.

Устройство содержит синхронизатор 1, командно-стробирующий блок (КСБ) 2, коммутатор 3 электрических сигналов, излучатель 4, светоприемный блок 5, блок обработки сигналов (БОС) 6 и блок 7 управления отбраковочным механизмом.

Излучатель 4 включает корпус 8, матрицу светоизлучающих элементов 9, к которой крепятся выходными торцами световолоконные проводники 10, собранные в жгут 11. В варианте исполнения излучателя (см. фиг.4), входные торцы светодиодов стыкуются с матрицей 12 источников излучения, заключенной в корпус 13, электрический разъем 14 соединяет матрицу источников излучения с коммутатором 3 электрических сигналов, защитное стекло 15 предохраняет матрицу светоизлучающих элементов от попадания влаги, пыли и т.д.

Сигналом к началу работы устройства служит момент появления бутылки в зоне инспекции. Этот момент наступает как только тело бутылки пересечет постоянный световой поток между датчиком и фотоприемником синхронизатора 1. В этом случае синхронизатор вырабатывает сигнал, поступающий на КСБ 2, который подает команду на включение излучателя 4.

Начинается поочередная по времени подсветка излучающих элементов при сохранении определенного уровня одновременной постоянной по времени подсветки элементов. Импульсные световые посылки от каждого излучающего элемента проходят через инспектируемое дно бутылки и распределяются по поверхности дна в соответствии с заранее заданной программой, которую при необходимости можно корректировать. Далее световые импульсы поступают на чувствительный элемент светоприемного блока 5, оптически сопряженного с излучателем 4. Фотоотклики с выхода светоприемного блока поступают в блок 6 обработки сигнала. В результате суммирования этих откликов и сравнения полученной величины с заданным граничным значением, меньшим или равным числу импульсных световых посылок, блок 7 управления отбраковочным механизмом формирует выходной сигнал, поступающий в устройство отбраковки бутылок (на чертеже не показано).

При наличии загрязнения в проверяемой бутылке величина, полученная в результате суммирования выходных сигналов светоприемного блока, будет отличаться от граничного значения, в этом случае с выхода блока 7 управления отбраковочным механизмом поступит сигнал на отбраковку бутылки.

Осуществление вместо механического сканирования переключения светоизлучающих элементов блока излучателя с помощью электрической коммутации источников излучения по заданной программе с возможностью ее корректировки существенно повышает быстродействие контролирующего устройства.

В том случае, когда на конвейер, перемещающий бутылки к зоне инспекции, поступают бутылки различной оптической плотности, возникает большой разброс в величине светового потока, попадающего на светоприемный блок после прохождения через бутылку, и, соответственно, большой разброс в уровне электрического сигнала-отклика на выходе светоприемного блока, что не позволяет идентифицировать загрязнение.

Использование излучателя с постоянной и поочередной по времени подсветкой излучающих элементов, связанного через коммутатор электрических сигналов и командно-стробирующий блок с блоком обработки сигналов, состоящим из логарифмического усилителя, компаратора с автоматическим формированием уровня порога срабатывания в зависимости от оптической плотности бутылки и устройства формирования опорного сигнала, позволяет сузить динамический диапазон разброса уровня сигналов, поступающих с выхода светоприемного блока, и обеспечивает возможность автоматического формирования критерия загрязненности, адаптированного к оптической плотности бутылки.

Сущность изобретения: в устройстве светоприемный блок выполнен в виде светочувствительного селектора, а блок излучателя состоит из матрицы светоизлучающих элементов и матрицы источников излучения, оптически связанных между собой, при этом включение и переключение светоизлучающих элементов осуществляется через коммутатор электрических сигналов под управлением командно-стробирующего блока, которые последовательно связаны с матрицей источников излучения, причем коммутатор электрических сигналов связан также с блоком обработки сигналов и блоком управления отбраковочным механизмом. 4 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЧИСТОТЫ ПУСТЫХ ПРОЗРАЧНЫХ СОСУДОВ, содержащее излучатель, блок включения излучателя, синхронизатор и последовательно соединенные светоприемный блок, блок обработки сигналов и блок управления отбраковочным механизмом, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и качества контроля сосудов, светоприемный блок снабжен селективным фильтром, установленным перед чувствительным элементом блока, излучатель выполнен в виде матрицы светоизлучающих элементов и матрицы источников излучения, оптически связанных между собой, блок включения излучателя выполнен из коммутатора электрических сигналов и командно-стробирующего блока, последовательно связанных с матрицей источников излучения, причем коммутатор электрических сигналов соединен с блоком обработки сигналов и блоком управления отбраковочным механизмом, а синхронизатор подключен к командно-стробирующему блоку.