СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ЕМКОСТЕЙ Российский патент 2012 года по МПК G01M3/00 

Изобретение относится к способу проверки герметичности емкостей, в частности, повторно используемых больших емкостей для напитков, таких как кеги, или им подобных, согласно которому оптически сканируют, по меньшей мере, одно отверстие емкости в отношении возможного выхода жидкости или в целом - выходящих веществ.

Из практики и из публикации DE 4343750 А1 известен такой способ проверки герметичности емкостей, при котором отверстия емкости или предусмотренный в этом месте в большинстве случаев затвор проверяют в том отношении, закрыта ли емкость в целом герметично. Тогда после наполнения соответствующие емкости или кеги грузят и поставляют, например, в рестораны. В этой связи требуется, чтобы соответствующая емкость была герметичной и, наполненная жидкость, как правило, пиво, не выходила через одно или несколько отверстий емкости.

Для этого в соответствии с уровнем техники с помощью оптических способов сканирования проверяют, выходит ли упомянутая жидкость или же пена, если это пиво, из отверстия емкости или на затворе. Эта проверка предполагает, в конечном счете, что выходящая жидкость или выходящая пена создает контраст по сравнению с основанием, так что изменяются оптические свойства емкости на участке отверстия емкости или на затворе. Только тогда в этом примере надежно определяют выход жидкости и/или пены. В этом отношении в данном случае возникают трудности, когда часто изменения оптических свойств емкости, по меньшей мере, на участке отверстия емкости или в, или на затворе не так значительны, или их обнаруживают настолько отчетливо, что уверенно можно делать вывод о выходе жидкости.

Задача предлагаемого изобретения состоит в создании такого способа проверки герметичности емкостей, при котором можно надежно определять и регистрировать возможный выход жидкости (или также пены) или, в целом веществ (в частности, также газовых пузырей). Кроме того, необходимо создать подходящее устройство для осуществления указанного способа.

Для решения этой технической задачи в известном способе проверки герметичности емкостей предусмотрено, что емкость имеет, по меньшей мере, на участке отверстия емкости и/или на его затворе контрастный участок, имеющий отличающуюся от прочей поверхности структуру поверхности и/или цветовое оформление поверхности.

В рамках изобретения емкость снабжают, по меньшей мере, на участке отверстия емкости упомянутым контрастным участком. То же самое альтернативно или дополнительно касается затвора, закрывающего отверстие емкости. Само собой разумеется, описанные мероприятия не ограничены одним отверстием емкости и одним затвором, а упомянутым контрастным участком могут быть снабжены все отверстия емкости и/или все затворы проверяемой емкости.

В данном случае речь идет о таком контрастном участке поверхностей, который имеет оптически отличающуюся от остальной окружающей его поверхности структуру поверхности и/или цветовое оформление поверхности. Понятие "Контрастный участок" предполагает, что контрастный участок выполнен контрастным относительно его структуры поверхности и/или оформления поверхностей по сравнению с остальной поверхностью и/или поступающей в емкость жидкостью. В частности, в простейшем случае достаточно, чтобы контрастный участок был оформлен оптически контрастирующим по сравнению с окружающей его поверхностью. Однако вдобавок или альтернативно контрастный участок можно выполнить таким образом, что желаемый оптический контраст получают только тогда, когда принятая в емкость жидкость выходит, соответственно, по сравнению с принятой в емкость жидкостью.

Для этого изобретение, в частности, предлагает, что контрастный участок определяют, например, при механической и/или электрической, и/или химической или при сравнимой обработке поверхности на участке отверстия емкости и/или в, или на затворе. При механической обработке для определения контрастного участка поступают, например, так, что поверхность емкости в простейшем случае делают шероховатой, по меньшей мере, на участке отверстия емкости или поверхности затвора. Во всяком случае, можно изменить свойства отражения поверхности на контрастном участке по сравнению с остальной поверхностью. Если поверхность емкости и/или затвора выполнена, например, более или менее сильно отражающей, то контрастный участок определяют, например, посредством того, что поверхность получает на этом месте матовое покрытие и таким образом изменяются свойства отражения.

Кроме того, естественно, также возможно изменение, в целом характера рассеивания поверхности контрастного участка. Для этого рекомендуются, например, способы гравировки при помощи лазера или механического нанесения отпечатка. Также возможна электрическая обработка в виде электроискровой обработки для изменения поверхности на контрастном участке по сравнению с остальной поверхностью, что касается ее оптических свойств. Так же возможна химическая обработка в виде обработки травлением или ей подобная. При этом, разумеется, можно комбинировать описанные прежде способы и методики.

Кроме того, в качестве альтернативы или дополнительно возможно, что контрастный участок определяют накаткой (краски) на поверхность на участке отверстия емкости и/или на затворе. Также как и в случае определения контрастного участка посредством механической и/или электрической, и/или химической обработки, накатка (краски) обеспечивает изменение оптических свойств поверхности на контрастном участке по сравнению с окружающей поверхностью. При названных изменениях оптических свойств речь идет большей частью о вариациях в характере отражения, характере рассеивания, в цветопередаче и так далее. В действительности посредством такой накатки (краски) можно, в частности, изменять цвет на контрастном участке по сравнению с остальной поверхностью. Впрочем, оказалось предпочтительным, если контрастный участок имеет определенный и заданный образец. Тогда этот образец без затруднений распознается и анализируется оптическим сканирующим устройством. Как только появятся изменения на образце относительно его цвета, свойств отражения, характера рассеивания или аналогичных оптических свойств, оптическое сканирующее устройство на основании этого в состоянии непосредственно сделать вывод, например, о выходящей жидкости или также о выходящей пене (в случае наполнения пивом). При этом в целом оказалось эффективным, если в качестве оптического сканирующего устройства используют одну или несколько камер, в частности, ПЗС-камеры, то есть работают, например, с применением способов обработки изображений.

Предметом изобретения является также обрабатывающее устройство для емкости, как оно описывается в независимом пункте 7 формулы изобретения. Это обрабатывающее устройство может работать согласно описанному способу. Но это, правда, не обязательно. В остальном, изобретение содержит емкость, в частности, повторно используемую большую емкость для напитков, выполненную согласно пункту 10 формулы изобретения.

При названных емкостях может идти речь, по существу, о любых емкостях, в которые разливаются жидкости, в частности напитки. В частности, ими могут быть также бутылки из стекла, полимерного материала и даже банки или другие емкости для напитков, если они снабжены, по меньшей мере, одним отверстием емкости, которое следует проверять на герметичность после наполнения жидкостью или напитком. В большинстве случаев к отверстию емкости присоединен затвор.

Согласно предпочтительному выполнению описанный способ и устройство преимущественно используют для повторно используемых больших емкостей для напитков, в частности, емкостей для напитков с большой и не подходящей для непосредственного употребления вместимостью - более 5 л или более, чем 10 л. Особенно предпочтительны большие емкости для напитков, наполняемые, опорожняемые, очищаемые и повторно наполняемые, и так далее, в рамках повторно используемой системы. Большей частью используют бочки-кеги, в частности, повторно используемые бочки, специально разработанные для промышленного наполнения и стерилизованного хранения напитков. Обыкновенные бочки-кеги имеют, например, вместимость для напитков 30 л или даже 50 л. В этом отношении рекомендуется дополнительно обратиться к публикации DE 102005031573 А1 заявителя.

Емкость или бочку-кегу изготавливают, как правило, из высококачественной стали, так что для определения контрастного участка используют способы обработки металла на участке отверстия емкости, посредством которых поверхность становится по желанию контрастирующей, без нарушения функции емкости как таковой.

В качестве затворов для бочек-кег используются, как правило, так называемые фитинги, изготавливаемые как из высококачественной стали, так и из полимерного материала. В вышеназванном случае фитинги имеют металлический блеск и являются отражающими, так что контрастный участок можно определять, например, посредством лазерного гравирования, учитывая, например, определенный образец на поверхности. Само собой разумеется, что всю поверхность фитинга из высококачественной стали также можно выполнить матовой, например, посредством лазерного луча.

При использовании фитингов из полимерного материала рекомендуется для определения контрастного участка изготавливать накатку из краски. Для этого особенно подходящими красками являются краски, имеющие желтые или даже серые тона, а также синие тона, отличающиеся значительным контрастом относительно цвета выходящей жидкости или также пены, или пузырьков. Кроме того, упомянутые цвета особенно хорошо распознаются и анализируются камерой или при автоматизированной обработке изображений. Причина заключается в высокой чувствительности используемых ПЗС-камер в этих областях спектра.

В любом случае, изобретение предлагает специальную обработку исследуемой в ходе проверки на герметичность емкости на участке, по меньшей мере, одного отверстия емкости или на затворе, в частности, таким образом, что определяют контрастный участок. Посредством этого оптически сканированного и проверенного в ходе обработки изображений контрастного участка можно легко распознать, изменились ли его оптические свойства, например, из-за выходящей жидкости, пены, пузырей и так далее. Такой способ заметно превосходит прежние способы, так как контрастный участок обеспечивает безупречное оптическое распознавание. Поскольку контрастный участок выполнен так, что он контрастирует с остальной поверхностью и/или дополнительно с поступившей в емкость жидкостью или, вообще, с выходящими веществами. Для этого в простейшем случае можно определять контрастный участок посредством лазерной гравировки, причем при этом способе, кроме того, возможно располагать по бокам контрастного участка определенный образец. Все это можно выполнять быстро и с малыми затратами, так что на практике наблюдается чрезвычайно большая польза. И даже потому, что, в конечном счете, значительно снижаются издержки на программирование, а вычисления для распознавания негерметичности становятся менее продолжительными. В результате этого можно сократить продолжительности такта. В этом можно видеть существенные преимущества.

Далее приводится более подробное описание изобретения посредством только одного изображенного примера выполнения. На чертежах показаны:

фиг.1. Соответствующее изобретению обрабатывающее устройство и

фиг.2. Емкость, в детальном изображении.

На фиг.1 изображено обрабатывающее устройство для емкости 1. При этом под емкостями 1 речь идет в примере выполнения и, не ограничиваясь им, о бочках-кегах, наполненных после очистки напитком, например, пивом и закрытых. В данном случае наполнение емкости 1 происходит, по меньшей мере, через отверстие 2 емкости, закрываемое после процесса наполнения затвором 3. Затем в рамках представленного обрабатывающего устройства происходит проверка плотности емкости 1 таким образом, что на оптическом пути проверяют, имеет ли место возможный выход из отверстия 2 емкости жидкости или других веществ, таких, как пена или также пузырей в случае наполнения пивом.

Для этой цели обрабатывающее устройство снабжается оптическим сканирующим устройством 4, 5, состоящим в рамках примера выполнения из двух (ПЗС) камер 4, направленных на затвор 3 или отверстие 2 емкости и (белого) источника 5 света. Оптическое сканирующее устройство 4, 5 присоединяется к блоку 6 управления, определяющему при помощи обрабатывающего изображение программного обеспечения возможные изменения оптических свойств емкости 1 на участке отверстия 2 емкости и/или в затворе 3 или на затворе 3 из-за выходящих веществ, например, таких как пена, пузыри, жидкость и так далее.

Для возможности простой регистрации изменения оптических свойств емкости 1 в зоне отверстия 2 емкости и/или в или на затворе 3, емкость 1 снабжается, по меньшей мере, в зоне отверстия 2 емкости и/или в затворе 3 контрастным участком 7. В примере выполнения и, не ограничиваясь только им, упомянутым и видимым на фиг.2 контрастным участком 7 оснащена поверхность выполненного как фитинг затвора 3. Этот контрастный участок 7 располагает в данном примере структурой поверхности и/или цветовым оформлением поверхности, отличающимися от остальной поверхности затвора 3.

С этой целью затвор 3 или фитинг из высококачественной стали изменен на своей поверхности относительно оптических свойств отражения посредством лазерного гравирования и имеет в этой связи определенный и заданный посредством направления лазера образец 8, 8'. Фактически на фиг.2 в качестве примера показаны два различных геометрических образца 8, 8', которые можно легко определять с помощью лазера на поверхности затвора 3 посредством соответствующего компьютерного цифрового программного управления.

Вместо такой механической обработки поверхности затвора 3 или фитинга 3 можно также наносить альтернативно на затвор 3 накатку (краской), что, однако, не изображено. В любом случае, оптические свойства поверхности затвора 3 изменяются посредством определенного контрастного участка 7 или произведенных для этого образцов 8, 8'. Такое целенаправленное изменение оптических свойств в контрастном участке 7 может использоваться для регистрации возможного выхода веществ в затворе 3 из емкости 1. Тогда контрастный участок 7 выполнен контрастирующим в отношении его структуры поверхности не только по сравнению с остальной поверхностью затвора 3 или емкости 1, но также и в отношении веществ, выходящих из емкости 1. Во всяком случае, с помощью оптического сканирующего устройства 4, 5 можно определенно и быстро регистрировать выходящее из емкости 1 пиво или также пену, так как пиво или пена в приведенном случае изменяют оптические свойства образца 8, 8', а эти изменения без затруднений регистрируются с помощью блока 6 управления или заложенного в нем программного обеспечения для обработки изображений.

При этом следует добавить, что с помощью источника 5 света можно еще более улучшить обнаружение. В частности, возможно, например, что источник 5 света вызывает свечение (ср. флюоресценцию) выходящей жидкости, что еще более усиливает контраст с контрастным участком 7.

Изобретение относится к области контрольно-испытательной техники и направлено на повышение надежности контроля герметичности закрытых емкостей, что обеспечивается за счет того, что оптически сканируют при помощи оптического сканирующего устройства по меньшей мере одно отверстие емкости в отношении возможного выхода веществ, находящихся в емкости. При этом, согласно изобретению емкость имеет по меньшей мере на участке отверстия емкости и/или на ее затворе контрастный участок, имеющий не совпадающую с остальной поверхностью емкости и/или затвора структуру поверхности и/или цветовое оформление поверхности. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ проверки герметичности емкостей (1), в частности повторно используемых больших емкостей для напитков, таких как кеги (1) или им подобных, согласно которому оптически сканируют, по меньшей мере, одно отверстие (2) емкости в отношении возможного выхода веществ, отличающийся тем, что емкость снабжают, по меньшей мере, в зоне отверстия (2) емкости и/или на его затворе (3) контрастным участком (7), имеющим отличающуюся от прочей поверхности структуру поверхности и/или цветовое оформление поверхности.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что контрастный участок (7) выполняют контрастирующим относительно его структуры поверхности и/или оформления поверхностей по сравнению с прочей поверхностью и/или выходящих из емкости (1) веществ.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что контрастный участок (7) определяют, например, при механической, и/или электрической, и/или химической или при сравнимой обработке поверхности в зоне отверстия (2) емкости и/или на затворе (3).

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что контрастный участок (7) определяют накаткой (краски) на поверхность в зоне отверстия (2) емкости и/или на затворе (3).

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что на контрастном участке (7) изменяют отражающие свойства, цвет, характер рассеивания или подобные оптические свойства остальной поверхности.

6. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что контрастный участок (7) снабжают определенным образом (8, 8'), распознаваемым и анализируемым оптическим сканирующим устройством (4, 5).

7. Обрабатывающее устройство для емкостей (1), в частности для повторно используемых больших емкостей для напитков, таких как кеги (1) или им подобных, предпочтительно для осуществления способа по любому из пп.1-6, с оптическим сканирующим устройством (4, 5) для проверки герметичности емкостей (1), по меньшей мере, на участке отверстия (2) емкости в отношении возможного выхода веществ, отличающееся тем, что посредством оптического сканирующего устройства (4, 5) проверяется контрастный участок (7) в зоне отверстия (2) емкости и/или на затворе (3) емкости (1) с несовпадающей с остальной поверхностью структурой поверхности и/или цветовым оформлением поверхности в том отношении, находятся ли на нем выходящие из емкости (1) вещества.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что оптическое сканирующее устройство (4, 5) выполнено как устройство распознавания образов или содержащее его.

9. Устройство по п.7 или 8, отличающееся тем, что контрастный участок (7) имеет образец (8, 8'), в частности геометрический образец (8, 8').

10. Емкость (1), в частности повторно используемые большие емкости для напитков, такие как кеги (1) или им подобные, по меньшей мере, с одним отверстием (2) емкости и одним затвором (3), отличающаяся тем, что, по меньшей мере, в зоне отверстия (2) емкости и/или на затворе (3) выполнен контрастный участок (7), имеющий не совпадающую с остальной поверхностью структуру поверхности и/или цветовое оформление поверхности.